RU EN

Меню страницы:

Публикации 2020 года

Ключевые слова:
ель европейская, изоферментный анализ, лесосеменные плантации, генетическая изменчивость, генетическая структура

Реферат

УДК 630*165.3

Ивановская С. И., Каган Д. И., Падутов В. Е. Генетическое разнообразие и структура лесосеменных плантаций первого и второго порядка ели европейской Picea abies (L.) Karst. в Беларуси // Сибирский лесной журнал. 2020. № 4. С. …

DOI: 10.15372/SJFS20200402

© Ивановская С. И., Каган Д. И., Падутов В. Е., 2020

Проведено молекулярно-генетическое исследование 5 лесосеменных плантаций (ЛСП) первого (I) и 12 второго (II) порядка ели европейской с использованием 18 изоферментных генов. На основании полученных значений аллельных частот рассчитаны основные показатели генетического разнообразия для ЛСП, и проведено сравнение уровня генетической изменчивости ЛСП и насаждений естественного происхождения ели европейской. Выявлено, что по показателю полиморфности P95 ЛСП I и II порядка не уступают природным популяциям (0.39, 0.44 и 0.44 соответственно). По показателю P99 большинство плантаций сопоставимо с насаждениями естественного происхождения, но в целом для ЛСП как первого, так и второго порядка значения P99 существенно ниже, чем в природных популяциях (0.50, 0.50 и 0.67 соответственно). Количество выявленных в ЛСП аллельных вариантов выше, чем в насаждениях лесов хозяйственного использования. Однако многие аллельные варианты, встречающиеся в еловой формации Беларуси с частотой от 1 до 5 %, в проанализированной совокупности плантаций имели частоту менее 1 %. Средние значения ожидаемой и наблюдаемой гетерозиготности в ЛСП I порядка достоверно ниже (0.127 и 0.131 соответственно), а в ЛСП II порядка достоверно выше (0.163 и 0.162 соответственно) таковых в насаждениях естественного происхождения лесов хозяйственного использования (0.147 и 0.150 соответственно). Полученные для ЛСП I и II порядка ели значения показателей инбридинга FIS и FIT свидетельствуют о том, что плантации находятся в состоянии равновесия по Харди-Вайнбергу. Установлено, что генетическая структура ЛСП I и II порядка характеризуется однородностью, так как показатели подразделенности FST и GST имеют низкие величины, не превышающие 0.011 и 0.012 соответственно. Оценка степени генетической дифференциации исследованных ЛСП ели европейской показала, что их генетическая структура сходна с таковой, установленной для еловых насаждений естественного происхождения лесов хозяйственного использования. 

Текст статьи


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (REFERENCES)

Гончаренко Г. Г., Падутов В. Е., Потенко В. В. Руководство по исследованию хвойных видов методом электрофоретического анализа изоферментов. Гомель: Белорус. НИИ лесн. хоз-ва, 1989. 162 с. [Goncharenko G. G., Padutov V. Е., Potenko V. V. Rukovodstvo po issledovaniyu khvoynykh vidov metodom elektroforeticheskogo analiza izofermentov (Manual for study conifer species by electrophoretic analysis of isoenzymes). Gomel: Belorus. NII lesn. khoz-va (Belarus. For. Res. Inst.), 1989. 162 p. (in Russian)].

Государственный лесной кадастр Республики Беларусь по состоянию на 01.01.2019 г. Мин-во лесн. хоз-ва Респ. Беларусь. Минск, 2019. 63 с. [Gosudarstvenny lesnoy kadastr Respubliki Belarus po sostoyaniyu na 01.01.2019 g. Ministerstvo lesn. khoz-va Resp. Belarus (The State Forest Cadastre of the Republic of Belarus as of 01.01.2019. Ministry of Forestry Rep. Belarus). Minsk, 2019. 63 p. (in Russian)].

Ефимов Ю. П. Проблемы повышения эффективности лесосеменных плантаций // Генетика и селекция в лесоводстве. Сб. науч. тр. Воронеж: ЦНИИЛГиС, 1991. С. 198–213 [Efimov Yu. P. Problemy povysheniya effektivnosti lesosemennykh plantatsiy (Problems of increasing efficiency of a forest seed orchards) // Genetika i selektsiya v lesovodstve. Sb. nauch. tr. (Genetics and breeding in silviculture. Coll. sci. works). Voronezh: TsNIILGiS (Central Res. Inst. For. Genet. Breed.), 1991. P. 198–213 (in Russian)].

Ефимов Ю. П. Семенные плантации в селекции и семеноводстве сосны обыкновенной. Воронеж: Истоки, 2010. 252 с. [Efimov Yu. P. Semennye plantatsii v selektsii i semenovodstve sosny obyknovennoy (Seed orchards in the selection and seed production of Scots pine). Voronezh: Istoki, 2010. 253 p. (in Russian)].

Зацепина К. Г., Экарт А. К., Тараканов В. В., Белоконь М. М., Белоконь Ю. С., Ларионова А. Я., Политов Д. В., Кравченко А. Н. Генетическая изменчивость клоновых и естественных популяций сосны обыкновенной в Алтайском крае // Лесные биогеоценозы бореальной зоны: география, структура, функции, динамика: мат-лы Всерос. науч. конф. с междунар. участ., посвящ. 70-летию создания Ин-та леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, Красноярск, 16–19 сент. 2014 г. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2014. С. 544–547 [Zatsepina K. G., Ekart A. K., Tarakanov V. V., Belokon’ M. M., Belokon’ Yu. S., Larionova A. Ya., Politov D. V., Kravchenko A. N. Geneticheskaya izmenchivost’ klonovykh i estestvennykh populyatsiy sosny obyknovennoy v Altayskom krae (Genetic variability of clonal and natural populations of Scots pine in Altai Krai) // Lesnye biogeotsenozy boreal’noy zony: geografiya, struktura, funktsii, dinamika: mat-ly Vseros. nauch. konf. s mezhdunar. uchast., posvyashch. 70-letiyu sozdaniya In-ta lesa im. V. N. Sukacheva SO RAN. Krasnoyarsk, 16–19 sent. 2014 g. (Forest biogeocenoses of the boreal zone: geography, structure, functions, dynamics: Proc. All-Rus. sci. conf. with an int. participat., dedicated to 70th anniversary of V. N. Sukachev Inst. For., Rus. Acad. Sci., Sib. Br. Krasnoyarsk, 16–19 Sept., 2014). Novosibirsk: Izd-vo SO RAN (Rus. Acad. Sci., Sib. Br. Publ. House), 2014. P. 544–547 (in Russian)].

Ивановская С. И. Генетические ресурсы сосны обыкновенной в Беларуси, их сохранение и использование в селекционном семеноводстве: автореф. дис. … канд. биол. наук: 06.03.01. Гомель: Ин-т леса НАН Беларуси, 2015. 24 с. [Ivanovskaya S. I. Geneticheskie resursy sosny obyknovennoy v Belarusi, ikh sokhranenie i ispol’zovanie v selektsionnom semenovodstve: avtoref. dis. … kand. biol. nauk: 06.03.01 (Genetic resources of Scots pine in Belarus, their conservation and use in the breeding production of the seed: cand. biol. sci. (PhD) thesis). Gomel: In-t lesa NAN Belarusi (Inst. For. Nat. Acad. Sci. Belarus), 2015. 24 p. (in Russian)].

Ильинов А. А., Раевский Б. В. Сравнительная оценка генетического разнообразия естественных популяций и клоновых плантаций сосны обыкновенной и ели финской в Карелии // Экол. генет. 2015. T. XIII. № 4. С. 55–67 [Il’inov A. A., Raevskiy B. V. Sravnitel’naya otsenka geneticheskogo raznoobraziya estestvennykh populyatsiy i klonovykh plantatsiy sosny obyknovennoy i eli finskoy v Karelii (Comparative evaluation of genetic diversity of Scots pine and Finnish spruce native populations and clonal seed orchards in the Russian Karelia) // Ekol. Genet. (Ecol. Genet.). 2015. V. XIII. N. 4. P. 55–67 (in Russian with English abstract)].

Камалова И. И., Карачанская С. И., Ефимов Ю. П. Генетическая изменчивость сосны обыкновенной на лесосеменной плантации и в аутохтонном насаждении в лесостепной зоне // Генетика. 1994. Т. 30. № 5. С. 64 [Kamalova I. I., Karachanskaya S. I., Yefimov Yu. P. Geneticheskaya izmenchivost’ sosny obyknovennoy na lesosemennoy plantatsii i v autokhtonnom nasazhdenii v lesostepnoy zone (Genetic variability of Scots pine on a forest seed plantation and in an autochthonous plantation in a forest-steppe zone) // Genetica (Genetics). 1994. V. 30. N. 5. P. 64 (in Russian)].

Падутов В. Е. Генетические ресурсы сосны и ели в Беларуси. Гомель: Ин-т леса НАН Беларуси, 2001. 142 с. [Padutov V. E. Geneticheskie resursy sosny i eli v Belarusi (Genetic resources of pine and spruce in Belarus). Gomel: In-t lesa NAN Belarusi (Inst. For. Nat. Acad. Sci. Belarus), 2001. 142 p. (in Russian)].

Плохинский Н. А. Биометрия. М.: МГУ, 1970. 367 с. [Plokhinskiy N. A. Biometriya (Biometrics). Moscow: MGU (Moscow St. Univ.), 1970. 367 p. (in Russian)].

Шигапов З. Х. Сравнительный генетический анализ лесосеменных плантаций и природных популяций сосны обыкновенной // Лесоведение. 1995. № 3. С. 19–24 [Shigapov Z. Kh. Sravnitel’ny geneticheskiy analiz lesosemennykh plantatsiy i prirodnykh populyatsiy sosny obyknovennoy (Comparative genetic analysis of forest seed plantations and natural populations of Scots pine) // Lesovedenie (For. Sci.). 1995. N. 3. P. 19–24 (in Russian)].

Шигапов З. Х., Николаев А. В., Шигапова А. И., Уразбахтина К. А. Анализ генетической изменчивости плюсовых деревьев сосны обыкновенной по изоферментным маркерам // Генетика и селекция на службе лесу: тез. докл. междунар. науч.-практ. конф. (28–29 июня 1996 г., Воронеж). Воронеж: НИИЛГиС, 1996. С. 26 [Shigapov Z. Kh., Nikolaev A. V., Shigapova A. I., Urazbakhtina K. A. Analiz geneticheskoy izmenchivosti plyusovykh derev’ev sosny obyknovennoy po izofermentnym markeram (Analysis of genetic variation in elite trees of Scots pine by isoenzyme markers) // Genetika i selektsiya na sluzhbe lesu: tez. dokl. mezhdunar. nauch.- prakt. konf. (28–29 iyunya 1996 g., Voronezh) (Genetics and selection in the service of the forest: Abstr. Int. sci.-pract. conf. (28–29 June, 1996, Voronezh)). Voronezh: NIILGiS (Res. Inst. For. Genet. Breed.) 1996. P. 26 (in Russian)].

Adams W. T., Joly R. J. Allozyme studies in loblolly pine seed orchards: Clonal variation and frequency of progeny due to self-fertilization // Silvae Genet. 1980. V. 29. Iss. 1. P. 1–4.

Cheliak W. M., Pitel J. A. Techniques for starch gel electrophoresis of enzymes from forest tree species. Ottava: Can. For. Serv., 1984. 49 p.

Godt M. J., Hamrick J. L., Edwards-Burke M. A., Williams J. H. Comparisons of genetic diversity in white spruce (Picea glauca) and jack pine (Pinus banksiana) seed orchards with natural populations // Can. J. For. Res. 2001. V. 31. N. 6. P. 943–949.

Harju A. Genetic functioning of Scots pine seed orchards // Acta Universitatis Ouluensis: Ser. A. Scientiae rerum naturalium. 1995. N. 271. P. 1–39.

İçgen Y., Kaya Z., Çengel B., Velioğlu E., Öztürk H., Önde S. Potential impact of forest management and tree improvement on genetic diversity of Turkish red pine (Pinus brutia Ten.) plantations in Turkey // For. Ecol. Manag. 2006. V. 225. Iss. 1–3. P. 328–336.

Lindgren D., Prescher F. Optimal clone number for seed orchards with Testec clones // Silvae Genet. 2005. V. 54. N. 2. P. 80–92.

Moran G., Bell J. G., Matheson A. C. The genetic structure and levels of inbreeding in a Pinus radiata D. Don seed orchard // Silvae Genet. 1980. V. 29. P. 190–193.

Nei M. Molecular population genetics and evolution. North Holland, Amsterdam and Oxford: American Elsevier, New York, 1975. 288 p.

Nei M. Estimation of average heterozygosity and genetic distance from a small number of individuals // Genetics. 1978. V. 89. N. 3. P. 583–590.

Stefenon V. M., Gailing O., Finkeldey R. Genetic structure of plantations and the conservation of genetic resources of Brazilian pine (Araucaria angustifolia) // For. Ecol. Manag. 2008. V. 255. Iss. 7. P. 2718–2725.

Swofford D. L., Selander R. B. BIOSYS-1: a FORTRAN program for the comprehensive analysis of electrophoretic data in population genetics and systematic // J. Hered. 1981. V. 72. P. 281–283.

Wright S. The interpretation of population structure by F-statistics with special regard to systems of mating // Evolution. 1965. V. 19. P. 395–420.

Yeh F. C., Yang R. C., Boyle T. B., Ye Z. H., Mao J. X. POPGENE Version 1.32, the user-friendly shareware for population genetic analysis. Molecul. Biol. Biotechnol. Centre, Univ. Alberta, Canada, 1999. 


Вернуться к списку статей