vestibИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Biological Series1029-89402524-230XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1029-8940-2025-70-1-40-47vestib-953Research ArticleСтатьиГенетическая характеристика разводимой группировки оленей и оценка потока генов из нее в природные популяцииGenetic characteristics of the bred group of deer and assessment of gene flow from it to natural populationsВолнистыйА. А.ValnistyA. A.

Волнистый Арсений Андреевич – научный сотрудник

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Arseni A. Valnisty – Researcher

27, Akademisheskaya Str., 220072, Minsk

volnisty.aa@yandex.ruГомельК. В.HomelK. V.

Гомель Константин Вячеславович – канд. биол. наук, вед. науч. сотрудник

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Kanstantsin V. Homel – Ph. D. (Biol.), Leading Researcher

27, Akademisheskaya Str., 220072, Minsk

homelkv@gmail.comСергеевГ. В.SergeevG. V.

Сергеев Геннадий Валерьевич – канд. хим. наук, заведующий ла Минскбораторией

ул. Академика Купревича, 5/2, 220141, г. Минск

Gennady V. Sergeev – Ph. D. (Chem.), Head of Laboratory

5/2, Academician Kuprevich Str., Minsk

gvserg@iboch.byНикифоровМ. Е.NikiforovM. E.

Никифоров Михаил Ефимович – академик, д-р биол. наук, профессор, заведующий лабораторией

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Mikhail E. Nikiforov – Academician, D. Sc. (Biol.), Head of the Laboratory

27, Akademisheskaya Str., 220072, Minsk

nikif@tut.byНаучно-практический центр НАН Беларуси по биоресурсамScientific and Practical Centre of the National Academy of Sciences of Belarus on BioresourcesИнститут биоорганической химии НАН БеларусиInstitute of Bioorganic Chemistry of the National Aca demy of Sciences of Belarus2025280120257014047Copyright © Волнистый А.А., Гомель К.В., Сергеев Г.В., Никифоров М.Е., 20252025Волнистый А.А., Гомель К.В., Сергеев Г.В., Никифоров М.Е.Valnisty A.A., Homel K.V., Sergeev G.V., Nikiforov M.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestibio.belnauka.by/jour/article/view/953

В исследовании приводятся результаты молекулярно-генетического анализа искусственной группировки оленей хозяйства «Сибирское подворье» на основании полиморфизма митохондриального контрольного региона и микросателлитных локусов ядерного генома, направленного на определение видовой принадлежности и происхождения, а также оценка наличия потока генов в дикую метапопуляцию благородного оленя Cervus elaphus посредством случайных побегов.

В результате проведенного молекулярно-генетического анализа определена принадлежность особей из искусственной популяционной группы оленей к виду Cervus canadiensis sibiricus, или алтайский вапити. Полученные показатели генетического разнообразия в хозяйственной популяционной группе характеризовались как средние, типичные для популяций схожих размеров и состояния. Анализ митохондриальных последовательностей из белорусской метапопуляции благородного оленя (n = 36) не показал присутствия митохондриальных гаплотипов алтайского вапити. Также не было выявлено значительного потока генов из вольерной популяции оленей на ферме «Сибирское подворье». При этом обнаружены признаки одиночных событий гибридизации между благородными оленями и вапити, что требует повышенного внимания к разводимым в неволе близкородственным формам оленей в целях  предотвращения гибридной интрогрессии адвентивных видов в дикую популяцию благородного оленя Беларуси.

Here we present the results of genetic analysis of an artificial deer population, inhabiting an enclosed territory near Lida. The analysis was aimed at determining the precise origins and genetic characteristics of the population and disco vering presence of any gene flow between the artificial population and the wild deer of the region. We employed mitochondrial control region haplotypes analysis to identify origins and possible matrilineal hybrids, and hybrid classification of migration analysis based on microsatellite data to discover hybrid specimens and gene flow, respectively. We have determined that the artificial population in question belongs to the species Cervus canadensis sibiricus, or Altai wapiti, originates in the South Altai region, and possesses mediocre genetic diversity as can be expected from a population of this size. While singular results of hybrid analysis seem to indicate a possibility of rare interbreeding between escaped wapiti and wild deer, there are no indicators of any substantial gene flow from the artificial population into the wild, but we believe that it still warrants additional attention in order to prevent undesirable introgression. 

благородный оленьалтайский вапитигибридизацияпоток геновgame speciesungulateshybridizationgene flowReferencesРоманов, В. С. Благородный олень (Cervus E. elaphus) в Беларуси и основные принципы программы по его дальнейшей реакклиматизации / В. С. Романов, П. Г. Козло // Труды Белорусского государственного технологического университета. Сер. Лесное хозяйство. – 2002, № 1. – С. 30–42.Romanov V. S, Kozlo P. G. Red deer (Cervus e. elaphus) in Belarus and the main principles of it’s continued reacclimatization. Trudy Belorusskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya Lesnoe khozyaistvo [Proceedings of the Belarusian State Technological University. Forestry Series], 2002, no. 10, pp. 30–42 (in Russian).Шакун, В. В. Млекопитающие Беларуси / В. В. Шакун. – Mинск: Беларусь, 2022. – 248 с.Shakun, V. V. Mammals of Belarus, Minsk, Belarus’ Publ., 2022. 248 p. (in Russian).Шакун, В. В. Особенности формирования популяций благородного оленя в Беларуси и факторы, их обуславливающие / В. В. Шакун. – Минск: [б. и.], 2011. – 24 с.Shakun, V. V. Peculiarities of the formation of red deer populations in Belarus and the factors causing them. Minsk, 2011, 24 p. (in Russian).Introgression Through Rare Hybridization: A Genetic Study of a Hybrid Zone Between Red and Sika Deer (Genus Cervus) in Argyll, Scotland / S. J. Goodman, N. H. Barton, G. Swanson [et al.] // Genetics. – 1999. – Vol. 152, N 1. – P. 355– 371. https://doi.org/10.1093/genetics/152.1.355Goodman S. J., Barton N. H., Swanson G., Abernethy K., Pemberton J. M. Introgression through rare hybridization: A genetic study of a hybrid zone between red and sika deer (Genus Cervus) in Argyll, Scotland. Genetics, 1999, vol. 152, no. 1, pp. 355–371. https://doi.org/10.1093/genetics/152.1.355Gilman, R. T. Hybridization, species collapse, and species reemergence after disturbance to premating mechanisms of reproductive isolation / R. T. Gilman, J. E. Behm // Evolution. – 2011. – Vol. 65, N 9. – P. 2592–2605. https://doi.org/10.1111/j.1558-5646.2011.01320.xGilman R. T., Behm J. E. Hybridization, species collapse, and species reemergence after disturbance to premating mechanisms of reproductive isolation. Evolution, 2011, vol. 65, no. 9, pp. 2592–2605. https://doi.org/10.1111/j.15585646.2011.01320.xCryptic Biological Invasions: a General Model of Hybridization / C. S. Quilodrán, F. Austerlitz, M. Currat, J. I. Montoya-Burgos // Scientific Reports. – 2018. – Vol. 8, N 1. – P. 2414. https://doi.org/10.1038/s41598-018-20543-6Quilodrán C. S., Austerlitz F., Currat M., Montoya-Burgos J. I. Cryptic biological invasions: A general model of hybridization. Scientific Reports, 2018, vol. 8, no. 1, p. 2414. https://doi.org/10.1038/s41598-018-20543-6Hale, M. L. Sampling for microsatellite-based population genetic studies: 25 to 30 individuals per population is enough to accurately estimate allele frequencies / M. L. Hale, T. M. Burg, T. E. Steeves // PLoS One. – 2012. – Т. 7, N 9. – P. e45170. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0045170Hale M. L., Burg T. M., Steeves T. E. Sampling for microsatellite-based population genetic studies: 25 to 30 individuals per population is enough to accurately estimate allele frequencies. PLoS ONE, 2012, vol. 7, no. 9, p. e45170. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0045170Коллекция Генетического банка дикой фауны ГНПО «НПЦ НАН Беларуси по биоресурсам» – подходы к формированию и практика использования коллекционных материалов для генетических исследований / А. А. Волнистый, А. А. Семенова, В. О. Молчан [и др.] // Всероссийская конференции «Зоологические коллекции как источник генетических ресурсов мировой фауны – классические и современные подходы к их изучению, хранению и использованию»: программа, тез. докл. и постерных сообщений, 22–23 июня 2022 г., Санкт-Петербург / Зоол. ин-т РАН. – СПб., 2022. – С. 15.Valnisty A. A., Semenova A. A., Molchan V. O., Homel K. V., Kheidorova E. E., Shpak A. V., Slivinska K., Lobanovs kaya P. Yu., Nikiforov M. E. Collection of the Genetic Bank of Wild Fauna of the State Scientific and Production Center for Bioresources of the National Academy of Sciences of Belarus – approaches to formation and practice of using collection materials for genetic research. Vserossiiskaya konferentsiya “Zoologicheskie kollektsii kak istochnik geneticheskikh resursov mirovoi fauny – klassicheskie i sovremennye podkhody k ikh izucheniyu, khraneniyu i ispol’zovaniyu”: programma, tezisy dokladov i posternykh soobshchenii, 22–23 iyunya 2022 goda, Sankt-Peterburg [All-Russian Conference “Zoological Collections as a Source of Genetic Resources of the World Fauna – Classical and Modern Approaches to Their Study, Storage and Use”: program, abstracts of reports and poster presentations, June 22–23, 2022, St. Petersburg]. St. Petersburg, 2022, p. 15 (in Russian).Reintroduction shapes the genetic structure of the red deer (Cervus elaphus) population in Belarus / A. A. Valnisty, K. V. Homel, E. E. Kheidorova [et al.] // Theriologia Ukrainica. – 2022. – Vol. 2022, N 23. – С. 31–46. http://doi.org/10.15407/tu2306Valnisty A. A., Homel K. V., Kheidorova E. E., Nikiforov M. Y., Molchan V. O., Lobanovskaya P. Y., Semionova A. A. Reintroduction shapes the genetic structure of the red deer (Cervus elaphus) population in Belarus. Theriologia Ukrainica, 2022, vol. 2022, no, 23. pp. 31–46. http://doi.org/10.15407/tu2306Between the lines: mitochondrial lineages in the heavily managed red deer population of Belarus / A. A. Valnisty, K. V. Homel, E. E. Kheidorova [et al.] // Mammalian Biology. – 2024. – Vol. 104, № 2. – P. 205–214. https://doi.org/10.1007/s42991-023-00397-wValnisty A. A., Homel K. V., Kheidorova E. E., Molchan V. O., Nikiforov M. Y. Between the lines: Mitochondrial lineages in the heavily managed red deer population of Belarus. Mammalian Biology, 2024, vol. 104, no. 2, pp. 205–214. https://doi.org/10.1007/s42991-023-00397-wDirectional genetic differentiation and relative migration / L. Sundqvist, K. Keenan, M. Zackrisson [et al.] // Ecology and Evolution. – 2016. – Vol. 6, N 11. – P. 3461–3475. https://doi.org/10.1002/ece3.2096Sundqvist L., Keenan K., Zackrisson M., Prodöhl P., Kleinhans D. Directional genetic differentiation and relative migration. Ecology and Evolution, 2016, vol. 6, no. 11, pp. 3461–3475. https://doi.org/10.1002/ece3.2096diveRsity: An R package for the estimation and exploration of population genetics parameters and their associated errors / K. Keenan, P. McGinnity, T. F. Cross [et al.] // Methods in Ecology and Evolution. – 2013. – Vol. 4, N 8. – P. 782–788. https://doi.org/10.1111/2041-210x.12067Keenan K., McGinnity P., Cross T. F., Crozier W. W., Prodöhl P. A. diveRsity: An R package for the estimation and exploration of population genetics parameters and their associated errors. Methods in Ecology and Evolution, 2013, vol. 4, no. 8, pp. 782–788. https://doi.org/10.1111/2041-210х.12067Anderson, E. C. A Model-Based Method for Identifying Species Hybrids Using Multilocus Genetic Data / E. C. Anderson, E. A. Thompson // Genetics. – 2002. – Vol. 160, N 3. – P. 1217–1229. https://doi.org/10.1093/genetics/160.3.1217Anderson E. C., Thompson E. A. A model-based method for identifying species hybrids using multilocus genetic data. Genetics, 2002, vol. 160, no. 3, pp. 1217–1229. https://doi.org/10.1093/genetics/160.3.1217Excoffier, L. Arlequin suite ver 3.5: a new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows / L. Excoffier, H. E. L. Lischer // Molecular Ecology Resources. – 2010. – Vol. 10, N 3. – P. 564–567. https://doi.org/10.1111/j.1755-0998.2010.02847.xExcoffier L., Lischer H. E. L. Arlequin suite ver 3.5: a new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows. Molecular Ecology Resources, 2010, vol. 10, no. 3, pp. 564–567. https://doi.org/10.1111/j.17550998.2010.02847.xВолнистый, А. А. Разработка панели микросателлитных маркеров для мультиплексного генотипирования белорусских популяций благородного оленя (Cervus elaphus L.) / А. А. Волнистый // Структура и динамика биоразнообразия: материалы I Респ. заоч. науч.-практ. конф. молодых ученых, Минск, 23 дек. 2019 г. / Белорус. гос. ун-т; редкол.: С. В. Буга (гл. ред.) [и др.]. – Минск, 2019. – С. 260–263.Valnisty A. A. Development of a panel of microsatellite markers for multiplex genotyping of Belarusian populations of red deer (Cervus elaphus L.). Struktura i dinamika bioraznoobraziya: materialy I Respublikanskoi zaochnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii molodykh uchenykh, Minsk, 23 dekabrya 2019 goda [Structure and dynamics of biodiversity: Proceedings of the I Republican correspondence scientific and practical conference of young scientists, Minsk, December 23, 2019]. Minsk, 2019, pp. 260–263 (in Russian).Late‐glacial recolonization and phylogeography of European red deer (Cervus elaphus L.) / M. Meiri, A. M. Lister, T. F. G. Higham [et al.] // Molecular Ecology. – 2013. – Vol. 22, N 18. – P. 4711–4722. https://doi.org/10.1111/mec.12420Meiri M., Lister A. M., Higham T. F. G., Stewart J. R., Straus L. G., Obermaier H., González Morales M. R., Marín- Arroyo A. B., Barnes I. Late-glacial recolonization and phylogeography of European red deer (Cervus elaphus L.). Molecular Ecology, 2013, vol. 22, no. 18, pp. 4711–4722. https://doi.org/10.1111/mec.12420Phylogeny and evolution of the genus Cervus (Cervidae, Mammalia) as revealed by complete mitochondrial genomes / P. Mackiewicz, M. Matosiuk, M. Świsłocka [et al.] // Scientific Reports. – 2022. – Vol. 12, N 1. – Art. 16381. https://doi.org/10.1038/s41598-022-20763-xMackiewicz P., Matosiuk M., Świsłocka M., Zachos F. E., Hajji G. M., Saveljev A. P., Seryodkin I. V., Farahvash T., Rezaei H. R., Torshizi R. V., Mattioli S., Ratkiewicz M. Phylogeny and evolution of the genus Cervus (Cervidae, Mammalia) as revealed by complete mitochondrial genomes. Scientific Reports, 2022, vol. 12, no. 1, art. 16381. https://doi.org/10.1038/s41598-022-20763-xBoore, J. L. Animal mitochondrial genomes / J. L. Boore // Nucleic Acids Research. – 1999. – Vol. 27, N 8. – P. 1767–1780. https://doi.org/10.1093/nar/27.8.1767Boore J. L. Animal mitochondrial genomes. Nucleic Acids Research, 1999, vol. 27, no. 8, pp. 1767–1780. https://doi.org/10.1093/nar/27.8.1767How far to go? Determinants of migration distance in land mammals / C.S. Teitelbaum, W. F. Fagan, C. H. Fleming [et al.] // Ecology Letters. – 2015. – Vol. 18, N 6. – P. 545–552. https://doi.org/10.1111/ele.12435Teitelbaum C. S., Fagan W. F., Fleming C. H., Dressler G., Calabrese J. M., Leimgruber P., Mueller T. How far to go? Determinants of migration distance in land mammals. Ecology Letters, 2015, vol. 18, no. 6, pp. 545–552. https://doi.org/10.1111/ele.12435

The authors declare that there are no conflicts of interest present.