ТАКСОНОМИЧЕСКИЙ СТАТУС И ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ PRIMULA MAZURENKOAE (PRIMULACEAE), ВЫЯВЛЕННАЯ МЕТОДОМ ISSR-АНАЛИЗА И СЕКВЕНИРОВАНИЕМ РЕГИОНА ITS

Наталия Каримулловна Ковтонюк; Софья Станиславна Юданова; Наталья Сергеевна Нуждина

НАУЧНАЯ СТАТЬЯ УДК 582.689

ТАКСОНОМИЧЕСКИЙ СТАТУС И ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ PRIMULA MAZURENKOAE (PRIMULACEAE), ВЫЯВЛЕННАЯ МЕТОДОМ ISSR-АНАЛИЗА И СЕКВЕНИРОВАНИЕМ РЕГИОНА ITS

Наталия Каримулловна Ковтонюк1, Софья Станиславна Юданова1, Наталья Сергеевна Нуждина1

1 Центральный сибирский ботанический сад СО РАН

Автор, ответственный за переписку: Ковтонюк Наталия Каримулловна,

[email protected]

Аннотация. В статье приведены сведения, направленные на уточнение таксономического статуса вида Primula mazurenkoae (секция Aleuritia, Primulaceae) и определение уровня его генетической дивергенции по отношению к морфологически близкому P. farinosa. Для изучения генетических связей между близкородственными видами было выполнено ISSR-маркирование с помощью пяти прай-меров и исследованы 23 нуклеотидные последовательности локуса ITS ярДНК, 20 из которых получены в настоящем исследовании. Генетический анализ показал высокий уровень вариабельности P. mazurenkoae и сложную гетерогенную структуру его природных популяций. Установлено, что морфологически близкие виды P. mazurenkoae и P farinosa характеризуются также высокой степенью генетического сходства, выявленного методом ISSR-анализа и секвенированием внутренних транскрибируемых спейсеров ITS ядерной рибосомальной ДНК.

Ключевые слова: ваучерные образцы, гербарные коллекции, молекулярное маркирование, ITS, ISSR, сосудистые растения, Хохряков А.П., Primula, секция Aleuritia

DOI: 10.55959/MSU0027-1403-BB-2023-128-5-72-84

Финансирование. Работа выполнена в рамках проектов № АААА-А21-121011290025-2, АААА-А21-121011290024-5 ЦСБС СО РАН и при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках Соглашения № 075-15-2021-1056 от 28.09.2021 г. между БИН РАН и Министерством науки и высшего образования Российской Федерации и договора ЕП/29-10-21-4 между БИН РАН и ЦСБС СО РАН.

Для цитирования: Ковтонюк Н.К., Юданова С.С., Нуждина Н.С. Таксономический статус и генетическая вариабильность Primula mazurenkoae (Primulaceae) выявленная методом ISSR-анализа и секвенированием региона ITS // Бюл. МОИП. Отд. биол. 2023. Т. 128. Вып. 5. С. 72-84.

ORIGINAL ARTICLE

TAXONOMIC STATUS AND GENETIC VARIATION IN PRIMULA MAZURENKOAE (PRIMULACEAE): EVIDENCE FROM ISSR ANALYSIS AND ITS SEQUENCING

Nataliya K. Kovtonyuk1, Sofia S. Yudanova1, Natalia S. Nuzhdina1

1 Central Siberian Botanical Garden SB RAS

Abstract. The study aiming to clarify the taxonomic status of Primula mazurenkoae (Aleuritia section, Primulaceae) and determining the level of its genetic divergence in relation to the morphologically close P. farinosa was carried out. To study the genetic relationships between the closely related species, ISSR analysis was performed using five primers; 23 nucleotide sequences of nrITS region were obtained; 20 of them were revealed in the present study. Genetic analyses revealed a high level of variability in natural populations of P. mazurenkoae. Here we can conclude that the level of morphological similarity between P. mazurenkoae and P. farinosa correlates with the results of ISSR analysis and ITS nucleotide data obtained in the study.

Keywords: voucher samples, herbarium collections, molecular markers, ITS, ISSR, vascular plants, A.P. Khokhryakov, Primula sect. Aleuritia

Financial Support. The study was carried out within the framework of State Assignment of CSBG SB RAS No. АААА-А21-121011290025-2, АААА-А21-121011290024-5, and were financially supported by Ministry of Education and Science of Russian Federation under Agreement No. 075-15-2021-1056 of September 28, 2021 between BIN RAS and Ministry of Science and Higher Education of Russian Federation, also under Agreement No ЕП/29-10-21-4 between BIN RAN and CSBG SB RAS.

For citation: Kovtonyuk N.K., Yudanova S.S., Nuzhdina N.S. Taxonomic status and genetic variation in Primula mazurenkoae (Primulaceae): evidence from ISSR-analysis and ITS sequencing // Byul. MOIP. Otd. biol. 2023. T. 128. Vyp. 5. S. 72-84.

В мировой флоре род первоцвет (Primula L.) насчитывает 450-500 видов (Hu, Kelso, 1996; Richards, 2003), распространенных в основном в умеренной зоне и альпийском поясе гор Северного полушария. Во флоре России отмечено более 60 видов первоцветов из 6 секций, самая многочисленная из них - секция Aleuritia Duby, которая включает ряд полиморфных и сложных в таксономическом отношении видов, обитающих в альпийском поясе гор и в арктических широтах Европы и Северной Азии (Федоров, 1952; Theodoridis et al., 2019). Морфологическое разнообразие, ключ для определения и распространение на территории Монголии 13 таксонов из рода Primula, включая виды секции Aleuritia, (P. algida Adams, P. bukukunica, P. farinosa, P. longiscapa Ledeb. и P. serrata Georgi), обсуждались нами ранее (Baasanmunkh, Kovtonyuk, et al., 2020). Близкий к P. farinosa L. высокогорный вид Primula bukukunica Kovt. был обнаружен в 2004 г. в Со-хондинском государственном заповеднике на

юге Забайкальского края в субальпийском поясе горного массива Цаган-Ула, (гора Букукун) на высоте около 2000 м над ур. моря (Ковтонюк, 2009). В течение 3 лет проводились наблюдения за растениями P. bukukunica в условиях интродукции из "locus classicus" на коллекционном участке в Центральном сибирском ботаническом саду СО РАН, за это время образцы проявили стабильные морфологические признаки, отличающие их от P. farinosa L. Филогенетические отношения в роде Primula изучали путем анализа последовательностей ITS региона ядерной рДНК (Conti et al., 2000; Mast et al., 2001; Martins et al., 2003) и хлоропластных маркеров (Guggisberg et al., 2006). Обнаружено, что широко распространенный в Европе вид Primula elatior (L.) Hill генетически гетерогенен и не-монофилетичен (Schmidt-Lebuhn et al., 2012).

Наши предыдущие исследования ITS-региона (Kovtonyuk, Gontcharov, 2009) впервые были проведены для 34 видов Primula, растущих на территории России. Исследования

подтвердили секционное деление рода Primula, но показали необходимость использования дополнительных морфологических и молекулярных данных, а также привлечения большего числа таксонов для выявления филогенетических отношений видов внутри секции Aleuritia. ISSR-анализ ранее применялся для определения генетического разнообразия и уточнения взаимоотношений между близкородственными таксонами в роде Hedysarum L. (Супрун, Шанцер, 2012) и роде Primula (Nan et al., 2003; Crema et al., 2009).

Primula mazurenkoae был описан А.П. Хохряковым в 1984 г. по сборам из Магаданской обл. и назван в честь Маи Тимофеевны Мазуренко, его верной спутницы и помощницы в многочисленных экспедициях. В протологе автор опубликовал подробное морфологическое описание нового вида только на латинском языке (Хохряков, 1984), что затрудняет для исследователей, не владеющих латинским языком, идентификацию этого таксона.

Таксономические границы эндемичного вида P. mazurenkoae A.P. Khokhr. и близкого к нему морфологически изменчивого и широко распространенного вида P. farinosa до сих пор недостаточно изучены (Ковтонюк, 2012).

Цель нашей работы заключалась в уточнении таксономических взаимоотношений морфологически близких видов комплекса P. farinosa из секции Aleuritia (P. farinosa, P. mazurenkoae и P. bukukunica) с использованием молекулярно-генетических маркеров. Для этого были поставлены следующие задачи:

1) уточнить диагностические морфологические признаки для P. mazurenkoae, основываясь на уже известных гербарных сборах и с учетом новой находки вида из Республики Бурятия;

2) провести анализ генетической изменчивости у видов P farinosa, P. mazurenkoae и P. bukukunica методами ISSR-маркирования геномной ДНК и секвенирования нуклеотидной последовательности локуса ITS1-5,8S-ITS2 ядерной рибосомальной ДНК.

Материалы и методы

Для уточнения диагностической значимости морфологических признаков P. mazurenkoae и близких к нему видов P. farinosa и P. bukukunica были использованы материалы из гербарных коллекций (MAG, MW, MHA, LE, NS, NSK, VLA), собственные сборы Н.К. Ковтонюк, а также привлечены данные протологов (Федо-

ров, 1952; Хохряков, 1984, 1985; Ковтонюк, 2009) и электронных ресурсов (Ковтонюк, 2023; Серегин, 2023; POWO, 2023). Ваучерные образцы, использованные в настоящем исследовании, были оцифрованы по международным стандартам и размещены в Цифровом гербарии ЦСБС СО РАН (http://herb.csbg.nsc.ru:8081).

Для выявления внутривидового генетического полиморфизма у P. farinosa, P. mazurenkoae и P. bukukunica был применен метод ISSR-анализа (Inter Simple Sequence Repeats; Wolfe, 2005) для 12 ваучерных образцов (табл. 1) из гербарной коллекции им. М.Г. Попова (NSK, ЦСБС СО РАН). Использовались пять ISSR-праймеров: (CAC)3GC, (GA)6CC, (AC)8YG, (AC)8YT и (GACAC)4.

Для изучения вариабельности локуса ITS 1-5,8S-ITS2 внутренних транскрибируемых спей-серных участков (Internal Transcribed Spacer, ITS) ядерной рибосомальной ДНК были исследованы 22 ваучерных образца (табл. 1) из 18 природных популяций, расположенных на территории Красноярского края, Республики Бурятия, Забайкальского и Хабаровского края и Магаданской обл. (рис. 1).

Впервые в ходе исследований были определены 20 нуклеотидных последовательностей, результаты размещены в базе GenBank (NCBI); две последовательности (AM920466 и AM920471) были получены ранее (Kovtonyuk, Gontcharov, 2009). Нуклеотидная последовательность для внешней группы Douglasia nivalis (AY275026) была привлечена из базы GenBank.

Постановку ПЦР, визуализацию и видеофиксацию ISSR-ПЦР-фрагментов, анализ их длины, определение первичной нуклеотидной последовательности локусов ITS проводили, как было описано ранее (Yudanova и др., 2021; Nuzhdina, Kovtonyuk, 2022). Построение дендрограммы на основе данных электрофоретического разделения ISSR-ПЦР-фрагментов выполнялось методом UPGMA с использованием компьютерной программы TreeCon с применением 100 реплик Bootstrap (Van de Peer, De Wachter, 1994). Генетические расстояния расчитывали методом, описанным M. Nei и W. Li (1979). Выравнивание нуклеотидных последовательностей и построение дендрограммы по локусу ITS выполнено в программе MEGA 11 (Tamura et al., 2021).

Результаты и их обсуждение

До недавнего времени P. mazurenkoae был известен только для флоры Магаданской обл. Растения, собранные И.Ю. Селютиной и Е.М. Пыжико-

Т а б л и ц а 1

Информация об исследованных ваучерных образцах рода Primula

Номер популяции Вид Баркод гербарного образца NSK Место сбора Код ITS-сиквенса в ГенБанке*/ ISSR-анализ

1 P. bukukunica NSK0004185 Забайкальский край OP101661/ +

2 P. bukukunica - Забайкальский край AM920466/ -

3 P. farinosa NSK0004225 Красноярский край - / +

4 P. farinosa NSK0004337 Респ. Бурятия OP101674/ -

5 P. farinosa NSK0004338 Респ. Бурятия OP101675/ -

6 P. farinosa NSK0020135 Красноярский край OP101660/ +

7 P. farinosa NSK0087615 Респ. Бурятия - / +

8 P. farinosa NSK0091538 Хабаровский край OP101665/ -

P. farinosa NSK0091539 Хабаровский край OP101666/ -

9 P. farinosa NSK0091543 Хабаровский край OP101667/ -

10 P. farinosa NSK0091545 Хабаровский край OP101668/ -

11 P. farinosa NSK0144615 Забайкальский край OP101662/ +

12 P. mazurenkoae NSK0087617 Магаданская обл. OP101657/ +

P. mazurenkoae NSK0087618 Магаданская обл. OP101656/ +

13 P. mazurenkoae NSK0087621 Респ. Бурятия OP101653/ +

14 P. mazurenkoae NSK0087622 Респ. Бурятия OP101655/ +

P. mazurenkoae NSK0087625 Респ. Бурятия OP101654/ +

15 P. mazurenkoae NSK0087623 Респ. Бурятия OP101652/ +

P. mazurenkoae NSK0087624 Респ. Бурятия OP101651/ +

16 P. mazurenkoae NSK0091536 Респ. Бурятия OP101663/ -

17 P. mazurenkoae NSK0091537 Респ. Бурятия OP101664/ -

18 P. mazurenkoae - Магаданская обл. AM920471/ -

*Жирным шрифтом выделены последовательности, полученные в ходе исследования.

вой в Республике Бурятия в 2020-2021 гг., по совокупности внешних морфологических признаков так же были отнесены нами к P. mazurenkoae.

Primula mazurenkoae A. Khokhr. 1984, Бюл. Моск. о-ва испыт. прир., отд. биол. 89, 4: 111; Хохряков, 1985, Фл. Магаданской обл.: 281; Про-батова, 1987, Сосуд. раст. СДВ, 2:147; Пробатова, 2006, Фл. РДВ, доп. к Сосуд. раст. СДВ:134; Ков-тонюк, 2012, в Консп. Фл. Аз. России: 134. - Примула Мазуренко.

Тип: «Магаданская обл., Ольский р-н, окрестности пос. Ола, мыс Харбиз, сухой щебнистый приморский склон с берёзой шерстистой, на скалах, 11. VI. 1976, А.П. Хохряков (MW). Родство: от P. ajanensis E. Busch отличается более

узкими листьями с белым, а не желтым мучнистым налетом, от P. borealis Duby отличается густым налетом на листьях и стрелках.

Распространение: южные районы Магаданской обл., Тауйская губа побережья Охотского моря» (Хохряков, 1984:111, перевод Н.К. Ков-тонюк). Считаем необходимым уточнить место хранения и баркоды типового материала P. mazurenkoae: голотип (MW0594148!), изотипы (MW0594149!, VLA00000653!). НС. Пробатова (1987:147) справедливо отмечала, что узколокальные расы P. ajanensis и P. mazurenkoae более близки к P. farinosa. Видовая самостоятельность P. ajanensis, описанного Е.А. Буш (1926) из Хабаровского края, не признается в более

On

Рис. 1. Карта с точками сбора изученных образцов Primula farinosa, P. mazurenkoae и P. bukukunica в Сибири и на Дальнем Востоке. Слева показаны ареалы: А -Р. farinosa (евразиатская часть), В - Р. mazurenkoae и С - Р. bukukunica (https://gbif.org).

Номера популяций см. в табл. 1

□ Prímula farinosa Ф Р. mazurenkoae •fa Р. bukukunica

'A Primula farinosa

Т а б л и ц а 2

Морфологические признаки P. mazurenkoae, P. farinosa и P. bukukunica

Primula mazurenkoae (Хохряков, 1984) Primula farinosa (Федоров, 1952) Primula bukukunica (Ковтонюк. 2009)

Листья Листовые пластинки 1-2 см дл., 0,5-1 см шир. овально-продолговатые или ромбовидные, по краям неясно зубчатые, на верхушке туповатые или заостренные, к основанию б.м. неожиданно суженные в черешок, снизу густо бело-мучнистые; черешки листьев удлиненные, узкие, 2-5 см дл., 1-2 мм шир., с лиловатыми пятнами. Листовые пластинки 1,5-5 (10) см дл. и 0,5-2 см шир., обратноланцетные или продолговато -обратнояйцевидные до эллиптических, цельнокрайние или мелко неясно зубчатые, с округленной вершиной, постепенно оттянутые в малозаметный черешок, или почти сидячие, с белым или желтоватым мучнистым налетом Листовые пластинки 0,5-1 (2) см дл. и 0,2-0,3 (0,35) см шир., широко ланцетные, ланцетные или овальные, неясно зубчатые или почти цельнокрайние, почти сидячие, или суженные в черешок, равный по длине листовой пластинке

Цветоносы 7-15 см дл., с беловатым мучнистым налетом на вершине и лиловыми пятнами. 2-15 (30) см дл. с беловатым мучнистым налетом на вершине и темными пятнами тонкие, 1,5-3 (5,5) см дл., с беловатым или желтоватым мучнистым налетом.

Соцветия зонтики с 5-10 (15) почти одинаковыми прямыми лучами, мучнистые, 2,5-5 мм дл.; листочки обертки до 4-5 мм дл. продолговато-ланцетные, в основании с небольшими ушками, фиолетово-пятнистые. зонтики с 2-25 лучами, часто мучнистые; листочки обертки 2-5 (8) мм дл., узколанцетные, иногда остроконечные, в основании с небольшими выпуклыми ушками, иногда малозаметными зонтики с (1) 2-3 (5) лучами, 5-12 мм дл.; листочки обертки 2,5-3,5 (4,5) мм дл., ланцетные или шиловидно-ланцетные при основании выпуклые

Цветки чашечка 4-5 мм дл, темно-зеленая, бокальчатая, мучнистая, почти на треть надрезанная на заостренные или туповатые лопасти; трубка венчика 6-7 мм дл., отгиб венчика 12-15 мм в диам., лиловый, с обратносердцевидными двураздельными долями 2-3 мм дл., зев венчика желтый. чашечка 3-6 мм дл., темно-зеленая, цилиндрическая или бокальчатая, мучнистая, на 1/3-1/2 надрезанная на продолговатые, туповатые или островатые иногда темноокрашенные лопасти; трубка венчика 5-8 мм дл., отгиб венчика 8-10 мм в диам., лиловый, с обратносердцевидными двураздельными долями, зев венчика желтый чашечка колокольчатая, 3,5-5 мм дл., на 1/3-1/2 надрезанная на узкоовальные или ланцетные лопасти, во время цветения слегка отклоненные; трубка венчика равна по длине чашечке или слегка длиннее ее, отгиб венчика плоский, сердцевидный 3,5-4,5 (5,5) мм в диам., с выемкой 0,8-1,5 (2) мм. глубиной, розово-фиолетовый с желтым зевом

Коробочка продолговатая, 5-8 мм дл., 2,5-3 мм шир., на 1/3 -1/2 длиннее чашечки. цилиндрическая 5-6 (9) мм дл., 2-3 мм шир., равна по длине чашечке или длинее ее овально-цилиндрическая, 3,5-5 мм дл. равна по длине чашечке или слегка длиннее ее

Окончание табл. 2

Primula mazurenkoae (Хохряков, 1984) Primula farinosa (Федоров, 1952) Primula bukukunica (Ковтонюк. 2009)

Местообитание карбонатные, доломитовые склоны и скалы, осоково-кобрезиевые дриадовые сообщества сырые луга, заросли кустарников, берега рек, обрывистые склоны, травяно-моховая тундра субальпийский пояс, влажные участки глинистого мелкозема, среди камней в лиственничном редколесье и дриадовой тундре

Ареал северная Азия: Магаданская область (Ольский р-н), Республика Бурятия (Баунтовский р-н) Европа, северная Азия северная Азия: Восточные Саяны, Забайкальский край (горный массив Цаган-Ула), Республика Тыва, Монголия

поздних публикациях (Hulten, 1948; Федоров, 1952; Пробатова, 1987).

В 1985 г. А.П. Хохряков опубликовал «Флору Магаданской области» и привел ключ для определения группы видов из родства P. farinosa, названной им "P. aggr. farinosa", куда отнес собственно P farinosa, P. serrata, P. mazurenkoae и P. borealis. А.П. Хохряков отметил, что типичных представителей P. farinosa на территории Магаданской обл. нет.

Мы сопоставили морфологические признаки, местообитание и ареал P. mazurenkoae, P. farinosa и P. bukukunica (табл. 2), опираясь на перевод текста протолога (Хохряков, 1984), описание P. farinosa во «Флоре СССР» (Федоров, 1952), протолог P. bukukunica Kovt. (Ковто-нюк, 2009) и гербарные образцы. В результате сравнения морфологических признаков установлено, что диапазоны изменчивости количественных признаков морфологии листовой пластинки, цветоносов, соцветий, цветков и коробочек P. mazurenkoae и P. farinosa в значительной степени перекрываются. Исключение составляют основания листовых пластинок и черешки, но это скорее качественный, а не количественный признак. У P. mazurenkoae листовая пластинка резко сужена в черешок, а у P. farinosa листовые пластинки постепенно оттянуты в малозаметный черешок; границу между листовой пластинкой и черешком либо сложно определить, либо черешок отсутствует и листья сидячие. В отношении мучнистого налета, такой определенности нет, у P. farinosa в зависимости от стадии развития растения в разных экологических условиях и в разных точках обширного евроазиатского ареала

мучнистый налет может быть белым или желтоватым. P bukukunica отличается от P farinosa рядом признаков: растения очень маленькие (1.5-3 (5) см высотой), с 2-4 цветками в соцветии, трубка венчика и овально-цилиндрическая коробочка равны по длине чашечке, растет в субальпийском поясе гор на влажных участках глинистого мелкозема, среди камней в лиственничном редколесье и дриадовой тундре. Ранее P bukukunica считался эндемиком горного массива Цаган-Ула на юге Забайкальского края (Ковтонюк, 2009), позднее обнаружен в Восточном Саяне, Туве и Монголии (Baasanmunkh, Kovtonyuk, et al., 2020). У P. farinosa растения до 20-25 см высотой, цветков в соцветии до 20, трубка венчика и цилиндрическая коробочка на 1/3 длиннее чашечки, растет на сырых лугах и в зарослях кустарников, по берегам рек, на обрывистых склонах, в сырой травяно-мо-ховой тундре. Primula farinosa - полиморфный аркто-альпийский евроазиатский вид, тогда как P mazurenkoae и P bukukunica имеют небольшие ареалы на территории северной Азии (рис. 1). На карте с ареалами 3 видов, опубликованных на портале GBIF (2023), для P. mazurenkoae точки сбора с территории северной Бурятии еще не отмечены.

Результаты ISSR-анализа

Для изучения взаимоотношений между морфологически близкими P mazurenkoae, P. farinosa и P. bukukunica был выполнен анализ меж-микросателлитных последовательностей геномной ДНК с помощью пяти ISSR-праймеров. Выделены 94 амплифцированных фрагмента длиной от 250 до 2300 п.н., из которых 87 были

0,1

72

45

10

22

26

100

Primula mazurenkoae NSK0087622 P. mazurenkoae NSK0087623

P mazurenkoae NSK0087624

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

75

P. farinosa NS К0144615

P. farinosa NSK0004225 P. fannosa NSK0087615

P. farinosa NSK0020135 P bukukunica NSK0004185

100

70

P. mazurenkoae NSK0087617

P mazurenkoae NSK0087618

___ Primula mazurenkoae NSK0087625

100

P. mazurenkoae NSK0087621

Primula algid a N S K0013037

Рис. 2. Дендрограмма. построенная по данным ISSR-анализа 12 образцов 3 видов Prímula секции Aleuritia, над узлами показан

уровень бутстрепа. Обозначения см. в табл. 1

полиморфными. Число фрагментов, полученных при амплификации, изменялось от 13 (AC)8YG до 27 (CAC)3 GC. Уровень полиморфизма ампли-фицированных ISSR-фрагментов варьировал от 88,9% (CAC)3GC до 100% (AC)8YT и в среднем составил 92,6%. Исследование полиморфизма трех видов Primula методом ISSR позволило выявить высокий уровень гетерогенности P. mazurenkoae и морфологически близкого вида P. farinosa (рис. 2). При построении дендрограммы в качестве внешней группы взята P. algida.

Две пары образцов P. mazurenkoae, собранные в Магаданской обл. (NSK0087617 и NSK0087618) и в Республике Бурятия (NSK0087621 и NSK0087625), показали высокую степень родства между собой, сформировав отдельный кластер. В первом случае растения происходят из одной популяции в Магаданской обл. и собраны в один и тот же день (см. ваучерные образцы в Цифровом гербарии ЦСБС). Во втором случае растения собраны в разные дни из разных, но географически близких популяций в Республике Бурятия. ISSR-спектры образцов этих двух пар идентичны. Это может указывать либо

на принадлежность образца, смонтированного на двух гербарных листах, к одному и тому же растению, разделенному на части в процессе гербаризации, либо на недостаточную разрешающую способность использованных молекулярно-генетиче-ских маркеров. Остальные исследованные образцы, включая P. farinosa и P. mazurenkoae, оказались в группе с невысоким уровнем поддержки ветвей.

Результаты секвенирования региона ITS

Известно, что анализ первичной нуклеотидной последовательности региона ITS1-5,8S-ITS2 ядерной рибосомальной ДНК у растений является одним из наиболее информативных инструментов при решении таксономических задач и выяснении филогенетических взаимоотношений в семействе Primulaceae (Zhang, Kadereit, 2004; Kovtonyuk, Gontcharov, 2009; Yan et al 2011). Целью настоящего исследования было изучение полиморфизма у P. mazurenkoae, P. farinosa и P. bukukunica для выявления уровня генетической дифференциации и уточнения родства исследуемых таксонов, имеющих в Восточной Сибири и

61

68

99

Primula bukukunica АМ920466 P.mazurenkoae NSK0087621 P.mazurenkoae NSK0087622 P.bukukunica NSK0004185 P. mazurenkoae NSK0091536 P. farinosa NSK0091538 P. farinosa NSK0091545 P. farinosa NSK0091539 P. mazurenkoae NSK0091537 [ P. mazurenkoae NSK0087624 P.farinosa NSK0091543 P. farinosa NSK0144615 P.mazurenkoae NSK0087623 L P.mazurenkoae NSK0087625 гРЪЪЪгёпШеШМб~8Т617 P. mazurenkoae NSK0087618 P mazurenkoae AM920471_ _ ~PJarihosa ÑSKÓ0Ó4337

63

99

99¡P.farinosa NSK0004338

"P. farinosa aggr.

I P. mazurenkoae

I (Магаданская область) J

Í P. farinosa

: (Республика Бурятия)

P.macrocalyx Douglasia nivalis

0.020

Рис. 3. Дерево, построенное методом Maximum Likelihood по данным секвенирования региона ITS1-2 для 3 видов Primula (обозначения см. в табл. 1; объяснение в тексте)

на Дальнем Востока перекрывающиеся ареалы. В результате анализа весь массив данных разделился на три клады (рис. 3). Одна клада представлена образцами P. farinosa (NSK0004337 и NSK0004338, популяции № 4 и № 5 на рис. 1), собранными в Республике Бурятия на Восточном Саяне. Для этих образцов ISSR-анализа не проводили. Вторая клада представлена тремя образцами P mazurenkoae из Магаданской обл. (NSK0087617, NSK0087618 и AM920471). Третья клада образована 14 образцами трех видов Primula; она обозначена на рис. 3 как "P. farinosa aggr." Анализ ITS-региона показал невысокий полиморфизм для исследуемых видов, несмотря на обширную географию происхождения сравниваемых образцов.

Для двух образцов P bukukunica, собранных в Забайкальском крае (ст. Сохондо, гора Буку-кун), по локусу ITS нуклеотидных отличий не обнаружено. Также минимальные отличия по нуклеотидному составу ITS-региона установлены для популяций P. farinosa, расположенных в Хабаровском крае (NSK0091538, NSK0091539,

NSK0091543, NSK0091545) и P. mazurenkoae на севере Республики Бурятия.

Выводы

Четкое обособление по результатам сек-венирования ITS-региона имеют образцы P. mazurenkoae из Магаданской обл. (NSK0087617, NSK0087618 и AM920471) и образцы P. farinosa (NSK0004337 и NSK0004338) из Республики Бурятия (бутстреп 99%). Генетическая дифференциация популяций этих видов может быть связана с географической изоляцией от близких видов секции Aleuritia и обусловлена дрейфом генов в условиях изоляции. Генетическое сходство исследованных образцов трех видов в кладе "P farinosa aggr." может быть объяснено гибридизацией между восточно-сибирскими популяциями видов.

Дальнейшие исследования комплекса P. farinosa будут реализованы с привлечением молекулярных маркеров хлоропластного происхождения и расширением круга исследуемых таксонов секции Aleuritia.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Буш Е.А. Сем. 65. Primulaceae // Флора Сибири и Дальнего Востока. Л., 1926. С.7-81.

Ковтонюк Н.К. Семейство Primulaceae Batsch ex Borkh. // Конспект флоры Азиатской России. Сосудистые растения. Новосибирск. 2012. С. 130-137.

Ковтонюк Н.К. Primula bukukunica - новый вид рода Primula (Primulaceae) // Ботанический журнал. 2009. Т. 94. № 12. С. 1835-1841.

Ковтонюк Н.К. (ред.) Цифровой гербарий ЦСБС СО РАН: Электронный ресурс. Новосибирск: ЦСБС СО РАН. 2023. Режим доступа: http://herb.csbg.nsc. ru:8081 (дата обращения 06.03.2023).

Пробатова Н.С. Первоцвет, или Примула - Primula L. // Сосудистые растения советского Дальнего Востока. Л., 1987. Т. 2. С. 139-151.

Серегин А.П. (ред.) Цифровой гербарий МГУ: Электронный ресурс. М., 2023. Режим доступа: https:// plant.depo.msu.ru/ (дата обращения 06.03.2023).

Супрун Н.А., Шанцер И.А. Генетическая изменчивость видов родства Hedysarum grandiflorum Pall. (Fabaceae) по данным ISSR маркирования // Бюллетень Главного ботанического сада. 2012. Т. 198, вып. 4. С. 41-48.

Федоров Ан. А. Первоцвет - Primula L. // Флора СССР М.; Л., 1952. Т. 18. С. 111-202.

Хохряков А.П. Флора Магаданской области. М., 1985. 397 с.

Хохряков А.П. Десять новых видов и подвидов цветковых растений из Северо-Восточной Азии // Бюл. МОИП. Отд. биол. 1984. Т. 89. Вып. 4. С. 107-108.

Baasanmunkh S., Kovtonyuk N.K., Oyuntsetseg B., Tseg-med Z., Han I.V., Choi H.J. Diversity and distribution of the genus Primula L. (Primulaceae) in Mongolia // Journal of Asia-Pacific Biodiversity. 2020. Vol. 13. N 4. P. 687-700.

Conti E., Suring E., Boyd D., Jorgensen J., Grant J., Kelso S. Phylogenetic relatioships and character evolution in Primula L.: the usefulness of ITS sequence data // Plant Biosystems. 2000. Vol. 134. N 3. P. 385-392.

Crema S., Cristofolini G., Rossi M., Conte L. High genetic diversity detected in the endemic Primula apennina Widmer (Primulaceae) using ISSR fingerprinting // Plant Systematics and Evolution. 2009. Vol. 280. P. 29-36.

GBIF: The Global Biodiversity Information Facility. 2023. Available from: https://www.gbif.org. Last accessed 17.04.2023.

Guggisberg A., Mansion G., Kelso S., Conti E. Evolution of biogeographic patterns, ploidy levels, and breeding systems in a diploid-polyploid species complex of Primula // New Phytologist. 2006. Vol. 171. N 3. P. 617-632.

Hu C.M., Kelso S. Primulaceae // Flora of China. Vol. 15. (Myrsinaceae through Loganiaceae). Beijing, St. Louis. 1996. P. 39-189.

Hulten E. Flora of Alaska and Yukon // Acta Universitatis Lundensis. 1948. Vol. 44, N 1. P. 1268.

Kovtonyuk N.K., Gontcharov A.A. Phylogenetic relationships in the genus Primula (Primulaceae) inferred from the ITS region sequences of nuclear rDNA // Russian Journal of Genetics. 2009. Vol. 45. N 6. P. 663-670.

Martins L., Oberprieler C., Hellwig F. A phylogenetic analysis of Primulaceae s.l. based on internal transcribed spacer (ITS) DNA sequence data // Plant Sys-tematics and Evolution. 2003. Vol. 237. P. 75-85.

Mast A.R., Kelso S., Richards A.J., Lang D.J., Feller D.M.S., Conti E. Phylogenetic relationships in Primula L. and related genera (Primulaceae) based on noncod-ing chloroplast DNA // International Journal of Plant Sciences. 2001. Vol. 162. P. 1381-1400.

Nan P., Shi S., Peng S., Tian Ch., Zhong Y. Genetic diversity in Primula obconica (Primulaceae) from Central and South-west China as revealed by ISSR Markers //Annals of Botany. 2003. Vol. 91. P. 329-333.

Nei M., Li W.H. Mathematical Model for Studying Genetic Variation in Terms of Restriction Endonucleases // PNAS. 1979. Vol. 76. N 10. P. 5269-5273.

Nuzhdina N.S., Kovtonyuk N.K. Genotyping NS and NSK herbaria specimens of Hedysarum (Fabaceae) using DNA sequencing // Botanica Pacifica. A journal of plant science and conservation. 2022. Т. 11. N 1. P. 176-180.

POWO. Plants of the World Online. 2023. Facilitated by the Royal Botanic Gardens, Kew. Published on the Internet; http://www.plantsoftheworldonline.org [Retrieved 06 March 2023].

Richards J. Primula. Timber Press, Portland, Oregon, USA. 346 p.

Schmidt-Lebuhn, A.N., Vos J.M., Keller B., Conti E. 2012. Phylogenetic analysis of Primula section Primula reveals rampant non-monophyly among morphologically distinct species // Molecular Phylogenetics and Evoution. 2012. Vol. 65. N 1. P. 23-34.

Tamura K., Stecher G., Kumar S. MEGA11: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 11 // Molecular Biology and Evolution. 2001. Vol. 38. N 7. P. 3022-3027.

Theodoridis S., Nogues Bravo D., Conti E. The role of cryptic diversity and its environmental correlates in global conservation status assessments: Insights from the threatened bird's eye primrose (Primula farinosa L.) // Diversity and Distributions. 2019. Vol. 25. P. 1457-1471.

Van de Peer Y., De Wachter R. TREECON for Windows: A software package for the construction and drawing of evolutionary trees for the Microsoft Windows environment // Computer Applications in the Biosciences. 1994. Vol. 10. P. 569-570.

Wolfe A.D. ISSR techniques for evolutionary biology // Methods of Enzymology. 2005. Vol. 395. P. 134-144.

Yan H.-F., Hao G., Hu C.-M., Ge X.-J. DNA barcoding in closely related species: A case study of Primula L. sect. Proliferae Pax (Primulaceae) in China // Journal of Sys-tematics and Evolution. 2011. Vol. 49, N 3. P. 225-236.

Yudanova S.S., Plugatar S.A., Klimenko Z.K., Zykova V.K., Rubtsova O.L., Vasilyeva O.Yu. Genetic diversity analysis of Rose varieties from Grandiflora group based on ISSR molecular markers // Northern Asia Plant Diversity. BIO Web of Conferences. 2021. Vol. 38. 00140. https:// doi.org/10.1051/bioconf/20213800140

Zhang L.B., Kadereit J.W. Classification of Primula sect. Auricula (Primulaceae) based on two molecular data sets (ITS, AFLPs), morphology and geographical distribution // Botanical Journal of the Linnean Society. 2004. Vol. 146. P. 1-26.

REFERENCES

Bush E.A. Sem. 65. Primulaceae // Flora Sibiri i Dal'nego

Vostoka. L., 1926. S. 7-81. Kovtonyuk N.K. Semeistvo Primulaceae Batsch ex Borkh. // Konspekt flory Aziatskoi Rossii. Sosudistye rasteniya. Novosibirsk, 2012. S. 130-137. Kovtonyuk N.K. Primula bukukunica - novyi vid roda Primula (Primulaceae) // Botanicheskii zhurnal. 2009. T. 94. № 12. S. 1835-1841. Kovtonyuk N.K. (red.) Tsifrovoi gerbarii TsSBS SO RAN: Elektronnyi resurs. Novosibirsk: TsSBS SO RAN. 2023. Rezhim dostupa: http://herb.csbg.nsc.ru:8081 (data ob-rashcheniya 06.03.2023). Probatova N.S. Pervotsvet, ili Primula - Primula L. // Sos-udistye rasteniya sovetskogo Dal'nego Vostoka. L., 1987. T. 2. S. 139-151. Seregin A. P. (red.) Tsifrovoi gerbarii MGU: Elektronnyi resurs. M.: MGU, 2023. Rezhim dostupa: https://

plant.depo.msu.ru/ (data obrashcheniya 06.03.2023).

Suprun N.A., Shantser I.A. Geneticheskaya izmenchivost' vidov rodstva Hedysarum grandiflorum Pall. (Fabaceae) po dannym ISSR markirovaniya // Byulleten' Glavnogo botanicheskogo sada. 2012. T. 198. Vyp. 4. S. 41-48.

Fedorov An. A. Pervotsvet - Primula L. // Flora SSSR. M.; L., 1952. T. 18. S. 111-202.

Khokhryakov A.P. Flora Magadanskoi oblasti. M., 1985. 397s.

Khokhryakov A.P. Desyat' novykh vidov i podvidov tsvet-kovykh rastenii iz severo-vostochnoi Azii // Byull. MOIP Otd. biol. 1984. T. 89. Vyp. 4. S. 107-108.