Николаева А.В.   Калафат Л.А.   Коршиков И.И.   Иваничко Т.А.   Егорова А.В.  

Генетическое разнообразие можжевельников Горного Крыма / Genetic diversity of the Junipers in the Mountainous Crimea

Reporter: Николаева А.В.

Интерес к можжевеловым лесам в Крыму, как фрагменту древней растительности, в настоящее время все возрастает, так как еще в середине прошлого столетия многие исследователи отмечали естественный процесс деградации этих лесов, заметно усугубленной в наше время из-за постоянно возрастающей антропогенной нагрузки. В конечном итоге это приводит к сокращению природных местообитаний можжевельников в Крыму. Формирование природоохранной стратегии для видов, находящихся под угрозой исчезновения, требует оценки генетического разнообразия в еще уцелевших популяционных системах. Это одна из основных задач новой научной дисциплины – природоохранной генетики. В популяционно-генетических исследованиях хвойных электрофоретический анализ изоферментов остается одним из наиболее удобных методов. Именно изоферменты широко применяют для определения генетической структуры, подразделенности и дифференциации популяций многих видов хвойных в пределах их естественных ареалов, а также для мониторинга генетических процессов.
Общая цель нашей работы – изучение популяционно-генетического разнообразия пяти видов можжевельников Крыма, которые в настоящее время проводятся, а данной работы – двух видов: можжевельника высокого (Juniperus excelsa Bieb.) и м. колючего (J. oxycedrus L.), занесенных в Красную и Зеленую книгу Украины. В исследованиях использовали две популяции J. excelsa, расположенные вблизи поселков – Ласпи и Гаспра, а также две географически изолированные популяции J. oxycedrus – в Байдарской долине (район Севастополя) и на горе Агармыш (район Старого Крыма). Оба вида на данных территориях подвержены избыточному антропогенному влиянию вследствие рекреации.
Для определения генотипа растения в качестве генетических маркеров использовали изоферменты 9 ген-ферментных систем: аспартатаминотрансферазы, глутаматдегидрогеназы, диафоразы, малатдегидрогеназы, эстеразы, алкогольдегидрогеназы, формиатдегидрогеназы, кислой фосфатазы, и лейцинаминопептидазы. Ферменты экстрагировали трисглициновым буфером из 5-7 мегагаметофитов семян каждого растения и электрофоретически разделяли в вертикальных пластинках 7.5 %-ного полиакриламидного геля. Для определения уровня изменчивости использовали традиционные показатели, применяемые в популяционной генетике. Так как мы работали с семенами, то было установлено, что оба вида в Крыму в разные годы отличаются очень низкой продуктивностью полноценных семян при обилии шишкоягод. Это существенно затрудняет исследования их аллозимной изменчивости с использованием изоферментов эндоспермов семян.
В результате анализа было выявлено 17 локусов для исследуемых видов из них 16 общих и по одному индивидуально для каждого вида (J. excelsa -Acp-1 и J. oxycedrus Est-2). При сравнении генетических структур установили, что у двух исследуемых видов 2 из 17 изученных локусов – Dia-3 и Lap-3, были мономорфны, а у J. oxycedrus мономорфными оказались еще 3 локуса (Got-1, Got-2, Fdh). На основании частот аллелей были рассчитаны значения основных параметров генетического полиморфизма четырех исследуемых популяций двух видов. Доля полиморфных локусов была больше у J. excelsa и составила 88.2%, а для J. oxycedrus -70.6% (по 99 %-ному критерию). При этом, несмотря на более низкие показатели доли полиморфных локусов у J. oxycedrus уровень аллельного разнообразия хоть и незначительно, но был выше, чем у J. excelsa. Установлен высокий уровень генетической изменчивости у J. excelsa (HE=0.210, Но=0.300) с явным избытком гетерозигот и низкий – у J. oxycedrus (HE=0.205, Но=0.156) с недостатком гетерозигот.
В результате наших исследований пока можно констатировать, что J. excelsa на Южном берегу Крыма имеет более высокий уровень генетической изменчивости нежели J. oxycedrus.
 

Abstracts file: Николаева_и_др.doc


To reports list