Генетическое разнообразие некоторых популяций populus nigra L. На южном урале




Дата канвертавання25.04.2016
Памер29.36 Kb.
ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ НЕКОТОРЫХ ПОПУЛЯЦИЙ POPULUS NIGRA L. НА ЮЖНОМ УРАЛЕ

Мартыненко Н.А.1, Боронникова С.В.1,2



1ФГБОУ ВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет», nikita-martynenko@yandex.ru

2Естественнонаучный институт ФГБОУ ВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет», Пермь, Россия

В Европе 99% пойменных биоценозов утеряно в результате использования берегов рек, интенсивного использования поймы в качестве пастбища, заготовки древесины, деформации и полного исчезновения пригодных берегов водоёмов из-за водопользования и регуляции рек. Реализация стратегии сохранения биоразнообразия требует исследования генетического разнообразия популяций Pnigra во взаимосвязи со степенью изменения фитоценозов в пойменных участках рек. Целью данной работы является изучение генетического разнообразия и генетической дифференциации двух популяций Pnigra, расположенных на разных участках поймы реки Белой на Южном Урале.

Исследованы две популяции Pnigra на территории республики Башкортостан: первая популяция расположена в среднем течении реки Белой около г. Стерлитамак, а вторая – в нижнем течении этой реки около г. Бирск. Расстояние между изученными популяциями составляет 170 км. Для молекулярно-генетического анализа P. nigra были собраны листья с 32 случайно выбранных деревьев на расстоянии не менее 50 м друг от друга. Для выделения ДНК использовали модифицированную методику S.O. Rogers c использованием в качестве детергента СТАВ+PVPP (цетилтриметиламониум бромид и поливинилполипирролидон). Концентрацию ДНК определяли с помощью спектрофотометра NanoDrop 2000 («Thermo Scientific», USA).

Молекулярно-генетический анализ проведен с использованием микросателлитных (SSR- Simple Sequence Repeats) маркеров; избраны семь микросателлитных локусов: ORNL214, PMGC14, wpms09, wpms20, wpms17, wpms14, wpms15. Праймеры подобраны по литературным данным. Фрагментный анализ произведён на секвенаторе GenomeLab GeXP производства Beckman Coulter (USA) в Федеральном научно-исследовательском центре лесов, опасных природных явлений и ландшафта в Вене в Австрии (Federal Research and Training Centre for Forests, Natural Hazards and Landscape, Department of Genetics, Austria). Для проведения компьютерного анализа данных был использован макрос GenAlEx6.5 для MS EXCEL.

Установлено, что попарное значение показателя генетической дифференциации Райта между двумя изученными нами популяциями P. nigra очень низкое (Fst=0.026). Эти данные сопоставимы с результатами других исследований тополей в Европе, в которых отмечено, что генетическое разнообразие выше у популяций, находящихся ниже по течению рек. В изученных нами популяциях P. nigra уровень наблюдаемой гетерозиготности выше во второй популяции (Hо=0.657), находящейся ниже по течению по сравнению с этим же показателем во второй популяции (Hо=0.620), расположенной в среднем течении реки. С целью сохранения вида P. nigra необходимо, прежде всего, охрана его местонахождений, изучение влияния абиотических факторов на популяционные системы, исследование генетического разнообразия, генетической структуры и дифференциации популяций P. nigra.

Выражаем искреннюю благодарность доктору Б. Хайнце и Р.Слански за помощь при проведении фрагментного анализа в Федеральном научно-исследовательском центре лесов, опасных природных явлений и ландшафта (Вена, Австрия).

Работа выполнена при финансовой поддержке задания 2014/153 государственных работ в сфере научной деятельности в рамках базовой части государственного задания Минобрнауки России (проект 144, № гос. рег. 01201461915).

GENETIC DIVERSITY OF SOME POPULATIONS OF POPULUS NIGRA L. FROM THE SOUTH URAL

N. A. Martynenko1, S. V. Boronnikova1,2



1 Perm state national research university, department of botany and plant genetics, Perm, Russia;

nikita-martynenko@yandex.ru

2 Natural-Science Institute of Perm State University, Perm, Russia

In Europe, 99% of floodplain ecosystems lost as a result of the use of the river banks, the intensive use of the floodplain for pasture, timber, deformation and the complete disappearance of suitable shores of water bodies due to water use and regulation of rivers. Realization of strategy of biodiversity conservation requires the study of the genetic diversity of populations of P. nigra in the relationship with the degree of change of the floodplains ecosystems. The aim of this work is to study the genetic diversity and genetic differentiation of two populations of P. nigra, located in different parts of the Belaya River in the southern Urals.

Two populations of P. nigra was studied in the territory of the Republic of Bashkortostan: the first population is located in the middle region of the Belaya River near the town Sterlitamak, and the second - in the lower region of the river near the town Birsk. The distance between the studied populations is 170 km. For molecular genetic analysis of P. nigra leaves were collected from 30-32 randomly selected trees at a distance of 50 m from each other. DNA isolation was using a modified procedure of S.O. Rogers, using as detergent CTAB + PVPP (Cetyl trimethylammonium bromide+Polyvinylpolypyrrolidone). DNA concentration was measured using spectrophotometer NanoDrop 2000 («Thermo Scientific», USA).

Molecular genetic analysis was performed using microsatellite (SSR- Simple Sequence Repeats) markers; elected seven microsatellite loci: ORNL214, PMGC14, wpms09, wpms20, wpms17, wpms14, wpms15. The primers are selected according to the literature. Fragment analysis is made by sequencer GenomeLab GeXP production Beckman Coulter (USA) in the Federal Research and Training Centre for Forests, Natural Hazards and Landscape, Department of Genetics, Austria. For computer analysis of the data was used the macro GenAlEx6.5 MS EXCEL.

It was found that the value of the pairwise Wright’s index of genetic differentiation between the two studied populations of P. nigra is very low (Fst = 0.026). This data are comparable with other studies of poplars in Europe, in which noted that genetic diversity is higher in populations located downstream rivers. In the studied populations of P. nigra level of observed heterozygosity higher in the population (Ho = 0.657), located in the downstream of the river compared with the same index in the second population (Ho = 0.620), located in the middle of the river. In order to conservation the species P. nigra is necessary, first of all, the protection of its location, the study of the influence of abiotic factors on population systems, the study of genetic diversity, genetic structure and population differentiation of P. nigra.

We express our sincere thanks to Dr. B. Heinze and R.Slunsky for help with the fragment analysis at the Federal Research Centre for Forests, natural hazards and landscape (Vienna, Austria).



This work was financially supported by the task 2014/153 (number 01201461915) of public works in the field of scientific activity within the base of the public task of the Russian Ministry of Science.


База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка