Home Scheme

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ВЕГЕТАТИВНЫХ ПОТОМСТВ ПЛЮСОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ ЕЛИ НА АРХИВЕ КЛОНОВ В РЕСПУБЛИКЕ МАРИЙ ЭЛ

УДК 630*232.311.3

А. А. Прохорова, О. В. Шейкина, Ю.Ф. Гладков

 

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ВЕГЕТАТИВНЫХ ПОТОМСТВ ПЛЮСОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ ЕЛИ НА АРХИВЕ КЛОНОВ В РЕСПУБЛИКЕ МАРИЙ ЭЛ

 

Проведены исследования плюсовых деревьев ели отобранных в пяти географических районах ISSR методом. С использованием 9 ISSR – праймеров всего было амплифицировано 168 фрагментов из которых 163 оказались полиморфными. Было установлено, что изученные группы плюсовых деревьев отличаются по уровню генетической изменчивости: полиморфность варьирует от  55,4 до 91,1%; наблюдаемое число аллелей от 1,554 до 1,911; эффективное число аллелей от 1,272 до 1,484; генетическое разнообразие по Nei от 0,168 до 0,286; индекс Шеннона от 0,261 до 0,433. Генетическое расстояние между группами плюсовых деревьев составило 0,0328 - 0,1195.

 

Ключевые слова: Ель гибридная (Picea x fennica (Regel) Kom.); плюсовые деревья; генетическая изменчивость; ISSR маркеры.

 

Введение. Изучение популяционно-генетической структуры, внутривидового разнообразия и дифференциации популяций основных лесообразующих видов хвойных является одним из приоритетных направлений биологии. При этом большое внимание уделяется изучению генетического разнообразия, которое является компонентом общего биологического разнообразия, и сохранение которого рассматривается наукой в качестве одной из важнейших проблем человечества [1].

Полученные материалы по исследованию генетических процессов, протекающих в природных популяциях, могут иметь не только теоретическое значение для познания закономерностей внутривидовой дифференциации и микроэволюции вида, но и позволяют разработать возможные пути сохранения генофонда и селекционного улучшения вида на популяционной основе [2, 3]. Особую актуальность в связи с этим имеет изучение внутривидовой изменчивости основных лесообразующих видов, к числу которых относится ель, генетическое разнообразие которой остается малоизученным.

Научные основы мониторинга биоразнообразия и организации неистощительной  эксплуатации лесных ресурсов требуют получения количественных оценок популяционно-генетических параметров, что возможно лишь на базе молекулярно-генетических маркеров. Изоферментные молекулярные маркеры продолжают оставаться одним из главных инструментов изучения популяционно-генетической структуры, внутри- и межвидовой дифференциации и гибридизации древесных растений. Несмотря на развитие методов анализа изменчивости ДНК, во всем мире с помощью изоферментов до сих пор получают значительную долю информации о состоянии генофонда хвойных и других древесных растений [4]. Так с помощью этого метода была изучена генетическая изменчивость и дифференциация популяций ели сибирского в Западном Саяне [5], в Западном Забайкалье и Монголии [6], генетический полиморфизм популяций ели Европейского  Севера [7], генетическая дифференциация ели европейской в контрастных экологических условиях на территории Московской области [8, 9]. Установлено, что произрастающая в Западном Саяне ель сибирская характеризуется достаточно высоким уровнем внутрипопуляционного и низким уровнем межпопуляционного разнообразия [5], а существенные различия в генетической структуре между бурятскими и монгольскими популяциями обусловлены, по-видимому, значительной изоляцией монгольской популяции, приведшей к снижению уровня генетического разнообразия в этой популяции и формированию специфической генетической структуры, проявляющейся в утрате или значительному снижению частот аллелей, появлению новых аллелей, в том числе уникальных [6]. Северотаежные популяции ели так же характеризуются некоторой генетической неоднородностью [7].

Таким образом, многочисленные исследования разных видов ели  на основе анализа изоферментных систем показывают существенную генетическую дифференциацию и неоднородность популяций в разных географических районах. В тоже время, необходимо отметить, что в последние годы на смену изоферментным молекулярным маркерам приходят более информативные ДНК маркеры, которые позволяют изучать непосредственный полиморфизм нуклеотидов ДНК. Разные виды ДНК маркеров успешно применяются для изучения генетического разнообразия и дифференциации популяций древесных видов [10, 11, 12, 13, 14, 15 и др.]. В том числе были проведены исследования ели сибирской в Пермской области, по результатам которых с помощью ISSR – маркеров определены показатели генетической гетерогенности и генетической структуры популяций Picea obovata [16].  Данные исследования показали высокий уровень полиморфизма ДНК в природных популяциях (70,15%). Однако, нами не были найдены данные об использовании ДНК маркеров для изучения генетических характеристик плюсовых деревьев ели, отобранных в разных географических районах. Для разработки стратегии сохранение генетического разнообразия ели необходимо установить уровень генетического разнообразия характерный для отобранных плюсовых деревьев и степень генетической дифференциации групп плюсовых деревьев из разных географических районов.

Цель работы – изучить генетическое разнообразие и дифференциацию клонов плюсовых деревьев ели из разных географических районов.

Материалы, методы и объект исследования. Объектом исследования являются вегетативные потомства плюсовых деревьев ели, произрастающие на архиве клонов в Учебно-Опытном лесхозе Республики Марий Эл. Архив клонов был создан в 1991 году прививкой черенков на 6-летние подвойные растения. На архиве представлены клоновые потомства  плюсовых деревьев из Республики Марий Эл, Удмуртской Республики, Нижегородской, Кировской и Пермской областей Российской Федерации. На архиве произрастают клоновые потомства ели гибридной (финской) (Picea x fennica (Regel) Kom.), так как плюсовые деревья были отобраны в зоне интрогрессивной гибридизации ели европейской (Picea abies. (L.) Karst.) и ели сибирской (Picea obovata Ledeb.)[17].

В качестве растительного материала, служащим источником ДНК, в эксперименте использовалась хвоя, которая была высушена при комнатной температуре. Выделение суммарной ДНК  производилось по протоколу Doyle J.J.,  и Doyle J.L. [18]. Гомогенизация сухой хвои осуществлялась  с применением гомогенизатора SpeedMill Plus (Analyticjena). Для анализа были взяты 9 полиморфных ISSR праймера, рекомендованных для использования при идентификации плюсовых деревьев ели [19]. Характеристика использованных в эксперименте ISSR-праймеров приведена в таблице 1.

Таблица 1

Характеристика ISSR – праймеров

 

Праймер

Секвиенс (5'-3')

Температура отжига, 0С

(GA)9T

GAGAGAGAGAGAGAGAGAT

65

(AC)8C

ACACACACACACACACC

65

(CA)6RY

CACACACACACAAGCT

60

(CA)6RG

CACACACACACAAGG

60

(CA)6(GT)

CACACACACACAGT

60

(CA)6(AC)

CACACACACACAAC

60

(AG)8C

AGAGAGAGAGAGAGAGC

60

(GA)8T

GAGAGAGAGAGAGAGAT

60

(AG)8YT

AGAGAGAGAGAGAGAGGCT

65

 

Полимеразную цепную реакцию (ПЦР) проводили в следующих условиях: 1 мкл ПЦР-буфера; 0,2 мкл 10Мм dNTPs; 0,1 мкл 100 мкМ праймера; 1 мкл образца ДНК; 0,1 мкл Taq-полимеразы (2 ед/мкл); 7,6 мкл воды; общий объем реакционной смеси 10 мкл. Для проведения реакции использовали коммерческий набор реактивов «Encyclo PCR kit» (ЗАО Евроген). Амплификация ISSR фрагментов проводилась при следующем режиме: 5 мин денатурация при 94°С , 0,5 мин денатурация при 94°С, 45 сек отжиг при 60-65°С, элонгация 45 сек при 72°С; 7 мин достройка цепей ДНК при 72°С, 45 циклов амплификации. Реакции проводили в тонкостенных пробирках, объемом 200 мкл на амплификаторе MJ MiniTM Gradient Thermal Cycler (BIO-RAD).

Анализ продукта ПЦР проводился при помощи электрофореза в 1,5% агарозном геле. Разделение амплифицированных фрагментов выполняли в электрофорезной камере PowerPacTM Universal (BIO-RAD) в ТВЕ буфере (0,89М Трис-ОН,0,89 М борная кислота, 50мМ ЭДТА) с добавлением бромистого этидия в течение 2,5-3 часов при напряжении электрического поля 70 V.

Визуализацию ДНК, обработку и анализ полученных изображений проводили с помощью системы гель-документация GelDoc 2000 (BIO-RAD) c использованием программного пакета Quantity One® Version4.6.3. Наличие амплифицированных фрагментов ДНК в гелях установили по интенсивности окраски. Для  дальнейшего определения длины амплифицированных фрагментов ДНК в крайние дорожки геля вносили стандарт, в качестве которого служит  ДНК- маркер с фрагментами известной длины. В исследованиях в качестве  стандарта использовался ДНК – маркер 100bp+1.5kb+3kb (ООО «СибЭнзим»).

ISSR профили анализировались по наличию (1) или отсутствию (0) полос на геле, соответствующих фрагментам определенной длины и математически обрабатывались в среде POPGEN Version 1.3.2 [20]. На основании полученных данных рассчитывались относительные частоты фрагментов. Полученные частоты ISSR фрагментов использовались для оценки основных параметров генетической изменчивости клоновых потомств плюсовых деревьев ели из разных областей России. Для этого были рассчитаны следующие параметры оценки генетической изменчивости: наблюдаемое число аллелей – Na, эффективное число аллелей – Ne, общее генетическое разнообразие по Nei – H, индекс Шеннона – I. Оценка генетической дифференциации изученных групп плюсовых дервьев проводилась на основе вычисления генетической дистанции  Nei и построения дендрограммы.

Результаты исследования. По результатам ISSR анализа ДНК, выделенной из хвои клоновых потомств плюсовых деревьев ели разного происхождения, было установлено, что 9 ISSR праймеров позволяет определить 168 амплифицированных фрагментов ДНК, из которых 163 были полиморфными (табл. 2, рис. 1).

Таблица 2

Результаты ПЦР анализа ДНК клонов плюсовых деревьев ели с ISSR – праймерами

 

Праймеры

Количество амплифицированных фрагментов ДНК

Длины амплифицированных фрагментов ДНК, п.н.

(GA)9T

20

200 - 2540

(AC)8C

5

470 - 950

(CA)6RY

18

210 - 1930

(CA)6RG

19

210 - 1480

(CA)6(GT)

20

300 - 2210

(CA)6(AC)

16

210 - 1710

(AG)8C

23

300 - 2120

(GA)8

26

260 - 2480

(AG)8YT

21

200 - 1980

Итого

168

200-2540

 

Число амплифицированных фрагментов ДНК в общей выборке растений варьировало в зависимости от праймера от 5 у (AC)8C до 26  у (GA)8TС. В среднем при ISSR-анализе у ели один праймер инициировал амплификацию 19 фрагментов ДНК.

 

 

Рис. 1 – Результаты ПЦР – детекции ДНК плюсовых деревьев ели с праймером (AG)8YT

1-18 – номера анализируемых образцов; М – ДНК маркер 100bp+1.5kb+3kb (СибЭнзим)

 

Доля полиморфных локусов в общей выборке в среднем составила 97,0%, при этом в разных группах плюсовых деревьев данный показатель варьировал от 54,2% в Пермской области до 91,1% в Республики Марий Эл (табл. 3). Наблюдаемое число аллелей на локус (в нашем случае на фрагмент ДНК) для всех плюсовых деревьев составило 1,971, а эффективное число аллелей на локус (Ne) – 1,463. У плюсовых деревьев из Республики Марий Эл и Нижегородской области данные показатели оказались достаточно близкими к установленному видовому уровню. Так наблюдаемое число аллелей составило 1,911 и 1,887, а эффективное число аллелей 1,441 и 1,484 в Республике Марий Эл и Нижегородской области соответственно. Для плюсовых деревьев из Удмуртской Республики, Пермской и Кировской областей было установлено более низкое аллельное разнообразие, наблюдаемое число аллелей варьировало от 1,542 до 1,577, а эффективное число аллей от 0,272 до 1,341.

Таблица 3

Основные показатели генетической изменчивости плюсовых деревьев ели

 

Происхожде-ние

Поли-

морфность, Р, %

Наблюдаемое число аллель,

Na

Эффективное число аллель, Ne

Генетическое разнообразие по Nei, H

Индекс Шеннона,

I

Республика Марий Эл

91,1

1,911

1,441

0,270

0,418

Нижний Новгород

88,7

1,887

1,484

0,286

0,433

Удмуртская Республика

55,4

1,554

1,341

0,199

0,299

Кировская область

57,7

1,577

1,272

0,168

0,261

Пермская область

54,2

1,542

1,286

0,172

0,264

В целом по виду

97,0

1,970

1,463

0,283

0,439

 

Молекулярно-генетический анализ ДНК с использованием ISSR-метода, показал, что самые высокие значения уровня генетического разнообразия наблюдаются у групп плюсовых деревьев из Республики Марий Эл и Нижегородской области, у которых уровень генетической изменчивости соответствуют видовому уровню. Так например, генетическое разнообразие по Nei (Н) в целом для всех изученных плюсовых деревьев составило 0,283, в то время как у плюсовых деревьев из Республики Марий Эл - 0,270, а из Нижегородской области - 0,286. Для плюсовых деревьев из Удмуртской Республики, Пермской и Кировской областей был установлен более низкий уровень генетического разнообразия. Для этих групп плюсовых деревьев генетическое разнообразие по Nei (Н) находится в пределах от 0,168 до 0,199, а индекс Шеннона (I) от 0,261 до 0,299.

Коэффициент подразделенности популяций (Gst) показывает, что на межпопуляционную компоненту генетического разнообразия ели приходится 21,5% разнообразия, то есть изученные группы плюсовых деревьев сильно дифференцированы. Для оценки генетической дифференциации клоновых потомств плюсовых деревьев ели разного происхождения была рассчитана генетическая дистанция (табл. 4) и на основании невзвешенного парно-группового метода была построена дендрограмма (рис. 2).

Таблица 4

Генетическая дистанция по Nei (под диагональю) и генетическая идентичность (над диагональю) клоновых потомств плюсовых деревьев ели разного географического происхождения

 

Популяция ID

РМЭ

Нижний Новгород

Удмуртская Республика

Кировская область

Пермская область

РМЭ

-

0,9677

0,8874

0,9329

0,9311

Нижний Новгород

0,0328

-

0,9045

0,9152

0,9213

Удмурская Республика

0,1195

0,1003

-

0,8168

0,8241

Кировская область

0,0695

0,0886

0,2024

-

0,9580

Пермская область

0,0714

0,0820

0,1934

0,0430

-

 

Все пять происхождений ели генетически дифференцированы друг от друга, при этом наиболее генетически удаленными являются группы плюсовых деревьев из Республики Марий Эл и Удмуртской Республики (0,1195). Наименьшее генетическое расстояние наблюдается между деревьями ели из Республики Марий Эл и Нижегородской области (0,0328).

Дендрограмма показывает, что изученные группы плюсовых деревьев можно разделить на 3 кластера: 1 – плюсовые деревья из Республики Марий Эл и Нижегородской области; 2 – плюсовые деревья и Кировской и Пермской областей; 3 – плюсовые деревья из Удмуртской Республики. Однако, не смотря на то, что между изученными происхождениями были установлены генетические различия, из 168 полученных фрагментов ДНК не было выявлено ампликонов, присутствующие только в одной группе и отсутствующие в других.

 

 

Рис. 2 – Дендрограмма, построенная на основании коэффициентов генетической дистанции Nei, показывающая степень генетической дифференциации клоновых потомств плюсовых деревьев ели разного географического происхождения

 

Таким образом, вычисленные на основе ISSR анализа значения генетических параметров позволяют говорить о том, что изученные плюсовые деревья ели отличаются по уровню генетического разнообразия и имеют существенную  генетическую дифференциацию.

 

Выводы

Исследования генетической изменчивости и дифференциации плюсовых деревьев ели из разных географических районов на основе ISSR анализа позволяют сделать следующие выводы:

1. Девять ISSR праймеров позволили  выявить 168 фрагментов ДНК, 97,0% из которых оказались полиморфными. Доля полиморфных локусов у групп плюсовых деревьев из разных географических районов варьировала от 54,2 до 91,1%. Число амплифицированных фрагментов ДНК варьировало в зависимости от праймера от 5 у (AC)8C до 26 у (GA)8TС, длина полученных ампликонов от 200 до 2540 пар нуклеотидов.

2. Изученные группы плюсовых деревьев отличаются по уровню генетического разнообразия. Плюсовые деревья из Республики Марий Эл и Нижегородской области характеризуются высоким уровнем генетического разнообразия. Для данных групп установлены значения генетических параметров сопоставимые с видовым уровнем. Так наблюдаемое число аллелей составило для этих происхождений 1,911 и 1,887 при общем значении по виду 1,97; эффективное число аллелей – 1,441 и 1,484 при общем значении по виду 1,463; генетическое разнообразие по Nei – 0,270 и 0,286 при общем значении по виду 0,283; индекс Шенона – 0,418 и 0,433 при общем значении по виду 0,439. Для групп плюсовых деревьев из Удмуртской Республики, Пермской и Кировской областей установлено более низкое генетическое разнооразие: наблюдаемое число аллелей составило 1.554, 1.577 и 1.542; эффективно число аллелей – 1.341, 1.272 и 1.286; генетическое разнообразие по Nei – 0.199, 0.168 и 0,172; индекс Шеннона 0.299, 0.261 и 0.264 соответственно по регионам.

3. Генетическая дистанция между проанализированными группами плюсовых деревьев варьирует от 0,0328 до 0,1195, при этом наиболее генетически удаленными являются группы плюсовых деревьев из Республики Марий Эл и Удмуртской Республики, а наименьшее генетическое расстояние наблюдается между плюсовыми деревьями ели из Республики Марий Эл и Нижегородской области. Проанализированные группы плюсовых деревьев можно разделить на 3 кластера: 1 – плюсовые деревья из Республики Марий Эл и Нижегородской области; 2 – плюсовые деревья и Кировской и Пермской области; 3 – плюсовые деревья из Удмуртской Республики.

 

Работа выполнена в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы» при финансовой поддержке Минобрнауки России (соглашение № 14.132.21.1331) с использованием оборудования ЦКП «ЭБЭЭ» ФГБОУ ВПО «ПГТУ».

 

Список литературы

 

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

2. Путенихин, В. П. Популяционная структура и сохранение генофонда хвойных видов на Урале: Автореф. д. …д-ра биол. Наук. Красноярск, 2000. 48 с.

3. Ирошников, А. И. О концепции и программе генетического мониторинга популяций лесных древесных растений/А. И. Ирошников//Лесоведение.-2002.-№1.-С.58-64.

4. Политов, Д. В. Генетика популяций и эволюционные взаимоотношения видов сосновых (сем. Pinaceae) Северной Евразии: диссертация … доктора биологических наук:03.00.15/Политов Д. В.-М.- 2007.-432с.

5. Кравченко, А. Н. Генетическая изменчивость и дифференциация популяций ели сибирской в Западном Саяне/А. Н. Кравченко, А. Я. Ларионова, Д. В. Политов, М. М. Белоконь, Ю. С. Белоконь// Вестник ТГУ.-2004.-№10.-Приложение. - С. 38-40.

6. Кашапова, М. М. Генетическое разнообразие и дифференциация популяций ели сибирской в Западном Забайкалье и Монголии//М. М. Кашапова, А. Н. Кравченко, А. К. Экрат, А. Я. Ларионова// Молодёжь и наука: Сборник материалов VIII Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, посвященной 155-летию со дня рождения К. Э. Циолковского [Электронный ресурс]. — Красноярск: Сибирский федеральный ун-т, 2012. http://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/7842

7. Сурсо, М. В. Генетический полиморфизм  популяций хвойных Европейского Севера/М. В. Сурсо//Известия Самарского научного центра Российской академии наук.-Т.11.-№1(3).-2009.-С. 389-393.

8. Лебединская, Е. В. Генетическая дифференциация ели европейской Picea abies (L.) Karst. в контрастных экологических условиях на территории Московской области/Е. В. Лебединская, М. М. Белоконь, Ю. С. Белоконь, Е. А. Мудрик, Д. В Политов//Актуальные проблемы генетики и молекулярной биологии в рамках фестиваля науки: тезисы докладов всероссийской молодежной конференции в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, Уфа.-2012.-С. 16/

9. Потенко, В. В. Генетическая изменчивость и дифференциация популяций ели аянской на Сихотэ-Алине//В. В, Потенко, Ю. Д. Кныш// Лесоведение.-№ 4.-2003.-С.23-31.

10. Mariette, S. P. Genetic diversity within and among Pinus pinaster populations: comparison between AFLP and microsatellite markers // S. P. Mariette, D. Chagneâ at al. // Heredity. – 2001. – V. 86.- 469-479.

11. Яковлев, И.А. Генетическая дифференциация дуба черешчатого (Quercus robur L.) в Европейской части России на основе RAPD-маркеров /И.А.Яковлев, Й. Клейншмит // Гентика.-2002.-том 38,№2.-С.207-215.

12. Semerikov, V.L. Nuclear and cytoplasmic variation within and between Eurasian Larix (Pinaceae) species /V.L.Semerikov, M.Lascoux //Amer.J.Bot.-2003.- Vol.90, N 8.- P.1113-1123.

13. Козыренко, М.М. Генетическая изменчивость и взаимоотношения лиственниц Сибири и дальнего востока по данным RAPD анализа / М.М. Козыренко, Е.В. Артбкова, Г.Д. Реунова и др. // Гентика.-2004.-том 40,№4.-С.506-515.

14. Семериков, С.А. Изменчивость хлоропластных микросателлитных локусов у пихты сибирской (Abies sibirica Ledeb.) и двух дальневосточных видов пихт A.nerhrolepis (Trautv.) Maxim. и A. Sachalinensis Fr. Schnidt / Семериков С. А., Семериков В.Л. // Гентика.-2007.-том 43,№12.-С.1637-1646.

15. Новиков, П.С. Изменчивость плюсовых деревьев сосны обыкновенной на архиве клонов по ISSR маркерам / П.С. Новиков, О.В. Шекина, Т.Н. Милютина // Вестник МарГТУ. – 2011.- № 3. – С. 82-87

16. Нечаева, Ю.С. Молекулярно-генетические исследования Picea obovata Ledeb. в Пермском крае/ Ю. С. Нечаева, Я. В. Пришнивская, М. В. Рогозин., С. В. Боронникова// Актуальные проблемы генетики и молекулярной биологии в рамках фестиваля науки: тезисы докладов всероссийской молодежной конференции в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, Уфа.-2012.-С. 20.

17. Правдин, Л.Ф. Ель европейская и ель сибирская в СССР / Л.Ф. Правдин. – М.: Наука. – 1975. – 150с.  

18. Doyle, J.J. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue /Doyle J.J., Doyle J.L. // Phytochemical Bulletin.-1991.-№ 19.-Р. 11-15

19.  Шейкина, О. В. Разработка методики идентификации клонов плюсовых деревьев ели обыкновенной (Picea Abies L.) с использованием ISSR маркеров / О. В. Шейкина, А. А. Прохорова, П. С Новиков, Т. Н. Криворотова// Научный журнал КубГАУ.-№83(09).-2012.- [Электронный ресурс].-http://ej.kubagro.ru/2012/09/21.pdf

20. Yeh, F. C. POPGENE VERSION 1.32Ag/For Molecular Biology and Biotechnology Centre/ F. C. Yeh, R. Yang, T. Boyle//University ofAlberta and Center for International Forestry Research 1997.

 

References

 

1. Dinamika populyatsionnykh genofondov pri antropogennykh vozdeystviyakh [Dynamic of population genetic found during an anthropogenic impact].Moscow, Science., 2004. 619 p. 

2. Putenikhin V. P. Populyatsionnaya struktura i sokhranenie genofonda khvoynykh vidov na Urale. Diss.dokt. boil. nauk [Population structure and conservation of needle species genetic found in Ural Dr. boil. sci. diss.].Krasnoyarsk, 2000. 48 p.

3. Iroshnikov A. I. O kontseptsii i programme geneticheskogo monitoringa populyatsiy lesnykh drevesnykh rasteniy [About conception and program of genetic monitoring of forest species populations]. Lesovedenie [Dendrology.].2002. No1. P. 58-64.

4. Politov D. V. Genetika populyatsiy i evolyutsionnye vzaimootnosheniya vidov sosnovykh (sem. Pinaceae) Severnoy Evrazii. Diss.dokt. boil. nauk [Genetic of population and evolution relationship of pine species (f. Pinaceae). Dr. boil. sci. diss.].Moscow, 2007, 432 p.

5. Kravchenko A. N., Larionova A. Ya., Politov D. V., Belokon' M. M., Belokon' Yu. S. Geneticheskaya izmenchivost' i differentsiatsiya populyatsiy eli sibirskoy v Zapadnom Sayane [Genetic variation and differentiation of Picea obovata population in Zapadnom Sayane]. Vestnik TGU [Vestnik TGU]. 2004.No 10. P. 38-40.

6. Kashapova M. M., Kravchenko A. N., Ekrat A. K., Larionova A. Ya. Geneticheskoe raznoobrazie i differentsiatsiya populyatsiy eli sibirskoy v Zapadnom Zabaykal'e i Mongolii [Genetic diversity and differentiation of Picea obovata population in Zapadnom Zabaykalie and Mongolia]. Materialov VIII Vserossiyskoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii studentov, aspirantov i molodykh uchenykh, posvyashchennoy 155-letiyu so dnya rozhdeniya K. E. Tsiolkovskogo [Materials of VIII Russian scientific and technical conference for students, postgraduate students  and young sciences, dedicated 155th birthday of K. E. Tsiolkovskogo]. Krasnoyarsk, 2012. URL: http://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/7842

7. Surso M. V. Geneticheskiy polimorfizm  populyatsiy khvoynykh Evropeyskogo Severa [Genetic polymorphism of needle population in European North]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk. [Intelligence of Samarskogo scientific center ofRussianAcademy of sciences.].2009. No1(3). P. 389-393.

8. Lebedinskaya E. V., Belokon' M. M., Belokon' Yu. S., Mudrik E. A., Politov D. V. Geneticheskaya differentsiatsiya eli evropeyskoy Picea abies (L.) Karst. v kontrastnykh ekologicheskikh usloviyakh na territorii Moskovskoy oblasti [Genetic differentiation of Picea abies (L.) Karst. in contrast ecological environmental on aterritory ofMoscowskoy rigeon]. Aktual'nye problemy genetiki i molekulyarnoy biologii v ramkakh festivalya nauki: tezisy dokladov vserossiyskoy molodezhnoy konferentsii v ramkakh Federal'noy tselevoy programmy «Nauchnye i nauchno-pedagogicheskie kadry innovatsionnoy Rossii» na 2009-2013 gody [Actual problems of genetics and molecular biology in frame of scientific festival: abstract of reports Russian conference for young people in frame Federal target program “Scientific and pedagogic personnel for innovational Russa” on 2009-2013].Ufa, 2012. P. 16

9. Potenko V. V., Knysh Yu. D. Geneticheskaya izmenchivost' i differentsiatsiya populyatsiy eli ayanskoy na Sikhote-Aline [Genetic variation and differentiation of Picea jezoensis population on Sikhote-Aline]. Lesovedenie [Dendrology.].2003. No4. P. 23-31.

10. Mariette, S. P. Genetic diversity within and among Pinus pinaster populations: comparison between AFLP and microsatellite markers. Heredity. 2001.No. 86. P. 469-479.

11. Yakovlev I.A., Kleynshmit Y. Geneticheskaya differentsiatsiya duba chereshchatogo (Quercus robur L.) v Evropeyskoy chasti Rossii na osnove RAPD-markerov [Genetic differentiation of Quercus robur L. in European part ofRussia by RAPD marker]. Genetika [Genetics]. 2002. No32 (2). P. 207-215.

12. Semerikov V.L. Nuclear and cytoplasmic variation within and between Eurasian Larix (Pinaceae) species. Amer.J.Bot. 2003. No.90 (8). P. 1113-1123.

13. Kozyrenko M.M., Artbkova E.V., Reunova G.D. i dr. Geneticheskaya izmenchivost' i vzaimootnosheniya listvennits Sibiri i dal'nego vostoka po dannym RAPD analiza [Genetic variation and relationships between Larix in Sibiry and Dalniy Vistok on bases RAPD analysis]. Genetika [Genetics]. 2004. No 40 (4). P. 506-515.

14. Semerikov S. A., Semerikov V.L. Izmenchivost' khloroplastnykh mikrosatellitnykh lokusov u pikhty sibirskoy (Abies sibirica Ledeb.) i dvukh dal'nevostochnykh vidov pikht A.nerhrolepis (Trautv.) Maxim. i A. Sachalinensis Fr. Schnidt [Variation of chloroplast microsatellite loci in siberian fir (Abies sibirica Ledeb.) and both dalnevostochnykh fir A.nerhrolepis (Trautv.) Maxim. и A. Sachalinensis Fr. Schnidt]. Genetika [Genetics]. 2007. No 43 (12). P. 1637-1646.

15. Novikov P.S., Shekina O.V., Milyutina T.N. Izmenchivost' plyusovykh derev'ev sosny obyknovennoy na arkhive klonov po ISSR markeram [Variation of pinus sylvestris plus trees on the clone archive by ISSR markers]. Vestnik MarGTU [Vestnik of MarGTU]. 2011. No 3. P. 82-87.

16. Nechaeva Yu. S., Prishnivskaya Ya. V., Rogozin M. V., Boronnikova S. V. Molekulyarno-geneticheskie issledovaniya Picea obovata Ledeb. v Permskom krae [Molecular – genetic study of Picea obovata Ledeb. In Permskom region]. Aktual'nye problemy genetiki i molekulyarnoy biologii v ramkakh festivalya nauki: tezisy dokladov vserossiyskoy molodezhnoy konferentsii v ramkakh Federal'noy tselevoy programmy «Nauchnye i nauchno-pedagogicheskie kadry innovatsionnoy Rossii» na 2009-2013 gody [Actual problems of genetics and molecular biology in frame of scientific festival: abstract of reports Russian conference for young people in frame Federal target program “Scientific and pedagogic personnel for innovational Russa” on 2009-2013].Ufa, 2012. P. 20.

17. Pravdin L. F. El' evropeyskaya i el' sibirskaya v SSSR [European spruce and siberian spruce in theUSSR].Moscow, Science, 1975, 150 p.

18. Doyle, J.J. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue /Doyle J.J., Doyle J.L. // Phytochemical Bulletin.-1991.-№ 19.-Р. 11-15

19. Sheykina O. V., Prokhorova A. A., Novikov P. S, Krivorotova T. N. Razrabotka metodiki identifikatsii klonov plyusovykh derev'ev eli obyknovennoy (Picea Abies L.) s ispol'zovaniem ISSR markerov [developing of the methodology for identification of Picea abies L. clones by using ISSR markers]. Nauchnyy zhurnal KubGAU [Scientific journal KubGAU]. 2012. No 83(09). URL: http://ej.kubagro.ru/2012/09/21.pdf

20. Yeh, F. C. POPGENE VERSION 1.32Ag/For Molecular Biology and Biotechnology Centre/ F. C. Yeh, R. Yang, T. Boyle//University ofAlberta and Center for International Forestry Research 1997.

 

Статья поступила в редакцию

 

A. A. Prokhorova, O. V. Sheikina, Yu. F. Gladkov

 

GENETIC VARIATION OF VEGETATIVE PROGENY OF PICEA PLUS TREES ON THE CLONE ARCHIVE IN REPUBLIC MARY EL

 

The research of plus trees selected in the five provenances by ISSR method was carried out. A total of 168 amplified bands were found by 9 ISSR – primers and 163 of them were polymorphic. It was showed that the studied group of plus tree differ in genetic diversity: a polymorphism variates from 55,4 to 91,1%; a number of alleles(Na) variates from 1,554 to 1,911; an effective number of alleles (Ne) variates 1,272 to 1,484;  Nei’s gene diversity (H) variates 0,168 to 0,286 and Shannon’s index (I) variates from 0,261 to 0,433. Nei’s genetic distances between the groups of plus trees were from 0,0328 to 0,1195.

 

Key words:  Picea x fennica (Regel) Kom.; plus trees; genetic variation; ISSR markers

 

 

 

 

ПРОХОРОВА Александра Александровна - аспирант кафедры лесной селекции, недревесных ресурсов и биотехнологии ПГТУ. Область научных интересов – селекция и лесное семеноводство ели. Автор 18 работ.

E-mail: a_katavas@rambler.ru

ШЕЙКИНА Ольга Викторовна – кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры лесной селекции, недревесных ресурсов и биотехнологии ПГТУ. Область научных интересов – молекулярно-генетические исследования древесных видов, использование ДНК технологий в лесном семеноводстве, селекция древесных видов. Автор 34 работ.

E-mail: ShejkinaOV@volgatech.net

ГЛАДКОВ Юрий Федорович - аспирант кафедры лесной селекции, недревесных ресурсов и биотехнологии ПГТУ. Область научных интересов – молекулярно-генетические исследования древесных видов. Автор 1 работы.

E-mail: glakov_yuriy@yandex.ru

 

PROKHOROVA Aleksandra Aleksandrovna – postgraduate student, Volga State University of Technology (Russian Federation,Yoshkar-Ola). Scientific interests – selection and seed growing of Picea. Author of 18 publications.

E-mail: a_katavas@rambler.ru

SHEIKINA Olga Viktorovna – Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Volga State University of Technology (Russian Federation, Yoshkar-Ola). Scientific interests – molecular-genetic researches of forest species, using of DNA methods in forest seed growing, selection of forest species. Author of 34 publications.

E-mail: ShejkinaOV@volgatech.net

GLADKOV Yuriy Fedorovich – postgraduate student, Volga State University of Technology (Russian Federation,Yoshkar-Ola). Scientific interests molecular-genetic researches Pinus sylvestris. Author of 1 publication.

E-mail: glakov_yuriy@yandex.ru

 

 

Опубликовано Вестник ПГТУ.-2013.-№2.-с.91-100.

Новости

10мая 2018

08 мая 2018 года в рамках ежегодной весенней акции «Всероссийский день посадки леса» коллектив филиала ФБУ «Рослесозащита» - «ЦЗЛ Чувашской Республики...

Подробнее

23апреля 2018

Специалистами филиала ФБУ «Рослесозащита» - «ЦЗЛ Чувашской Республики» выполнен краткосрочный прогноз повреждения лесных насаждений Чувашии весной 201...

Подробнее