Публикации 2014-2023 гг.
1 Кузбасский институт Федеральной службы исполнения наказаний России
пр. Октябрьский, 49, Новокузнецк, Кемеровская обл., 654066 Российская Федерация
2 ООО «ИнЭкА-консалтинг»
ул. Лазо, 4, Новокузнецк, Кемеровская обл., 654027 Российская Федерация
3 Западно-Сибирское отделение Ин-та леса им. В. Н. Сукачева СО РАН ФИЦ КНЦ СО РАН
ул. Жуковского, 100/1, Новосибирск, 630082 Российская Федерация
Реферат
УДК 582.623.2+575.222.72 (571.17)
Прошкин Б. В.1, Климов А. В.2, 3 Стратегии размножения видов Populus в зоне интрогрессивной гибридизации бассейна реки Томи // Сибирский лесной журнал. 2020. № 4. С. 77–86.
DOI: 10.15372/SJFS20200409
© Прошкин Б. В., Климов А. В., 2020
Прирусловые топольники часто являются сложным образованием, состоящим из особей семенного и вегетативного происхождения. В северной части Алтае-Саянской горной страны значительную их долю образуют виды разных секций тополь черный Populus nigra L. (секция дельтовидные тополя Aigeiros Lunell) и тополь лавролистный P. laurifolia Ledeb. (секция бальзамические тополя Tacamahaca Mill.), которые отличаются в стратегии образования клонов. В районах совместного произрастания происходит процесс их естественной интрогрессивной гибридизации. Целью настоящей работы являлось изучение стратегии образования клонов у родительских таксонов и гибридов в зоне интрогрессивной гибридизации. Исследования проводились на пяти пробных участках в бассейне р. Томи. Установлено, что образование клонов начинается на ранних этапах развития насаждений и стимулируется механическими повреждениями. Для тополя черного характерны компактные клоны из 2–10 рамет, возникающие из придаточных почек в основании стволика молодого растения. При отсутствии дальнейших повреждений клон с возрастом постепенно распадается, т. е. существует в течение жизни одного поколения. Клоны тополя лавролистного развиваются в несколько этапов. На первом этапе формируются линейный клон из нескольких рамет, расположенных параллельно руслу реки. В последующем он сильно разрастается за счет корневых отпрысков. Эти клоны способны в течение длительного времени удерживать освоенную территорию. Клоны тополя иртышского P. jrtyschensis Ch. Y. Yang в стратегии образования могут уклоняться в сторону одного из родительских видов или отличаться промежуточными признаками. Исследование стратегии образования клонов у беккроссов в бассейне р. Томи подтвердило ранее выявленное направление асимметрии при интрогрессивной гибридизации от тополя лавролистного и черного. Вероятно, в субоптимальных условиях бассейна р. Томи именно гибридизация и последующая интрогрессия обеспечивают не только увеличение общей изменчивости, но и однонаправленный перенос ценных адаптивных признаков от тополя лавролистного к тополю черному. Последнее в значительной степени обеспечивает возможности освоения тополем черным (беккроссами) нехарактерных для него горных местообитаний.
Текст статьи
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (REFERENCES)
Бакулин В. Т. Тополь черный в Западной Сибири. Новосибирск: Акад. изд. «Гео», 2007. 119 с. [Bakulin V. T. Topol cherny v Zapadnoy Sibiri (Black poplar in Western Siberia). Novosibirsk: Acad. Publ. House «Geo», 2007. 119 p. (in Russian)].
Климов А. В. Динамика топольников верхнего и среднего течения реки Томи // Алтай: экология и природопользование. Тр. V Росс.-монгол. науч. конф. молодых ученых и студентов. Бийск: Бийск. гос. пед. ун-т им. В. М. Шукшина, 2006. С. 127–132 [Klimov A. V. Dinamika topol’nikov verkhnego i srednego techeniya reki Tomi (Dynamics of poplar forests of the upper and middle reaches of the Tom river) // Altay: ekologiya i prirodopolzovanie. Tr. V Rossiysko-mongolskoy nauch. konf. molodykh uchenykh i studentov (Altai: ecology and nature management. Proc. V Rus.-Mongol. sci. conf. young scientists and students). Biysk: V. M. Shukshin Biysk St. Ped. Univ., 2006. P. 127–132 (in Russian)].
Климов А. В. Разнообразие пойменных топольников верхнего и среднего течения реки Томи // Проблемы региональной экологии. 2007. № 4. С. 135–137 [Klimov A. V. Raznoobrazie poymennykh topol’nikov verkhnego i srednego techeniya reki Tomi (The diversity in cottonwood forests of the high and middle current Tom river's) // Problemy regionalnoy ekologii (Probl. Reg. Ecol.). 2007. N. 4. P. 135–137 (in Russian with English abstarct)].
Климов А. В., Прошкин Б. В. Фенетический анализ Populus nigra, P. laurifolia и P.×jrtyschensis в зоне гибридизации // Вавиловский журн. генетики и селекции. 2018. Т. 22. № 4. С. 468–475 [Klimov A. V., Proshkin B. V. Feneticheskiy analiz Populus nigra, P. laurifolia i P.× jrtyschensis v zone gibridizatsii (Phenetic analysis of Populus nigra, P. laurifolia and P.× jrtyschensis in the hybridization zone) // Vavilovskiy zhurn. genetiki i selektsii (Vavilov J. Gen. Breed.). 2018. V. 22. N. 4. P. 468–475 (in Russian with English abstract)].
Климов А. В., Прошкин Б. В. Использование морфо-анатомических признаков для выявления гибридных растений в зоне естественной гибридизации Populus laurifolia и P. nigra в Сибири, Россия // Вестн. Томск. гос. ун-та. Биол. 2019. № 46. С. 64–81 [Klimov A. V., Proshkin B. V. Ispol’zovanie morfo-anatomicheskikh priznakov dlya vyyavleniya gibridnykh rasteniy v zone estestvennoy gibridizatsii Populus laurifolia i P. nigra v Sibiri, Rossiya (Using morphological and anatomical characteristics to identify hybrid plants in the area of Populus laurifolia and P. nigra natural hybridization in Siberia, Russia) // Vestn. Tomsk. gos. un-ta. Biol. (Tomsk St. Univ. J. Biol.). 2019. N. 46. P. 64–81 (in Russian with English abstract)].
Насимович Ю. А., Васильева Н. В. Сравнение по морфологическим признакам разных видов тополей (Populus, Salicaceae) на примере российских и среднеазиатских представителей подрода Tacamahaca (Spach) Penjkovsky // Соц.-экол. технол. 2019. Т. 9. № 3. С. 285–301 [Nasimovich Yu. A., Vasil’eva N. V. Sravnenie po morfologicheskim priznakam raznykh vidov topoley (Populus, Salicaceae) na primere rossyskikh i sredneaziatskikh predstaviteley podroda Tacamahaca (Spach) Penjkovsky (Comparison of morphological characters of different poplar species (Populus, Salicaceae) using the example of Russian and Central Asian Tacamahaca (Spach) Penjkovsky subgenus representatives) // Sots.-ekol. tekhnol. (Socio-ecol. technol.). 2019. V. 9. N. 3. Р. 285–301 (in Russian with English abstract)].
Полевая геоботаника / Под ред. А. А. Корчагина, Е. М. Лавренко. М.: АН СССР. 1959. Т. 1. 444 с. 1960. Т. 2. 499 с. 1964. Т. 3. 530 с. 1972. Т. 4. 336 с. 1976. Т. 5. 319 с. [Polevaya geobotanika (Field geobotany) / A. A. Korchagin, E. M. Lavrenko (Eds.). Moscow: USSR Acad. Sci. 1959. V. 1. 444 p. 1960. V. 2. 499 p. 1964. V. 3. 530 p. 1972. V. 4. 336 p. 1976. V. 5. 319 p. (in Russian)].
Прошкин Б. В., Климов А. В. Возникновение, структура и динамика популяций Populus × jrtyschensis Chang Y. Yang в зоне естественной гибридизации // Вестн. Новосиб. гос. агр. ун-та. 2017. № 4 (45). С. 23–31 [Proshkin B. V., Klimov A. V. Vozniknovenie, struktura i dinamika populyatsiy Populus × jrtyschensis Chang Y. Yang v zone estestvennoy gibridizatsii (Origin, structure and dynamics of Populus × jrtyschensis Chang Y. Yang populations in the area of natural hybridization) // Bull. Novosib. St. Agr. Univ. 2017. N. 4 (45). P. 23–31 (in Russian with English abstract)].
Прошкин Б. В., Климов А. В. Роль истории расселения и интрогрессии в морфологии Populus nigra L. в северо-западной части Алтае-Саянской горной страны // Вестн. Поволж. гос. технол. ун-та. Сер.: «Лес. Экология. Природопользование». 2019а. № 2 (42). С. 62–74 [Proshkin B. V., Klimov A. V. Rol’ istorii rasseleniya i introgressii v morfologii Populus nigra L. v severo-zapadnoy chasti Altae-Sayanskoy gornoy strany (The role of the history of dissemination and introgression in the morphology of Populus nigra L. in the north-western part of the Altai-Sayan mountain country) // Vestn. Povolzh. gos. tekhnol. un-ta. Ser.: «Les. Ekologiya. Prirodopol’zovanie» (Bull. Volga St. Technol. Univ. Ser.: For. Ecol. Nat. Manag.). 2019а. V. 2 (42). N. 2. P. 62–74 (in Russian with English abstract)].
Прошкин Б. В., Климов А. В. Семенная продуктивность и развитие сеянцев Populus × jrtyschensis CH. Y. Yang // Вестн. Новосиб. гос. агр. ун-та. 2019б. № 2 (51). С. 51–57 [Proshkin B. V., Klimov A. V. Semennaya produktivnost’ i razvitie seyantsev Populus × jrtyschensis CH. Y. Yang (Seed productivity and development of plantlets Populus × jrtyschensis CH. Y. Yang) // Bull. Novosib. St. Agr. Univ. 2019b. N. 2 (51). P. 51–57 (in Russian with English abstract)].
Семенюта Ф. И. Лесная таксация. М: Гослесбумиздат, 1961. 339 с. [Semenyuta F. I. Lesnaya taksatsiya (Forest inventory). Moscow: Goslesbumizdat, 1961. 339 p. (in Russian)].
Bornette G., Tabacchi E., Hupp C., Puijalon S., Rostan J. C. A model of plant strategies in fluvial hydrosystems // Freshwater Biol. 2008. V. 53. P. 1692–1705.
Braatne J. H., Rood S., Heilman P. E. Life history, ecology, and conservation of riparian cottonwoods in North America In: Biology of Populus and its implications for management and conservation. Part 1. Chapter 3. Canada, Ottawa: NRC Res. Press, 1996. P. 57–86.
Chhatre V. E., Evans L. M., DiFazio S. P., Keller S. R. Adaptive introgression and maintenance of a trispecies hybrid complex in range-edge populations of Populus // Mol. Ecol. 2018. V. 27. N. 23. P. 4820–4838.
Consensus document on the biology of Populus L. (Poplars). Ser. harmonization of regulatory oversight in biotechnology. Iss. 16. Paris, France: Organization for Economic Cooperation and Development (OECD), 2000. 337 p.
Cooper D. J., Merritt D. M., Andersen D. C., Chimner R. A. Factors controlling the establishment of Fremont cottonwood seedlings on the Upper Green River, USA // Regulated Rivers: Res. & Manag. 1999. V. 15. Iss. 5. P. 419–440.
Corenblit D., Steiger J., González E., Gurnell A. M., Charrier G., Darrozes J., Dousseau J., Julien F., Lambs L., Larrue S., Roussel E., Vautier F., Voldoire O. The biogeomorphological life cycle of poplars during the fluvial biogeomorphological succession: a special focus on Populus nigra L. // Earth Surface Processes and Landforms. 2014. V. 39. Iss. 4. P. 546–563.
Gom L. A., Rood S. B. Patterns of clonal occurrence in a mature cottonwood grove along the Oldman River, Alberta // Can. J. Bot. 1999. V. 77. Iss. 8. P. 1095–1105.
Johnson W. C. Tree recruitment and survival in rivers: influence of hydrological process // Hydrol. Processes. 2000. V. 14. Iss. 16–17. P. 3051–3074.
IBM SPSS Statistics 23, 2018. https://www.ibm.com/support/pages/node/581811
Karrenberg S., Edwards P. J., Kollmann J. The life history of Salicaceae living in the active zone of floodplains // Freshwater Biol. 2002. V. 47. Iss. 4. P. 733–748.
Klimov A. V., Proshkin B. V. Population and phenetic structure of laurel poplar Populus laurifolia Ledeb. in the Tom river basin) // Sibirskij Lesnoj Zurnal (Sib. J. For. Sci.). 2018. N. 5. P. 62–75.
Klimov A. V., Proshkin B. V. Identification of Populus nigra, P. laurifolia and P.× jrtyschensis by leaf petiole anatomy // Sibirskij Lesnoj Zurnal (Sib. J. For. Sci.). 2019. N. 6. P. 89–99.
Lytle D. A., Poff N. L. Adaptation to natural flow regimes // Trends Ecol. Evolut. 2004. V. 19. N. 2. P. 94–100.
Mahoney J. M., Rood S. B. Streamflow requirements for cottonwood seedling recruitment – an integrative model // The Soc. Wetlands Sci. 1998. V. 18. N. 4. P. 634–645.
Nakamura F., Inahara S. Fluvial geomorphic disturbances and life history traits of riparian tree species In: Plant Disturbance Ecol. London: Acad. Press, 2007. P. 283–310.
Nakamura F., Shin N., Inahara S. Shifting mosaic in maintaining diversity of floodplain tree species in the northern temperate zone of Japan // For. Ecol. Manag. 2007. V. 241. Iss. 1–3. P. 28–38.
Polzin M. L., Rood S. B. Effects of damming and flow stabilization on riparian processes and black cottonwoods along the Kootenay River // Rivers. 2000. V. 7. N. 3. P. 221–232.
Polzin M. L., Rood S. B. Effective disturbance: seedling safe sites and patch recruitment of riparian cottonwoods after a major flood of a mountain river // Wetlands. 2006. V. 26. N. 4. P. 965–980.
Rood S. B., Hillman C., Sanche T., Mahoney J. M. Clonal reproduction of riparian cottonwoods in southern Alberta // Can. J. Bot. 1994. V. 72. N. 12. P. 1766–1774.
Rood S. B., Goater L. A., Mahoney J. M., Pearce C. M., Smith D. G. Floods, fire, and ice; disturbance ecology of riparian cottonwoods // Can. J. Bot. 2007. V. 85. N. 11. P. 1019–1032.
Rood S. B., Kalischuk A. R., Mahoney J. M. Initial cottonwood seedling recruitment following the flood of the century of the Oldman River, Alberta, Canada // Wetlands. 1998. V. 18. N. 4. P. 557–570.
Rood S. B., Taboulchanas K., Bradley C. E., Kalischuk A. R. Influence of flow regulation on channel dynamics and riparian cottonwoods along the Bow River, Alberta // Rivers. 1999. V. 7. N. 1. P. 36–48.
Shafroth P., Auble G. T., Stromberg J. C., Patten D. T. Establishment of woody riparian vegetation in relation to annual patterns of streamflow, Bill Williams River, Arizona // Wetlands. 1998. V. 18. N. 4. P. 577–590.
Shang C., Zhang L., Zhang Z. New combinations for nothotaxa of Populus (Salicaceae) from China // Phytotaxa. 2016. V. 253. N. 2. P. 176–178.
Suarez-Gonzalez A., Lexer C., Cronk Q. Adaptive introgression: a plant perspective // Biol. Lett. 2018. V. 14. Iss. 3. P. 1–8.
