CC BY
21
УДК 575.174
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ВИДОВ
CHONDRILLA (ASTERACEAE) ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ ПО ДАННЫМ ISSR-МАРКИРОВАНИЯ
А. С. Кашин1, Т.А. Крицкая2, А. О. Попова3 А. С. Пархоменко4
Методом ISSR-анализа изучено генетическое разнообразие в 21 популяции 7 видов Chondrilla европейской части России. Кластерный анализ (UPGMA) и неукорененное дерево, построенное методом Neighbour Joining, сходно разделяют выборку на две группы: 1 - C. ambigua и C. brevirostris в виде двух устойчивых подкластеров; 2 - все остальные образцы.
Ключевые слова: Asteraceae, Chondrilla, ISSR, кластерный анализ, молекулярная систематика.
Виды рода Chondrilla плохо изучены, прежде всего потому, что они поздно зацветают и плохо представлены в гербариях. Неоднократно указывалось на необходимость проведения специального анализа их изменчивости (Маевский, 2006, 2014), который позволил бы снять ряд спорных вопросов по таксономической структуре рода Chondrilla.
Морфологический анализ распределения так-сономически важных признаков между отдельными растениями видов рода Chondrilla сам по себе не позволяет однозначно решить проблему статуса ряда таксономических единиц рода (Кашин и др., 2016). Очевидно, что лишь комплексное использование данного метода и молекулярно-био-логических методов исследования характера генетической изменчивости позволит решить проблему статуса этих таксонов и выявить причины запутанной картины изменчивости.
В отношении таксономической структуры рода Chondrilla до настоящего времени нет однозначного мнения. Так, C. macrocarpa некоторые авторы (Ильин, 1930) относят к C. ambigua f. crassicola Iljin., а сам вид C. ambigua Fisch. считают не самостоятельным, а лишь разновидностью C. juncea var. ambigua Fisch. (Талиев, 1928). Однако по последней системе рода виды C. juncea и C. ambigua относят к разным подро-дам (Леонова, 1964, 1989). В секции Chondrilla подрода Chondrilla C. juncea, C. graminea Bieb. и C. canescens Kat. et Kir. одни авторы рассма-
тривают как самостоятельные виды (Маевский, 1940, 2014; Леонова, 1964, 1989; Благовещенский и др., 1984; Губанов и др., 1992), другие объединяют в один вид C. juncea L. (Ильин, 1930; Еленевский и др., 2008а, б). Ряд авторов относят сюда и C. latifolia Bieb. в качестве C. juncea var. latifolia (Bieb.) Koch (Талиев, 1928; Флора..., 1936) или в качестве C. juncea ssp. canescens var. latifolia (Bieb.) Koch ex Fl. (Ильин, 1930). C. glabrescent рассматривается в качестве C. juncea ssp. glabrescent Iljin (Флора., 1936), а C. acantholepis Boiss. - в качестве C. juncea ssp. acantholepis (Boiss.) Takht. (Флора., 1961; Черепанов, 1995) и т.д.
Известно, что в роде Chondrilla широко распространен гаметофитный апомиксис. Чаще всего считают, что диплоидные виды рода являются половыми, а три- и тетраплоидные - апомик-тичными (Поддубная-Арнольди, 1976; Bergman, 1952; van Dijk, 2003; Noyes, 2007), хотя некоторые исследователи полагают, что все без исключения виды рода являются апомиктичны-ми (Леонова, 1964, 1989; Губанов и др., 1992). Наши исследования показали, что из семи произрастающих в европейской части России видов C. juncea, C. graminea, C. сanescens, C. brevirostris, C. acantholepis и C. latifolia являются факультативно апомиктичными, видами, а C. ambigua - амфимиктичный вид (Кашин и др., 2015). Это однозначно указывает на то, что в пределах рода есть как факультативно апомиктичные,
1 Кашин Александр Степанович - профессор кафедры генетики Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чер-
нышевского, докт. биол. наук ([email protected]); 2 Крицкая Татьяна Алексеевна - аспирант Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского ([email protected]); 3 Попова Анна Олеговна - сотр. Учебно-научного центра «Ботанический сад» Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского ([email protected]); 4 Пархоменко Алена
Сергеевна - сотр. Учебно-научного центра «Ботанический сад» Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышев-
ского ([email protected]).
так и амфимиктичные виды и он представляет собой достаточно сложный агамный комплекс.
Маркеры ISSR (Inter-Simple Sequence Repeat) хорошо зарекомендовали себя при проведении многих исследований по изучению структуры и гибридизационных процессов в природных популяциях разных видов растений (Шанцер, Войло-кова, 2008; Шанцер и др., 2011; Копылов-Гуськов, Крамина, 2014; Wolfe et al., 1998). Преимуществом этого метода является хорошая воспроизводимость, а также то, что для его реализации не требуется предварительных знаний о последовательности ДНК объектов. Эти и другие типы доминантных маркеров неоднократно с успехом использовались для изучения таксономического родства и разграничения видов семейства Asteraceae. Филогенетический анализ представителей Jurinea из Турции (Dogan et al., 2007), основанный на данных ISSR-маркирования, показал, что 13 видов рода объединяются в две группы, изменчивость которых находится на уровне 55%-го подобия, что соответствует классической морфологической классификации. При этом кластеризация происходит в соответствии с географическим происхождением видов. Высокий уровень генетического разнообразия по IS SR-маркерам был выявлен в исследовании 5 видов Taraxacum из Кореи (Ryu, Bae, 2012). Установлено, что изменчивость привязана не только к видовой принадлежности образцов, но зависит также от эко-топа, из которого изымались образцы. В роде Chondrilla молекулярно-генетическими методами с помощью AFLP-маркеров исследован полиморфизм только C. juncea как высоко инвазионного апомиктичного вида (Gaskin et al., 2013).
Цель нашего исследования - выявление генетической дифференциации видов рода Chondrilla в европейской части России.
Материалы и методы
Материалом для сбора служили лепестки, собранные с 69 растений из 21 популяции 7 видов Chondrilla. Установлено, что в пределах Саратовской обл. С. juncea и C. gramínea произрастают повсеместно в одних и тех же местообитаниях в симпатрических популяциях и особи в них по большинству признаков образуют непрерывный спектр переходов от одной крайней формы к другой. В большинстве местообитаний этих видов исследовали случайную выборку растений, рассматривая ее как выборку из симпатриче-ских популяций C. juncea / C. graminea. Только в местообитаниях из Базарно-Карабулакского и Хвалынского районов для анализа взяты край-
ние формы растений, близкие по совокупности морфологических признаков как к C. juncea, так и к C. graminea. Перечень изученных видов и местонахождения исследованных популяций представлены в табл. 1 и на рис. 1. Расстояние между популяциями варьировало от 33 до 1240 км. Из каждой популяции отбирали по 10 образцов.
Тотальную ДНК выделяли из лепестков, высушенных в силикагеле, используя набор реактивов и колонок NucleoSpin® Plant II («Macherey-Nagel», Germany). Концентрацию экстрагированной ДНК определяли с помощью флуориметра «Qubit» («Invitrogen», США).
Полимеразную цепную реакцию (ПЦР) проводили в амплификаторе «Mastercycler gradient» («Eppendorf», Germany), использовали 25 ISSR-праймеров (ЗАО «Синтол», Москва), которые выбирали с учетом уже имеющихся литературных данных по другим родам семейства Asteraceae (Dogan et al., 2007; Escaravage et al., 2011; Ryu, Bae, 2012). Из них для работы отобрали 15 (табл. 2). Для ПЦР применяли реактивы Ready-To-Load Master-mix 5X MasDDTaqMIX-2025, («Диалат Лтд.», Москва).
Разделение продуктов амплификации проводили электрофоретически в 1,5%-м агарозном геле. Фрагменты ДНК визуализировали с помощью трансиллюминатора («Vilber Lourmat», Франция) и фотографировали с помощью гель-документирующей системы («Doc-print VX2», Германия).
Типирование ISSR-фрагментов представлено в виде матрицы наличия или отсутствия бэндов, закодированных как «1» или «0» соответственно. В последующем в анализе использовали только полиморфные бэнды. Итоговая матрица включала 127 маркеров и 69 образцов из 21 популяции 7 видов Chondrilla. Анализ полученной матрицы проводили в программе PAST ver. 3.0. (Hammer et al., 2001) кластеризацией методом невзвешенного попарно-группового среднего (UPGMA) и главных координат (PCoA) с использованием коэффициента Дайса (Nei, Li, 1979) и в программе SplitsTree 4 v. 4.14.2 (Huson, Bryant, 2006; Kloepper, Huson, 2008) методом Neghbour Joining (NJ).
Анализ популяционной структуры проводили методом Байеса в программе Structure 2.2. Для предварительного выбора стартовой точки марковской цепи (burn-in) проводили 500 тыс. итераций с последующим построением марковской цепи с 1 млн итераций для гипотетического числа популяций (К) от 1 до 15 в трехкратной повтор-ности для каждой величины К.
On K>
ШвшшШЯш
яш^ш ш
ЕвИиду мШШР£Ж
Рис. 1. Географическое положение исследованных популяций на территории Восточной Европы: АС - С. acantholepis, AM - С. ambigua, BR -С. brevirostris, CA - С. canescens, GR - С. graminea, JU - C. juncea, JG - смесь С. juncea и С. graminea, LA - С. latifolia CH-? - Chondrilla sp. (невозможно определить видовую принадлежность по морфологическим ключам)
to О
>1
to
Й 2;
Оценку зависимости потока генов от географического расстояния между популяциями проводили с помощью теста Мантеля в программе Arlequin ver. 3.1.
Результаты
В результате ISSR-анализа представителей рода Chondrilla выявили 143 бэнда, из них 127 (89%) были полиморфными. Размер ампликонов находился в пределах от 300 до 4000 п.н. Число бэндов, воспроизводимых одним прайме-ром, составило от 5 до 15 (рис. 2), в среднем 8,7. У вида C. ambigua выявлены 14 уникальных фрагментов, не встречающихся больше ни у одного вида, 9 из них являются общими только для C. ambigua и C. brevirostris. Наиболее полиморфными оказались популяция № 1 C. graminea (доля полиморфизма 72%), популяции № 1 и № 2 C. juncea (56 и 65% соответственно) и симпатри-ческие популяции № 2 и № 6 C. juncea / graminea (51 и 68% соответственно); самыми генетически бедными оказались: популяция № 4 C. juncea
(0%), симпатрическая популяция № 9 C. juncea / graminea (2%), популяция № 2 C. ambigua (4%), популяция № 1 C. brevirostris (7%) (табл. 1).
Кластерный анализ (UPGMA) показал, что 7 видов Chondrilla составляют два основных кластера. Первый кластер включает виды C. ambigua и C. brevirostris, сходные между собой на уровне около 0,9, и имеет поддержку 99%; образцы этих двух видов не обладают внутривидовой изменчивостью и идентичны друг другу. Второй кластер включает все остальные образцы, сходные на уровне около 0,42, и имеет поддержку 51%. Во втором основном кластере можно выделить пять кластеров второго порядка: первый кластер на уровне сходства около 0,85 объединил с высокой бутстреп-поддержкой (85%) один образец C. graminea популяции № 1 и образец C. juncea популяции № 5; второй кластер объединил на уровне сходства около 0,9 один образец C. graminea популяции № 1, образец из симпатрической популяции C. juncea / graminea № 6 и все образцы C. juncea популяции № 4;
Рис. 2. Репрезентативные агарозные гели (1,5%) с визуализированными продуктами амплификации с праймером: а - ISSR 5 (максимальное число бэндов); М - маркер молекулярного веса: (1-3) -C. graminea-2; (4-6) - C. graminea-1; (7-9) - C. juncea-2; (10-11) - C. canescens; (12-14, 15) - смесь C. juncea и C. graminea-9, -8; б - ISSR 18 (минимальное число бэндов); М - маркер молекулярного веса: (1-2) - смесь C. juncea и C. graminea-8; (3-5) - C. ambigua-1; (6-8) - C. juncea-3; (9-11) -C. juncea-1; (12-14, 15) - смесь C. juncea и C. graminea-3, -2
Т а б л и ц а 1
Перечень образцов 7 видов Chondrilla, использованных в исследовании
Таксон Локалитет N Np Np/N
C. ambigua 1 - Астраханская обл., Красноярский р-н, окрестности с. Досанг 78 10 0,30
2 - Астраханская обл., Харабалинский р-н, окрестности с. Вольное 72 3 0,04
C. acantholepis 1 - Крым, окрестности г. Феодосия 76 - -
2 - Крым, окрестности г. Коктебель 65 - -
C. brevirostris 1 - Астраханская обл., Ахтубинский р-н, окрестности с. Болхуны 69 5 0,07
2 - Астраханская обл., Харабалинский р-н, окрестности с. Вольное 71 22 0,31
C. canescens 1 - Саратовская обл., Хвалынский р-н, гора Беленькая 76 33 0,43
2 - Саратовская обл., Базарно-Карабулакский р-н, окрестности с. Алексеевка 76 19 0,25
3 - Саратовская обл., Краснокутский р-н, окрестности с. Дьяковка 69 - -
C. graminea 1 - Саратовская обл., Базарно-Карабулакский р-н, окрестности с. Алексеевка 68 49 0,72
2 - Саратовская обл., Хвалынский р-н., гора Беленькая 85 17 0,20
C. juncea 1 - Волгоградская обл., окрестности г. Камышин 80 45 0,56
2 - Саратовская обл., Базарно-Карабулакский р-н, окрестности с. Алексеевка 79 51 0,65
3 - Саратовская обл., Хвалынский р-н, гора Беленькая 77 11 0,14
4 - Краснодарский край, Ейский р-н, окрестности ст. Должанская 70 0 0,00
5 - Крым, окрестности г. Феодосия 67 16 0,24
C. juncea и C. graminea 1 - Саратовская обл., Красноармейский р-н, окрестности с. Садовое 75 12 0,16
2 - Саратовская обл., Краснокутский р-н, окрестности с. Дьяковка 83 42 0,51
3 - Саратовская обл., Ровенский р-н, окрестности с. Луговское 80 31 0,39
4 - Саратовская обл., Калининский р-н, окрестности г. Калининск 81 22 0,27
5 - Саратовская обл., Аткарский р-н, окрестности с. Приречное 82 0 0,00
6 - Саратовская обл., Саратовский р-н, окрестности с. Поповка 80 54 0,68
7 - Саратовская обл., Саратовский р-н, Ботанический сад СГУ 85 - -
8 - Саратовская обл., Марксовский р-н, окрестности с. Волково 86 10 0,12
9 - Саратовская обл., Балаковский р-н, окрестности с. Кормежка 80 2 0,02
Окончание табл. 1
Таксон Локалитет N Np Np/N
C. latifolia 1 - Волгоградская обл., Камышинский р-н, окрестности г. Камышин 77 10 0,13
2 - Ростовская обл., Тацинский р-н, окрестности хутора Верхний Кольцов 77 - -
3 - Крым, Балаклава, южный берег 60 - -
Chondrilla sp. Волгоградская обл., Калачевский р-н, Калач-на-Дону 68 - -
О б о з н а ч е н и я: N - общее число ¡ББЯ-маркеров, полученных для образцов из локальной популяции; Ыр - число полиморфных ¡ББЯ-маркеров; Ыр/Ы - доля полиморфных ¡ББЯ-маркеров; Прочерки означают, что в исследовании использовали один образец из популяции.
Т а б л и ц а 2
ISSR праймеры, ами. инфицирующие информативные фрагменты ДНК Т видов Chondrilla
Название праймера Последовательность 5'-3' Число полиморфных бэндов Источник
ISSR 3 (AG)9C 5 Dogan et al., 2007
ISSR 4 (AC)9G 6 Dogan et al., 2007
ISSR 5 (AC)8CG 15 Dogan et al., 2007
ISSR 18 (ACTG)5 7 Dogan et al., 2007
«Asten» (TG)8RC 15 Escaravage et al., 2011
UBC 807 (AG)8T 7 Ryu and Bae, 2012
UBC 809 (AG)8G 5 Ryu and Bae, 2012
UBC 810 (GA)8T 6 Ryu and Bae, 2012
UBC 811 (GA)8C 7 Ryu and Bae, 2012
UBC 813 (CT^T 7 Ryu and Bae, 2012
UBC 820 (GT)8C 8 Ryu and Bae, 2012
UBC 834 (AG)8YT 9 Ryu and Bae, 2012
UBC 835 (AG)8YC 11 Ryu and Bae, 2012
UBC 836 (AG)8YA 7 Ryu and Bae, 2012
UBC 841 (GA)8YC 15 Ryu and Bae, 2012
П р и м е ч а н и е: R = A, G; Y = C, T.
третий кластер на уровне сходства около 0,85 объединил образцы популяций C. acantholepis № 1 и № 2, C. latifolia № 2 (бутстреп 58%), а также (с крайне низкой бутстреп-поддержкой) образец популяции C. juncea № 5 и образец из симпатрической популяции C. juncea / graminea № 6. В четвертый кластер вошли часть образцов популяций C. juncea № 1 и № 2, C. сanescens № 1-3 и все образцы симпатрических популяций C. juncea / C. graminea № 1-8, кроме популяции № 6, из которой в этот кластер попал только один образец. Пятый кластер на уровне
сходства около 0,86 объединил по одному образцу из популяций C. graminea № 1 и C. сanescens № 1, все образцы C. graminea № 2, C. juncea № 3, C. latifolia № 1 и № 3, большинство образцов C. juncea № 1 и № 2 и все образцы симпатрической популяции C. juncea / graminea № 9. Некоторые особи или группы особей получали большую бутстреп-поддержку в пределах одной популяции, чем популяции между собой (рис. 3).
Неукорененное дерево, построенное методом NJ, имеет в основном сходную топологию с результатами кластерного анализа (рис. 4). Наиболее
OS ON
<<<<<<
CNI CJI CSI T- r-¿¿¿¿¿i СО СО СО 00 CÛ GO
■7 <V ^ œ о) о) ог а: а: a: ¿ ¿¿
0.96
0.88
0,80-
0,72-
0,64-
0,56
0,48
0,40-
i<DDÍ3<<;<; ээ < 0<э60сзсэсэсэсэо<
->U->-j->->-J_J_J —э —5 _J -¡O—i—i-y-i-i—i—i-i—tO
100 54 100
64 64 64
85 50 50 50 50
T^-^-^-ioiftC^ СО СО 00 00 СО 00 ^^ÍSJcOUO'^CgC'J^COTJ-^tYlO
ÓÓ ÓÓÓ £ ÓÓ Ó Ó Ó CD %%%Ó=>y<Ól¿Ó3=)<¿3 64 63Т~ Г" Г" ~Г -Г
67
58 LJ
51
60
51
100
85
Рис. 3. UPGMA-дендрограмма. построенная на основе ISSR-данных для 7 видов Chondrilla с использованием коэффициента Дайса: АС - С. acantholepis, АМ - С. ambigua, BR - С. brevirostris, СА - С. canescens, GR - С. graminea, JU - С. júncea, JG - смесь С. júncea и С. graminea, LA - С. latifolia
Рис. 4. Результат кластеризации Neighbour Joining 69 образцов 7 видов Chondrilla в программе Splits Tree4. Обозначения те же, что на рис. 3. Кластеры включают образцы: I - C. ambigua, II - C. brevirostris, III - C. acantholepis, C. canescens, C. graminea,
C. juncea, C. latifolia
удален от остальных кластер, образованный популяциями C. ambigua (кластер I). C. brevirostris образовали самостоятельный кластер (кластер II), расположенный между C. ambigua и большим кластером, включающим все остальные виды (кластер III). Однако C. ambigua и C. brevirostris не так близки друг другу, как на UPGMA-дендрограмме. Кроме того, между отдельными образцами из их популяций найдены небольшие различия, которые не проявились в результате кластерного анализа.
Анализ методом Байеса в программе Structure показал, что с ростом величины К от 1 до 10
среднее значение логарифма функции вероятности (ln P(D)) резко возрастает, затем при увеличении К от 10 до 12 выходит на плато, а при дальнейшем увеличении значений К резко снижается (рис. 5). Таким образом, определить однозначно точку перегиба кривой или ее максимум, а соответственно, и наиболее вероятную величину К не представляется возможным. Анализ величин ln P(D) для значений К в интервале от 10 до 12 показывает, что образцы C. ambigua и C. brevirostris объединяются программой в один кластер с апостериорной вероятностью отнесения большин-
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
-3000 -i-т-,-i-г—,-i-т-i-,-,-,-i-т-,
-4000
§ а,
-> -5000
-6000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
К
Рис. 5. Значения логарифма апостериорной вероятности (ln P(D)) для априорно заданных значений параметра К (число групп) при анализе состава ISSR маркеров выборки образцов 7 видов Chondrilla в программе Structure 2.2
ства образцов к этому кластеру выше 0,95. В самостоятельные кластеры выделяются также образцы симпатрических популяций № 1 и № 8 C. juncea/graminea (0,99 и 0,98 соответственно), два образца популяции № 1 C. latifolia (0,95) и образцы популяции № 4 C. juncea (0,98). Все остальные кластеры оказываются генетически смешанными, как правило, образованными образцами, относящимися к разным популяциям и с преимущественно низкими значениями апостериорной вероятности отнесения отдельных образцов к тому или иному кластеру. В целом, результаты анализа в программе Structure дублируют результаты кластерного анализа.
Тест Мантеля позволил выявить достоверную положительную корреляцию между матрицей попарных значений FST (индекс фиксации между популяциями в группе) и матрицей попарных географических расстояний между популяциями (r = 0,319; p < 0,001).
Обсуждение
Полученные результаты показали возможность различения генетических групп у представителей рода Chondrilla c помощью ISSR-маркеров. Число информативных бэндов (127 для 69 образцов 7 видов), полученных в работе, сопоставимо с данными по Jurinea, Taraxacum, Aster (Dogan et al., 2007; Escaravage et al., 2011; Ryu, Bae, 2012) и не уступает методу AFLP, с помощью которого ранее типировался вид C. juncea (Gaskin et al., 2013), для которого у 2206 особей с пяти континентов Земного шара был получен 121 полиморфный AFLP-маркер.
Как уже упоминалось ранее, виды C. juncea, C. graminea, C. сanescens, C. brevirostris, C. acan-tholepis и C. latifolia являются факультативно апомиктичными, а C. ambigua - амфимиктичным (Кашин и др., 2015). Вероятно, именно со способностью воспроизводиться путем апомиксиса связан тот факт, что некоторые особи или группы особей апомиктичного таксона больше различались на внутрипопуляционном уровне, чем на межпопуляционном. Частые акты отдаленной гибридизации с последующим клоновым характером воспроизводства гибридных комбинаций путем апомиксиса могли привести к подобного рода последствиям. Значительную вариабельность по числу полиморфных фрагментов в пределах одного таксона также можно объяснить этими причинами. Факт обнаружения девяти уникальных фрагментов, общих для C. ambigua и C. brevirostris при почти полном отсутствии таковых для C. ambigua и других представителей секции Chondrilla может указывать на то, что из всех исследованных видов данной секции именно C. brevirostris имеет большую таксономическую и эволюционную близость с C. ambigua. Однако, учитывая, что популяции именно C. ambigua и C. brevirostris контактируют друг с другом, между ними может иметь место и поток генов, связанный с гибридизацией. Результаты теста Мантеля однозначно указывают на наличие современного потока генов между изученными популяциями и ограничение этого потока географическим расстоянием между ними.
Сходство результатов, полученных при использовании трех различных методов математического анализа, свидетельствует о надежности полученных результатов. Семь исследованных таксонов Chondrilla разделились на три устойчивые группы: 1 - C. ambigua, 2 - C. brevirostris, 3 - C. acantho-lepis, C. сanescens, C. graminea, C. juncea и C. latifolia. Они согласуются с результатами анализа морфологической изменчивости, проведенного по совокупности таксономически значимых признаков у тех же растений и в тех же популяциях всех 7 видов рода, изученных в данной работе (Кашин и др., 2016).
Таким образом, не вызывает сомнений видовая самостоятельность C. ambigua, и менее вероятна видовая самостоятельность C. brevirostris. Полученные результаты позволяют предположить, что C. acantholepis, C. canescens, C. graminea, C. juncea и C. latifolia не являются самостоятельными видами и, скорее всего, представляют собой экотипы или экологические расы, связанные между собой в местах
совместного произрастания многочисленными актами гибридизации с последующим воспроизводством путем амфи- или апомиксиса. Наши данные поддерживают мнение ряда авторов (Талиев, 1928; Ильин, 1930; Флора..., 1936; Черепанов, 1995; Еленевский, 2008а, б) о видовой несамостоятельности этих таксонов. C. juncea, С. graminea, C. acantholepis, C. latifolia и C. canescens следует считать синонимами с
приоритетным названием C. juncea. Результаты исследования не поддерживают мнение других авторов (Маевский, 1940, 2014; Леонова, 1964, 1989; Благовещенский и др., 1984; Губанов и др., 1992) о видовой самостоятельности перечисленных видов. Окончательный статус этих таксонов требует дополнительного уточнения с использованием секвинирования пластидной и ядерной ДНК большего числа видообразцов.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 15-04-04087).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ [REFERENCES]
Благовещенский В.В., Пчелкин Ю.А., Раков Н.С., и др. Определитель растений Среднего Поволжья. Л., 1984. 392 с. [Blagoveshchenskii V.V., Pchelkin Yu.A., Rakov N.S., et al. Opredelitel' rastenii Srednego Povolzh'ya. L., 1984. 392 s.].
Губанов И.А., Кисилева К.В., Новиков В.С., Тихомиров В.Н. Определитель сосудистых растений. М., 1992. 400 с. [Gubanov I.A., Kisileva K.V., Novikov VS., Tik-homirov V.N. Opredelitel' sosudistykh rastenii. M., 1992. 400 s.].
Еленевский А.Г., Буланый Ю.И., Радыгина В.И. Конспект флоры Саратовской области. Саратов, 2008а. 232 с. [Elenevskii A.G., Bulanyi Yu.I., Radygina VI. Konspekt flory Saratovskoi oblasti. Saratov, 2008a. 232 s.]. Еленевский А.Г., Буланый Ю.И., Радыгина В.И. Определитель сосудистых растений Саратовской области. Саратов, 2008б. 248 с. [Elenevskii A.G., Bu-lanyi Yu.I., Radygina V.I. Opredelitel' sosudistykh rastenii Saratovskoi oblasti. Saratov, 2008b. 248 s.]. Ильин М.М. Chondrilla L. // Бюл. отдел. каучукон. 1930. № 3. С. 1-61 [Il'in M.M. Chondrilla L. // Byul. otdel. kauchukon. 1930. № 3. S. 1-61]. Кашин А.С., Попова А.О., Угольникова Е.В., и др. Некоторые параметры системысеменного размножения в популяциях видов Chondrilla L. Нижнего Поволжья // Бот. журн. 2015. Т. 100. № 8. С. 828-840 [Kashin A.S., Popova A.O., Ugol'nikova E.V., et al. Nekotorye param-etry sistemy semennogo razmnozheniya v populyatsiyakh vidov Chondrilla L. Nizhnego Povolzh'ya // Bot. zhurn. 2015. T. 100. № 8. S. 828-840]. Кашин А.С., Петрова Н.А., Попова. А.О., Шилова И.В., Полякова Ю.А. Морфологическая изменчивость в популяциях видов Chondrilla L. европейской части России // Изв. Саратовского ун-та. Новая серия. Сер. Химия. Биология. Экология. 2016. Т. 16. Вып. 1. С. 80-90 [Kashin A.S., Petrova N.A., Popova. A.O., Shilova I.V. Polyakova Yu.A. Morfologicheskaya izmenchivost' v populyatsiyakh vidov Chondrilla L. ev-ropeiskoi chasti Rossii // Izv. Saratovskogo un-ta. Novaya seriya. Ser. Khimiya. Biologiya. Ekologiya. 2016. T. 16. Vyp. 1. S. 80-90]. Копылов-Гуськов Ю.О., Крамина Т.Е. Изучение Stipa ucrainica и Stipa zalesskii (Poaceae) из Ростовской области с использованием морфологического и ISSR-анализов // Бюл. МОИП. Отд. биол. 2014. Т. 119. № 5. С. 46-53 [Kopylov-Gus'kov Yu.O., Kramina T.E.
Izuchenie Stipa ucrainica i Stipa zalesskii (Poaceae) iz Rostovskoi oblasti s ispol'zovaniem morfologicheskogo i ISSR-analizov // Byul. MOIP. Otd. biol. 2014. T. 119. № 5. S. 46-53].
Леонова Т.Г. Род. Хондрилла - Chondrilla L. // Флора СССР М.; Л., 1964. С. 560-586 [Leonova T.G. Rod. Khondrilla - Chondrilla L. // Flora SSSR. M.; L., 1964. S. 560-586].
Леонова Т.Г. Хондрилла - Chondrilla L. // Флора Европейской части СССР. Т. 8. Л., 1989. С. 57-61 [Leonova T.G. Khondrilla - Chondrilla L. // Flora Evropeis-koi chasti SSSR. T. 8. L., 1989. S. 57-61].
Маевский П.Ф. Флора средней полосы европейской части России. М., 2006. 600 с. [Maevskii P.F. Flora srednei polosy evropeiskoi chasti Rossii. M., 2006. 600 s.].
Маевский П.Ф. Флора средней полосы европейской части России. М., 2014. 635 с. [Maevskii P.F. Flora srednei polosy evropeiskoi chasti Rossii. M., 2014. 635 s.].
Маевский П.Ф. Флора средней полосы Европейской части СССР. М.; Л., 1940. 824 с. [Maevskii P.F. Flora srednei polosy Evropeiskoi chasti SSSR. M.; L., 1940. 824 s.].
Поддубная-Арнольди В.А. Цитоэмбриология покрытосеменных растений. М., 1976. 507 с. [Poddub-naya-Arnol'di V.A. Tsitoembriologiya pokrytosemennykh rastenii. M., 1976. 507 s.].
Талиев В.И. Определитель высших растений Европейской части СССР. М.; Л., 1928. 630 с. [Taliev V.I. Opredelitel' vysshikh rastenii Evropeiskoi chasti SSSR. M.; L., 1928. 630 s.].
Флора Азербайджана. Т. 8. Баку, 1961. 676 c. [Flora Azerbaidzhana. T. 8. Baku, 1961. 676 c.].
Флора Юго-Востока Европейской части СССР Вып. VI (Pirolaceae-Compositae) / Б.К. Шишкин. М.; Л., 1936. 484 с. [Flora Yugo-Vostoka Evropeiskoi chasti SSSR. Vyp. VI (Pirolaceae-Compositae) / B.K. Shishkin. M.; L.; 1936. 484 s.].
Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб., 1995. 992 с. [Cherepanov S.K. Sosudistye rasteniya Rossii i sopredel'nykh gosudarstv (v predelakh byvshego SSSR). SPb., 1995. 992 s.].
Шанцер И.А., Вагина А.В., Остапко В.М. Критическое исследование шиповников (Rosa L.) заповедника Хомутовская степь // Бюл. МОИП. Отд. биол. 2011.
Т. 116. № 3. С. 38-48. [Shanzer I.A., Vagina A.V., Os-tapko V.M. Kriticheskoe issledovanie shipovnikov (Rosa L.) zapovednika «Khomutovskaya step'» // Byul. MOIP. Otd. biol. 2011. T. 116. № 3. S. 38-48].
Шанцер И.А., Войлокова В. Н. Сколько видов, родственных Rosa majalis, растет в европейской части России? // Бот. журн. 2008. Т. 93. № 11. С. 1690-1704 [ShanzerI.A., Voilokova V.N. Skol'ko vidov, rodstvennykh Rosa majalis, rastet v evropeiskoi chasti Rossii? // Bot. zhurn. 2008. T. 93. № 11. S. 1690-1704].
Bergman B. Chondrilla chondrilloides, a new sexual Chon-drilla species // Hereditas. 1952. Vol. 38. N. 3. P. 367-369.
Dijk van P.J. Ecological and evolutionary opportunities of apomixis: insights from Taraxacum and Chondrilla // Phil. R. Soc. Lond. B. 2003. Vol. 358. P. 1113-1121.
Dogan B., Duran A., Hakki E.E. Phylogenetic analysis of Jurinea (Asteraceae) species from Turkey based on ISSR amplification // Ann. Bot. Fennici. 2007. Vol. 44. P. 353-358.
Escaravage N., Cambecedes J., Largier G, Pornon, A. Conservation genetics of the rare Pyreneo-Cantabrian endemic Aster pyrenaeus (Asteraceae) // AoB PLANTS. 2011. doi:10.1093/aobpla/plr029.
Gaskin J.F., Schwarzländer M., Kinter C. L., Smith J.F., Novak S.J. Propagule pressure, genetic structure, and geographic origins of Chondrilla juncea (Asteraceae):
an apomictic invader on three continents // Amer. J. Bot. 2013. Vol. 100. N 9. P. 1871-1882.
Hammer O., Harper D.A.T., Ryan P.D. PAST: Palaeonto-logical Statistics software package for education and data analysis // Palaeontologia Electronica. 2001. Vol. 4. N 1. 9 p.
Huson D.H., Bryant D. Application of Phylogenetic Networks in Evolutionary Studies // Mol. Biol. Evol. 2006. Vol. 23. N 2. P. 254-267.
Kloepper T.H., Huson D.H. Drawing explicit phylogenetic networks and their integration into SplitsTree // BMC Evol. Biol. 2008. Vol. 8. P. 22.
Nei M., Li W. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction endonucleases // Proc Nat Acad Sci USA. 1979. Vol. 76. P. 5269-5273.
Noyes R.D. Apomixis in the Asteraceae: Diamonds in the Rough // Functional plant science and biotechnology. 2007. Vol. 1. N 2. P. 207-222.
Ryu J., Bae C.-H. Genetic diversity and relationship analysis of genus Taraxacum accessions collected in Korea // Korean J. Plant Res. 2012. Vol. 25. N 3. P. 329-338.
Wolfe A.D., Хiаng Q.-Y., Kephart S.R. Assessing hybridization in natura l populations of Penste m о n (Scrophulariaceae) using hypervariable inter-simple sequence repeat (ISSR) bands // Mol. Ecol. 1998. Vol. 7. N 9. P. 1107-1125.
Поступила в редакцию / Received 24.12.2015 Принята к публикации / Accepted 01.11.2016
ISSR ANALYSIS OF GENETIC DIVERSITY OF CHONDRILLA SPECIES (ASTERACEAE) IN EUROPEAN PART OF RUSSIA
A.S. Kashin1, T.A. Kritskaya2, A.O. Popova3 A.S. ParkhomenkoA
The genetic diversity of twenty-one populations of Chondrilla from European part of Russia was analysed using the inter-sequence simple repeat markers (ISSR). The cluster analysis (UPGMA) and the unrooted tree built using the neighbour joining method yielded similar results, according to which the samples were subdivided into two major groups: the first group comprising C. ambigua and C. brevirostis forming private subclusters, and the second group comprizing all the other samples.
Key words: Asteraceae, Chondrilla, ISSR, cluster analysis, molecular systematics.
Acknowledgement. The work was supported by the grant from the Russian Foundation for Basic Research (project 14-04-00264a).
1 Kashin Alexandr Stepanovitsh, Department of genetics Saratov state University ([email protected]); 2 Kritskaya Tatyana Alekseevna, Saratov State University (kritckaiata@ gmail.com); 3 Popova Anna Olegovna, Botanical Garden, Saratov state University (popova. [email protected]); 4 Parkhomenko Alena Sergeevna, Botanical Garden, Saratov state University ([email protected]).
