Научная статья на тему 'Генетическая изменчивость и доля перекрестного опыления Pinus cembra L. в Украинских Карпатах и Австрийских Альпах по аллозимным и микросателлитным локусам'

Генетическая изменчивость и доля перекрестного опыления Pinus cembra L. в Украинских Карпатах и Австрийских Альпах по аллозимным и микросателлитным локусам Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
169
43
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СОСНА КЕДРОВАЯ ЕВРОПЕЙСКАЯ / АЛЛОЗИМНЫЕ И МИКРОСАТЕЛЛИТНЫЕ ЛОКУСЫ / ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ / ДОЛЯ ПЕРЕКРЕСТНОГО ОПЫЛЕНИЯ / PINUS CEMBRA / SWISS STONE PINE / ALLOZYME AND MICROSATELLITE LOCI / GENETIC VARIATION / OUTCROSSING RATE

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Мудрик Е. А., Белоконь М. М., Белоконь Ю. С., Жулина Е. В., Политов Д. В.

Мудрик Е.А., Белоконь М.М., Белоконь Ю.С., Жулина Е.В., Политов Д.В. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ И ДОЛЯ ПЕРЕКРЕСТНОГО ОПЫЛЕНИЯ PINUS CEMBRA L. В УКРАИНСКИХ КАРПАТАХ И АВСТРИЙСКИХ АЛЬПАХ ПО АЛЛОЗИМНЫМ И МИКРОСАТЕЛЛИТНЫМ ЛОКУСАМ. Проведен сравнительный анализ генетического разнообразия и системы скрещивания в популяциях европейской кедровой сосны Pinus cembra L. из центральной (Австрийские Альпы) и периферийной (Украинские Карпаты) частей ареала с помощью шести аллозимных и трех микросателлитных локусов. По аллозимным локусам установлен более высокий уровень инбридинга в семенном потомстве (FIS=0,167) и более низкая доля перекрестного опыления (tm=0,700-0,748) в карпатских выборках P. cembra по сравнению с альпийскими (FIS=0,053, tm=0,880-0,916). Оценки tm по микросателлитам были близки для карпатских и альпийских выборок (0,747 0,874 и 0,879 0,893, соответственно). В семенном потомстве выявлено систематическое снижение уровней наблюдаемой аллозимной гетерозиготности (HO=0,167-0,210) по сравнению с взрослыми деревьями (HO=0,216-0,256) вследствие самоопыления и близкородственных скрещиваний, однако по микросателлитам данная тенденция была менее выражена. Совместное применение аллозимов и микросателлитов информативно для получения фундаментальных генетико-экологических знаний о виде и прикладных программ сохранения его генофонда.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Мудрик Е. А., Белоконь М. М., Белоконь Ю. С., Жулина Е. В., Политов Д. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Mudrik E.A., Belokon M.M., Belokon Yu.S., Zhulina E.V., Politov D.V. GENETIC VARIATION AND OUTCROSSING RATE IN PINUS CEMBRA L. OF THE UKRAINIAN CARPATHIANS AND AUSTRIAN ALPS BY ALLOZYME AND MICROSATELLITE LOCI. Comparative analysis of genetic diversity and mating system in Swiss stone pine Pinus cembra L. from the Austrian Alps and Ukrainian Carpathians was studied by six allozyme and three microsatellite loci. Estimates made by allozymes showed higher inbreeding level among seed progeny (FIS=0,167) and lower outcrossing rate (tm=0,700-0,748) in marginal Carpathian populations as compared to the Alpine stands (FIS=0,053, tm=0,880-0,916) representing the center of the range. Microsatellite estimates of tm were shown to be similar in Carpathian and Alpine samples (0,747 0,874 и 0,879 0,893, respectively). A trend to lower observed heterozygosity by allozymes was revealed in seed progenies (HO=0,167-0,210) as compared to adult trees (HO=0,216-0,256) due to selfing and consanguineous mating, however this observation was not evident from microsatellite data. Combined application of allozyme and microsatellite analysis provides valuable information for both fundamental genecological knowledge and conservation of the species gene pool.

Текст научной работы на тему «Генетическая изменчивость и доля перекрестного опыления Pinus cembra L. в Украинских Карпатах и Австрийских Альпах по аллозимным и микросателлитным локусам»

ЛЕСНАЯ СЕЛЕКЦИЯ, ГЕНЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИЯ

рованным, по сравнению с органическим (Лиг-ногумат), действием. На основании проведенного корреляционного анализа сделан вывод о непосредственном влиянии фенольных соединений на антиоксидантный свойства почв.

Работа подготовлена при финансовой поддержке ГК П211 в рамках целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 20092013 годы. РФФИ № 08-04-01612.

Библиографический список

1. Воробьева, Л.А. Химический анализ почв / Л.А. Воробьева. - М.: Изд-во МГУ, 1998. - 272 с.

2. Laird, D.A., Martens, D.A., Kingery, W.L. Nature of Clay-Humic Complexes in an Agricultural Soil: I. Chemical, Biochemical and Spectroscopic Analyses / D.A.Laird, D.A.Martens, W.L. Kingery // - Soil Sci. Soc. Am. J. - 2001 - V. 65 - pp.1413-1418.

3. Nikolaev I.V Development and Validation of Antioxidant Capacity Assessment Protocol for Humic and Humic-Like Substances / Nikolaev I.V., Klein O.I., Kulikova N.A, Stepanova E.V., Koroleva O.V. // - Proceedings of 14-th Meeting of International Humic Substances Society - 2008 - pp. 441-444.

4. Rimmer, D.L. Free radicals, antioxidants, and soil organic matter recalcitrance / D.L. Rimmer // Eur. J. Soi Sci. - 2006 - V 57 - pp. 91-94.

5. Solomon, E.J. Rev Multicopper oxidases and oxygenases / E.J. Solomon, U.M Sundaram., T.E.Machonkin // - Chem. - 1996 - V96 - pp. 2563-2605.

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ И ДОЛЯ ПЕРЕКРЕСТНОГО ОПЫЛЕНИЯ PINUS CEMBRA L. В УКрАИНСКИХ КАрПАТАХ И австрийских АЛЬПАХ ПО АЛЛОЗИМНЫМ и микросателлитным локусам

Е.А. МУДРИК, с. н. с. Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, канд. биол. наук, М.М. БЕЛОКОНЬ, с. н. с. Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, канд. биол. наук, Ю.С. БЕЛОКОНЬ, н. с. Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН,

Е.В. ЖУЛИНА, студ. РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева,

Д.В. ПОЛИТОВ, зав. лабораторией популяционной генетики Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, д-р биол. наук

mudrik_len@mail.ru, belokon@vigg.ru, dmitri_p@inbox.ru

Для хвойных, как и многих других растений, традиционными молекулярногенетическими маркерами изменчивости популяций являются аллозимные локусы.

Вместе с тем ДНК-анализ высокополиморфных участков генома расширяет возможности популяционных исследований, особенно в отношении видов с низким генетическим разнообразием [11]. К таким маркерам относятся микросателлитные повторы, которые, в отличие от функционально нагруженных аллозимных локусов, находятся в некодирующей части генома и считаются селективно нейтральными. Как аллозимные, так и микро-сателлитные локусы локализованы в ядерном геноме и наследуются по кодоминантному типу, однако полиаллельные микросателлиты более изменчивы по сравнению с аллозимами: уровни гетерозиготности по ним, как пра-

вило, превышают значения 0,5 [7]. Некоторые сравнительные исследования с помощью ал-лозимных и микросателлитных локусов показали их равноценность [6] или преимущество последних [7, 8, 17] при анализе генетической изменчивости и системы скрещивания популяций. Однако данные, полученные с помощью высокополиморфных маркеров, следует интерпретировать с осторожностью, если они существенно отличаются от таковых по менее изменчивым [9].

Сосна кедровая европейская (Pirns cembra L.) - реликтовый вид субальпийского пояса Альп и Карпат с фрагментированным ареалом, малочисленными изолированными популяциями, особенно в карпатской части. Как следствие для P. cembra был отмечен более низкий уровень генетической изменчивости по сравнению с другими видами кед-

112

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2012

ЛЕСНАЯ СЕЛЕКЦИЯ, ГЕНЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИЯ

Таблица 1

Исследованные выборки Pinus cembra

Название выборки Координаты Высота над уровнем моря, м Количество Регион Локальность

деревьев семян

Горганы 48o 30’с.ш. 24o 14’ в.д. 1300 - 1500 27 198 Украинские Карпаты г. Березовачка, урочище Джур-джи, заповедник Горганы

Яйко 48о43’с.ш. 23 о 53’в.д. 1375 - 1400 24 213 Украинские Карпаты хр. Горганы, северный макросклон, г. Яйко Илемске

Гаджина 48° 06’с.ш. 24° 35’ в.д. 1400 14 104 Украинские Карпаты Черногорский макросклон, урочище Гаджина

Умхаузен 47° 05’с.ш. 10° 01’в.д. 1800 - 1980 25 200 Австрийские Альпы Тироль, окрестности д. Умхаузен

Пааль 47° 02’с.ш. 14° 01’в.д. 1650 - 1900 30 240 Австрийские Альпы Восточная Австрия, окрестности д. Пааль

ровых сосен [1, 3, 13]. Как и большинство хвойных, сосна кедровая европейская обладает смешанной системой скрещивания с преимущественным перекрестным опылением (ауткроссингом) и частичным самоопылением, оптимальное соотношение которых обеспечивает виду поддержание генетического разнообразия в череде поколений. По данным аллозимных локусов, P. cembra характеризуется наибольшей среди кедровых сосен долей самоопыления [3, 4, 13]. При этом выборки на границе распространения вида имеют более низкую степень ауткроссинга [4, 14], чем популяции из центральной части ареала [2, 10]. Возрастающая антропогенная нагрузка и глобальные климатические изменения приводят к сокращению ареала и плотности популяций P cembra. Эти процессы способствуют обеднению генофонда данного вида, особенно на периферии ареала. Дальнейшее уменьшение размеров популяций может способствовать возрастанию уровня инбридинга P. cembra вследствие самоопыления и близкородственных скрещиваний, что, в свою очередь, отразится на снижении адаптивных возможностей популяций и вида в целом.

Целью настоящего исследования было проведение сравнительного анализа уровней генетической изменчивости и доли перекрестного опыления в популяциях сосны кедровой европейской в разных частях ареала (Украинские Карпаты и Австрийские Альпы) с помощью аллозимных и микросателлитных локусов, а также оценка эффективности применения этих маркеров для анализа генети-

ческого разнообразия и системы скрещивания P. cembra.

Материалы и методы

Растительный материал Материалом для исследований послужили подеревные сборы семян от свободного опыления, собранные в трех природных популяциях P. cembra из Украинских Карпатах и двух - из Австрийских Альп. Обозначения, объем выборок и географические координаты мест сбора материала приведены в табл. 1. Наличие в семенах хвойных гаплоидной ткани эндосперма и диплоидной ткани зародыша позволяет одновременно анализировать генотипы как материнских растений, так и их семенного потомства. От каждого дерева анализировали от 6 до 14 (как правило восемь) семян.

Аллозимный анализ В качестве аллозимных маркеров использовали изменчивые локусы, для которых идентификация аллелей и генотипов была наиболее надежна как в гаплоидных, так и в диплоидных тканях семени. Общими для анализа всех популяций P cembra были пять локусов, контролирующих следующие ферментные системы: алкогольдегидрогеназа (Adh-1), формиатдегидрогеназа (Fdh), малатдегидрогеназа (Mdh-2, Mdh-4) и фосфоглюкомутаза (Pgm-1). Для альпийских выборок также использованы данные по локусу лейцинаминопептидазы (Lap-З), а для карпатских - глутаматдегидрогеназы (Gdh). Электрофорез изоферментов эндоспермов и зародышей семян проводили на

ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 1/2012

113

ЛЕСНАЯ СЕЛЕКЦИЯ, ГЕНЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИЯ

соседних дорожках 13 % крахмального геля по описанной ранее методике [1].

Микросателлитный анализ Анализ уровней генетической изменчивости и доли перекрестного опыления сосны кедровой европейской по микросателлитным маркерам проводили с помощью полиморфных локусов Pclb, Pcl8, Pc23, разработанных для швейцарских популяций P cembra [16]. Выделение ДНК из эндоспермов и зародышей семян осуществляли с помощью набора реагентов DIAtom™ DNA Prep100 (лаборатория Изоген); электрофорез ПЦР-продуктов проводили в 6 % полиакриламидном геле в трис-ЭДТА-боратной буферной системе; окрашивание гелей производили раствором бромистого этидия с последующей визуализацией продуктов амплификации в УФ-свете.

Статистическая обработка данных Для расчетов использовали многолокусные матрицы генотипов материнских растений и зародышей семян. Генотипы материнских растений устанавливали по сегрегации аллелей среди эндоспермов каждого дерева. Для расчета параметров генетической изменчивости и уровней фактического инбридинга использовали надстройку для электронной таблицы MS Excel - GenAlex 6.41 [11]. Средние одно- ((,) и многолокусные ((m) оценки степени перекрестного опыления в выборках P cembra проводили с помощью программы MLTR 3.0 [15]. Использовались опции неравенства частот в выборках зародышей и материнских деревьев и оценивание стандартной ошибки оценок перекрестного опыления. Ожидаемый уровень инбридинга рассчитывали по формуле А13_Е = (1-t)/(1+t) [5].

Результаты и обсуждение

Генетическая изменчивость в выборках взрослых деревьев P. cembra По аллозимным локусам уровни генетической изменчивости в выборках взрослых деревьев карпатских и альпийских популяций были сопоставимы по средним значениям числа аллелей на локус, гетерозиготности и инбридинга (табл. 2). Как в центральной, так и в периферийной части ареала P. cembra среди взрослых деревьев отмечен небольшой избы-

ток гетерозигот по аллозимным локусам (6 - 6,7 %), свойственный популяциям хвойных.

Как в карпатских, так и в альпийских популяциях P cembra показателигенетической изменчивости взрослых деревьев, полученные с помощью микросателлитных локусов, были существенно выше, чем по аллозимным данным. Так, среднее число аллелей на локус (Na) составило по микросателлитным и алло-зимным локусам соответственно 5,9 и 2,4 в выборках P. cembra Украинских Карпат и 7,4 и 2,4 - Австрийских Альп (см. табл. 2). Средние уровни наблюдаемой (Н0 = 0,587-0,685) и ожидаемой (НЕ = 0,572-0,697) гетерозигот-ностей сосны кедровой европейской по мик-росателлитным локусам в 2-3 раза превышали значения этих показателей по аллозимам (Н0 = 0,216-0,256; НЕ = 0,203-0,237). Высокие значения микросателлитной гетерозиготнос-ти связаны с множественностью аллельных вариантов, обусловленных изменчивостью числа повторяющихся мотивов ДНК. Уровни гетерозиготности по микросателлитным локусам в карпатских и альпийских выборках сосны кедровой европейской также сравнимы с учетом статистической ошибки анализа, а среднее число аллелей на локус было немного больше в выборках деревьев из Австрийских Альп (Na = 7,4) по сравнению с выборками из Украинских Карпат (Na = 5,9).

Генетическая изменчивость в выборках зародышей семян P. cembra

Среднее число аллелей на локус в выборках зародышей семян карпатских и альпийских популяций P. cembra как по аллозимным (N = 2,7-2,8), так и по микросателлитным (Na = 8,9-10,7) локусам было выше по сравнению с данными по этим маркерам в выборках взрослых деревьев (см. табл. 2). Это связано с вкладом отцовских аллелей в генотип зародыша при перекрестном опылении. По алло-зимным локусам наблюдается снижение среднего уровня наблюдаемой гетерозиготности в выборках зародышей семян по сравнению с выборками взрослых деревьев, свойственное хвойным. Избыток гомозигот в популяциях хвойных, как правило, нивелируется к репродуктивной стадии растений балансирующим отбором в пользу гетерозигот [3, 12]. По мик-

114

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2012

ЛЕСНАЯ СЕЛЕКЦИЯ, ГЕНЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИЯ

Таблица 2

Генетическая изменчивость в выборках деревьев и зародышей их семян карпатских и альпийских популяций Pinus cembra по данным аллозимных и микросателлитных маркеров

Выборка Аллозимы Микросателлиты

Na HO НЕ F,S Na HO НЕ F,S

Деревья

Горганы 2,4 0,215 0,184 -0,112 7,0 0,689 0,757 0,098

Яйко 2,5 0,216 0,223 -0,020 7,0 0,795 0,759 -0,042

Гаджина - - - - 3,7 0,571 0,575 0,097

Среднее 2,4±0,3 0,216±0,053 0,203±0,049 -0,060 5,9±0,9 0,685±0,080 0,697±0,063 0,051

Умхаузен 2,0 0,159 0,188 0,037 6,7 0,600 0,573 -0,045

Пааль 2,8 0,353 0,287 -0,171 8,0 0,575 0,571 -0,026

Среднее 2,4±0,2 0,256±0,063 0,237±0,050 -0,067 7,4±1,6 0,587±0,150 0,572±0,146 -0,035

Зародыши семян

Горганы 2,7 0,154 0,169 0,093 10,7 0,680 0,780 0,157

Яйко 2,7 0,179 0,235 0,229 9,4 0,528 0,754 0,306

Гаджина - - - - 6,7 0,538 0,593 0,172

Среднее 2,7±0,4 0,167±0,044 0,202±0,052 0,167 8,9±1,4 0,582±0,085 0,709±0,068 0,212

Умхаузен 2,4 0,172 0,181 0,025 9,0 0,536 0,576 0,080

Паль 3,4 0,248 0,265 0,080 12,4 0,451 0,530 0,120

Среднее 2,8±0,2 0,210±0,049 0,223±0,050 0,053 10,7±2,5 0,494±0,142 0,553±0,156 0,100

Примечание. N - среднее число аллелей на локус, HO - наблюдаемая гетерозиготность, H - ожидаемая

гетерозиготность, F - коэффициент инбридинга.

росателлитным локусам также наблюдается тенденция понижения уровня наблюдаемой гетерозиготности в семенном потомстве, однако из-за значительных статистических ошибок средних оценок устойчивость этой тенденции пока под вопросом. Следствием избытка гомозигот в выборках зародышей P cembra является возрастание уровней инбридинга в семенном потомстве изученных популяций. И хотя мик-росателлитные локусы демонстрируют более высокие значения коэффициента инбридинга, чем аллозимные, во фрагментированных периферийных популяциях P cembra Украинских Карпат уровень инбридинга по обоим классам маркеров был выше (16,7 и 21,2 % по аллозим-ным и микросателлитным локусам соответственно), чем в центральных популяциях Австрийских Альп (5,3 и 10 % по аллозимным и микросателлитным локусам соответственно).

Доля перекрестного опыления в популяциях P. cembra

Одной из главных причин возрастания уровня инбридинга в популяциях перекрестноопыляемых видов, к которым относится сосна кедровая европейская, является опыление женских гаметофитов собственной пыльцой

растения (самоопыление) и/или пыльцой близкорастущих родственных деревьев (семейная структура популяции). Анализ системы скрещивания в популяциях P. cembra по шести аллозимным локусам подтвердил, что более высокий уровень инбридинга в выборках растений из Украинских Карпат по сравнению с выборками из Австрийских Альп обусловлен более низкой долей перекрестного опыления деревьев. Так, по однолокусной оценке (/), доля ауткроссинга в карпатских популяциях составила 64,5 - 70,6 %, по многолокусной (/m) - 70

- 74,8 % (табл. 3). Эти же показатели в альпийских выборках составили соответственно 77,4

- 92,5 % и 88 - 91,6 %. Вероятно, снижение доли перекрестного опыления во фрагментированных популяциях P. cembra Украинских Карпат связано с небольшой плотностью древосто-ев сосны кедровой европейской в смешанных насаждениях с участием ели. Экранирующий эффект, создаваемый елью, затрудняет обмен пыльцой между деревьями P. cembra на больших расстояниях. В целом во всех выборках значения фактических коэффициентов инбридинга соответствовали ожидаемым. Помимо самоопыления, другой причиной инбридинга

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2012

115

ЛЕСНАЯ СЕЛЕКЦИЯ, ГЕНЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИЯ

Таблица 3

Доля перекрестного опыления в карпатских и альпийских популяциях Pirns cembra по данным аллозимных и микросателлитных маркеров

Выборка Оценка доли ауткроссинга At-t -t m s Коэффициент инбридинга

однолокусная, ts многолокусная, tm фактиче ский^ ожидаемый, FIS.E

Аллозимы

Горганы [4, 13] 0,706+0,070 0,748+0,064 0,042 0,113 0,172

Яйко [4, 13] 0,645+0,058 0,700+0,054 0,056 0,229 0,215

Умхаузен [2] 0,925+0,080 0,916+0,070 -0,009 0,025 0,044

Пааль [2] 0,774+0,049 0,880+0,036 0,107 0,080 0,064

Микросателлиты

Горганы 0,816+0,050 0,874+0,035 0,058 0,157 0,067

Яйко 0,593+0,086 0,747+0,072 0,155 0,306 0,145

Гаджина 0,767+0,095 0,837+0,059 0,069 0,172 0,089

Умхаузен [2] 0,823+0,039 0,879+0,036 0,056 0,080 0,064

Пааль [2] 0,819+0,044 0,893+0,038 0,074 0,120 0,057

во всех выборках, кроме Умхаузен, являются близкородственные скрещивания, о чем свидетельствует положительная разница между много- и однолокусными оценками (At) доли ауткроссинга. Наибольшая доля скрещиваний между близкорастущими родственниками установлена в выборке Пааль (более 10 %).

Анализ параметров системы скрещивания P cembra по трем микросателлитным локусам не показал четкой тенденции, выявленной с помощью аллозимов. За исключением выборки Яйко, во всех изученных популяциях многолокусная оценка доли ауткроссинга варьировала в пределах 83,7 - 89,3 % (см. табл. 3). Значения ожидаемых коэффициентов инбридинга в основном не соответствовали наблюдаемым.

Таким образом, с помощью аллозим-ных локусов было показано, что выборки взрослых растений из центральных (Австрийские Альпы) и периферийных (Украинские Карпаты) популяций сосны кедровой европейской не отличаются по уровням генетического разнообразия. Как в альпийских, так и в карпатских популяциях P. cembra установлена динамика уровней гетерозиготности в выборках взрослых деревьев и зародышей семян. Однако снижение численности P. cembra в смешанных с елью древостоях Украинских Карпат вызывается ограничением переноса пыльцы и отражается на системе скрещивания сосны кедровой европейской в этом регионе. Так, в карпатских популяциях P. cembra установлено

возрастание инбридинга в семенном потомстве растений вследствие более низкой доли их перекрестного опыления по сравнению с альпийскими популяциями этого вида.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Микросателлитные маркеры демонстрируют более высокий уровень генетического полиморфизма сосны кедровой европейской по сравнению с аллозимными локусами. Однако тенденции, установленные с помощью аллозимов, по данным микросателлитных локусов, не такие очевидные. За этим эффектом могут стоять методические проблемы, в частности, наличие скрытых «нуль»-аллелей, неидентичность аллелей одинаковой длины при «несовершенных» повторах и другие причины. Несомненно также, что для получения более адекватных результатов микросателлитного анализа требуется привлечение большего количества локусов и образцов семян, чем было задействовано в данной работе.

В заключение можно констатировать, что совместное применение частично селективно нагруженных (аллозимные локусы) и высокоизменчивых полиаллельных селективно нейтральных (микросателлитные повторы ДНК) маркеров эффективно для анализа уровней генетической изменчивости и дифференциации популяций, что характеризует адаптивную стратегию вида в целом. Кроме того, применение разных классов маркеров целесообразно в прикладном аспекте для обеспечения сохранения генетических ресурсов сосны кедровой европейской. К этим

116

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2012

ЛЕСНАЯ СЕЛЕКЦИЯ, ГЕНЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИЯ

приложениям относятся анализ генетической изменчивости на индивидуальном уровне, идентификация и паспортизация отдельных деревьев и клонов на лесосеменных плантациях, установление происхождения выборок семян и искусственных насаждений, а также сертификации партий семян этого нуждающегося в охране и восстановлении ценного вида хвойных, что требует разработки соответствующих программ и их финансирования на должном уровне.

Авторы благодарят Я.В. Пирко и Н.Н. Пирко (Институт пищевой биотехнологии и геномики НАН Украины, г. Киев) и С. Шулера (Федеральный исследовательский центр по лесам, Австрия, г. Вена) за предоставление семян P. cembra из Украинских Карпат и Австрийских Альп. Работа поддержана программами Президиума РАН «Биологическое разнообразие» (подпрограмма «Генофонды и генетическое разнообразие»), «Происхождение биосферы и эволюция био-геологичес-ких систем» (направление II), а также ФЦП «Научно-педагогические кадры инновационной России» (направление 1.1, Госконтракты 02.740.11.0281 и 14.740.11.0164).

Библиографический список

1. Белоконь, М.М. Аллозимный полиморфизм европейской кедровой сосны, P. cembra L., в горных популяциях Альп и Восточных Карпат / М.М. Белоконь, Д.В. Политов, Ю.С. Белоконь и др. // Генетика. - 2005. - Т 41. - № 11. - С. 1538-1551.

2. Мудрик, Е.А. Оценка системы скрещивания в популяциях Pinus cembra L. (Pinaceae) с помощью изоферментных и микросателлитных маркеров / Е.А. Мудрик, М.М. Белоконь, Ю.С. Белоконь и др. // Бюлл. Гос. Никитского ботан. сада. - 2010. - V 101. - № P. - 80-84.

3. Политов, Д.В. Характеристика генофондов популяций кедровых сосен по совокупности изоферментных локусов / Д.В. Политов, К.В. Крутовс-кий, Ю.П. Алтухов // Генетика. - 1992. - Т. 28. - № 1. - С. 93-114.

4. Политов, Д.В. Система скрещивания и возрастная динамика уровней инбридинга в популяциях Pinus cembra L. Украинских Карпат / Д.В. Политов, Н.Н. Пирко, Я.В. Пирко и др. // Науковi записки Тернотльського нацюнального педагопчного ушверситету iм. Володимира Гнатюка. Серiя: Бю-лопя. - 2007. - Т. 3. - № 33. - С. 80-85.

5. Brown A.H.D., Burdon J.J., Jarosz A.M. Isozyme analysis of plant mating systems // Isozymes in plant

biology. Dioscorides Press; Portland Oregon; USA, 1989. P. 73-86.

6. Conte R., Dos Reis M. S., Mantovani A., Vencovsky R. Genetic structure and mating system of Euterpe edulis Mart. populations: A comparative analysis using microsatellite and allozyme markers // Journal of Heredity. 2008. V 99. № 5. P. 476-482.

7. Estoup A., Rousset F., Michalakis Y., Cornuet J. M., Adriamanga M., Guyomard R. Comparative analysis of microsatellite and allozyme markers: a case study investigating microgeographic differentiation in brown trout (Salmo trutta) // Molecular Ecology. 1998. V. 7. № 3. P. 339-353.

8. Gao L.Z., Schaal B.A., Zhang C.H., Jia J.Z., Dong Y.S. Assessment of population genetic structure in common wild rice Oryza rufipogon Griff, using microsatellite and allozyme markers // Theoretical and Applied Genetics. 2002. V 106. № 1. P. 173-180.

9. Hedrick P.W. Perspective: Highly variable loci and their interpretation in evolution and conservation // Evolution. 1999. V 53. № 2. P. 313-318.

10. Lewandowski A., Burczyk J. Mating system and genetic diversity in natural populations of European larch (Larix decidua) and stone pine (Pinus cembra) located at higher elevations // Silvae Genetica. 2000. V. 49. № 3. P. 158-161.

11. Oliveira E.J., Padua J.G., Zucchi M.I., Vencovsky R., Vieira M.L. C. Origin, evolution and genome distribution of microsatellites // Genetics and Molecular Biology. 2006. V 29. № 2. P. 294-307.

12. Peakall R., Smouse P. E. GenAlex 6: Genetic Analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research // Molecular Ecology Notes. 2006. V. 6. № P. 288-295.

13. Politov D .V, Krutovskii K.V. Allozyme polymorphism, heterozygosity, and mating system of stone pines (Pinus, subsection Cembrae) // Proceedings -International workshop on subalpine stone pines and their environment: The status of our knowledge. Ogden, Utah: USDA Forest Service Intermountain Research Station, 1994. P. 36-42.

14. Politov D.V., Pirko Ya.V., Pirko N.N., Mudrik E.A., Korshikov I.I. Analysis of mating system in two Pinus cembra L. populations of the Ukrainian Carpathians // Annals of Forest Research. 2008. V. 51. № P. 11-18.

15. Ritland K. Extensions of models for the estimation of mating systems using n independent loci // Heredity. 2002. V. 88. № P. 221-228.

16. Salzer K., Sebastiani F., Gugerli F., Buonamici A., Vendramin G.G. Isolation and characterization of polymorphic nuclear microsatellite loci in Pinus cembra L. // Molecular Ecology Resources. 2009. V. 9. № P. 858-861.

17. StreiffR., Labbe T., Bacilieri R., Steinkellner H., Glossl J., Kremer A. Within-population genetic structure in Quercus robur L. and Quercus petraea (Matt.) Liebl. assessed with isozymes and microsatellites // Molecular Ecology. 1998. V. 7. № 3. P. 317-328.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2012

117

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.