Taxonomic position of Bison bison [Linnaeus 1758] and Bison bonasus [Linnaeus 1758] as determined by means of cytb gene sequence

• Autorzy: Prusak B , Grzybowski G. , Zieba G.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Based on the analysis of the cytb gene of mtDNA the taxonomic position was determined of two closely related Bovidae species: American bison (Bison bison) and European bison (Bison bonasus). Reference sequences were determined for both species. In the American bison two variants of cytb gene were identified. Both of them are novel sequences, so far not published in GenBank. For comparison the reference sequences in four another representatives of Bovidae (Polish Red cattle, Zebu cattle, Merino sheep and Polish White Improved goat) were determined. Phylogenetic reconstructions were obtained by the neighbour-joining method (N-J) on all mutations and on changes with removed mutations In third position. Topology of phylogenetic trees showed that American bison and European bison form a separate nodes. The molecular data presented corroborate the results of earlier studies showing that although the two species in question are very closely related, their classification as subspecies is rather questionable. The fact that nodes for American as well as European bison show relatively high bootstrap scores supports this hypothesis.

PL

Na podstawie analizy sekwencji genu cytochromu b mitochondrialnego DNA określono pozycję systematyczną bizona (Bison bison) i żubra (Bison bonasus). Dla obu gatunków ustalono referencyjne sekwencje genu cytb. U bizona wyodrębniono dwa typy sekwencji (I i II) różniące się podstawieniem T→C w pozycji 15039 według bydlęcej sekwencji referencyjnej Andersona. Obie są sekwencjami nowymi, nie zarejestrowanymi dotąd w bazie GenBank. Określono również sekwencje genu cytb dla czterech innych przedstawicieli rodziny Bovidae (bydło polskie czerwone, bydło zebu, owca i koza), które wykorzystano jako materiał porównawczy w analizie filogenetycznej. Drzewa filogenetyczne zbudowano metodą najbliższego sąsiada (neighbour-joining – N-J), uwzględniając zmiany dla trzech pozycji w kodonie oraz zmiany w pierwszej i drugiej pozycji kodonu. Analiza filogenetyczna wykazała, że bizon i żubr tworzą w obu drzewach odrębne gałęzie. Takie umiejscowienie bizona i żubra w topologii drzew potwierdził test wiarygodności wysokimi wartościami „bootstratu”. Uzyskane wyniki są zgodne z wcześniejszymi badaniami, które wskazują, że aczkolwiek bizon i żubr są ze sobą blisko spokrewnione i wykazują wiele podobieństw morfologicznych, to jednak powinno się je traktować jako oddzielne gatunki.

Słowa kluczowe

EN

molecular phylogenesis; bison; cytochrome b; animal genetics; gene sequence; mtDNA; cytb gene; Bison bonasus; taxonomy; Bison bison

• Wydawca: -
• Czasopismo: Animal Science Papers and Reports
• Rocznik: 2004
• Tom: 22
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.27-35,fig.,ref.

Twórcy

autor

Prusak B

• Polish Academy of Sciences, Jastrzebiec, 05-552 Wolka Kosowska, Poland

autor

Grzybowski G.

autor

Zieba G.

Bibliografia

• 1. ANDERSON S., DE BRUIJN M.H.L., COULSON A.R., EPERON I.C., SANGER F., YOUNG I.G., 1982 – Complete sequence of bovine mitochondrial DNA. Conserved features of the mammalian mitochondrial genome. Journal of Molecular Biology 156, 683-717.
• 2. BELOUSOVA I.P., FLINT V.E., KAZMIN V.D., KISELEVA E.G., KUDRYAVTZEV I.V., PIROZHKOV N.V., SIPKO T.G., 2002 – Strategy for conservation of the European bison in the Russian Federation. Published by WWF, Moscow, Russia, p. 7.
• 3. BOHLKEN H., 1958 – Vergleichende Untersuchungen an Wildrindern (Tribus Bovini, Simpson 1945).Zoologishe Jahrbucher ABT für Allgemeine Zoologie und Physiologie der Tiere 68, 113-202.
• 4. BOLHKEN H., 1967 – Beitrag zur Systematic der rezenten Formen der Gattung Bison H. Smith,1827. Zeitschrift für Zoologische Systematik und Evolutionsforschung 5, 51-110.
• 5. FELSENSTEIN J., 1985 – Confidence limits on phylogenies: an aproach using the bootstrap. Evolution 29, 783-791.
• 6. FLEROV K.K., 1979 – Systematics and evolution. In: European Bison (E.V. Sokolov, Ed.). Nauka Publisher, Moscow, pp. 9-127 (In Russian).
• 7. GEPTNER V.G., NASIMOVICH A.A., BANNIKOV A.G., 1961 – Mammals of the Soviet Union.Nauka Publisher, Moscow, vol. 1, 776 pp.
• 8. HALTENORTH T., 1963 – Klassification der Sugetiere: Artiodactyla. Handbuch der Zoologie. Bd.8. Berlin: Lieferung, pp. 170-185.
• 9. HATEFI Y., 1985 – The mitochondrial electron transport and oxidative phosphorylation system. Annual Review of Biochemistry 54, 1015-1069.
• 10. HEPTNER V.G., NASIMOVIC A.A., BANNIKOV A.G., 1966 – Die Saugeetiere der Sowietunion.1. Paarhufer and Unpaarhufer. G. Fisher Verlag. Jena, 939 pp.
• 11. Hsie H H.M., CHIANG H.L., TSAI L.C., LAI S.Y., HUANG N.E., LINACRE A., LEE J.C.I., 2001 – Cytochrome b gene for species identification of the conservation animals. Forensic Science International 122, 7-18.
• 12. Hsie H H.M., HUANG N.E ., TSAI L.C., KUO Y.C., MENG H.H., LINACRE A., LEE J.C.I., 2003 – Species identification of rhinoceros horns using the cytochrome b gene. Forensic Science International 136, 1-11.
• 13. IRWIN D.M, KOCHER T.D., WILSON A.C., 1991 – Evolution of the cytochrome b gene of mammals. Journal of Molecular Evolution 32, 128-144.
• 14. IUCN, 2000 - 2000 IUCN Red List of Threatened Species. IUCN, Gland, Switzerland XVII+1, 61 p.
• 15. JANECEK L.L., HONEYCUTT R.L., ADKINS R.M., DAVIS S.K., 1996 – Mitochondrial gene sequences and molecular systematics of the artiodactyl subfamily bovinae. Molecular Phylogenetics and Evolution 6 (1), 107-119.
• 16. KUMAR S., TAMURA K., JAKOBSEN I.B., NEI M., 2001 – MEGA2: Molecular Evolutionary Genetics Analysis software, Arizona State University, Tempe, Arizona, USA.
• 17. McDONALD J.N., 1981 – North American bison, their classification and evolution. University of California Press. Berkeley, Los Angeles, London, 316 pp.
• 18. NEI M., KUMAR S., 2000 – Molecular Evolution and Phylogenetics. Oxford University Press, New York.
• 19. PARSON W., PEGORARO K., NIEDERSTATTER H., FOGER M., STEINLECHNER M., 2000 – Species identification by means of the cytochrome b gene. International Journal of Legal Medicine 114, 23-28.
• 20. PRUSAK B., 2003 – Charakterystyka filogenetyczna oraz rozpoznawanie gatunków z rodziny Bovidae na podstawie analizy sekwencji genu cytochromu b mtDNA (Phylogenetic characterization and identification of species within the Bovidae family by means of sequence analysis of cytochrome b mtDNA gene). Thesis. Polish Academy of Sciences Institute of Genetics and Animal Breeding.Jastrzębiec, Poland, pp. 58-59 and 63-67.
• 21. RYSKOV A.P., KUDRYAVTZEV I.V., VASILYEV V.A., 1994 – Diagnostic capabilities of molecular genetic approaches to the taxonomy of tribe Bovini. Zoologicheskiy Zhurnal 73 (11), 1403-1413.
• 22. SIPKO T.P., LOMOV A.A., BANNIKOVA A.A., 1997 – Evaluation of the Degree of Genetic Divergence of Some Ungulates by Restricting DNA Analysis. Cytology and Genetics 31 (4), 76-81.
• 23. SKINNER M.R., KAISEN O.C., 1947 – The fossil Bison of Alaska and preliminary revision of the genus. Bulletin of the American Museum of the Natural History 89, 123-256.
• 24. SOKOLOV I.I,. 1959 – Ungulate Mammals (orders Perissodactyla, Artiodactyla). In: Fauna of the USSR. Tomus 1, Fasc. 3, pp. 19-39 (In Russian).
• 25. VAN ZYLL de JONG C.G., 1986 – A systematic study of recent bison, with particular consideration of the wood bison (Bison bison athabascae Rhoads 1898). Natural Sciences of the National Museums of Canada 6, 1-69 + VIII. Ottawa.
• 26. WIDGER W.R., CRAMER W.A. 1991. In: Cell Culture and Somatic Cell Genetics of Plants, vol. 7B, Academic Press, New York, pp. 149-176.
• 27. WILSON D.E., REEDER DeeAnn M., 1993 – Mammal species of the World. A taxonomic and geographic reference. Smithsonian Institution Press, Washington and London, XVIII+1, p. 1207.
• 28. WILSON M.R., POLANSKEY D., BUTLER J., DIZINNO J.A., REPOGLE J., BUDOWLE B.,1995 – Extraction, PCR amplification, and sequencing of mitochondrial DNA from human hair shafts.BioTechniques 18, 662-669.