Використання молекулярних маркерів на основі генів відповіді на стрес для аналізу генетичного різноманіття Gentiana lutea L

Використання молекулярних маркерів на основі генів відповіді на стрес для аналізу генетичного різноманіття Gentiana lutea L

The aims of the work was to determine the level of genetic diversity of G. lutea populations from two mountain ranges (Chornogora, Svydovets) of Ukrainian Carpathians. Methods. Genetic variability of 86 plants from six populations was assessed using CDDP fingerprinting with 6 primers. To evaluate...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Фактори експериментальної еволюції організмів
Datum:2015
Hauptverfasser: Мосула, М.З., Мельник, В.М., Конвалюк, І.І., Каспрук, Н.Г., Дробик, Н.М., Кунах, В.А.
Format: Artikel
Sprache:Ukrainian
Veröffentlicht: Інститут молекулярної біології і генетики НАН України 2015
Schlagworte:
Аналіз та оцінка генетичних ресурсів
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177546
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:Використання молекулярних маркерів на основі генів відповіді на стрес для аналізу генетичного різноманіття Gentiana lutea L / М.З. Мосула, В.М. Мельник, І.І. Конвалюк, Н.Г. Каспрук, Н.М. Дробик, В.А. Кунах // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 17. — С. 317-321. — Бібліогр.: 19 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-177546
record_format dspace
spelling Мосула, М.З.
Мельник, В.М.
Конвалюк, І.І.
Каспрук, Н.Г.
Дробик, Н.М.
Кунах, В.А.
2021-02-16T12:40:23Z
2021-02-16T12:40:23Z
2015
Використання молекулярних маркерів на основі генів відповіді на стрес для аналізу генетичного різноманіття Gentiana lutea L / М.З. Мосула, В.М. Мельник, І.І. Конвалюк, Н.Г. Каспрук, Н.М. Дробик, В.А. Кунах // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 17. — С. 317-321. — Бібліогр.: 19 назв. — укр.
2219-3782
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177546
575.17: 574.1: 582.923.1
The aims of the work was to determine the level of genetic diversity of G. lutea populations from two mountain ranges (Chornogora, Svydovets) of Ukrainian Carpathians. Methods. Genetic variability of 86 plants from six populations was assessed using CDDP fingerprinting with 6 primers. To evaluate the genetic polymorphism, the percentage of polymorphic loci (P), Shannon’s information index (S), expected heterozygosity (He), gene flow (Nm), Jaccard’s (Dj ) and Nei’s (DN) genetic distances were calculated. Results. Using CDDP primers, 120 bands were generated, and 95.8 % of those were polymorphic. The relatively high level of genetic diversity was revealed in G. lutea populations (P = 31 %, S = 0.167, He = 0.112). According to the Bayesian analysis, the populations were clustered in six different groups. Analysis of molecular variance (AMOVA) showed that the differences between populations account for 71 % of total genetic variation, whereas only 29 % of it were resided within populations. Agropopulation from Pozhyzhevska Mountain had low values of genetic polymorphism (He = 0.056, S = 0,089, P = 18.3 %, Dj = 10.9 %). Conclusions. The obtained results of AMOVA indicate significant genetic isolation and differentiation of G. lutea populations. Comparison of G. lutea populations from Chornogora and Svydovets ranges showed that the former have a higher level of genetic heterogeneity. The low level of genetic diversity of Svydovets populations makes it necessary to protect them to ensure their survival. Keywords: Gentiana lutea L., genetic polymorphism, CDDP-PCR, differentiation of populations.
uk
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
Фактори експериментальної еволюції організмів
Аналіз та оцінка генетичних ресурсів
Використання молекулярних маркерів на основі генів відповіді на стрес для аналізу генетичного різноманіття Gentiana lutea L
The use of resistance gene-analog polymorphism markers to analyze genetic diversity of Gentiana lutea L.
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Використання молекулярних маркерів на основі генів відповіді на стрес для аналізу генетичного різноманіття Gentiana lutea L
spellingShingle Використання молекулярних маркерів на основі генів відповіді на стрес для аналізу генетичного різноманіття Gentiana lutea L
Мосула, М.З.
Мельник, В.М.
Конвалюк, І.І.
Каспрук, Н.Г.
Дробик, Н.М.
Кунах, В.А.
Аналіз та оцінка генетичних ресурсів
title_short Використання молекулярних маркерів на основі генів відповіді на стрес для аналізу генетичного різноманіття Gentiana lutea L
title_full Використання молекулярних маркерів на основі генів відповіді на стрес для аналізу генетичного різноманіття Gentiana lutea L
title_fullStr Використання молекулярних маркерів на основі генів відповіді на стрес для аналізу генетичного різноманіття Gentiana lutea L
title_full_unstemmed Використання молекулярних маркерів на основі генів відповіді на стрес для аналізу генетичного різноманіття Gentiana lutea L
title_sort використання молекулярних маркерів на основі генів відповіді на стрес для аналізу генетичного різноманіття gentiana lutea l
author Мосула, М.З.
Мельник, В.М.
Конвалюк, І.І.
Каспрук, Н.Г.
Дробик, Н.М.
Кунах, В.А.
author_facet Мосула, М.З.
Мельник, В.М.
Конвалюк, І.І.
Каспрук, Н.Г.
Дробик, Н.М.
Кунах, В.А.
topic Аналіз та оцінка генетичних ресурсів
topic_facet Аналіз та оцінка генетичних ресурсів
publishDate 2015
language Ukrainian
container_title Фактори експериментальної еволюції організмів
publisher Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
format Article
title_alt The use of resistance gene-analog polymorphism markers to analyze genetic diversity of Gentiana lutea L.
description The aims of the work was to determine the level of genetic diversity of G. lutea populations from two mountain ranges (Chornogora, Svydovets) of Ukrainian Carpathians. Methods. Genetic variability of 86 plants from six populations was assessed using CDDP fingerprinting with 6 primers. To evaluate the genetic polymorphism, the percentage of polymorphic loci (P), Shannon’s information index (S), expected heterozygosity (He), gene flow (Nm), Jaccard’s (Dj ) and Nei’s (DN) genetic distances were calculated. Results. Using CDDP primers, 120 bands were generated, and 95.8 % of those were polymorphic. The relatively high level of genetic diversity was revealed in G. lutea populations (P = 31 %, S = 0.167, He = 0.112). According to the Bayesian analysis, the populations were clustered in six different groups. Analysis of molecular variance (AMOVA) showed that the differences between populations account for 71 % of total genetic variation, whereas only 29 % of it were resided within populations. Agropopulation from Pozhyzhevska Mountain had low values of genetic polymorphism (He = 0.056, S = 0,089, P = 18.3 %, Dj = 10.9 %). Conclusions. The obtained results of AMOVA indicate significant genetic isolation and differentiation of G. lutea populations. Comparison of G. lutea populations from Chornogora and Svydovets ranges showed that the former have a higher level of genetic heterogeneity. The low level of genetic diversity of Svydovets populations makes it necessary to protect them to ensure their survival. Keywords: Gentiana lutea L., genetic polymorphism, CDDP-PCR, differentiation of populations.
issn 2219-3782
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177546
citation_txt Використання молекулярних маркерів на основі генів відповіді на стрес для аналізу генетичного різноманіття Gentiana lutea L / М.З. Мосула, В.М. Мельник, І.І. Конвалюк, Н.Г. Каспрук, Н.М. Дробик, В.А. Кунах // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 17. — С. 317-321. — Бібліогр.: 19 назв. — укр.
work_keys_str_mv AT mosulamz vikoristannâmolekulârnihmarkerívnaosnovígenívvídpovídínastresdlâanalízugenetičnogoríznomaníttâgentianaluteal
AT melʹnikvm vikoristannâmolekulârnihmarkerívnaosnovígenívvídpovídínastresdlâanalízugenetičnogoríznomaníttâgentianaluteal
AT konvalûkíí vikoristannâmolekulârnihmarkerívnaosnovígenívvídpovídínastresdlâanalízugenetičnogoríznomaníttâgentianaluteal
AT kasprukng vikoristannâmolekulârnihmarkerívnaosnovígenívvídpovídínastresdlâanalízugenetičnogoríznomaníttâgentianaluteal
AT drobiknm vikoristannâmolekulârnihmarkerívnaosnovígenívvídpovídínastresdlâanalízugenetičnogoríznomaníttâgentianaluteal
AT kunahva vikoristannâmolekulârnihmarkerívnaosnovígenívvídpovídínastresdlâanalízugenetičnogoríznomaníttâgentianaluteal
AT mosulamz theuseofresistancegeneanalogpolymorphismmarkerstoanalyzegeneticdiversityofgentianaluteal
AT melʹnikvm theuseofresistancegeneanalogpolymorphismmarkerstoanalyzegeneticdiversityofgentianaluteal
AT konvalûkíí theuseofresistancegeneanalogpolymorphismmarkerstoanalyzegeneticdiversityofgentianaluteal
AT kasprukng theuseofresistancegeneanalogpolymorphismmarkerstoanalyzegeneticdiversityofgentianaluteal
AT drobiknm theuseofresistancegeneanalogpolymorphismmarkerstoanalyzegeneticdiversityofgentianaluteal
AT kunahva theuseofresistancegeneanalogpolymorphismmarkerstoanalyzegeneticdiversityofgentianaluteal
first_indexed 2025-11-27T04:51:30Z
last_indexed 2025-11-27T04:51:30Z
_version_ 1850797016913805312
fulltext ISSN 2219-3782. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2015. Том 17 317 © Використання молекулярних маркерів на основі генів відповіді на стрес для аналізу генетичного різноманіття Gentiana ... М ос ул а М .З ., М ел ьн ик В .М ., К он ва лю к І.І ., К ас пр ук Н .Г ., Д ро би к Н .М .К ун ах В .А . Прикладом виду, популяції якого зростають у відмінних еколого-географічних умовах та зазна- ють впливу пасквальних факторів, є цінний лікар- ський рідкісний високогірний вид тирлич жовтий (Gentiana lutea L.). G. lutea відноситься до катего- рії вразливих і потребує охорони та відновлення популяцій [1]. за період від початку ХХ століття і до сьогодення загальна площа природних популя- цій G. lutea в Українських Карпатах зменшилася майже на 20 %, що у найбільшій мірі спричине- но негативним антропогенним впливом. Тирлич жовтий належить до категорії стенобіонтних ви- дів і характеризується вузьким діапазоном толе- рантності до змін екологічних факторів. Очевид- но, недостатня пластичність геному і є причиною того, що чисельність популяцій цього виду посту- пово зменшується як в Україні, так і в Європі. До- слідження генофонду популяцій тирличу жовтого дозволить прогнозувати перспективи їх існуван- ня і розвитку за умови дії на них певного поєд- нання різних зовнішніх чинників. В умовах дії стресових факторів абіоген- ної та біогенної природи у багатьох рослин ви- значено гени, які за це відповідають, їх послідов- ність та протеїнові профілі. На основі цього ство- рено метод ПЛР з CDDP-праймерами (conserved DNa-derived polymorphism), які можуть бути без- посередньо пов’язані з кодувальними ділянками функціонально важливих генів, що беруть участь у реакції на абіотичні, біотичні стреси чи відпо- відають за регуляцію росту рослини. Ці марке- ри є зручними для оцінки рівня внутрішньо- та міжпопуляційного генетичного поліморфізму. Мета роботи: дослідити генетичний полі- морфізм популяцій G. lutea з Українських Карпат за допомогою CDDP-маркерів. Матеріали і методи Матеріалом для досліджень були зразки листкових пластинок рослин G. lutea з шести кар- патських популяцій: 4 з хребта (хр.) Чорногора – гутин-томнатиська (НТ, гора (г.) Гутин Томнатик), © МОСУЛА М.з., МЕЛьНИК В.М., КОНВАЛЮК І.І., КАСПРУК Н.Г., ДРОБИК Н.М.КУНАХ В.А. лемська (Lem, полонина (пол.) Лемська), ше- шульська (Sh, гори (гг.) Шешул-Павлик), пожи- жевська (Pozh, гора Пожижевська) та 2 з хр. Сви- довець – трояська (Tr, гори Трояска-Татарука), крачунєська (Kr, полонина Крачунєска). Із різних частин кожної популяції відібрано по 15 зразків, за виключенням популяції з г. Гутин Томнатик, з якої відібрано – 11. Популяція з г. Пожижевська є штучно створеною (агропопуляція) із рослин ше- шульської у 70-х роках ХХ століття [2]. ДНК зі свіжих молодих листків виділяли згід- но загальноприйнятої методики з деякими модифі- каціями [3]. Із 12 протестованих CDDP-праймерів відібрано 6, які давали чіткі відтворювальні амп- лікони: WrKY-a-r (5’ GTGGTTGTGCTTGCC 3’), WrKY-B (5’ GCCCTCGTaSGTSGT 3’), MYB (5’ GGCaaGGGCTGCCGC 3’), ErF-F (5’ CaCTaCCGCGGSCTSCG 3’), MaDS-a (5’ aTGGGCCGSGGCaaGGTGC 3’), aBP1-2 (5’ aCSCCSaTCCaCCGC 3’). Склад реакційної су- міші для ПЛР та температурний режим наведено у роботі [4]. Електрофореграми представляли у вигля- ді бінарних матриць, статистичну обробку яких проводили як наведено у [5, 6] Рівень генетич- ного поліморфізму популяцій оцінювали за на- ступними параметрами: частка поліморфних ампліконів (P), індекс Шеннона (S), очікувана ге- терозиготність (He), потік генів (Nm), генетичні відстані між популяціями за Неі (DN) та Жакар- дом (Dj). На основі DN методом незваженої по- парно-групової кластеризації (UPGMa) побудо- вано дендрограму генетичної подібності популя- цій. Генетичну структуру популяцій аналізували за допомогою програми Structure 2.3.4. (адапто- ваної для домінантних маркерів). Для встанов- лення оптимального значення K (кількості бать- ківських популяцій) використано метод Evanno [7]. Для визначення К виконано серію аналізів від 1 до 9 (20 повторностей на К), з періодом при- працювання 50000 і 300000 ітерацій [8, 9]. Роз- поділ загального генетичного поліморфізму між УДК 575.17: 574.1: 582.923.1 МОСУЛА М.З.1, МЕЛьНИК В.М.2, КОНВАЛЮК І.І.2, КАСПРУК Н.Г.1, ДРОБИК Н.М.1, КУНАХ В.А.2 1 Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, Україна, 46027, м. Тернопіль, вул. М. Кривоноса, 2, e-mail: maryanamosula@gmail.com 2 Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Україна, 03680, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 150, e-mail: v.m.melnyk@imbg.org.ua ВИКОРИСТАННЯ МОЛЕКУЛЯРНИХ МАРКЕРІВ НА ОСНОВІ ГЕНІВ ВІДПОВІДІ НА СТРЕС ДЛЯ АНАЛІЗУ ГЕНЕТИЧНОГО РІЗНОМАНІТТЯ GEnTiAnA luTEA L. 318 ISSN 2219-3782. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2015. Том 17 Мосула М.З., Мельник В.М., Конвалюк І.І., Каспрук Н.Г., Дробик Н.М.Кунах В.А. них популяцій. Частка унікальних ампліконів у середньому для шести популяцій становила 6 %, частка поліморфних фрагментів – 31 % (табл. 1). Встановлено рівень різноманітності популя- цій тирличу жовтого за показниками генетичного поліморфізму. Із представлених у таблиці 1 даних видно, що значення основних параметрів для різ- них популяцій суттєво варіюють. Наприклад, від- мінності Dj між окремими популяціями досягали 25 %. У таблиці 2 представлені значення генетич- них відстаней Неі між популяціями G. lutea. Від- мінності у дистанціях між вибірками досить вели- кі. Генетично найближчими були популяції із пари Lem – HT (DN = 0,201), а генетично найвіддалені- шими – Sh – Kr (DN = 0,377) (табл. 2). На основі ге- нетичних відстаней Неі методом UPGMa побудо- вано дендрограму генетичної подібності, яка відо- бражає генетичні зв’язки між популяціями (рис. 2). популяціями та в їхніх межах вивчали методом аналізу молекулярної дисперсії (aMOVa). Результати та обговорення Використання відібраних праймерів для мо- лекулярного CDDP-аналізу 86 зразків тирличу жовтого, дозволило детектувати 120 ампліконів розміром від 110 до 2800 п.н., з яких 115 були по- ліморфними (рис. 1). Кількість фрагментів на доріжці, залеж- но від праймера, варіювала від 15 (WrKY-B) до 23 (ErF-F), і в середньому становила 20. Кожен зразок був охарактеризований унікальним набо- ром CDDP-ампліконів. При цьому ідентифікова- но фрагменти, специфічні як для окремих геноти- пів (рослин), так і для різних популяцій G. lutea. Встановлено, що п’ять фрагментів були мономор- фними, характерними для зразків усіх дослідже- Рис. 1. Електрофореграми продуктів ампліфікації ДНК досліджених зразків G. lutea з використанням CDDP-маркерів (праймер MaDS-a): 1–15 – зразки Tr, 16–30 – зразки Kr; М – маркер молекулярних мас; стріл- ками позначені поліморфні амплікони Таблиця 1 Значення показників генетичного поліморфізму популяцій G. lutea за даними CDDP-ПЛР Умовне позначення популяції у.а., % Р, % He S Dj, % Lem 6,4 45,0 0,152±0,018 0,229±0,025 27,9 HT 5,9 45,0 0,172±0,019 0,253±0,027 36,0 Pozh 2,9 18,3 0,056±0,012 0,089±0,018 10,9 Sh 0 27,5 0,110±0,017 0,160±0,025 22,0 Kr 13,1 24,2 0,095±0,016 0,139±0,023 19,5 Tr 3,2 25,8 0,089±0,015 0,134±0,022 19,3 Середнє 6,0 31,0 0,112±0,007 0,167±0,010 22,6 СВ - 95,8 0,274±0,015 0,423±0,019 53,4 П р и м і т к и: у.а. – частка унікальних ампліконів, Р – частка поліморфних ампліконів, He – очікувана гетерози- готність, S – індекс Шеннона, Dj – середнє значення генетичних дистанцій між рослинами за Жакардом, СВ – су- марна вибірка. ISSN 2219-3782. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2015. Том 17 319 Використання молекулярних маркерів на основі генів відповіді на стрес для аналізу генетичного різноманіття Gentiana ... Найменш поліморфною виявилась агропо- пуляція з гори Пожижевська (He = 0,056 ± 0,012, S = 0,089 ± 0,018, P = 18,3 %, Dj = 10,9 %) (табл. 1). Подібні значення генетичного поліморфізму були встановлені за використання raPD-, ISSr, IraP- та rGaP-маркерів [4–6]. На противагу ге- нетичним характеристикам, за екологічними по- казниками ця популяція є повночленною з ліво- стороннім віковим спектром, пік чисельності якої припадає на молоді генеративні, віргінільні та імматурні особини; характеризується процві- таючою віталітетною структурою та конкурент- ною стратегією [10]. Виходячи із аналізу еколо- гічної структури цієї популяції та зважаючи на те, що особинам виду G. lutea притаманний три- валий онтогенез (50–100 років) та довгий преге- неративний період (12–15 років), а вік існування вивченої популяції становить лише 40 років, не- обхідним є проведення динамічного моніторингу її стану. Це дозволить з’ясувати особливості фор- мування генофонду інтродукованих популяцій та визначити перспективність використання штуч- них насаджень тирличів з метою підтримання ге- нетичного різноманіття. за результатами CDDP-аналізу встановле- но, що природні популяції G. lutea з різних гір- ських масивів Українських Карпат суттєво від- різняються за рівнем генетичного поліморфізму (табл. 1). Наприклад, середнє значення генетич- них дистанцій між рослинами за Жакардом для природних популяцій з хр. Чорногора становило в середньому 38,6 %, хр. Свидовець – 19,4 %. Як відомо з літературних даних, популяції G. lutea зі Свидовця не витримують конкуренції з висо- кими чагарниками у фітоценозі, у них порушена вікова структура і знижена життєздатність осо- бин [10]. Популяції з чорногірського масиву зро- стають в умовах заповідання, на відміну від сви- довецьких, які зазнають значного пасторально- го навантаження. Усе вище згадане в сукупнос- ті обумовлює нижчий рівень генетичної мінливо- сті трояської і крачунєської популяцій і спричи- нює зміну їх загальної генетичної структури та зменшення стабільності. Також відомо, що рос- линам G. lutea з хр. Чорногора властивий пере- важно генеративний спосіб розмноження, тоді як з хр. Свидовець – вегетативний. Оскільки, біль- ша генетична різноманітність характерна для тих видів рослин, які розмножуються генеративно, а повний або частковий перехід до вегетативного розмноження призводить до збіднення генофон- ду, то це, поряд з іншими чинниками, забезпечує відносно високий рівень генетичної гетероген- ності популяцій G. lutea з Чорногори [11–13]. Аналіз популяційно-генетичної структури тирличу жовтого за допомогою програми клас- На дендрограмі спостерігається формуван- ня кластеру, в який увійшли п’ять популяцій G. lutea, за винятком крачунєської. У межах от- риманого кластеру найбільш віддаленою вияви- лась пожижевська агропопуляція. Для пари гутин-томнатиської та лемської популяцій характерним було найбільше значен- ня генного потоку (Nm = 1,061). Цей показник для інших груп популяцій був у два рази меншим (у середньому Nm = 0,496). Кластеризацію Lem – HT разом, очевидно, можна пояснити потоком генів між близько розташованими популяціями. Показники генетичної гетерогенності гутин-том- натиської популяції – найменшої із досліджених нами популяцій G. lutea з Українських Карпат, – були високими, подібними до показників лем- ської популяції. Ці дані підтверджуються раніше отриманими нами результатами дослідження ге- нетичної структури популяцій тирличу жовтого з використання raPD- та ISSr-ПЛР, згідно яких популяція HT характеризувалася високими по- казниками генетичної різноманітності, незважа- ючи на низькі значення показників оцінки її еко- логічних параметрів [10]. Очевидно, розмежу- вання популяцій Lem і HT невисоким відрогом гори та розташування на відстані лише 3 км одна від одної не перешкоджає вільному обміну гене- тичною інформацією між ними. Таблиця 2 Значення генетичних дистанцій Неі (DN) між популя- ціями G. lutea Lem HT Pozh Sh Kr Tr 0 Lem 0,201 0 HT 0,239 0,306 0 Pozh 0,294 0,218 0,314 0 Sh 0,336 0,342 0,301 0,377 0 Kr 0,267 0,220 0,278 0,285 0,355 0 Tr П р и м і т к а: жирним шрифтом відзначено найбіль- ше і найменше значення показника DN. Рис. 2. UPGMa-дендрограма генетичних зв’язків між популяціями G. lutea, побудована на основі генетич- них відстаней Неі 320 ISSN 2219-3782. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2015. Том 17 Мосула М.З., Мельник В.М., Конвалюк І.І., Каспрук Н.Г., Дробик Н.М.Кунах В.А. ЛІТЕРАТУРА 1. Червона книга України. Рослинний світ / [відп. ред. Ю.Р. Шеляг-Сосонко]. – К.: УЕ ім. М.П. Бажана, 1996. – 608 с. 2. Бедей М.І., Крись О.П., Волощук М.І., Маханець І.А. Тирлич жовтий (Gentiana lutea L.) в Українських Карпатах. – Ужго- род, 2010. – 134 с. популяцій тирличу жовтого, можна рекоменду- вати підсів насіння або висадження рослин (на- приклад, вирощених in vitro) з інших популяцій. У результаті цього, збагачення генетичним мате- ріалом генофонду будь-якого локалітету G. lutea повинно привести у майбутньому до збільшен- ня його (локалітету) генетичного поліморфізму. Такі заходи є особливо актуальними для пожи- жевської та свидовецьких популяцій, які харак- теризувалися найнижчими показниками генетич- ної мінливості. Висновки за допомогою CDDP-маркерів дослідже- но генетичну різноманітність п’яти природних та однієї штучно створеної популяцій G. lutea. Отримані дані свідчать про значну дивергенцію популяцій тирличу жовтого. Генетичний полі- морфізм популяцій з хр. Чорногора був вищим у порівнянні зі свидовецькими популяціями. Агро- популяція з г. Пожижевська характеризувалася найнижчими показниками генетичної різнома- нітності. з метою збереження та відновлення ге- нофонду окремих локалітетів G. lutea пропону- ється збагатити їх генетичним матеріалом з ін- ших популяцій, яким характерний високий рі- вень генетичної різноманітності. Робота виконана при фінансовій підтрим- ці Міністерства освіти і науки України в межах проекту «Оцінка еколого-генетичного потенціа- лу рідкісних видів роду Тирлич (Gentiana L.) в Українських Карпатах». терного аналізу Structure, яка ґрунтується на ймовірнісній моделі Байеса дозволив встанови- ти, що найбільш імовірне значення К дорівнює шести, що й відповідає географічним локаліте- там зростання G. lutea (рис. 3). Найбільш відособленими виявилися лем- ська, крачунєська і шешульська популяції. Осо- бини гутин-томнатиської популяції містили 1–13,7 % генетичного матеріалу спільного похо- дження від інших популяцій. У трояській та по- жижевській популяціях частка спільного гене- тичного матеріалу не перевищувала 2 % (рис. 3). На основі результатів aMOVa встановле- но, що на відмінності між популяціями припа- дає 71 % загальної генетичної мінливості, тоді як внутрішньопопуляційний поліморфізм становить 29 %, що є свідченням значної генетичної ізоляції популяцій G. lutea. Високий рівень генетичної ди- ференціації часто пояснюється дрейфом генів та фрагментацією місць зростання, що призводить до генетичної ізоляції популяцій [14]. Антропо- генний вплив є основним фактором, що спричи- нює фрагментацію середовища існування, змен- шення розмірів популяцій, і відповідно обмежен- ня потоку генів [15]. Для тирличу жовтого, як і для більшості рідкісних, зникаючих видів рослин, властива значна генетична диференціація [16–19]. загалом, особливості генетичної структури популяцій G. lutea свідчать про необхідність про- ведення природоохоронних заходів з метою збе- реження та відновлення популяцій цього виду. зокрема, у зв’язку із значною диференціацією Рис. 3. Структура генетичної різноманітності G. lutea, встановлена на основі результатів CDDP-аналізу з вико- ристанням програми Structure 2.3.4. ISSN 2219-3782. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2015. Том 17 321 Використання молекулярних маркерів на основі генів відповіді на стрес для аналізу генетичного різноманіття Gentiana ... 3. rogers S.O., Bendich a.J. Extraction of DNa from milligram amounts of fresh herbarium and mummified plant tissues // Plant Mol. Biol. – 1985. – 5. – P. 69–76. 4. Мосула М.з., Конвалюк І.І., Мельник В.М., Андрєєв І.О., Бублик О.М., Дробик Н.М., Кунах В.А. Генетичне різноманіття популяцій Gentiana lutea L. з хребта Свидівець Українських Карпат // Вісн. Укр. тов-ва генетиків і селекціонерів. – 2013. – 11, № 2. – С. 250–259. 5. Mosula M.Z., Konvalyuk I.I., Mel’nyk V.M., Drobyk N.M., Tsaryk Y.V., Nesteruk Yu.Y., Kunakh V.a. Genetic polymorphism of Gentiana lutea L. (Gentianaceae) populations from the Chornohora ridge of the Ukrainian Carpathians // Cytology and Genetics. – 2014. – 48, N 6. – P. 371–377. 6. Мосула М.з., Конвалюк І.І., Мельник В.М., Бублик О.М., Андрєєв І.О., Дробик Н.М., Кунах В.А. Аналіз генетичної різно- манітності популяцій Gentiana lutea L. методом маркування міжретротранспозонних послідовностей (IraP-ПЛР) // Фи- зиология растений и генетика. – 2014. – 46, № 1. – С. 45–55. 7. Evanno G., regnaut S., Goudet J. Detecting the number of clusters of individuals using the software STrUCTUrE: a simulation study // Molecular Ecology. – 2005. – 14, Issue 8. – P. 2611–2620. 8. Falush D., Stephens M., Pritchard J. Inference of population structure using multilocus genotype data: dominant markers and null alleles // Mol. Ecol. Notes. – 2007. – 7, N 4. – P. 574–578. 9. Pritchard J., Stephens M., Donnelly P. Inference of Population Structure Using Multilocus Genotype Data // Genetics. – 2000. – 155. – P. 945–959. 10. Мосула М.з., Майорова О.Ю., Грицак Л.Р., Мельник В.М., Дробик Н.М., Кунах В.А. Еколого-генетичний аналіз популяцій Gentiana lutea L. в Українських Карпатах // Ecology and noospherology. – 2014. – 25, № 3–4. – Р. 5–13. 11. Nybom H. Comparison of different nuclear DNa markers for estimating intraspecific genetic diversity in plants // Molecular Ecology. – 2004. – N 13. – P. 1143–1155. 12. Kery M., Matthies D., Spillmann H.-H. reduced fecundity and offspring performance in small populations of the declining grassland plants Primula veris and Gentiana lutea // J. of Ecology. – 2000. – 88. – P. 17–30. 13. Bushakra J.M., Hodges S.a., Cooper J.B., Kaska D.D. The extent of clonality and genetic diversity in the Santa Cruz Island ironwood, Lyonothamnus floribundus // Molecular Ecology. – 1999. – 8, N 3. – P. 471–475. 14. Hogbin P.M., Peakall r. Evalution of the contribution of genetic research to the management of the endangered plant Zieria prostate // Conserv. Biol. – 1999. – 13. – P. 514–522. 15. Qian X., Wang C.X., Tian M. Genetic diversity and population differentiation of Calanthe tsoongiana, a rare and endemic orchid in China // Int. J. Mol. Sci. – 2013. – 14. – P. 20399–20413. 16. Gonzalez-astorga J., Cruz-angon a., Flores-Palacios a., Vovides a.P. Diversity and genetic structure of the Mexican endemic epiphyte Tillandsia achyrostachys E. Morr. ex Baker var. achyrostachys (Bromeliaceae) // ann. Bot. – 2004. – 94. – P. 545–551. 17. Xie G.W., Wang D.L., Yuan Y.M., Ge X.-J. Population genetic structure of Monimopetalum chinense (Celastraceae), an endangered endemic species of eastern China // ann. Bot. – 2005. – 95. – P. 773–777. 18. Gonzalez-Lopez O., Polanco C., Gyцrgy Z., Pedryc a., Casquero P.a. Genetic variation of the endangered Gentiana lutea L. var. aurantiaca (Gentianaceae) in populations from the Northwest Iberian Peninsula // Int. J. Mol. Sci. – 2014. – 15. – P. 10052–10066. 19. Crawford D.J., ruiz E., Stuessy T.F., Tepe E., aqeveque P., Gonzalez F., Jensen r.J., anderson G.J., Bernardello G., Baeza C.M., Swenson U., Silva O.M. allozyme diversity in endemic flowering plant species of the Juan Fernandez archipelago, Chile: ecological and historical factors with implications for conservation // am. J. Bot. – 2001. – 88. – P. 2195–2203. МOSULA M.Z.1, MEL’NYK V.M.2, KONVALYUK I.I.2, KASPRUK N.G.1, DROBYK N.M.1, KUNAKH V.A.2 1 Volodymyr Hnatiuk Ternopil National Pedagogical University, Ukraine, 46027, Ternopil, M. Kryvonis str., 2, е-mail: maryanamosula@gmail.com 2 Institute of Molecular Biology and Genetics NAS of Ukraine, Ukraine, 03680, Kyiv, Akademika Zabolotnogo str., 150, e-mail: v.m.melnyk@imbg.org.ua THE USE OF RESISTANCE GENE-ANALOG POLYMORPHISM MARKERS TO ANALYZE GENETIC DIVERSITY OF GEnTiAnA luTEA L. The aims of the work was to determine the level of genetic diversity of G. lutea populations from two mountain ranges (Chornogora, Svydovets) of Ukrainian Carpathians. Methods. Genetic variability of 86 plants from six populations was assessed using CDDP fingerprinting with 6 primers. To evaluate the genetic polymorphism, the percentage of polymorphic loci (P), Shannon’s information index (S), expected heterozygosity (He), gene flow (Nm), Jaccard’s (Dj) and Nei’s (DN) genetic distances were calculated. Results. Using CDDP primers, 120 bands were generated, and 95.8 % of those were polymorphic. The relatively high level of genetic diversity was revealed in G. lutea populations (P = 31 %, S = 0.167, He = 0.112). according to the Bayesian analysis, the populations were clustered in six different groups. analysis of molecular variance (aMOVa) showed that the differences between populations account for 71 % of total genetic variation, whereas only 29 % of it were resided within populations. agropopulation from Pozhyzhevska Mountain had low values of genetic polymorphism (He = 0.056, S = 0,089, P = 18.3 %, Dj = 10.9 %). Conclusions. The obtained results of aMOVa indicate significant genetic isolation and differentiation of G. lutea populations. Comparison of G. lutea populations from Chornogora and Svydovets ranges showed that the former have a higher level of genetic heterogeneity. The low level of genetic diversity of Svydovets populations makes it necessary to protect them to ensure their survival. Keywords: Gentiana lutea L., genetic polymorphism, CDDP-PCr, differentiation of populations.

Ähnliche Einträge