Машкина О.С.   Тихонова И.В.   Евдокимова Е.А.  

Цитогенетические особенности семенного потомства карликовых сосен на юге Средней Сибири

Reporter: Машкина О.С.

Как известно, на южной границе ареала, в лесостепной зоне, условия произрастания сосны обыкновенной варьируют от благоприятных до экстремальных. Вероятно поэтому южные островные боры отличаются большим морфо-генетическим разнообразием (Правдин, 1964; Санников и др., 2002; Тихонова, 2003). Так как разнообразие растительного покрова в экстремальной среде является одним из ведущих факторов устойчивости экосистем, изучение адаптации вида к условиям произрастания на разных уровнях его организации (от популяций до клеток) необходимо для выявления механизмов устойчивости сосновых насаждений на границе ареала. В этой связи особый интерес представляют карликовые формы сосны, встречающиеся, как правило, только в крайне неблагоприятных, пограничных для вида условиях. В частности, достаточно перспективным в исследовании механизмов адаптации и генетических процессов, лежащих в основе приспособления древесных к неблагоприятным условиям произрастания, является цитогенетический анализ, что показали результаты исследования последних десятилетий (Буторина, 1989; Муратова, 1991; Муратова, Седельникова, 2004 и др.).
Исследования проводили в двух контрастных по комплексу почвенно-климатических условий популяциях: в Ширинском бору (в Хакасии) и Усманском бору (в Воронежской области). Первый растет в прохладном и засушливом климате на выходах горных пород, условия второго можно считать оптимальными для сосны обыкновенной. Материалом для исследования послужило семенное потомство от свободного опыления контрастных по росту групп карликовых и типичных деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), а также семена типичных рослых деревьев Усманского бора. Материал для исследования собирали в течение трех лет (2007-2009 гг.).
Предварительная оценка лабораторной всхожести семян показала, что семена деревьев из Ширинского бора отличаются в 1.8-2.0 раза более низкой всхожестью по сравнению с семенами из Усманского бора. Различия между семенами карликов и типичных деревьев в Ширинском бору несущественны. Наиболее высокая вариабельность показателя наблюдалась у группы карликовых деревьев: пределы варьирования признака – 15.8 - 91.0%, коэффициент вариации – 54,3%.
Установлено, что частота патологий митоза (ПМ), по которой судят об интенсивности мутационного процесса в клеточных популяциях организма и о степени повреждения генетического материала, варьирует в зависимости от генотипических особенностей материнских деревьев и от климатических условий года во время опыления и развития семян. Полученные результаты свидетельствуют о том, что подавляющее большинство проанализированных деревьев из Ширинского бора находится в состоянии стресса, поскольку в семенном потомстве у них происходит существенное возрастание частоты ПМ и микроядер, расширение спектра ПМ по сравнению с Усманским бором. Наиболее высокая цитогенетическая изменчивость отмечена в потомстве карликов. В среднем, частота ПМ у них была в 2 раза выше по сравнению с нормально рослыми деревьями из Ширинского бора (5,5% и 2,6% соответственно) и в 5,5 раз (1%) по сравнению с деревьями из Усманского бора. В то же время группа карликовых деревьев неоднозначна по изучаемым признакам. Среди них встречаются деревья с очень высоким уровнем ПМ - до 18.7% (т.е. в 3 раза выше пределов нормальных значений уровня спонтанного мутирования) и широким спектром (11 типов) ПМ. У таких карликов нарушения в митозе отмечены для всех без исключения проанализированных проростков. Выявлены карликовые деревья, у которых потомство расщепляется по «нормальности» протекания митозов.
 

Abstracts file: Тезисы Машкина, Тихонова, Евдокимова.doc


To reports list