Научная статья на тему 'Технология идентификации и оценки состояния генофондов растений'

Технология идентификации и оценки состояния генофондов растений Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
224
60
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Боронникова С. В.

На примере редких реликтовых видов растений разработана технология и предложена концепция идентификации и оценки состояния генофондов гетерогенных природных популяций растений. Молекулярно-генетический анализ позволил выявить общие и специфические сочетания длин амплифицированных фрагментов ДНК для популяций 4 редких реликтовых видов растений с использованием ISSRи IRAP-маркеров. Проведена генетическая паспортизация и штрих-кодирование 22 популяций 4 видов растений в Пермском крае. Разработанная технология рекомендована в качестве модели для идентификации и оценки состояния популяционных генофондов редких и исчезающих видов растений.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Боронникова С. В.

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

The technology of identifity and estimation of the gene state of natural rare plant populations is formulated. The molecular-genetic research has allowed to reveal the commen and specific combination of lengths amplification fragments of DNA for populations of 4 species with use ISSRand IRAP-markers. The genetic sertification and a lane drawing-cod of 22 populations of 4 species in the Perm region was performend. The technology of the genetic sertification have a model for assessing the state of the population gene pool of rare species of plants.

Текст научной работы на тему «Технология идентификации и оценки состояния генофондов растений»

Агрономия. Биология

вносить органо-минеральные удобрения в виде навоз 80 т/га + М90Р90К90; такое сочетание позволило получить высокие урожаи без существенного ухудшения качества продукции;

- при увеличении доз навоза (120-160 т/га) отмечается снижение содержания сухих веществ, крахмала и витамина С;

- для более эффективного сортооб-новления и использования агроклиматических ресурсов вегетационного периода применять ранние и среднеранние сорта: 0-5-1 (Югра), Лидер, Невский, Аракула, Сантэ, Романо, Свитанок Киевский, Жуковский ранний как наиболее

пластичные в различные порой резко контрастные по метеоусловиям годы;

- по высокой стабильности урожая и качеству клубней выявлен сорт 0-5-1 (Югра) - 60,9 т/га с хозяйственной продуктивностью листьев 1,24 т/тыс. м2, крахмал -13,6%, нитраты - 80,5 мг/кг, вкус - 4,4 балла.

Литература

1. Гаджиев И. М., Овчинников С. М. Почвы средней тайги Западной Сибири. Новосибирск, 1977. 146 с.

2. Коршунов А. В. Повышение продуктивности удобрений под картофель : науч. тр. ВНИИКХ, 2004. № 39. С. 3-24.

3. Коршунов А. В. Картофелеводству Сибири и Дальнего Востока - достойное внимание // Научное обеспечение картофелеводства Сибири и Дального Востока: состояние, проблемы и перспективные направления : Международная конференция, Кемерово, 2006. С. 91-95.

4. Федотова Л. С. Влияние известкования на продуктивность картофеля. Агроконсалт, 2002. С. 197-205.

ТЕХНОЛОГИЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ И ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ГЕНОФОНДОВ РАСТЕНИЙ

С.В. БОРОННИКОВА,

кандидат биологических наук, доцент,

Пермский государственный университет, г. Пермь

Ключевые слова: генофонд, ІББ11- и ІЙЛР-маркерьі, полиморфизм, генетическое разнообразие, технология множественного молекулярного маркирования.

Цель и методика исследований

Сохранение биологического разнообразия занимает особое место среди глобальных проблем современности. Основой биологического разнообразия является его генетическая компонента. Сокращение генетического разнообразия представляет глобальную угрозу для биосферы, поскольку устойчивость воспроизводства природных экосистем и агроэкосистем непосредственно связана с их генетически обусловленным потенциалом к адаптациям к меняющимся условиям окружающей среды [1-4].

Впервые концепция о необходимости контроля и мобилизации мировых растительных ресурсов была разработана Н.И. Вавиловым, что легло в основу планомерной работы по созданию банков растительных ресурсов в разных странах. К настоящему времени в них собраны миллионы образцов. Однако до сих пор нет универсальных принципов их отбора [5]. Популяционный подход остается наименее разработанным в области сохранения биоразнообразия растений, поскольку до сих пор отсутствуют общепринятые методы идентификации не только популяционных, но даже видовых особенностей генофондов. Эффективность использования традиционных молекулярно-генетических маркеров (структурных генов, мини-и микросателлитных локусов) для исследований генофондов до сих пор остается достаточно низкой из-за ограниченности количества локусов, доступных для одновременного генотипирования особей. Это требует поиска новых подходов одновременного молекулярного маркирования многих геномных участков, которые могли бы позволить создавать геномный портрет каждого отдельного индивидуума и таким образом наи-

более объективно оценивать своеобразие генофондов популяций. Особую важность разработка таких методов имеет для решения главной проблемы в поддержании биоразнообразия - отбора наиболее типичных представителей популяций и создания генетически обоснованных программ по их сохранению. Следует подчеркнуть, что до сих пор не разработаны принципы генетического обоснования программ по сохранению генофондов редких и исчезающих видов, для создания которых необходима разработка методов одновременного множественного молекулярного маркирования геномов.

Цель исследований

Paзpaбoткa технологии идентификации и оценки состояния генофондов редких и исчезающих видов растений с целью генетического обоснования программ по их сохранению.

Выявление эффективного размера популяций и его состава посредством определения семенной продуктивности особей разных возрастных групп генеративного периода и преимущественного способа опыления [6-7] проведены в 19SS-2005 годах, а изучение генофондов редких видов растений - с 1994 по 2009 годы. Исследовано генетическое разнообразие 22 природных популяций 4 редких [S] реликтовых [9] видов растений Пермского края: адониса весеннего Adonis vernalis L., адониса сибирского Adonis sibirica Patrin ex Ledeb., наперстянки крупноцветковой Digitalis grandiflora Mill. и бубенчика лилиелистного Adenophora lilifolia (L.) A.DC. С целью идентификации на видовом уровне проведены молекулярно-генетические исследования бубенчика трехлистного Adenophora triphylla A.DC., наперстянки пурпуровой Digitalis purpurea L., напер-

614990, г. Пермь, ул. Букирева, д.15.

Тел. З (342) 2396-729 Сот. 8-912-987-02-85.

E-mail: [email protected]

стянки ресничатой Digitalis ciliata Trautv., наперстянки шерстистой Digitalis lanata Ehrh., наперстянки желтой Digitalis lutea L. Молекулярно-генетическая паспортизация проведена по методике С. В. Бо-ронниковой [10]. Для выделения ДНК использовали методику A.M. Torres [11] с некоторыми модификациями. Aнaлиз молекулярно-генетического полиморфизма ДНК проводился с использованием ISSR- (Inter Simple Sequence Repeats) [12] и IRAP- (Inter-Retrotransposon Amplified Polymorphism) [13] методов с применением полимеразной цепной реакции (ПЦP). Секвенирование последовательностей ДНК с использованием капиллярного секвенатора ABI3700 (Biosystems, СІЖ) и дизайн праймеров проведены в лаборатории растительной геномики Института биотехнологии университета Хельсинки (Финляндия), руководимой профессором A.X. Шульманом. Для IRAP- анализа редких видов Урала разработаны и синтезированы 70 праймеров в MWG (Германия). Aнaлиз молекулярно-генетического полиморфизма ДНК, включая основные его стадии, а именно: подбор молекулярных маркеров и условий проведения ПЦP, апробацию праймеров, ПЦP-aнaлиз, детекцию продуктов амплификации и компьютерный анализ данных, проведен в ПЦP-лaбopa-тории Пермского государственного университета. Aмплификaция ДНК была выполнена в термоциклере MJ (Bio-Rad, СІЖ) по программам, традиционно применяемым для ISSR- и IRAP-методов. Температура отжига в зависимости от G/C состава праймеров варьировала от 55 до 68°C. Для проверки достоверности полученных ДНК-спектров опыт noGene pools, ISSR- and IRAP-markers, polymorphism, genetic diversity, the technology of the plural molecular markers.

вторяли не менее двух раз. Амплифи-цированные продукты были подвергнуты электрофорезу на 1,7-процентном агарозном геле в присутствии бромистого этидия. Гели были отсканированы в системе Gel-Doc (Bio-Rad, США). Для определения длины фрагментов ДНК использовали маркер молекулярной массы (100 bp + 1,5 + 3 Kb DNA Ladder) (ООО «СибЭнзим-М», Москва). Определение длин фрагментов проводилось с использованием программы Quantity One в системе гель-документации Gel Doc XR (Bio-Rad, США).

Результаты исследований

Технология идентификации и оценки состояния генофондов редких и исчезающих видов растений, разработанная на модельных редких реликтовых видах растений, включает семь основных этапов.

На первом этапе определены в Пермском крае число популяций 4 редких реликтовых видов растений, избраны модельные популяции и определена их общая численность. Изученные виды характеризуются небольшим числом популяций: 19 популяций A. vernalis, 16 популяций A. sibirica, 15 популяций Ad. lilifolia и 12 популяций D.grandiflora. Нами установлено, что одна популяция A. vernalis и одна популяция Ad. lilifolia в Ординском районе уничтожены из-за интенсивного выпаса скота. Общая численность изученных видов за последние 15 лет сократилась в среднем на 20%. Из 10 изученных популяций A. vernalis малой общей численностью характеризуются Av3, Av6, Av7, Av8, Av10 (от 39 особей в Av7 до 184 особей в Av6), а большой общей численностью (от 457 до 562 особей) - Av1, Av5, Av9. Промежуточное положение занимают популяции Av2 и Av4, общая численность которых составила 248 и 264 особи соответственно. Общая численность в первой изученной популяции A. sibirica (As1) составила 22 особи, во второй (As2) -246, в третьей (As3) - 257 особей. Общая численность изученных популяций Ad. lilifolia изменялась от 59 особей в Ad.lil.4 до 293 особей в Ad.lil.1. У изученных популяций D. grandiflora общая численность варьировала от 56 (Dg3) до 487 особей (Dg1).

На втором этапе нами установлено, что в изученных популяциях A. vernalis с малой численностью эффективный размер популяций варьировал от 8 (Av7) до 64 особей (Av6), а в популяциях с большой численностью - от 99 (Av4) до 194 (Av9) особей. Основной вклад в семенное размножение A. vernalis вносят особи g2, которые и составляют эффективный размер популяций. В первой популяции A. sibirica (As1) к настоящему времени эффективный размер популяции равен 3 особям, во второй (As2) и третьей (As3) - 89 и 77 соответственно. Эффективный размер популяций у Ad. lilifolia и D. grandiflora составляют в основном особи g2 и g3 У Ad. lilifolia этот показатель варьировал

от 36 в АС.Ш. 4 до 239 особей в Лс1.Ш.1, а у й. дгап^Аога - от 40 особей (йд3) до 304 особей (йд1).

На третьем этапе проведено выявление преимущественного способа опыления. Полученные нами данные по за-вязываемости плодов после принудительного опыления кастрированных цветков А. увтаИэ смесью пыльцы (85,22%) и при свободном неконтролируемом цветении (83,33%) достоверно (Р(0,34)<Р5((1,45), разность незначима) доказывают преимущество у А. увтаИэ перекрестного опыления. У А. аЫпоа результаты аналогичны (78,88% - при принудительном перекрестном опылении и 72,72% - при свободном цветении), что достоверно (Р(0,91)<РЙ(1,39)) доказывает преимущество в годы исследований у А. мЬтса перекрестного опыления. Опыты по завязываемости плодов у АС. ШЮНа при разных вариантах опыления, проведенные в 1992 и 1993 годах, показали, что при свободном неконтролируемом цветении завязывалось 86,66% плодов, а при принудительном опылении кастрированных цветков - 88,57%. Достоверно доказано (Р(0,13)<Р5((1,45)), что в годы исследований преимущественным способом опыления АС. ШЮНа являлось перекрестное опыление. При принудительном перекрестном опылении кастрированных цветков й. дгапСШога смесью пыльцы 89,04% цветков в наших опытах завязали плоды, а при свободном цветении - 85,05%. й. дгапС1Аога является преимущественно перекрестно опыляемым растением, так как сравнение двух выборочных долей вариант посредством критерия Фишера показало, что разность незначима (Р(0,46)<Ра(1,45)).

На четвертом этапе проведен анализ молекулярно-генетического полиморфизма !88Р- и !РАР-маркеров в популяциях изученных видов и даны оценки полилокусного сочетания моно- и полиморфных участков ДНК [10, 14, 15]. Изучение генофондов редких и нуждающихся в охране видов растений с использованием молекулярных маркеров ДНК опирается на оценки количественных характеристик генетического разнообразия популяций. Одной из основных количественных характеристик является процент (или доля) полиморфных ло-кусов. Избранные для анализа состояния генофондов !88Р- и !РАР-маркеры являются высокополиморфными, так как в зависимости от вида выявляют от 56 до 111 !88Р-маркеров и от 92 до 127 ^АР-маркеров. В среднем один праймер выявляет 17,6 фрагментов ДНК при !88Р-анализе и 22,5 - при ^АР-анализе. Общее число выявленных у 4 редких видов растений !88Р-маркеров составило 350, а ^АР-маркеров - 450. Как следует из приведенных данных, ^АР-метод позволяет выявить большее число молекулярных маркеров. Стабильность избранных для изучения маркеров подтверждается их воспроизводимостью при повторных ПЦР. В совокупности

Агрономия. Биология

избранные нами для изучения !88Р- и ^АР-маркеры позволяют характеризовать полиморфизм большей части геномов, избранных для изучения редких реликтовых видов растений, и установить все основные показатели генетического разнообразия популяций, таких как процент полиморфных локусов (Р95), ожидаемая гетерозиготность (НЕ), абсолютное (п) и эффективное (п) числа аллелей, коэффициент внутрипопуляци-онного разнообразия (т), число (И) и долю ф) редких аллелей. Таким образом, нами на большом фактическом материале убедительно доказано, что для оценки генетического разнообразия популяций редких и нуждающихся в охране видов растений эффективным является использование ДНК-фингерпринтинга (полилокусных спектров) высоко полиморфных и стабильных !88Р- и !РАР-маркеров.

На пятом этапе проведена молекулярно-генетическая паспортизация популяций редких реликтовых видов растений. Методика молекулярно-генетической паспортизации редких и исчезающих видов растений разработана нами на примере природных популяций двух видов растений А. увтаИэ и А. аЫпоа [10, 14]. Она включает в себя семь этапов - выбор эффективных методов анализа полиморфизма ДНК, сбор материала, подбор эффективных праймеров, молекулярно-генетический анализ с использованием ПЦР, выявление идентификационных (мономорфных и полиморфных) маркеров ДНК, составление молекулярно-генетической формулы, штрих-кода и генетического паспорта - и подробно описана нами ранее [15].

Методика молекулярно-генетической паспортизации на основе !88Р- и ^АР-маркеров имеет высокую разрешающую способность, дает стабильно воспроизводимые результаты, характеризуется высоким уровнем стандартизации как набора маркеров, так и техники выполнения анализа, и в перспективе поддается автоматизации. Именно использование ^АР- вместе с !88Р-мар-керами позволило нам провести паспортизацию гетерогенных природных популяций редких реликтовых видов растений. Данная методика позволяет установить уровень и состав генетического разнообразия на популяционном уровне и проследить его динамику в дальнейшем, выявить популяции с типичными и специфическими характеристиками генофондов, то есть оптимизировать процедуру сохранения генофондов редких и исчезающих видов растений. Эта методика предлагается в качестве модели для молекулярно-генетической паспортизации популяций редких и исчезающих видов растений.

Нами впервые сформулированы основные принципы множественного молекулярно-генетического маркирования геномов растений с целью идентификации и оценки состояния генофондов гетерогенных природных популяций рас-

тений: использование высокополиморфных молекулярных маркеров, основанных на широко представленных в геномах тандемных повторах; использование не менее двух типов молекулярных маркеров ДНК, основанных на различных структурных элементах геномов; один из используемых молекулярных маркеров должен быть основан на подвижных элементах генома, например, ретротранспозонах; оценка полилокус-ного сочетания моно- и полиморфных участков ДНК; выявление общих (идентификационных) для рода и вида моно-морфных фрагментов ДНК и характеристика популяционных генофондов посредством сочетания полиморфных фрагментов ДНК; обобщение характеристик генофондов в виде молекулярногенетической формулы, штрих-кода и генетического паспорта.

Данный этап является ключевым, так как именно на нем проведены выявление и оценка сочетаний моно- и полиморфных участков ДНК, то есть идентификация генофондов.

На шестом этапе дана оценка состояния генофондов редких реликтовых видов растений на основании параметров внутри- и межпопуляционной генетической изменчивости. Специфической особенностью исследования редких реликтовых видов растений является малочисленность их популяций в связи с приуроченностью к выходам карбонатных пород, расположением на склонах в районах, подверженных антропогенной трансформации. Влияние численности популяции на показатели генетического разнообразия изучено на примере популяций А. уетаНэ. При сравнении общей численности каждой популяции А. увтаНБ с индексом разнообразия Шеннона (Но) корреляционной связи не выявлено. При сравнении доли генеративных особей в популяциях с индексом разнообразия Шеннона обнаружена слабая корреляция, которая недостоверна (г=0,266; р=0,458). Высокая линейная корреляция установлена достоверно (г=0,9583; р=0,0001) между долей средневозрастных генеративных особей (д2) и индексом разнообразия Шеннона. Аналогичная картина наблюдается, если сравнить данные показатели отдельно в малых и больших по общей численности популяциях.

Эффективный размер популяций данного вида составляют в основном средневозрастные генеративные особи (д2). Аналогичные положительные корреляции установлены между долей средневозрастных генеративных особей и с ожидаемой гетерозиготностью (Не) и числом эффективных аллелей (пе). Итак, основные показатели генетического разнообразия изученных популяций А. уетаНэ с большой и малой численностью положительно достоверно линейно коррелируют с долей средневозрастных генеративных особей (д2). При изучении генетической структуры подразделенной популяции установлено, что в популяци-

ях с большой численностью коэффициент подразделенной популяции (Э31) составил 0,169, а в популяциях с малой численностью - 0,371. Отличия между этими показателями достоверны, так как Р(1,77)>Р5((1,39). Таким образом, нами достоверно установлено, что популяции А. уетаНэ с малой численностью дифференцированы в большей степени.

Для отбора в качестве объектов сохранения генофондов рекомендуются локальные группы популяций с наиболее высоким генетическим разнообразием, такие как популяции А. уетаНэ, расположенные в центральной части островной Кунгурской лесостепи: Ач4 (Р95=61,47%; Не=0,243; пе=1,423; т=1,539; Я=0); Ау5 (Р95=57,80%; Не=0,222; пе=1,380; т=1,527; Я=4); Ау6 (Р95=62,39%; Не=0,232; пе=1,389; т=1,580; Я=8). Кроме этого для сохранения генофондов в качестве генетически более гетерогенных рекомендуются отдельные популяции: А. аЫпса - Аэ3 Ильинского района (Р95=81,08%; Не=0,235; пе=1,409; Я=11), АС. ПтПа - АС.Ш.3 Ор-динского района (Р95=75,0%; НЕ=0,275; пе=1,462; т=1,685; Я=0), й. дгапС1Аога -й.д.2 Кунгурского района (Р95=66,36%; Не=0,182; пе=1,784; т=1,760; Я=14).

К объектам сохранения со специфичными характеристиками генофондов, то есть со специфическими сочетаниями полиморфных локусов, относятся самая северная изолированная (Ау2) популяция А. уегпаНэ на Спасской горе (Р95=34,86%; Не=0,122; пе=1,199; Я=7), первая (Ау1) популяция А. уегпаНэ (Р95=58,26%; Не=0,177; пе=1,281; Я=4) и третья (й.д.3) популяция й.дгапС1Аога (Р95=50,45%; Не=0,1810; пе=1,2807; Я=17), расположенные в островной Кунгурской лесостепи, а также первая (АС.Ш.1) популяция АС.!ШМ1а, расположенная на горе Подкаменной (Р95=80,36%; НЕ=0,250; пе=1,402; Я=0), и первая (Аб1) популяция А.в1Ь1г1са (Р95=35,13%; Не=0,141; пе=1,257; Я=0) из центральной части Пермского края.

На седьмом этапе рекомендуются меры по сохранению генофондов редких и нуждающихся в охране видов растений. В данной работе мы приводим меры, рекомендуемые для изученных модельных редких реликтовых видов растений.

1. Поддержание генетического разнообразия популяций изученных видов путем сохранения на уровне не ниже исторически сложившегося эффективного размера популяций за счет устранения или снижения антропогенного воздействия: прекращение строительства объектов туризма и зон отдыха на склонах, где обитает вид; изъятие щебня; снижение рекреационной нагрузки, сбора цветущих растений, пожаров.

2. Картирование избранных для сохранения генофондов популяций, строгое их сохранение и учет уникальности при планировании и проведении строительных, нефтедобывающих, хозяйственных и иных работ.

3. Мониторинг популяционных харак-

Агрономия. Биология

теристик и генетического разнообразия избранных для сохранения популяций редких реликтовых видов растений.

4. Для сохранения генофонда природных популяций редких и исчезающих видов растений необходима их молекулярно-генетическая паспортизация на популяционном уровне и выявление на ее основе объектов для сохранения генетического разнообразия.

5. Для третьей и шестой популяций A. vernalis, второй популяции A. sibirica, третьей популяции D. grandiflora необходимы экстренные меры охраны, а именно: снижение общей антропогенной нагрузки (запрет на разрушение склонов, на которых расположены популяции, ограничение выпаса скота и посещения людей) путем создания ОППТ с функцией генетических резерватов.

6. Для сохранения генофондов D. grandiflora и Ad. lilifolia помимо сохранения «in situ» рекомендуется отбор особей из популяций с наибольшим генетическим разнообразием (Dg1) и (Ad.lil.1) и из популяций со специфичными гено-фондыми характеристиками (Dg2; Ad.lil.З) для введения в культуру в ботанические сады с последующей реинтродукцией.

7. В связи с ограниченной возможностью разведения в культуре двух изученных видов рода Adonis необходимо охранять природные популяции этих видов. Кроме этого рекомендуется консервация в генетических банках полноценных семян, отобранных в связи с сильной генетической дифференциацией популяций на основе максимальной представленности генетического разнообразия каждой из немногочисленных природных популяций этих видов.

S. При составлении научно обоснованных программ необходимо учитывать для отбора в качестве объектов сохранения генофондов как группы популяций и популяции с высоким генетическим разнообразием, так и со специфическими характеристиками генофондов.

9. При сильной дифференциации популяций рекомендуется создание промежуточных популяций для поддержания генетического разнообразия.

Выводы. Рекомендации

Для оценки генетической изменчивости редких и нуждающихся в охране видов растений рекомендуется метод ДНК-фингерпринтинга с использованием высокополиморфных стабильных ISSR- и IRAP-маркеров, позволяющий эффективно оценить полиморфизм локусов в геноме и выявить основные показатели генетического разнообразия популяций.

Изученные редкие реликтовые виды растений послужили моделью для разработки и создания концепции идентификации генофондов популяций растений на основании оценок полилокус-ного сочетания моно- и полиморфных участков ДНК. Paзpaбoтaны принципы множественного молекулярно-генети-

Агрономия. Биология

ческого анализа геномов растений с целью идентификации и оценки состояния генофондов гетерогенных природных популяций растений.

Показано, что изученные редкие реликтовые виды растений характеризуются высоким уровнем генетической изменчивости. А. уегпаНэ (Р95=91,74%; НЕ=0,313; пе=1,521), А. ^Мпса

(Р95=89,19%; Не=0,356; пе=1,608), АС. ШЮНа (Р95=82,14%; Не=0,228; пе=1,412) и й. дгапаПога (Р95=8.,08%; НЕ=0,237; пе=1,394).

Несмотря на небольшой эффективный размер популяций, а также их дифференциацию и изолированность, генетическая изменчивость у исследованных редких реликтовых видов растений варьирует в нешироких пределах (уровень полиморфизма !88Р-маркеров - от 81,08 у й. дгапС1Аога до 91,74% у А. уегпаНэ; уровень полиморфизма !РАР-

маркеров - от 80,43 до 92,91% у двух видов рода Adonis).

Генофонд исследованных популяций D. grandiflora (P95=81,08%; HE=0,237; ne=1,394; R=18) способен самовоспроиз-водиться без вмешательства извне при условии сохранения существующих популяций, эффективного их размера (как определено в работе, изменяющийся от 40 до 304 особей) и существующего уровня семенной продуктивности (в среднем около 2350 полноценных семян на особь в год). Генофонд Ad.lilifolia (P95=82,14%; He=0,250; ne=1,402; R=0) обеднен из-за отсутствия редких аллелей, но также способен к самовоспроиз-водству при сохранении эффективного размера популяций (от 36 до 239 особей) и при формировании на каждой особи около 570 полноценных семян в год. Выявлено, что у A. vernalis и A. sibirica часть популяций находится на пороге

деградации генофонда из-за антропогенных факторов, среди которых преобладает разрушение местонахождений из-за строительства горнолыжной трассы (Лбі), нефтепровода (Луї), дорог (Лу10), а также вытаптывание вследствие выпаса скота и посещения людьми.

Показано, что разработанная нами технология идентификации генофондов и ее ключевая часть - методика молекулярно-генетической паспортизации -позволили установить уровень и состав генетического разнообразия популяций, выявить популяции с типичными и специфическими характеристиками генофондов, дать оценку состояния генофондов и рекомендации по их сохранению с учетом уровней внутри- и межпопуля-ционного генетического разнообразия, то есть оптимизировать процедуру сохранения генофондов редких и исчезающих видов растений.

Литература

1. Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение. М. : Мир, 1992. 184 с.

2. Глазко В. И. Агроэкологический аспект биосферы: проблема генетического разнообразия. К. : Нора-принт, 1998. 208 с.

3. Лебедева Н. В., Дроздов Н. Н., Криволуцкий Д. А. Биоразнообразие и методы его оценки. М. : МГУ, 1999. 94 с.

4. Динамика популяционных генофондов при антропогенных воздействиях / под ред. Ю. П. Алтухова. М. : Наука, 2004. 619 с.

5. Жученко А. А. Адаптивная система селекции растений (эколого-географические основы) : монография. М. : Изд-во РУДН, 2001. Т. 1, 2. 1489 с.

6. Вайнагий И. В. Методика статистической обработки материала по семенной продуктивности растений на примере Potentilla aurea (L.) // Раст, ресурсы. 1973. Т. 9. Вып. 2. С. 287-296.

7. Хедрик Ф. Мир биологии: генетика популяций / пер. с англ. А. А. Лушниковой, Н. В. Петровой. М. : Техносфера, 2003. 592 с.

8. Красная книга Пермского края / науч. ред. А. И. Шепель. Пермь : Книжный мир, 2008. 256 с.

9. Камелин Р П., Овеснов С. А., Шилова С. И. Неморальные элементы во флорах Урала и Сибири. Пермь : Изд-во Перм. унта, 1999. 83 с.

10. Боронникова С. В. Молекулярно-генетическая идентификация и паспортизация редких и находящихся под угрозой исчезновения видов растений. Пермь : Изд-во Перм. ун-та, 2008. 120 с.

11. Torres A. M., Weeden N. F., Martin A. Linkage among sozyme, RFLP- and RAPD-markers in Vicia faba // Theor Appl. Genet. 1993. V.

5. P. 937-945.

12. Zietkiewicz E., Rafalski A., Labuda D. Genome fingerprinting by simple sequence repeat (SSR)-anchored polymerase chain reaction amplification // Genomics. 1994. V. 20. P. 176-183.

13. Kalendar R., Grob T., Regina M. IRAP and REMAP: Two new retrotransposon-based DNA fingerprinting techniques // Theor. and Applied Genetics. 1999. V. 98. P 704-711.

14. Боронникова С. В. Молекулярное маркирование и генетическая паспортизация ресурсных и редких видов растений с целью оптимизации сохранения их генофондов // Аграрный вестник Урала. 2009. № 2. С. 57-59.

15. Боронникова С. В. Генетическая паспортизация редких видов растений как основа оптимизации сохранения их генофондов // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В. И. Вернадского. 2009. № 3. С.8-15.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ ОДНОЛЕТНИХ БОБОВЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБА ПОСЕВА И ИНОКУЛЯЦИИ В УСЛОВИЯХ НОВГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Е.А. ТОШКИНА,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент,

Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого, г. Великий Новгород

Ключевые слова: сорт, продуктивность, ризоторфин, инокуляция, кормовые бобы, соя, горох, люпин, зеленая масса, семена.

Исходя из необходимости создания устойчивой кормовой базы, перед сельскохозяйственным производством стоит задача сосредоточить усилия на решении

проблемы кормового белка, в первую очередь за счет расширения посевов бобовых культур, способных накапливать в семенах от 20 до 40% и более белка.

173000, ГСП,

Великий Новгород, ул. Советской Армии, 7 Тел.: 8 (8162) 63-84-12, 63-45-98 E-mail: [email protected]

В настоящее время многими научными учреждениями ведутся исследования по созданию новых сортов и совершенствованию технологии возделы-

Grade, efficiency, rizotorfin, inoculation, forage bean, soya, peas, lupine, green weight, seeds.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.