Генетическое разнообразие древесных растений

Внутривидовое генетическое разнообразие популяций двух видов древесных растений Пермского края

Автор: Пришнивская Яна Викторовна, Нассонова Елена Сергеевна, Чертов Никита Валерьевич, Жуланов Андрей Александрович, Васильева Юлия Сергеевна, Боронникова Светлана Витальевна, Календарь Руслан Николаевич

Бесплатный доступ

Для определения внутривидового генетического разнообразия проведено изучение 3 популяций сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L., Pinaceae ) и 3 популяций западной расы лиственницы сибирской ( Larix sibirica Ledeb., Pinaceae ) в Пермском крае. У P. sylvestris аплифицированы 114 ISSR-PСR маркеров, а у L. sibirica — 116 ISSR-PСR маркеров. Для характеристики внутривидового генетического разнообразия определены доля полиморфных локусов, ожидаемая гетерозиготность, число редких ISSR-PСR маркеров. Изученные виды характеризуются высоким генетическим разнообразием, но доля полиморфных локусов выше у P. sylvestris, а ожидаемая гетерозиготность и число эффективных аллелей — у L. sibirica. У каждого вида выявлены популяции с высокими и низкими параметрами генетического разнообразия. В каждой из 6 изученных популяций двух видов древесных растений отмечены редкие аллели, причем в популяциях P. sylvestris их число варьирует от 6 до 13, а в популяциях L. sibirica — от 3 до 10. Анализ генетической структуры изученных популяций двух хвойных видов растений в Пермском крае показал, что на межпопуляционную компоненту генетического разнообразия приходится у P.

Генетическое разнообразие , идентификационные маркеры , пермский край

Короткий адрес: https://sciup.org/14115409

IDR: 14115409 | DOI: 10.33619/2414-2948/41/06

Список литературы Внутривидовое генетическое разнообразие популяций двух видов древесных растений Пермского края

• Rajora O. P. Population Genomics: Concepts, Approaches and Applications. Springer, 2019. 824 p. DOI: 10.1007/978-3-030-04589-0
• Петрова Е. А., Горошкевич С. Н., Белоконь М. М. и др. Генетическое разнообразие кедра сибирского Pinus sibirica Du Tour: распределение вдоль широтного и долготного профилей//Генетика. 2014. Т. 50. №5. С. 538-553. DOI: 10.7868/S0016675814050105
• Ветчинникова Л. В., Титов А. Ф., Кузнецова Т. Ю. Карельская береза: биологические особенности, динамика ресурсов и воспроизводство. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2013. 312 с.
• Новиков П. С., Шейкина О. В. ISSR-анализ деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) различных селекционных категорий//Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2012. №82. С. 1-13.
• Путенихин В. П., Фарукшина Г. Г., Шигапов З. Х. Лиственница Сукачева на Урале. Изменчивость и популяционно-генетическая структура. М.: Наука, 2004. 276 с.
• Семериков В. Л., Ирошников А. И., Ласко М. Структура изменчивости митохондриальной ДНК и послеледниковая история лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.)//Экология. 2007. №3. С. 163-171.
• Шигапов, З. Х., Шигапова А. И., Уразбахтина К. А. Генетическая изменчивость и популяционная структура лиственницы Сукачева на Урале//Вестник Оренбургского государственного университета. 2009. №6. С. 438-440.
• Semerikov L. V., Semerikova S. A., Polezhaeva M. A., Kosintsev P. A. Martin Lascoux Southern montane populations did not contribute to the recolonization of West Siberian Plain by Siberian larch (Larix sibirica): a rangewide analysis of cytoplasmic markers//Molecular Ecology. 2013. V. 22. P. 4958-4971.
• DOI: 10.1111/mec.12433
• Тараканов В. В. Структура изменчивости, селекция и семеноводство сосны обыкновенной в Сибири: дисс. … д-ра с.-х. наук. Новосибирск, 2003. 454 с.
• Гончаренко Г. Г., Силин А. Е., Падутов В. Е. Исследование генетической структуры и уровня дифференциации у Pinus sylvestris L. в центральных и краевых популяциях Восточной Европы и Сибири//Генетика. 1993. Т. 29. №12. С. 2019-2036.
• Шигапов 3. Х., Бахтьярова Р. М., Янбаев Ю. А. Генетическая изменчивость и дифференциация природных популяций сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.)//Генетика. 1995. Т. 31. №10. С. 1386-1393.
• Петрова Е. А., Велисевич С. Н., Белоконь М. М. и др. Генетическое разнообразие и дифференциация популяций кедра сибирского на южной границе ареала в равнинной части Западной Сибири//Экологическая генетика. 2014. Т. 22. №1. С. 48-61.
• Рогозин В. Селекция сосны обыкновенной для плантационного выращивания. Пермь, 2013. 200 с.
• Rogers S. O., Bendich A. J. Extraction of DNA from milligram amounts of fresh, herbarium and mummified plant tissues//Plant molecular biology. 1985. V. 5. №2. P. 69-76.
• DOI: 10.1007/BF00020088
• Бельтюкова Н. Н., Нечаева Ю. С., Пришнивская Я. В. и др. Оптимизация методики выделения ДНК некоторых хвойных видов растений Пермского края//Синтез знаний в естественных науках. Рудник будущего: проекты, технологии, оборудование: материалы международной конференции. Пермь, 2011. С. 278-282.
• Zietkiewicz E., Rafalski A., Labuda D. Genome Fingerprinting by Simple Sequence Repeat (SSR)-Anchored Polymerase Chain Reaction Amplification//Genomics. 1994. V. 20. №2. P. 176-183.
• DOI: 10.1006/geno.1994.1151
• Yeh F. C. et al. POPGENE, the Microsoft Windows-based user-friendly software for population genetic analysis of co-dominant and dominant markers and quantitative traits//Dept. Renewable Resources, University of Alberta, Edmonton, Canada. 1996.
• Peakall R. O. D., Smouse P. E. GENALEX 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research//Molecular ecology notes. 2006. V. 6. №1. P. 288-295. x.
• DOI: 10.1111/j.1471-8286.2005.01155
• Williams J. G. K., Kubelik A.R., Livak K. J. еt al. DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers//JNucl. Acids Res. 1990. V. 18. P. 6531-6535.
• DOI: 10.1093/nar/18.22.6531
• Nei M. Molecular Evolutionary Genetics. New York: Columbia University Press, 1987.
• Kimura M., Crow J. F. The number of alleles that can be maintained in a finite population//Genetics (US). 1964. V. 49. P. 725-738.
• Nei M. Molecular population genetics and evolution. Amsterdam, 1975. 278 p.
• Боронникова С. В. Молекулярно-генетическая идентификация и паспортизация редких и находящихся под угрозой исчезновения видов растений. Пермь, 2008. 120 с.
• Lesiczka P. et al. Variability of Scots pine (Pinus sylvestris L.) called Tabórz pine (Forest District Miłomłyn) expressed in analysis of morphology of needle traits and polymorphism of microsatellite DNA//Forest Research Papers. 2017. V 78. №2. P. 136-148.
• DOI: 10.1515/frp-2017-0015
• Нассонова Е. С. Молекулярно-генетическая идентификация популяций Pinus sylvestris L. в Кировской области и Пермском крае//Фундаментальные и прикладные исследования в биологии и экологии: материалы региональной студенческой научной конференции с международным участием. Пермь, 2017. 129 с.

Источник

Аллельное и генотипическое разнообразие в природных и исскуственных насаждениях сосны обыкновенной (Pinus sylvestris)

Степанова, Е. М. Аллельное и генотипическое разнообразие в природных и исскуственных насаждениях сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) / Е. М. Степанова, Г. Г. Гончаренко. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2009. — № 12 (12). — С. 122-124. — URL: https://moluch.ru/archive/12/1000/ (дата обращения: 15.08.2023).

Сохранение генетического разнообразия лесов — острейшая проблема современности. Известно, что за счёт сокращения эффективной численности особей в популяциях древесных растений вследствие проведения сплошнолесосечных рубок, гибели насаждений в результате пожаров, болезней, ветровала, загрязнения окружающей среды, а также широкомасштабного применения индивидуального отбора в селекции, наблюдается неуклонное снижение генетического разнообразия лесов [1, 2, 3, 4, 5]. В настоящее время мероприятия, направленные на сохранение генетических ресурсов, проводятся в естественных насаждениях (in situ) и за пределами естественного произрастания популяций путем создания архивов клонов плюсовых деревьев, лесосеменных плантаций (ЛСП) и т.д. (ex situ). Второй метод в лесовосстановлении в последнее время применяется в широких масштабах и предлагается селекционерами в качестве основного при создании семенных участков [6]. При закладке ЛСП в большинстве случаев используется материал отбираемых по фенотипу плюсовых деревьев, при этом информация о генетической ценности данного материала часто отсутствует. В результате такого отбора в полученной с ЛСП семенной продукции не всегда сохраняется высокий уровень полиморфизма и часто снижается количество ценных генотипов [7]. В итоге, поколения леса, возникшие в результате искусственного возобновления от ограниченного количества особей с ограниченным количеством генотипов, будут генетически менее разнообразными, а следовательно, исходя из наличия взаимосвязи между уровнем генетической изменчивости с одной стороны и интенсивностью роста и гомеостазом с другой [8, 9], и менее продуктивными, менее устойчивыми к экологическим факторам.

В связи с вышесказанным целью нашей работы являлся сравнительный анализ аллельного и генотипического разнообразия, оценка генетического полиморфизма природных и искусственных насаждений сосны обыкновенной и разработка на их основе рекомендаций по сохранению генетических ресурсов P. sylvestris.

Объект и методы исследования

Исследования аллельного и генотипического разнообразия, а также генетической изменчивости сосновых насаждений проводились на основании генетического анализа семенного материала деревьев P. sylvestris, собранного на лесосеменной плантации вегетативного происхождения Ленинского опытного лесхоза (г. Гомель) и близкорасположенной природной популяции Марковичи.

Каждое дерево Pinus sylvestris было проанализировано по 15 генам посредством метода электрофоретического анализа изоферментов в крахмальном геле, все этапы которого подробно описаны ранее [10, 11, 12, 13, 14]. Уровень генетической изменчивости исследованных популяций по 15 генам определяли на основании параметров генетического полиморфизма.

Результаты и обсуждение

Для анализа аллельного и генотипического разнообразия, а также для определения параметров генетического разнообразия были рассчитаны частоты встречаемости аллелей в каждой исследованной популяции P. sylvestris. Аллельные частоты по 15 проанализированным генам представлены в таблице 1.

Tаблица 1. Аллельные частоты в природных популяциях и на лесосеменной плантации Pinus sylvestris

Источник