Генетическая структура и дифференциация популяций ели сибирской в гидроморфных и суходольных условиях произрастания
На основании анализа 22 локусов, кодирующих аллозимное разнообразие 12 ферментных систем, получены данные о генетической изменчивости, структуре и дифференциации популяций ели сибирской, произрастающей на территории Томской области (Западная Сибирь) в различных условиях водно-минерального питания...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Фактори експериментальної еволюції організмів |
|---|---|
| Datum: | 2010 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
2010
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177477 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Генетическая структура и дифференциация популяций ели сибирской в гидроморфных и суходольных условиях произрастания / А.Н. Кравченко, А.Я. Ларионова // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 8. — С. 166-170. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860122268028370944 |
|---|---|
| author | Кравченко, А.Н. Ларионова, А.Я. |
| author_facet | Кравченко, А.Н. Ларионова, А.Я. |
| citation_txt | Генетическая структура и дифференциация популяций ели сибирской в гидроморфных и суходольных условиях произрастания / А.Н. Кравченко, А.Я. Ларионова // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 8. — С. 166-170. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Фактори експериментальної еволюції організмів |
| description | На основании анализа 22 локусов, кодирующих аллозимное разнообразие 12 ферментных систем, получены данные о генетической изменчивости, структуре и дифференциации популяций ели сибирской, произрастающей на территории Томской области (Западная Сибирь) в различных условиях водно-минерального питания (типичные евтрофные болота, осушенное евтрофное болото, заболоченный участок со слаборазвитым торфяным горизонтом, суходол).
On the basis of analysis at 22 loci, coging allozyme diversity of 12 enzyme systems,the data about genetic variability, structure and differentiation of Siberian spruce populationsgrowing on the territory of Tomsk region (Western Siberia) under different conditions ofwater-mineral nutrition (typical eutrophic swamps, reclamated eutrophic swamp, water-logged ground with underdeveloped peat level, dry valley) were obtained.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:40:06Z |
| format | Article |
| fulltext |
166
КРАВЧЕНКО А. Н., ЛАРИОНОВА А. Я.
Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН
Россия, 660036, Красноярск, Академгородок, 50/28;
e-mail: albina@ksk.krasn.ru
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ
ПОПУЛЯЦИЙ ЕЛИ СИБИРСКОЙ В ГИДРОМОРФНЫХ
И СУХОДОЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ ПРОИЗРАСТАНИЯ
В настоящем сообщении представлены материалы по изучению гене-
тического разнообразия, структуры и степени дифференциации популяций
ели сибирской, произрастающей в разных условиях водно-минерального
питания на территории Томской области.
Материалы и методы
В качестве материала для исследования использовали вегетативные
почки, собранные с отдельных деревьев в пяти популяциях (ценопопуляциях)
ели сибирской, расположенных на болотах (осушенное евтрофное болото,
два типичных неосушенных евтрофных болота, заболоченный участок со
слаборазвитым торфяным горизонтом) и на суходоле в южно-таежной под-
зоне Западно-Сибирской низменности на территории Тимирязевского
лесхоза Томской области. Электрофоретическое разделение экстрактов почек
проводили методом горизонтального электрофореза в 13%-ном крахмальном
геле в трех буферных системах: морфолин-цитратной, рН 7.0 [Clayton,
Tretiak, 1972], трис-цитратной, рН 8.5/гидроокись лития-боратной, рН 8.1
[Ridgwаy, et al., 1970], трис-ЭДТА-боратной, рН 8.6 [Markert, Faulhaber,
1965]. В анализ включено 12 ферментных систем ели сибирской: 6-фосфо-
глюконатдегидрогеназа (6-PGD, КФ 1.1.1.44), малатдегидрогеназа (MDH,
КФ 1.1.1.37), шикиматдегидрогеназа (SKDH, КФ 1.1.1.25), формиатдегид-
рогеназа (FDH, КФ 1.2.1.2), изоцитратдегидрогеназа (IDH, КФ 1.1.1.42), глу-
таматдегидрогеназа (GDH, КФ 1.4.2.3), фосфоэнолпируваткарбоксилаза
(PEPCA, КФ 1.15.1.1), глутаматоксалоацетаттрансаминаза (GOT, КФ 2.6.1.1),
фосфоглюкомутаза (PGM, КФ 2.7.5.1), фосфоглюкоизомераза (PGI, КФ 5.3.1.9),
лейцинаминопептидаза (LAP, КФ 3.4.11.1) и супероксиддисмутаза (SOD,
КФ 1.15.1.1). Генетическую структуру популяций определяли по 22-м ло-
кусам, аллельные варианты которых хорошо разделяются в указанных выше
буферных системах. Для оценки уровня генетического разнообразия ис-
пользовали общепринятые при проведении популяционных исследований
показатели изменчивости [Айала, Кайгер, 1988]. Популяционную структуру
и степень подразделенности популяций устанавливали с помощью коэффи-
циентов инбридинга F-статистик Райта [Guries, Ledig, 1982]. Количествен-
ную оценку степени генетических различий между популяциями произво-
дили по методу, предложенному М. Неи [Nei, 1972].
Результаты и обсуждение
На основании анализа аллельного разнообразия 22 локусов в каждой
из включенных в исследование популяций ели сибирской была установлена
генетическая структура и определены значения основных показателей гене-
167
тической изменчивости. В целом произрастающая в Томской области ель
сибирская характеризуется достаточно высоким уровнем генетического
разнообразия (табл. 1). В совокупной выборке изученных популяций поли-
морфно около 70% проанализированных локусов. Среднее число аллелей
на локус равно 2,23, эффективное число аллелей — 1,24. Средние значения
наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности составляют, соответственно,
0,161 и 0,166. Наиболее высокий уровень гетерозиготности наблюдается в
популяции, расположенной на осушенном евтрофном болоте.
Установленные нами значения основных показателей генетической
изменчивости близки к средним оценкам, полученным для популяций ели
сибирской из различных районов Средней Сибири [Ларионова и др., 2007;
Кравченко и др. 2008; Кравченко, 2009], изученных по идентичному набору
изоферментных локусов.
В четырех популяциях (суходол, осушенное евтрофное болото, забо-
лоченный участок и евтрофное болото 2) наблюдается дефицит гетерози-
готных генотипов, о чем свидетельствуют положительные значения индексов
фиксации Райта F (табл. 1). Наиболее существенный недостаток гетерозигот
(F=0,076) выявлен в популяции ели с евтрофного болота 2. В этой популяции
достоверные отклонения от равновесия Харди-Вайнберга, связанные с
дефицитом гетерозигот, обнаружены при 3-х полиморфных локусах: Got-2,
Lap-2 и Pgm-2. Минимальное положительное значение F наблюдается у ели
на заболоченном участке и осушенном болоте (F=0,012). У ели с евтрофного
болота 1 отмечен небольшой эксцесс гетерозигот (F=–0,038). Однако в це-
лом, как видно из представленных в таблице 2 усредненных полокусных
Таблица 1
Значения основных показателей генетического разнообразия в исследованных
популяциях ели сибирской
Гетерозиготность
Популяции P100,% P95, % A
Ho-набл. He
ожид.
nе F
Суходол 68,18 54,55 1,86 0,151 0,160 1,23 0,056
Осушенное болото 59,09 50,00 1,82 0,171 0,173 1,27 0,012
Евтрофное болото 1 63,64 59,09 1,91 0,165 0,159 1,22 –0,038
Заболоченный участок 63,64 45,45 1,86 0,161 0,163 1,25 0,012
Евтрофное болото 2 59,09 59,09 1,82 0,159 0,172 1,25 0,076
В целом 68,18 54,55 2.23±
0,22
0,161±
0,035
0,166±
0,034
1,24±
0,05
0,0301
Примечание: P95, P100 — процент полиморфных локусов при 95%-ном и 100%-ном критериях
полиморфности, A — среднее число аллелей на локус, Ho — наблюдаемая гетерозиготность,
He — ожидаемая гетерозиготность, ne — эффективное число аллелей, F — индекс фиксации
Райта, ± — стандартная ошибка.
168
значений коэффициентов инбридинга Fis и Fit, дефицит гетерозигот у отдель-
ной особи относительно популяции составляет всего 0,6%, относительно
вида — 2%. Это означает, что исследованная в Томской области ель сибир-
ская не обнаруживает существенных отклонений наблюдаемых генотипи-
ческих пропорций от ожидаемых в соответствии с законом Харди-Вайнбер-
га, то есть находится в состоянии близком к равновесному.
Коэффициент инбридинга Fst, отражающий степень подразделенности
популяций, равен 0,0145. Низкое в среднем значение этого коэффициента
указывает на слабую подразделенность популяций ели из разных место-
обитаний.
Таблица 2
Значения коэффициентов инбридинга Райта: Fis, Fit, Fst
Локус Fis Fit Fst
Got-2 0,2073 0,2281 0,0263
Got-3 –0,0860 –0,0746 0,0106
Lap-1 0,3368 0,3488 0,0181
Lap-2 0,0153 0,0533 0,0386
Skdh-1 0,1974 0,2116 0,0176
Skdh-2 –0,0245 –0,0087 0,0154
Mdh-3 0,0171 0,0343 0,0175
Idh-2 –0,0210 –0,0082 0,0126
Sod-2 –0,0858 –0,0769 0,0082
Fdh –0,1555 –0,1530 0,0022
Gdh –0,1732 –0,1675 0,0049
Pgm-2 0,1392 0,1532 0,0163
Pgi-2 –0,0917 –0,0818 0,0091
6-Pgd-2 0,0127 0,0243 0,0117
6-Pgd-3 –0,0395 –0,0188 0,0199
Среднее 0,0060 0,0204 0,0145
Таблица 3
Генетические расстояния D между исследованными популяциями ели
Популяция Суходол Осушенное
болото
Евтрофное
болото 1
Евтрофное
болото 2
Заболоченный
участок
Осушенное Болото 0,0034 —
Евтрофное болото 1 0,0043 0,0040 —
Евтрофное болото 2 0,0018 0,0037 0,0040 —
Заболоченный
участок
0,0040 0,0028 0,0042 0,0033 —
169
Генетическое расстояние D [Nei, 1972] между изученными популяциями
ели, рассчитанное по частотам аллелей 22-х проанализированных локусов,
варьирует от 0,0018 до 0,0043, составляя в среднем 0.0036 (табл. 3). Наиболее
существенные различия в генетической структуре обнаруживают популя-
ции ели, расположенные на евтрофном болоте 1 и суходоле (D=0,0043).
Приблизительно такой же уровень дифференциации наблюдается между
популяцией с евтрофного болота 1 и другими болотными популяциями
(D=0,0040–0,0042). Самыми близкими по генетической структуре оказались
популяции ели с суходола и евтрофного болота 2 (D=0,0018).
Заключение
В результате проведенных исследований установлено, что произрастаю-
щая на суходоле и болотах Томской области ель сибирская близка по пока-
зателям генетического разнообразия к ели из Средней Сибири. Однако, как
показало изучение генетической структуры включенных в анализ популяций,
характеризуется более слабой подразделенностью и более низким уровнем
генетической дифференциации. Выявленные между популяциями ели из раз-
ных по увлажненности местообитаний различия в частотах аллелей 22-х ло-
кусов незначительны и не имеют определенной направленности. Слабые,
но статистически значимые различия в генетической структуре наблюдаются
лишь между популяцией ели с евтрофного болота 1 и остальными популя-
циями. Полученные данные свидетельствуют о том, что небольшие различия
в условиях водно-минерального питания исследованных гидроморфных и
суходольных местообитаний ели не оказывают значительного влияния на
степень ее генетической дифференциации.
Литература
1. Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. Том 3. М.: Мир, 1988. 335 с.
2. Кравченко А.Н. Внутривидовое разнообразие и дифференциация популяций
ели сибирской (Picea obovata Ledeb.) в Средней Сибири: Автореф. Дис. … канд.
биол. наук: Красноярск, 2009. 16 с.
3. Кравченко А.Н., Ларионова А.Я., Милютин Л.И. Генетический полиморфизм
ели сибирской (Picea obovata Ledeb.) в Средней Сибири // Генетика, 2008.— Т.44,
№1.— С. 45–53.
4. Ларионова А.Я., Кравченко А.Н., Экарт А.К., Орешкова Н.В. Генетическое
разнообразие и дифференциация популяций лесообразующих видов хвойных в
Средней Сибири // Хвойные бореальной зоны, 2007.— Т.24, №2–3.— С. 235–242.
5. Clayton J.W., Tretiak D.N. Amino-citrate buffer for pH control in starch gel
electrophoresis // J. Fisheries Research Board Canada.— 1972.— V.29.— P. 1169–1172.
6. Guries R.P., Ledig F.T. Genetic diversity and population structure in pitch pine
(Pinus rigida Mill.) // Evolution.— 1982.— V.36.— P. 387–402.
7. Markert C.L., Faulhaber I. Lactate dehydrogenase isozyme patterns in fish //
J. Exp. Zool.— 1965.— V.159, №2.— P. 319–332.
8. Nei M. Genetic distance between populations // Amer. Naturalist.— 1972.—
V.106.— P. 283–292.
9. Ridgway G.J., Sherburne S.W., Lewis R.D. Polymorphism in the esterases of
atlantic herring // Trans. Am. Fish. Soc.— 1970.— V.99.— P. 147–151.
170
Резюме
На основании анализа 22 локусов, кодирующих аллозимное разнообразие
12 ферментных систем, получены данные о генетической изменчивости, структуре
и дифференциации популяций ели сибирской, произрастающей на территории
Томской области (Западная Сибирь) в различных условиях водно-минерального
питания (типичные евтрофные болота, осушенное евтрофное болото, заболоченный
участок со слаборазвитым торфяным горизонтом, суходол).
On the basis of analysis at 22 loci, coging allozyme diversity of 12 enzyme systems,
the data about genetic variability, structure and differentiation of Siberian spruce populations
growing on the territory of Tomsk region (Western Siberia) under different conditions of
water-mineral nutrition (typical eutrophic swamps, reclamated eutrophic swamp, water-
logged ground with underdeveloped peat level, dry valley) were obtained.
1КРИВОХИЖАЯ М.В., 1НАВРУЛИН В.О, 2КАЛИНИЧЕНКО С.В.,
1ВОРОБЬЕВА Л.И.
1Харьковский Национальный Университет имени В.Н. Каразина,
Украина, 61077, Харьков, пл. Свободы, 4, e-mail: genetics@univer.kharkov.ua
2Институт микробиологии и иммунологии имени И.И. Мечникова НАН Украины
Украина, 61057, Харьков, ул. Пушкинская, 14, e-mail: imiamn@mail.ru
МУТАГЕНЕЗ БАКТЕРИЙ ВИДА STAPHYLOCOCCUS AUREUS
ПОД ВЛИЯНИЕМ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ОБЛУЧЕНИЯ
Высокая мутабильность бактерий связана с особенностями организации
генома и репарационных систем [4], а также с высокой их скоростью размно-
жения и роста [6]. Известно, что ряд факторов окружающей среды может
индуцировать стресс-ответ у бактерий, что, в свою очередь, также сказыва-
ется на изменчивости [1]. Поглощение света нуклеиновыми кислотами лежит
в основе мутагенного и бактерицидного действия УФ-излучения [3]. При
этом не только в молекуле ДНК возникают повреждения [4], но и инактиви-
руются ферменты репарации [2], что и приводит к возникновению мутаций.
Staphylococcus aureus — типичный кожный комменсал, но, при определен-
ных условиях, он может быть высокопатогенным микроорганизмом [5].
Золотистый стафилококк устойчив к разным стрессовым факторам [1], а
отдельные его штаммы обладают резистентностью ко многим типам анти-
биотиков [4]. Стафилококки синтезируют пигмент — стафилоксантин,
который является каротиноидом [10]. Этот пигмент защищает S. aureus от
атак нейтрофилов и позволяет противостоять действию синглетного кисло-
рода в фагосомах [9]. Синтез данного пигмента регулируется rsbUVWsigB
системой [11]. При возникновении мутации в одном из генов системы синтез
стафилоксантина снижается или полностью ингибируется [10]. Поэтому
исследование факторов, влияющих на синтез каротиноидов у S. aureus [12],
является очень важным для понимания условий изменчивости микроорга-
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-177477 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2219-3782 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:40:06Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Кравченко, А.Н. Ларионова, А.Я. 2021-02-15T20:52:37Z 2021-02-15T20:52:37Z 2010 Генетическая структура и дифференциация популяций ели сибирской в гидроморфных и суходольных условиях произрастания / А.Н. Кравченко, А.Я. Ларионова // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 8. — С. 166-170. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 2219-3782 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177477 На основании анализа 22 локусов, кодирующих аллозимное разнообразие 12 ферментных систем, получены данные о генетической изменчивости, структуре и дифференциации популяций ели сибирской, произрастающей на территории Томской области (Западная Сибирь) в различных условиях водно-минерального питания (типичные евтрофные болота, осушенное евтрофное болото, заболоченный участок со слаборазвитым торфяным горизонтом, суходол). On the basis of analysis at 22 loci, coging allozyme diversity of 12 enzyme systems,the data about genetic variability, structure and differentiation of Siberian spruce populationsgrowing on the territory of Tomsk region (Western Siberia) under different conditions ofwater-mineral nutrition (typical eutrophic swamps, reclamated eutrophic swamp, water-logged ground with underdeveloped peat level, dry valley) were obtained. ru Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Фактори експериментальної еволюції організмів Аналіз та оцінка генетичних ресурсів Генетическая структура и дифференциация популяций ели сибирской в гидроморфных и суходольных условиях произрастания Article published earlier |
| spellingShingle | Генетическая структура и дифференциация популяций ели сибирской в гидроморфных и суходольных условиях произрастания Кравченко, А.Н. Ларионова, А.Я. Аналіз та оцінка генетичних ресурсів |
| title | Генетическая структура и дифференциация популяций ели сибирской в гидроморфных и суходольных условиях произрастания |
| title_full | Генетическая структура и дифференциация популяций ели сибирской в гидроморфных и суходольных условиях произрастания |
| title_fullStr | Генетическая структура и дифференциация популяций ели сибирской в гидроморфных и суходольных условиях произрастания |
| title_full_unstemmed | Генетическая структура и дифференциация популяций ели сибирской в гидроморфных и суходольных условиях произрастания |
| title_short | Генетическая структура и дифференциация популяций ели сибирской в гидроморфных и суходольных условиях произрастания |
| title_sort | генетическая структура и дифференциация популяций ели сибирской в гидроморфных и суходольных условиях произрастания |
| topic | Аналіз та оцінка генетичних ресурсів |
| topic_facet | Аналіз та оцінка генетичних ресурсів |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177477 |
| work_keys_str_mv | AT kravčenkoan genetičeskaâstrukturaidifferenciaciâpopulâciielisibirskoivgidromorfnyhisuhodolʹnyhusloviâhproizrastaniâ AT larionovaaâ genetičeskaâstrukturaidifferenciaciâpopulâciielisibirskoivgidromorfnyhisuhodolʹnyhusloviâhproizrastaniâ |