روابط فیلوژنتیکی گربه وحشی (Felis lybica/Felis silvestris) در ایران با استفاده از ژن میتوکندریایی NADH5 و امکان سنجی شناسایی گربه ‌وحشی آسیایی (F. lybica ornata) به وسیله این نشانگر

نوع مقاله : ژنتیک

نویسندگان

1 گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 گروه محیط زیست، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

3 گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

چکیده

گربه ‌وحشی (Felis lybica/Felis silvestris) یکی از گربه‌ سانانی است که پراکنش گسترده‌ ای در بین خانواده گربه‌ سانان دارد و دارای تهدیدی بالقوه، متمایز از سایر گربه‌ سانان یعنی اختلاط با گربه ‌اهلی است. ایران در محل تلاقی حوزه پراکنش دو­گونه متفاوت از گربه‌ وحشی یعنی Felis silvestris و Felis lybica واقع شده ‌است، اما اطلاعاتی از وضعیت تاکسونومیک و هیبریداسیون گربه ‌وحشی در ایران وجود ندارد. در مطالعه حاضر ­814 جفت باز از قطعه NADH5 از ژنوم میتوکندری برای 38­ نمونه گربه‌ وحشی که از سطح زیستگاه‌ های این­ گونه در ایران جمع­ آوری شده بود به­ منظور ارزیابی روابط تبارشناختی و تنوع ژنتیکی این­ گونه، توالی‌ یابی شد. تحلیل‌های تبارشناسی، گربه ‌وحشی را در ایران به دو زیرکلاد تقسیم کرد. اما توالی‌های ایران در ترکیب با توالی‌های جهانی گربه ‌وحشی (32 توالی) کلاد جداگانه‌ ای تشکیل ندادند و در بین زیرکلادهای گربه‌ وحشی آسیایی (ornata) و گربه ‌وحشی آفریقایی/اهلی (lybcia/catus) قرار گرفتند. زیرکلادهای ایران براساس آماره (Fst= 0/66 (FST اختلاف معنی‌ دار نشان دادند. 12هاپلوتایپ در دو موقعیت جغرافیایی مجزا در غرب و شرق رشته کوه زاگرس شناسایی شدند که در برخی مناطق با یکدیگر هم ­پوشانی داشتند. باز G در جایگاه شماره 13776 در ژن ND5 امکان شناسایی گربه‌ وحشی آسیایی (F. l. ornata) را فراهم می‌ کند که در مطالعه حاضر، 24 نمونه از بین 38 نمونه گربه‌ وحشی در ارزیابی اولیه، به­ عنوان گربه‌ وحشی آسیایی شناسایی شدند که نتیجه به ­دست آمده منطبق با درخت تبارشناسی ترسیم شده با استفاده از استنتاج بیزین بود. ضمن این­ که زیرکلاد گربه ‌وحشی آسیایی تنوع ژنتیکی بالاتری را نسبت به زیرکلاد آفریقایی نشان داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Phylogenetic relationships of the wildcat (Felis lybica/ Felis silvestris) in Iran using mtDNA-NADH5 and feasibility of Asiatic Wildcat identification (F. l. ornata) by this marker

نویسندگان [English]

  • Seyedeh Marzieh Mousavi 1
  • Hamid Reza Rezaei 2
  • Saeid Naderi 3
1 Department of Environment, Faculty of Natural Resources and Environment, Science and Research branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Environment, Faculty of Fisheries and Environment, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
3 Department of Environment, Faculty of Natural Resources, University of Guilan, Rasht, Iran
چکیده [English]

The wildcat is one of the wild felids with the wide distribution and has a potential and distinctive threat from other felids that is introgression with domestic cat. Iran is at the intersection of two species of wildcat i.e. Felis lybica and Felis silvestris, however there is lack of information regarding taxonomic situation and hybridization of wildcat in Iran. In present study we sequenced 814 bp fragment of the mitochondrial NADH5 gene of 38 sampled wildcats from Iran to assess the genetic diversity and phylogenetic relationships of the species. The phylogenetic analyses represented two distinct subclades in Iran. The sequences of ND5 from Iranian samples in combination with 32 sequences of wildcats from GenBank, did not revealed a distinct subclade and they situated among the sequences of the Asiatic Wildcat and the African Wildcat and domestic cat. Twelve closely related haplotypes were identified for the entire country, with two geographical distinct locations for western and eastern Zagros Mountain Range and overlapping in some areas. The statistical analyses of fixation index (FST) and molecular variance (AMOVA) illustrated significant genetic structure between two subclades (FST=0.66). Nucleotide (G) has located in the position of 13776 on the NADH5 that provides possibility of Asiatic Wildcat (F. l. ornata) identification. Accordingly 24 samples out of 38 specimens in this research were recognized as the Asiatic Wildcat in the prior assessment that this finding was in accordance with the phylogenetic Bayesian tree. Meanwhile the Asiatic subclade revealed a higher genetic diversity than the African subclade.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mitochondrial genome
  • NADH5 gene
  • nucleotide (G)
  • Asiatic Wildcat
  • Hybridization
  1. اسدی، م.؛ رضایی، ح. و زمانی، ن.، 1392. تبارشناسی زیرگونه‌های گرگ براساس نشانگرهای میتوکندریایی. پژوهش‌ های محیط زیست. دوره 4، شماره 7، صفحات 13 تا 22.
  2. موسوی، م.؛ رضایی، ح. و نادری، س.، 1397. پیش‌بینی پراکنش بالقوه گربه وحشی Felis silvestris با استفاده از الگوریتم حداکثر آنتروپی در ایران. فصلنامه محیط زیست جانوری. دوره 10، شماره 1، صفحات 19 تا 24.
  3. Baca, M.; Popović, D.; Panagiotopoulou, H.; Marciszak, A.; Krajcarz, M.; Krajcarz, M. T.; Daniel Makowiecki, D.; Węgleński, P. and Nadachowski, A., 2018. Human mediated dispersal of cats in the Neolithic Central Europe.Heredity )Edinb). Vol. 121, pp: 557-563.
  4. Bandelt, H.J.; Forster, P. and Röhl, A., 1999. Median-joining networks for inferring intraspecific phylogenies. Molecular Biology and Evolution. Vol. 16, pp: 37-48.
  5. Daniels, M.J.; Beaumont, M.A.; Johnson, P.J.; Balharry, D.; Macdonald, D.W. Barratt E., 2001.Ecology and genetics of wild-living cats in the north-east of Scotland and the implication for the conservation of the wildcat. Applied Ecology. Vol. 38, pp: 146-161.
  6. Devillard, S.; Jombart, T.H.; Léger, F.; Pontier, D.; Say, L. and Ruette, S., 2013. How reliable are morphological and anatomical characters to distinguish European wildcats, domestic cats and their hybrids in France?  Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research, Vol. 52, pp: 154-162.
  7. Driscoll, C.A.; Menotti -Raymond, M.; Roca, A.L.; Hupe, K.; Johnson, W.E.; Geffen, E.; Harley, E.; Delibes, M.; Pontier, D.; Kitchener, A.C.; Yamaguchi, N.; O’Brien, S.J. and MacDonald, D., 2007. The near eastern origin of cat domestication. Science. Vol. 317, pp: 519-523.
  8. Driscoll, C.; Yamaguchi, N.; O’Brien, S.J. and MacDonald, D.W., 2011. A suite of genetic markers useful in assessing wildcat (Felis silvestris spp.), domestic cat (Felis silvestris catus) admixture. Journal of Heredity. Vol. 102, No. 1, pp: 87-90.
  9. Excoffier, L. and Lischer, H.E.L., 2010. Arlequin suite ver 3.5: a new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows. Molecular ecology. Vol. 10, pp: 564-567.
  10. Ghoddousi, A.; Hamidi, A.K.; Ghadirian, T. and Baniasadi, S., 2016. The Status of wildcat in Iran: A Crossroad of Subspecies? Cat-News Special Issue. Vol. 10, pp: 60-63.
  11. Kilshaw, K.; Johnson, P.J.; Kitchener, A.C. and Macdonald, D., 2014. Detecting the elusive Scottish wildcat Felis silvestris silvestris using camera trapping. Oryx. Vol. 49, pp: 1-9.
  12. Kitchener, A.C.; Yamaguchi, N.; Ward, J.M. and Macdonald, D.W., 2005. A diagnosis for the Scottish wildcat (Felis silvestris): a tool for conservation action for a critically-endangered felid. Animal Conservation. Vol. 8, pp: 223-237.
  13. Kitchener, A.C.; Britenmoser-Wursten, C.H.; Eiziruk, E. and Gentry, A., 2017. A revised taxonomy of the Felidae, The final report of the Cat Classification Task Force of IUCN/SSC Cat Specialist Group. Cat News Special Issue. Vol. 11, 80 p.
  14. Librado, P. and Rozas, J., 2009. DnaSP v5: a software for comprehensive analysis of DNA polymorphism data. Bioinformatics. Vol. 25, pp: 1451-1452.
  15. Lopez, J.V.; Culver, M.; Stephens, J.C.; Johnson, W.E. and O’Brien, S.J., 1997. Rates of nuclear and cytoplasmic mitochondrial DNA sequence divergence in mammals. Molecular Biology and Evolution. Vol. 14, pp: 277-286.
  16. Macdonald, D.W. and Loveridge, A.J., 2010. Bi­ology and conservation of wild felids. Oxford University Press, Oxford. 784 p.
  17. Mouthereau, F.; Lacombe, O. and Vergés, J., 2012. Building the Zagros collisional orogen: timing, strain distribution and the dynamics of Arabia/Eurasia plate convergence. Tectonophysics. Vol. 532, pp: 27-60.
  18. Nowell, K. and Jackson P., 1996. Wild cats: Status survey and conservation action plan. IUCN, Gland, Switzerland.
  19. O’Brien, J.; Devillard, S.; Say, L.; Vanthomme, H.; Leger, F.; Ruette, S. and Pontier, D., 2009. Preserving genetic integrity in a hybridizing world: are European Wildcats (Felis silvestris silvestris) in eastern France distinct from sympatric feral domestic cats? Biodiversity and Conservation. Vol. 18, pp: 2351-2360.
  20. Ottoni, C.; Van Neer, W.; De Cupere, B.; aligault, J.; Guimaraes, S.; Peters, J.; Spassov, N.; Prendergast, M.E.; Boivin, N.; Morales-Muñiz, A. and Bălăşescu, A., 2017. The palaeogenetics of cat dispersal in the ancient world. Nature Ecology & Evolution. Vol. 1, 139 p.
  21. Posada, D., 2008. JModelTest: phylogenetic model averaging. Molecular Biology and Evolution. Vol. 25, pp: 1253-1256.
  22. Purvis, A.; Gittleman, J.L. and Brooks, T.H., 2005. Phylogeny and Conservation. Cambridge University Press.
  23. Ragni, B. and Possenti, M., 1996. Variability of coat‐colour and markings system in Felis silvestris. Italian Journal of Zoology. Vol. 63, pp: 285-292.
  24. Ronquist, F. and Huelsenbeck, J.P., 2003. MrBayes 3: Bayesian phylogenetic inference under mixed models. Bioinformatics. Vol. 19, pp: 1572-1574.
  25. Sagheb-Talebi, K.; Sajedi, T. and Pourhashemi, M., 2014. Forests of Iran: A Treasure from the Past, a Hope for the Future. Springer Berlin.
  26. Say, L.; Devillard, S.; Leger, F.; Pontier, D. and Ruette, S., 2012. Distribution and spatial genetic structure of European wild cat in France. Animal Conservation. Vol. 15, pp: 18-27.
  27. Senn, H.V.; Ghazali, M.; Kaden, J.; Barclay, D.; Harrower, B.; Campbell, R.D.; Macdonald, D.W. and Kitchener, A.C., 2018. Distinguishing the victim from the threat: SNPbased methods reveal the extent of introgressive hybridization between wildcats and domestic cats in Scotland and inform future in situ and ex situ management options for species restoration. Evolutionary applications. Vol. 12, pp: 399-414.
  28. Tamada, T.; Kurose, N. and Masuda, R., 2005. Genetic diversity in domestic Felis catus of the Tsushima islands, Based on Mitochondrial DNA Cytochrome b and Control Region Nucleotide Sequence. Zoological science. Vol. 22, pp: 627-633.
  29. Tamura, K.; Stecher, G.; Peterson, D.; Filipski, A. and Kumar, S., 2013. MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 6.0. Molecular Biology and Evolution. Vol. 30, pp: 2725-2729.
  30. Yamaguchi, N.; Driscoll, C.H.; Kitchener, A.C.; Ward, J.M. and Macdonald, D.W., 2004. Craniological differentiation between European wildcats (Felis silvestris silvestris), African wildcats (F. s. lybica) and Asian wildcats (F. s. ornata): implications for their evolution and conservation. Biological Journal of the Linnean Society. Vol. 83, pp: 47-63.
  31. Weir, B.S. and Cockerham, C.C., 1984. Estimating F-statistics for the analysis of population structure. Evolution. Vol. 38, pp: 1358-1370.