Каган Д.И.  

Генетическая и пространственная структура насаждений дуба черешчатого Белоруси

Популяционно-генетическое изучение лесообразующих древесных растений представляет собой теоретическое обоснование селекционных работ по сохранению, улучшению и воспроизводству генетического потенциала видов в тех или иных регионах. Генетическая структура популяций вида формируется в течение длительного биологического времени (многих поколений) под влиянием естественного отбора, который направлен на сохранение генотипов, наиболее приспособленных к определенным лесорастительным условиям. Учет такой структурной организации при планировании и проведении лесовосстановительных мероприятий позволяет не только создавать высокопродуктивные и устойчивые в соответствующих условиях произрастания насаждения, но и обеспечивает сохранение генофондов лесообразующих древесных растений.
Генетическую структуру пойменных и суходольных насаждений дуба черешчатого (Quercus robur L.) Беларуси изучали методом изоферментного анализа. В двух регионах Беларуси, географически удаленных друг от друга, исследовано шесть популяций с использованием 9 ген-ферментных систем, которые кодируются 13 локусами. В каждом регионе произрастали две пойменные и одна суходольная дубрава, расстояние между которыми составляло 20–30 км. Для описания генетической структуры и степени подразделенности популяций Q. robur использовали показатели F-статистик Райта и G-статистик Неи; количественную оценку степени генетических различий между насаждениями проводили на основании коэффициентов генетической дистанции Неи (DN). В суходольных насаждениях выявлен избыток гетерозигот (FIS = -0.029) и низкий уровень подразделенности между популяциями данного типа; в пойменных – недостаток гетерозигот (FIS = 0.049) и высокий уровень подразделенности. В формировании таких различий возможно участие естественного отбора. Наиболее вероятно, что в пойменных условиях произрастания отбор направлен на сохранение форм, максимально устойчивых к одному доминирующему фактору (затоплению), в то время как в суходольных – на сохранение форм, устойчивых к разнообразным факторам без выделения главенствующего. Дендрограмма, построенная на основе генетических расстояний Неи, показала, что популяции, произрастающие в условиях поймы, сформировали один кластер, а популяции, произрастающие в условиях суходола, – другой (вне зависимости от географической удаленности насаждений друг от друга). Результаты исследования свидетельствуют, что в ходе микроэволюционного процесса под влиянием гетерогенной среды обитания в суходольных и пойменных насаждениях Q. robur формируется специфичная генетическая структура, адаптированная к соответствующим условиям произрастания. Это необходимо учитывать при организации и использовании объектов постоянной лесосеменной базы дуба черешчатого для лесовосстановления и лесоразведения.
По мнению ряда авторов, популяции растительных организмов могут быть подразделены на субпопуляции (семьи). В значительной степени это может быть характерно для дуба черешчатого, так как его плоды – крупные и достаточно тяжелые, – обычно падают на землю и прорастают возле материнских деревьев. На основании проведенного микросателлитного анализа хлоропластной ДНК Q. robur по шести локусам и изучения территориального распределения деревьев с различными диаметрами стволов относительно друг друга установлено, что естественные насаждения дуба черешчатого характеризуются пространственной структурированностью генотипов по семейственному типу.
Таким образом, для насаждений дуба черешчатого свойственна сложная популяционно-генетическая и пространственная структура, что необходимо учитывать при разработке и оптимизации программ селекции, семеноводства и сохранения генофонда данного вида.
 

Abstracts file: Каган.doc


To reports list