Genetic variability of gene COI of alien and native populations of tubenose goby (Proterorhinus semilunaris (Heckel, 1837))

Genetic variability and structure of non-indigenous vs native populations are compared for the tubenose goby (Proterorhinus semilunaris) that established in Belarusian rivers since 2007. The present study examined sequence COI gene of tubenose gobies from Eurasian and Great Lakes locations. Results showed that native and alien populations of tubenose goby characterize by diverse number of haplotypes. The genetic characters of invasive populations also indicate high genetic variability. The sequence of the COI gene characterizes by a relatively high index of haplotype diversity and a low index of nucleotide diversity. Such indicators of genetic diversity are characteristic of stable and genetically integral populations, which expand their range with a high value of the effective number.

alien species, genetic variability, COI gene, haplotype diversity, tubenose goby

1. Olenin, S. Black Sea – Baltic Sea invasion corridors / S. Olenin // Alien marine organisms introduced by ships in the Mediterranean and Black seas, Istanbul, 6-9 November, 2002.

2. Инвазии чужеродных рыб в бассейнах крупнейших рек Понто-Каспийского бассейна: состав, векторы, инвазионные пути и темпы / Ю. В Слынько [и др.] // Рос. журн. биол. инвазий. – 2010. – № 4. – С. 74–89.

3. Семенченко, В. П. Проблема чужеродных видов в фауне и флоре Беларуси / В. П. Семенченко, А. Пугачевский // Наука и инновации. – 2006. – №10. – С. 16–20.

4. Понто-Каспийские иммигранты в структуре молоди рыб прибрежной мелководной зоны р. Днепр (в пределах Беларуси) / В. К. Ризевский [и др.] // Вопросы рыбного хозяйства Беларуси. – 2014. – Вып. 30. – С. 267–280.

5. Романеску, В. К. Бычковые рыбы (Perciformes: Gobiidae) водоемов Республики Молдова / В. К. Романеску // материалы VII Междунар. конф.: Современные рыбохозяйственные и экологические проблемы Азово-Черноморского региона; г. Керчь, 20–23 июня 2012 г. – Керчь, 2012. – Т. 2. – С. 171–174.

6. Бычкова, Е. И. Гельминтофауна чужеродных видов рыб семейства Gobiidae в речных экосистемах Беларуси / Е. И. Бычкова // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2015. – Т. 59, № 2. – С. 84–86.

7. Гулюгин, С. Ю. Эколого-биологическая характеристика бычка-песочника рек Беларуси: автореф. дис. … канд. биол. наук: ВАК РФ 03.00.10, Ихтиология / С. Ю. Гулюгин; КГТУ. – Калининград, 2001. – 20 с.

8. Grabowska, J. Diet and feeding habits of Monkey goby (Neogobius fluviatilis) in a newly invaded area / J. Grabowska, M. Grabowski, A. Kostecka // Biological Invasions. – 2009. – Vol. 11. – P. 2161–2170. https://doi.org/10.1007/s10530-009-9499-z

9. Бычок-песочник N. fulvatilis – Понто-Каспийский чужеродный вид рыбы в бассейне р. Неман / В. К. Ризевский [и др.] // Докл. Нац. aкад. наук Беларуси. – 2015. – Т. 59, № 4. – С. 83–88.

10. Williamson, M. Biological Invasions / M. Williamson – USA: Springer Science & Business Media, 1996. – 244 p.

11. Stepien, C. A. Invasion genetics of Ponto-Caspian gobies in the Great Lakes: a ‘cryptic’ species, absence of founder effects, and comparative risk analysis / C.A. Stepien, M.A. Tumeo // Biological Invasions. – 2006. – Vol. 8. – P. 61–78. https://doi.org/10.1007/s10530-005-0237-x

12. Freyhof, J. Proterorhinus tataricus, a new tubenose goby from Crimea, Ukraine (Teleostei: Gobiidae) / J. Freyhof, A. M. Naseka // Ichthyological Exploration of Freshwaters. – 2007. – Vol. 18. – P. 325–334.

13. Grabowska, J. Tubenose goby Proterorhinus marmoratus (Pallas, 1814) has joined three other Ponto-Caspian gobies in the Vistula River (Poland) / J. Grabowska, D. Pietraszewski, M. Ondračková // Aquatic Invasions. – 2008. – Vol. 3. – P. 261–265. https://doi.org/10.3391/ai.2008.3.2.20

14. New data on the historical and expanded range of Proterorhinus marmoratus (Pallas, 1814) (Teleostei: Gobiidae) in eastern Europe / A. M. Naseka [et al.] // Appl. Ichthyol. – 2005. – Vol. 21 – P. 300–305.

15. Kocovsky, P. M. Expansion of tubenose gobies Proterorhinus semilunaris into western Lake Erie and potential effects on native species / P. M. Kocovsky, C. A. Stepien // Biological Invasions. – 2011. – Vol. 13. – P. 2775–2784.

16. First record of the invasive Ponto-Caspian tubenose goby Proterorhinus marmoratus (Pallas, 1814) from the River Pripyat, Belarus / V. Rizevsky [et al.] // Aquatic Invasions. – 2007. – Vol. 2. – P. 275–277. http://dx.doi.org/10.3391/ai.2007.2.3.15

17. Данные о видовой принадлежности представителей рода Proterorhinus, обитающих в водных объектах Беларуси, на основании анализа последовательности гена COI / В. И. Головенчик [и др.]: материалы XVI Междунар. конф. молодых ученых; Молодежь в науке – 2019, г. Минск, 14 – 17 октября 2019 г. – Минск, 2019. – С. 141–143.

18. Thacker, C. E. Molecular phylogeny of the gobioid fishes / C. E. Thacker // Molecular Phylogenetics and Evolution. – 2003. – Vol. 26. – P. 354–368.

19. Kumar S. MEGA7: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 7.0 for bigger datasets / S. Kumar, G. Stecher, K. Tamura // Molecular Biology and Evolution. – 2016. – Vol. 33. – P. 1870–1874. https://doi.org/10.1093/molbev/msw054

20. Edgar, R .C. MUSCLE: multiple sequence alignment with high accuracy and high throughput / R. C. Edgar // Nucleic Acids Research. – 2004. – Vol. 32. – P. 1792–1797. https://doi.org/10.1093/nar/gkh340

21. Samuel, S. W. Mathematical Statistics. Wiley Series in Probability and Mathematical Statistics / S. W. Samuel. – USA: John Wiley and Sons Ltd, 1962. – 664 p.

22. Jukes, T. H. Evolution of protein molecules. In Munro HN, editor, Mammalian Protein Metabolism / T. H. Jukes, C. R. Cantor. – USA: Academic Press, 1969. – Vol. 21. – 132 p.

23. Varian, H. Bootstrap Tutorial / H. Varian // Mathematica Journal. – 2005. – Vol. 9. – P. 768–775.

24. DnaSP 6: DNA Sequence Polymorphism Analysis of Large Datasets / J. Rozas [et al.] // Molecular Biology and Evolution. – 2017. – Vol. 34. – P. 3299–3302. https://doi.org/10.1093/molbev/msx248

25. Leigh, J. W. PopART: Full-feature software for haplotype network construction / J. W. Leigh, D. Bryant // Methods Ecological Evolution. – 2015. – Vol. 6. – P. 1110–1116. https://doi.org/10.1111/2041-210X.12410