Научная статья на тему 'Некоторые результаты практического применения анализа ДНК для генетической идентификации клонов на ЛСП сосны обыкновенной'

Некоторые результаты практического применения анализа ДНК для генетической идентификации клонов на ЛСП сосны обыкновенной Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
85
49
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДНК / АНАЛИЗ / СОСНА ОБЫКНОВЕННАЯ / DNA / ANALYSIS PINES ORDINARY

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Шишкина О. К., Завистяева М. А., Рабцун А. С.

В статье рассказывается о молекулярно-генетическом методе, удобном для идентификации клонов древесных пород, и приводятся данные о его практическом использовании.

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

This publication talk about molecular-genetic methods, which is convenient for identification clones of tree species, and includes data about its practical use.

Текст научной работы на тему «Некоторые результаты практического применения анализа ДНК для генетической идентификации клонов на ЛСП сосны обыкновенной»

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

/ З.Ю. Герушинский. - Львов: Пирамида, 1996. - 208 с.

6. Зайцев, Г.Н. Фенология древесных растений / Г.Н. Зайцев. - М.: Наука, 1981. - 120 с.

7. Методика фенологических наблюдений в ботанических садах СССР / Под ред. П.И. Лапина. - М.: Гл. бот. сад АН СССР, 1975. - 27 с.

8. Остапенко, Б.Ф. Лесная типология / Б.Ф. Остапенко, В.П. Ткач. - Харков: ХДАУ, 2002. - 204 с.

9. Погребняк, П.С. Основы лесной типологии / П.С. Погребняк. - Киев: АН УССР, 1955. -456 с.

10. Серебряков, И.Г. Экологическая морфология растений. Жизненные формы покрытосеменных и хвойных / И.Г. Серебряков. - М.: Высшая школа, 1962. - 378 с.

11. Синская, Е.Н. О категориях и закономерностях изменчивости в популяциях высших растений / Е.Н. Синская // Проблема популяций у высших растений. - 1963. - Вып. 2. -124 с.

12. Яблоков, А.В. Фенетика / А.В. Яблоков. - М.: Наука, 1980. - 234 с.

13. A new methods of survey and data analysis in phenology / B. Schirone, A. Leone, S. Mazzoleni [et al] // Journal of Vegetation Science 2. - 1990. - P. 27-34.

14. Hundson, I. L. Phenological Research: Methods for Environmental and Climate Change Analysis / I.L. Hundson, M.R. Keatley. - New-York: Springer, 2009.

- 521 p.

15. White, T. L. Forest Genetics / T L White, W T Adams, D B Neale. - Cambridge: CABI Publishing, 2007.

- 704 p.

НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ АНАЛИЗА ДНК ДЛЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ КЛОНОВ НА ЛСП СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ

О.К. ШИШКИНА, нач. отдела селекции и генетики ФГУ «Рослесозащита», канд. биол. наук, М.А. ЗАВИСТЯЕВА, асп. каф. селекции, генетики и дендрологии МГУЛ,

А.С. РАБЦУН, асп. каф. селекции, генетики и дендрологии МГУЛ

Леса России занимают площадь около 1/5 лесов планеты и содержат половину мировых запасов хвойных пород. Они играют огромную роль в глобальных процессах регулирования состояния окружающей среды и предотвращении негативных изменений климата. Все это объективно определяет статус нашей страны как многолесной державы. Однако в отличие от других стран леса России в большей своей части расположены в зоне достаточно сурового климата с вечной мерзлотой, с более коротким периодом вегетации, что делает их своеобразными. Они отличаются низкой продуктивностью, медленными темпами смены поколений, длительным и медленно протекающим процессом естественного лесовосстановления. Поэтому леса России более подвержены воздействию неблагоприятных природных и, особенно, техногенных факторов, неуклонно возрастающих с начала ХХ в., а также интенсивных промышленных рубок леса, вызывающих во многих случаях и во многих регионах страны неблагоприятную смену породного состава

[email protected]

лесов и заметное обеднение их природного генофонда [1].

В целях сохранения генетического фонда высокопродуктивных насаждений, получения семян с улучшенными наследственными свойствами в СССР была создана постоянная лесосеменная база объектов единого генетикоселекционного комплекса (объекты ЕГСК).

К настоящему времени по разным причинам значительное число объектов ЕГСК находится в полупригодном состоянии и нуждается в широкомасштабных работах, необходимых для дальнейшего развития лесного селекционного семеноводства и повышения эффективности его практического использования.

Первым пунктом в этом списке должна значиться генетическая паспортизация объектов ЕГСК. Она позволит дать ясную оценку итогам проведенной ранее объемной работы, определить будущие количественные и качественные ее результаты.

Важнейшим элементом ЕГСК постоянной лесосеменной базы лесосеменного района являются лесосеменные плантации (ЛСП)

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2013

33

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Таблица 1

Характеристика ЛСП, выбранных для проведения RAPD-анализа

Область Лесничество № ЛСП № квартала Площадь, га Схема посадки, м Год закладки

Московская Куровское 33 61 6 5/10 1981

Московская Куровское 41 64 1 5/10 1984

Московская Куровское 47 63 10 8/10 2000

Московская Куровское 48 55 8 8/10 2003

Владимирская Андреевское 1 25 11 8/8 2006

Таблица 2

Характеристика ЛСП на основании проведенного анализа

№ ЛСП Число посадочных мест Количество деревьев на ЛСП Расположены согласно схеме посадки На других посадочных местах Происхождение неизвестно Всего идентифицировано Представлено рамет клонов

Шт./ %

33 1070 566/52,8* 141/36,9 110/28,7 251/65,6 131/34,4 22

41 200 68/34 34/50 33/48,5 1/1,15 67/98,5 12

47 1235 1155/93,5 1089/94,2 41/3,5 25/2,1 1130/97,8 125

48 1180 873/73,9 744/85,2 86/9,8 43/5 830/95 85

1 1615 907/56,1 575/63,4 148/16,4 96/10,5 723/79,7** 62

*Из 566 деревьев на ЛСП 184 являются непривитыми.

**88 деревьев оказались раметами неидентифицированного клона

первого и последующих порядков. Плантации, созданные потомством плюсовых деревьев (отбор по фенотипу), относят к ЛСП-1. Плантации второго порядка (ЛСП-2) создают вегетативным потомством плюсовых деревьев, прошедших генетическую оценку (элитные деревья). Полученные на них семена относят к селекционной категории «условно сортовые». Сортовые семена могут быть получены на ЛСП высших порядков после проведения государственного сортоиспытания [5].

Идентификация клонов в лесном семеноводстве имеет большое значение, поскольку прогнозируемое повышение продуктивности создаваемых лесных насаждений при использовании улучшенных семян составляет 15-20 %, а генетический эффект, определяемый по быстроте роста, оценивается в среднем на уровне 8-9 % с колебаниями от 5 до 25 % [2, 3]; но в результате испытаний потомства этот эффект может быть увеличен [4]. Поскольку определить генетическую принадлежность клонов по фенотипу и биометрическим показателям на данный момент очень проблематично, необходимо примене-

ние принципиально новых достаточно достоверных и скоротечных методов.

Применение методов молекулярно-генетических исследований на объектах ЕГСК позволяет наиболее быстро и эффективно решить ряд вопросов, важных с точки зрения селекционно-генетической ценности объектов. Наиболее удобным для этого является один из методов анализа ДНК, именуемый RAPD-анализом (Random Amplified Polymorphic DNA - произвольно амплифицированная полиморфная ДНК). Метод достаточно прост в исполнении и не требует применения дорогостоящих реактивов.

Анализ непосредственно ДНК позволяет гораздо быстрее и с высокой степенью достоверности провести генетическую идентификацию. В качестве образца может использоваться любая часть растения в свежем, замороженном, заспиртованном или сухом виде. Высушенные образцы легко транспортировать и хранить. Анализ одного образца проводится в течение 2-х дней, один комплект оборудования позволяет одновременно проводить анализ 48 образцов.

34

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2013

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.