Научная статья на тему 'Изучение Stipa ucrainica и Stipa zalesskii (Poaceae) из Ростовской области с использованием морфологического и ISSR-анализов'

Изучение Stipa ucrainica и Stipa zalesskii (Poaceae) из Ростовской области с использованием морфологического и ISSR-анализов Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
88
23
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
STIPA UCRAINICA / STIPA ZALESSKII / ISSR / МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ / МНОГОМЕРНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА / MORPHOLOGICAL ANALYSIS / MULTIDIMENSIONAL SCALING / BAYESIAN ANALYSIS

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Копылов-гуськов Юрий Олегович, Крамина Татьяна Евгеньевна

В работе представлены результаты изучения ковыля украинского ( Stipa ucrainica) и ковыля Залесского ( Stipa zalesskii) с территории Ростовской обл. с помощью анализа морфологических признаков и ISSR-анализа. Данные, как одномерного и многомерного морфологических анализов, так и распределения ISSR-фрагментов, полученные при изучении растений из трех популяций Stipa ucrainica и четырех популяций Stipa zalesskii, свидетельствуют о высокой степени различия между видами, что позволяет принять одну из двух существующих точек зрения и говорить о независимости Stipa ucrainica и Stipa zalesskii.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Копылов-гуськов Юрий Олегович, Крамина Татьяна Евгеньевна

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

MORPHOLOGICAL AND ISSR DATA FOR STIPA UCRAINICA AND STIPA ZALESSKII (POACEAE) FROM THE ROSTOV REGION

Results of morphological and ISSR analyses of Stipa ucrainica and Stipa zalesskii from territory of the Rostov Region are presented. The results of all analyses we conducted unidimensional and multidimensional morphological analyses, analysis of ISSR markers distribution suggest a high level of differences between Stipa ucrainica and Stipa zalesskii so these species should not be united.

Текст научной работы на тему «Изучение Stipa ucrainica и Stipa zalesskii (Poaceae) из Ростовской области с использованием морфологического и ISSR-анализов»

УДК 582.542.1-57.087.1

ИЗУЧЕНИЕ 8Т1РА иСКА1МСА И 8Т1РА 1АЬЕ88Ш

(РОАСЕАЕ) ИЗ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОРФОЛОГИЧЕСКОГО И ^Я-АНАЛИЗОВ

Ю.О. Копылов-Гуськов, Т.Е. Крамина

В работе представлены результаты изучения ковыля украинского (Stipa ucrainica) и ковыля Залесского (Stipa zalesskii) с территории Ростовской обл. с помощью анализа морфологических признаков и 188Я-анализа. Данные, как одномерного и многомерного морфологических анализов, так и распределения 188К-фрагментов, полученные при изучении растений из трех популяций Stipa ucrainica и четырех популяций Stipa zalesskii, свидетельствуют о высокой степени различия между видами, что позволяет принять одну из двух существующих точек зрения и говорить о независимости Stipa ucrainica и Stipa zalesskii.

Ключевые слова: Stipa ucrainica, Stipa zalesskii, 188Я, морфологический анализ, многомерные методы анализа.

Ковыли (Stipa L., Poaceae) - одна из важнейших групп, формирующих степные сообщества. Обычно это дерновинные травы. В степях Восточной Европы основную роль играют перистые ковыли. Несмотря на интенсивное изучение и разработку системы перистых ковылей на протяжении всего ХХ в. (Смирнов, 1928; Рожевиц, 1934; Клоков, Осычнюк, 1976; Цвелев, 1976; Martinovsky, 1980), однако ревизии этой группы продолжают выходить до сих пор (Vázquez, Gutiérrez, 2011; Gonzalo et al., 2013).

В последние годы увеличилось число публикаций по материалам молекулярных исследований ковы-лей (Shan et al., 2006; Liu et al., 2009; Wagner et al., 2011, 2012; Hamasha et al., 2012; Durka et al. 2013). Однако у таких широко используемых методов молекулярной систематики как анализ последовательностей ядерной (ITS) и хлоропластной ДНК часто не хватает «разрешения», чтобы дать ответ на вопрос о взаимоотношении отдельных таксонов (Hamasha et al., 2012). С недавнего времени активное изучение ковылей идет на микроэволюционном уровне. Ряд таких исследований выполнен европейскими авторами. Например, генетическое разнообразие популяций S. capillata L. из Казахстана и Центральной Европы (Wagner et al., 2011), S. pennata L. из России, Украины, Румынии, Чехии и Германии (Wagner et al., 2012) и S. pulcherrima K.Koch от Центральной Европы до юго-запада России (Durka et al., 2013) изучены методом AFLP. Большинство этих работ показали высокий уровень генетического полиморфизма в центральной части ареала (европейская часть

России для S. pennata и S. pulcherrima) и снижение его к периферии, но у S. capillata полиморфизм был одинаково низким и в предполагаемом ядре ареала (Казахстане) и на его окраинах. Эти исследования, хотя и затрагивают ковыли, распространенные в границах бывшего СССР, но дают слабый охват российской территории и касаются лишь отдельных видов, ареалы которых простираются далеко за пределы России.

Ковыль украинский (S. ucrainica P.Smirn.) и ко -выль Залесского (S. zalesskii Wilensky) распространены преимущественно в России и на Украине. Оба эти вида относятся к секции Stipa и вместе с S. dasyphylla (Lindem.) Trautv., S. pontica P. Smirn. и некоторыми другими мелкими видами образуют сложный комплекс, названный J.O. Martinovsky (1980) группой родства S. dasyphylla. До сих пор молекулярно-ге-нетическое изучение S. zalesskii проводилось только по единичным образцам методом филогенетического анализа по последовательностям ITS ядерной рибо-сомальной ДНК и участка 3'trnK хлоропластной ДНК с привлечением большого числа других видов Stipa и родственных родов (Hamasha et al., 2012). Изученный хлоропластный участок ДНК, а также объединенный набор ядерной и хлоропластной последовательностей не позволяют прояснить филогенетические взаимоотношения между ковылями секции Stipa, тогда как согласно Байесовскому дереву, построенному только по ITS, S. zalesskii группируется c S. joannis Celak., S. tirsa Stev., S. rubens P.Smirn. и S. borysthenica Klok. (там же); S. ucrainica попал в одну группу с S. capillata.

Ситуация осложняется и тем, что нет единой точки зрения по независимости и морфологическим признакам этих видов. Одни авторы считают их отдельными видами (Смирнов, 1928; Martinovsky, 1980), другие (Цвелев, 1976, 2006; Буланый, 2008) включают S. ucrainica в состав S. zalesskii в качестве подвида. Для решения вопроса об их видовой самостоятельности необходим комплексный подход.

Межмикросателлитные (ISSR) маркеры высоко полиморфны и полезны для изучения генетического разнообразия, филогении и эволюционной биологии (Reddy et al. 2002). Они были использованы для выявления межвидовой гибридизации (Wolfe et al. 1998, Archibald et al. 2004; Kramina et al. 2012). ISSR-маркеры оказались удачным инструментом для изучения генетической структуры и дифференциации двух близких видов Gentiana (Zhang et al. 2007). Анализ изменчивости длин межмикросател-литных участков генома был успешно применен и для изучения генетического разнообразия у азиатских видов ковылей - S. grandis P. Smirn. (Shan et al., 2006) и S. purpurea Griseb. (Liu et al., 2009).

Цель настоящей работы - выяснение взаимоотношений Stipa ucrainica и Stipa zalesskii на юге европейской части России с привлечением как морфологических, так и молекулярных (ISSR-маркерирование) методов.

Материалы и методы

Анализ морфологических закономерностей мы проводили, опираясь на собранные нами в 20092011 гг. в 7 локалитетах Ростовской обл. 86 гербар-ных образцов изучаемых видов, включая три популяции S. zalesskii (43 образца) и четыре популяции S. ucrainica (43 образца; табл. 1). При определении растений мы старались обобщить информацию, приводимую в основных сводках по этой группе (Смирнов, 1928; Цвелев, 1976; Слюсаренко, 1977; Martinovsky, 1980).

В ходе последующей лабораторной обработки мы отобрали для изучения пять признаков, которые наиболее часто упоминаются в литературных источниках в качестве диагностических:

1) длина нижней цветковой чешуи от кончика каллуса до основания ости (мм);

2) расстояние, на которое краевая полоска волосков не доходит до основания ости (мм);

3) опушение влагалищ листьев вегетативных побегов; в баллах (от 0 до 2): 0 - влагалища голые, 1 - имеются только реснички по краям влагалища и на язычке, 2 - влагалища целиком опушенные;

4) диаметр самого длинного листа вегетативного побега (мм);

5) число волосков на единицу длины абаксиаль-ной стороны листовой пластинки (для удобства измерений за единицу длины мы выбрали величину 2,9 мм).

Помимо указанных мы также выбрали четыре дополнительных признака, которые не фигурируют в определительных ключах при различении указанных видов:

6) длина колонки (скрученного голого сегмента ости), мм;

7) длина сеты (нескрученного волосистого сегмента ости), мм;

8) отношение длины сеты к длине колонки;

9) длина язычка листьев вегетативных побегов.

Обработку данных проводили в программах STATISTICA 6.1 (Stat Soft Inc., 2003) и PAST (Hammer, 2001). Средние значения для двух изученных видов сравнивали по каждому признаку отдельно. Для признаков 1, 4-9 мы использовали t-критерий Стьюдента, для признаков 2 и 3 -U-критерий Манна-Уитни, реализованные в программе STATISTICA. Подобный выбор методов обусловлен тем, что признаки 2 и 3 имеют явно ненормальное распределение: признак 3 - балльный, а распределение признака 2 для S. ucrainica резко бимодальное. Для оценки степени разделения изучаемых видов по совокупности морфологических признаков мы применяли анализ главных координат по метрике Гауэра в программе PAST. Из-за того, что в 2011 г. на западе Ростовской обл. было очень мало цветущих ковылей, для многих растений мы смогли изучить только морфологические признаки вегетативной сферы, и они не были включены в анализ главных координат (табл. 1).

Часть гербарных образцов из каждой изученной популяции использовали для ISSR-анализа (табл. 1), выборка составила 23 образца S. zalesskii и 25 образцов S. ucrainica. Выделение ДНК проводили из высушенных листьев с помощью специализированного набора Nucleo Spin Plant II (Macherey Nagel GmbH, Германия) в соответствии с протоколом производителя.

В качестве праймеров для полимеразной цепной реакции (ПЦР) были использованы 5 олигонуклео-тидных последовательностей, комплементарных ми-кросателлитным повторам: НВ12 [(САС)^С], НВ13 [^G^GO], M2 [(AC)8(C/T)G], М4 [^)8(С/Т)С] и UBC868 [(GAA)6]. Праймеры выбирали по результатам предварительного анализа, отдавая предпочтение

Т а б л и ц а 1

Изученные образцы

Номер популяции Вид Точка сбора Число образцов для морфологического анализа [включены в анализ главных координат] Число образцов для молекулярного анализа

S02 Stipa ucrainica Ростовская обл., Мясниковский р-н, 3,5 км к северу от хутора Недвиговка (Чулекская балка), разнотравно-дерновинно-злаковая степь. N 47°18'15" Е 39°22'59" 27.У 2009 и 10.У1 2011 11 [11] 6

S10 Stipa ucrainica Ростовская обл., Заветинский р-н, 10 км на северо-восток от хутора Киселевка, типчаково-ковыльная степь на склоне северо-восточной экспозиции. N 47°22'31" Е 44°15'12" 04.У1 2010 19 [19] 9

S17 Stipa ucrainica Ростовская обл., Орловский р-н, 3,5 км к восток-северо-востоку от пос. Маныч, степной склон 3° южной экспозиции. N 46°26'40" Е 42°45'17" 17.У1 2011 7 [0] 5

S18 Stipa ucrainica Ростовская обл., Орловский р-н, 3,5 км к северо-северо-востоку от пос. Маныч, степной склон 1° южной экспозиции. N 47°27'37" Е 42°43'59" 17.У1 2011 6 [6] 5

S01 Stipa zalesskii Ростовская обл., Мясниковский р-н, 2 км к северо-востоку от хутора Недвиговка, разнотравно-дерновинно-злаковая степь. N 47°17'02" Е 39°22'54" 09.У1 2011 23 [7] 8

S11 Stipa zalesskii Ростовская обл., Куйбышевский р-н, 1,5 км к северу от пос. Лысогорка, разнотравно-типчаково-ковыльная степь на склоне восточной экспозиции. N 47°43'20" Е 39°12'33" 11.У1 2010 14 [4] 9

S14 Stipa zalesskii Ростовская обл., Родионово-Несветайский р-н, 3 км к западу от с. Персиановка, степной склон южной экспозиции 10° на правом берегу р. Тузлов. N 47°31'40" Е 39°23'19" 11.У! 2011 6 [1] 6

тем, которые давали не менее трех полос при электрофорезе продуктов ПЦР. Отжиг праймеров НВ12, НВ13 проводили при \ = 48,5°С; иВС868, М2 - при г = 50°С; М4 - при г = 52°С. Реакционная смесь (20 мкл) содержала 10-20 нг ДНК, 20 пмолей праймера и

готовый реакционный микс MaGMix (200 мкМ каждого dNTP, 1,5 мМ MgC12, 1,5 ед. Тад-полимеразы и буфер, Диалат ЛТд, Россия). ПЦР реакцию с предварительной денатурацией (95°С - 3 мин) проводили в амплификаторе М1 Research РТС-220 DNA Engine

Dyad (Bio-Rad Ltd., США) в течение 35 циклов в режиме: денатурация при 94°С - 30 с, отжиг при соответствующей температуре - 30 с, элонгация при 72°С - 40 с (прибавление 2 с на каждый цикл) (Крамина, Шанцер, 2010; Kramina et al., 2012).

Разделение продуктов ПЦР проводили с помощью электрофореза в 1,7%-м агарозном (Amresco) геле в 0,5-кратном трис-боратном буфере с окрашиванием бромидом этидия (0,5 мкг/мл) при 125 В и фотографировали цифровым фотоаппаратом. Полученные фотографии гелей анализировали в программе Cross Checker 2.91 (Buntjer, 2000). В результате анализа была получена бинарная матрица присутствия/отсутствия фрагментов одинаковой длины, которая и подвергалась дальнейшему анализу.

Мы подсчитали общее число фрагментов и проанализировали их распределение между изучаемыми видами, а кроме того, определили число полиморфных локусов как для выборки в целом, так и для каждого вида в отдельности (локус считали полиморф -ным, если его встречаемость находилась в интервале 5-95%). Выявлено также число диагностических маркеров, т.е. тех, которые встречаются у всех образцов одного вида и полностью отсутствуют у второго.

Для ординации образцов по степени их генетического родства в пространстве небольшой размерности был применен метод главных координат, реализованный в программе PAST (Hammer et al., 2001). В качестве меры генетического сходства образцов использовался коэффициент Жаккара (Крамина, Шанцер, 2010).

Анализ популяционной структуры проводили методом Байеса в программе Structure 2.3 (Pritchard, et al., 2000; Falush et al., 2007; Pritchard et al., 2009), которая оценивает вероятность разбиения выборки на К популяций на основании расчета частот аллелей в каждой из этих гипотетических популяций путем байесовского анализа методом марковских цепей Монте Карло. Анализ проводили с использованием модели генетического смешения (admixture) и скоррелированности частот аллелей в разных популяциях (Крамина, Шанцер, 2010). Предварительный выбор стартовой точки марковской цепи (burn in) проводили в течение 50 тыс. итераций, с последующим построением марковской цепи в течение 500 тыс. итераций для значения К, равного 1-7 в семи повторностях для каждой величины К. Истинную величину К оценивали как наименьшее значение, при котором график зависимости логарифма апостериорной вероятности от К достигает плато (Pritchard et al., 2009).

Результаты

Попарное сравнение показало, что по всем «основным» признакам виды достоверно различаются (р-уа1ие < 0,01). Растения & zalesskii по сравнению с & ucrainica имеют более крупные нижние цветковые чешуи, краевая полоска волосков на которых в 90,3% случаев доходит до основания ости, если же не доходит, то не более чем на 1,5 мм (табл. 2). Помимо этого у & zalesskii всегда опушены влагалища листьев вегетативных побегов, листья толще, и на них практически нет волосков с нижней (наружной) стороны. Мы также обнаружили достоверные отличия и по двум из четырех «дополнительных признаков». А именно, у & zalesskii сета оказалась короче, чем у & ucrainica, и длины сеты и колонки различаются слабее - соотношение длины сеты к длине колонки в среднем 2,56 против 3,29 у & ucrainica. По длине колонки и длине язычков достоверных отличий между видами мы не обнаружили.

По результатам анализа главных координат 12 образцов & zalesskii и 36 образцов & ucrainica на плоскости первой и второй координат они образовали три хорошо разделенные группы: точки & zalesskii образовали отдельную группу, а точки & ucrainica распались на две группы (рис. 1). Причем, «нижняя» группа точек & ucrainica образована исключительно образцами из популяции 810. Из рис. 1 видно, что точка образца 802-2 попадает в «верхнюю» группу точек & ucrainica. Первая и вторая главные координаты описывают 43 и 17% разброса данных соответственно.

Рис. 1. Результаты анализа главных координат по девяти морфологическим признакам. х - Stipa ucrainica; ■ - Stipa zalesskii

Анализ главных координат, проведенный по общей матрице присутствия/отсутствия ISSR-маркеров, также показал, что виды хорошо разделяются (рис. 2). Первая и вторая главные координаты описывают 42 и 10% разброса данных соответственно. На рис. 2 один из образцов S. ucrainica (S02-2) расположен сильно в стороне от основных двух групп. Мы сочли этот образец выбросом и не включали в последующие анализы.

В общей сложности мы получили 58 различных ISSR-фрагментов, из которых полиморфизм проявили 34 (58,6%). Для S. ucraunica обнаружили 24 полиморфных локуса, для S. zalesskii - 19. Для обоих видов найдены диагностические маркеры: 3 для S. ucraunica и 4 для S. zalesskii (табл. 3). Обнаружен также один уникальный маркер для популяции S14. Это фрагмент длиной порядка 400 п.н., амплифицирован-ный с праймера HB13.

Байесовский анализ, проведенный в программе Structure, показал, что с наибольшей вероятностью изучаемая выборка разбивается на 2, 3 и 5 групп

(рис. 3). При разбиении на две группы все образцы почти со стопроцентной апостериорной вероятностью относятся программой к двум определенным заранее видам (рис. 4). При разбиении на три группы образцы zalesskii демонстрируют генетическую однородность, а внутри ucrainica выделяются две группы, не связанные с популяционной принадлежностью. При разбиении на пять групп при различных запусках анализа были получены два варианта результатов: zalesskii либо был однороден, либо внутри него четко выделялась популяция 814. ucrainica всегда был разнородным. Истинную величину К оценивали как наименьшее значение, при котором график зависимости логарифма апостериорной вероятности от К достигает плато (РпгсЬагё ег а1., 2009).

Обсуждение

Полученные результаты по морфологическим признакам полностью соответствуют литературным данным о различиях zalesskii и ucrainica по изученным признакам на юге европейской части России

Таблица 2

Сравнение S. ucrainica и S. zalesskii по морфологическим признакам

Признак S. ucrainica S. zalesskii Сравнение видовых средних по критерию Стьюдента (p-value) Сравнение видовых средних по критерию Манна-Уитни (p-value)

Длина нижней цветковой чешуи, мм 13,9 (17,0 ± 1,2) 20,2 16,5 (19,5 ± 1,6) 22,7 0,0084 -

Краевая полоска волосков не доходит до основания ости, мм 0,0 (2,9 ± 1,6) 8,4 0 (0,1 ± 0,3) 1,5 - 0,000000

Опушение влагалищ листьев вегетативных побегов (баллы от 0 до 2)* 0 [0 : 0 : 0] 2 1 [1 : 1 : 2] 2 - 0,000000

Диаметр листовой пластинки, мм 0,36 (0,54 ± 0,10) 0,76 0,46 (0,76 ± 0,13) 1,12 0,000058 -

Число волосков на у.е. (2,9 мм) нижней стороны листа 0 (12,0 ± 6,0) 28 0 (0,1 ± 0,5) 8 0,000000 -

Длина колонки, мм 59 (76,1 ± 11,8) 97 60 (81,6 ± 10,7) 95 0,159 -

Длина сеты, мм 208 (247,7 ± 31,5) 330 161 (207,2 ± 35,6) 275 0,000523 -

Отношение длины сеты к длине колонки 2,65 (3,29 ± 0,37) 3,98 1,93 (2,56 ± 0,44) 3,57 0,000001 -

Длина язычка листьев вегетативных побегов 0,8 (1,43 ± 0,46) 3,0 0,8 (1,28 ± 0,29) 1,8 0,295 -

П р и м е ч а н и е. Формат представления результатов: минимальное значение (среднее арифметическое ± стандартное отклонение среднего) максимальное значение.

*Минимальное значение [нижняя квартиль : медиана : верхняя квартиль] максимальное значение.

ч

ч S02-2

+ +

++i+ ч □ В □ □ □ □ .........]

............'ЧР + + + □ □ jib □□

+ + □ °

-024 -0,12 0 0.12 0,24

Координата 1

Рис. 2. Результаты анализа главных координат, проведенного по присутствию/отсутствию каждого из 58 188Я-маркеров у изучаемых видов ковылей.

+ - Stipa ucrainica; □ - Stipa zalesskii

(Смирнов, 1928; Цвелев, 1976, 1986; Слюсаренко, 1977). Это демонстрируют методы как одномерного, так и многомерного анализа. Разделение & ucrainica на две группы (рис. 1) может быть связано, на наш взгляд, с тем, что популяция 810, образовавшая «нижнюю» группу и отсутствующая в «верхней», расположена на юго-западе Ергенинской возвышенности, где экологические условия более аридные.

Представляют интерес признаки, которые не используются в определительных ключах, но по которым были обнаружены достоверные отличия между видами - длина сеты и соотношение длины сеты и колонки. Несмотря на то что исследуемая выборка невелика, получена она из региона перекрывания довольно широких ареалов исследуемых видов, а в подобных районах отличия между настоящими (даже близкими) видами часто усиливаются (Воронцов, 1968). С этим отчасти связано и то, что мы не включили в работу близкий к исследуемым вид & pontica: достоверных данных о его произрастании в Ростовской обл. нет, а сравнивать X ucrainica и & zalesskii из Ростовской обл. с & pontica из других регионов нам представилось нецелесообразным для настоящей работы.

Анализ главных координат по результатам исследования 188Я-маркеров также подтвердил различия между изучаемыми видами в Ростовской обл. Значительные отличия образца 802-2 от остальной выборки & ucrainica связаны, как мы полагаем, с не-

удачным выделением ДНК из материала, так как по морфологическим признакам данный образец не выбивается из общей картины распределения (рис. 1). Таким образом, ISSR-анализ полностью подтвердил данные морфологического исследования.

Анализ распределения ISSR-фрагментов показал несколько более высокое генетическое однообразие Stipa zalesskii по сравнению с S. ucrainica для нашей выборки, что выражается в меньшем числе полиморфных маркеров и большем диагностических (табл. 3). Подобная картина может быть связана с довольно узкой территорией сбора материала (только Ростовская обл.). А так как ареал S. zalesskii доходит на востоке до юга Сибири, то распространять тезис о низкой генетической изменчивости S. zalesskii на весь вид нам представляется невозможным. Согласно методическим рекомендациям (Pritchard et al., 2009), оценкой истинного числа групп в нашей выборке следует считать К = 2, поэтому даже выделение в некоторых запусках байесовского анализа образцов из популяции S14 в отдельную группу мы полагаем проявлением большего генетического своеобразия этой популяции. С технической точки зрения это может быть связано с наличием у всех шести взятых для анализа образцов этой популяции одного уни-

-600 -800 -1000 -1200

§

^ -1400 С -I

-1600 -1800

-2000 -2200

1 2 3 4 5 6 7 К

-■-Среднее IП Среднее ±0,95 доверительный

интервал

Рис. 3. График зависимости логарифма апостериорной вероятности разбиения выборки на K групп от числа таких групп

Вероятности отнесения образцов к одной из двух групп

1,00

S 0.75

g 0,50

а

m

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

0,25

0,00

ООООт— Т— Т— Т— Т— Т— Т— Т— Т— Т— Т— Т— Т— Т— Т— Т— Т— т— ООС\]СМС\|т— Т— Т— Т— Т— ООООт— Т- Т— Т— Т— Т— Т— Т— Т— ШЯМИОООИИЯИЯЯВЯИВИИВИИВИОООИЯИЯЯ^^^^ЯИЯЯИЯИЮЯИ

со со со со со со со со со со

Рис. 4. Вероятность отнесения каждого образца к одной из двух предполагаемых групп по

результатам байесовского анализа

Таблица 3

Распределение Т88К-фрагментов

Общее число фрагментов 58

Общее число полиморфных локусов (встречаемость > 5%) 34

Stipa ucrainica Stipa zalesskii

Число полиморфных локусов (встречаемость > 5%) 24 19

Число диагностических маркеров 3 4

кального маркера (см. Результаты). Очевидно, что результаты байесовского анализа полностью согласуются с результатами морфологического анализа и анализа распределения 188Я-фрагментов.

Таким образом, комплексный подход с использованием морфологического, байесовского анализов и анализа распределения 188Я-фрагментов однознач-

Исследование выполнено при подде

но подтвердил различия между ковылем украинским (Stipa ucrainica) и ковылем Залесского (Stipa zalesskii) для территории Ростовской обл.

Авторы выражают благодарность О.Н. Деминой, П. А. Волковой, З.В. Гершельман и Д.Ф. Лыскову за помощь на полевом этапе исследования, а также М. Нобису за рецензирование и ценные замечания.

кке гранта РФФИ № 14-04-01094 А.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Буланый Ю.И. Флористические материалы и ключ для определения ковылей (Stipa L., Poaceae) Саратовской области // Вестн. Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова. 2008. № 8. С. 8-10.

Воронцов Н.Н. Дивергенция близких видов на стыках их ареалов // Проблемы эволюции. Т. 1. Новосибирск, 1968. С. 202-207.

Клоков М.В., Осычнюк В.В. Ковыли Украины // Новости систематики высших и низших растений. Киев, 1976. С. 7-92.

Крамина Т.Е., Шанцер И.А. Анализ спонтанной гибридизации двух диплоидных видов Lotus (Fabaceae) в Волгоградской области // Бот. журн. 2010. Т. 95. № 6. С. 93-106.

Рожевиц Р.Ю. Ковыль - Stipa L. // Флора СССР. Т. 2. Л., 1934. С. 79-112.

Слюсаренко Л. П. Stipa - Ковыль // Злаки Украины. Киев, 1977. С. 405-424.

Смирнов П.А. Stipa L. - Ковыль // Флора Юго-Востока европейской части СССР. Л., 1928. Вып. 2. С. 98-118.

Цвелев Н.Н. Злаки СССР Л., 1976. 788 с.

Цвелев Н.Н. О ковылях (Stipa L., Gramineae) Украины // Бюл. МОИП. Отд. биол. 1986. Т. 91 Вып. 1. С. 116-123.

Цвелев Н.Н. Poaceae Barnhart (Gramineae Juss.) // Конспект флоры Кавказа. Т. 2. СПб., 2006. С. 248-378.

Archibald J. K., Wolfe A. D., Johnson S. D. Hybridization and gene flow between a day- and night-flowering species of Zalu-zianskya (Scrophulariaceae, tribe Manuleeae) / Amer. J. Bot. 2004. Vol. 91. N 9. P. 1333-1344.

Buntjer J. B. Cross Checker: computer assisted scoring of genetic AFLP data // Plant and animal genome, VIII Conference. San Diego, CA, January 9-12, 2000.

Durka W. et al. Extreme genetic depauperation and differentiation of both populations and species in Eurasian feather grasses (Stipa) // Plant Syst. Evol. 2013. Vol. 299. P. 259-269.

Falush D., Stephens M., Pritchard J. Inference of population structure using multilocus genotype data: dominant markers and null alleles // Mol. Ecol. Notes. 2007. Vol. 7. P. 574-578.

Gonzalo R., Aedo C., García M. A. Taxonomic revision of the Eurasian Stipa subsections Stipa and Tirsae (Poaceae) // Syst. Bot. 2013. Vol. 38, N 2. P. 344-378.

Hamasha H.R., von Hagen K.B., Roser M. Stipa (Poaceae) and allies in the Old World: molecular phylogenetics realings genus circumscription and gives evidence on the origin of American and Australian lineages // Plant Syst. Evol. 2012. Vol. 298. P. 351-367.

Hammer 0., Harper D.A.T., Ryan P. D. PAST: Paleontologi-cal Statistics Software Package for Education and Data Analysis // Palaeontologia Electronica. 2001. Vol. 4. N 1. 9 p.

Kramina T. E., Degtjareva G. V., Meschersky I. G. Analysis of hybridization between tetraploid Lotus corniculatus and diploid Lotus stepposus (Fabaceae-Loteae): morphological and molecular aspects // Plant Syst. Evol. 2012. Vol. 298. P. 629-644.

Liu, W.S., Dong, M., Song, Z.P., Wei, W. Genetic diversity pattern of Stipa purpurea populations in the hinterland of Qinghai-Tibet Plateau // Annals of Applied Biology 2009. Vol. 154. P. 57-65.

Martinovsky J.O. Stipa // Flora Europaea. Vol. 5: Alismataceae to Orchidaceae (Monocotyledones). Cambridge etc., 1980. P. 247-252.

Pritchard J. K., Stephens M., Donnelly P. Inference of population structure using multilocus genotype data // Genetics. 2000. Vol. 155. P. 945-959.

Pritchard J. K., Wen X., Falush D. Documentation for structure software: Version 2.3 [Электронный ресурс]. 2009. Режим доступа: http://pritchardlab.stanford.edu/structure.html

Reddy M. P., Sarla N., Siddiq E.A. Inter simple sequence repeat (ISSR) polymorphism and its application in plant breeding // Euphytica. 2002. Vol. 128. P. 9-17.

Shan D., Zhao M., Han B., Han G. Examining the genetic diversity of Stipa grandis under various grazing pressures // Acta Ecologica Sinica. 2006. Vol. 26, N 10. P. 3175-3183.

StatSoft, Inc. STATISTICA (data analysis software system), version 6.1. 2003. www.statsoft.com.

Vázquez F.M., Gutiérrez M. Classification of species of Stipa with awns having plumose distal segments // Telopea. 2011. Vol. 13. N 1. 2. P. 155-176.

Wagner V., Durka W., Hensen I. Increased genetic differentiation but no reduced genetic diversity in peripheral vs. central populations of a steppe grass // Amer. J. Bot. 2011. Vol. 98. N 7. P. 1173-1179.

Wagner V, Treiber J., Danihelka J., Ruprecht E., Wesche K., Hensen I. Declining genetic diversity and increasing genetic isolation toward the range periphery of Stipa pennata, a Eurasian Feather Grass // International Journal of Plant Sciences. 2012. Vol. 173. N 7. P. 802-811.

Wolfe A. D., Xiang Q.-Y., Kephart S. R. Assessing hybridization in natural populations of Penstemon (Scrophulariaceae) using hypervariable inter simple sequence repeat markers // Mol. Ecol. 1998. Vol. 7. P. 1107-1125.

ZhangX.-L., Yuan Y.-M., GeX.-J. Genetic structure and differentiation of Gentiana atuntsiensis W. W. Smith and G. striolata T. N. Ho (Gentianaceae) as revealed by ISSR markers / Bot. J. Linn. Soc. 2007. Vol. 154. P. 225-232.

Поступила в редакцию 30.12.13

MORPHOLOGICAL AND ISSR DATA FOR STIPA UCRAINICA AND STIPA ZALESSKII (POACEAE) FROM THE ROSTOV REGION

Yu.O. Kopylov-Guskov, T.E. Kramina

Results of morphological and ISSR analyses of Stipa ucrainica and Stipa zalesskii from territory of the Rostov Region are presented. The results of all analyses we conducted - unidimensional and multidimensional morphological analyses, analysis of ISSR markers distribution - suggest a high level of differences between Stipa ucrainica and Stipa zalesskii so these species should not be united.

Key words: Stipa ucrainica, Stipa zalesskii, ISSR, morphological analysis, multidimensional scaling, Bayesian analysis.

Сведения об авторах: Копылов-Гуськов Юрий Олегович - аспирант кафедры высших растений биологического факультета МГУ ([email protected]); Крамина Татьяна Евгеньевна - ст. преподаватель кафедры высших растений биологического факультета МГУ, канд. биол. наук ([email protected]).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.