Изучение взаимовлияния субпопуляций дикой сои (Glycine soja) в долине реки Цукановки на юге Дальнего Востока России

Сравнительное изучение генетической структуры естественных и антропогенных популяций G. soja дает значимую информацию о путях формирования различных популяций и позволяет разрабатывать меры по сохранению уникального природного банка генов дикой сои как ближайшего родственника культурной сои. В насто...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2011
Main Authors:	Тихонов, А.В., Мартынов, В.В., Дорохов, Д.Б.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України 2011
Series:	Цитология и генетика
Subjects:	Оригинальные работы
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/66849
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Изучение взаимовлияния субпопуляций дикой сои (Glycine soja) в долине реки Цукановки на юге Дальнего Востока России / А.В. Тихонов, В.В. Мартынов, Д.Б. Дорохов // Цитология и генетика. — 2011. — Т. 45, № 4. — С. 16-22. — Бібліогр.: 29 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-66849
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-668492025-02-23T20:24:31Z Изучение взаимовлияния субпопуляций дикой сои (Glycine soja) в долине реки Цукановки на юге Дальнего Востока России Вивчення взаємовпливу субпопуляцій дикої сої (Glycine soja) у долині р. Цуканівки на півдні Далекого Сходу Росії Study of interaction of wild soybean subpopulations (Glycine soja) in the valley of the Tsukanovka river in the south of far East of Russia Тихонов, А.В. Мартынов, В.В. Дорохов, Д.Б. Оригинальные работы Сравнительное изучение генетической структуры естественных и антропогенных популяций G. soja дает значимую информацию о путях формирования различных популяций и позволяет разрабатывать меры по сохранению уникального природного банка генов дикой сои как ближайшего родственника культурной сои. В настоящей работе при помощи ISSR-маркеров был проведен сравнительный анализ генетической структуры естественных и антропогенных субпопуляций G. soja с целью изучения возможности взаимовлияния субпопуляций антропогенных и естественных фитоценозов на формирование их генетического разнообразия и выяснения генетической структуры естественных субпопуляций дикой сои в местах соприкосновения двух типов ценозов. В результате в изученной модельной популяции были определены характеристики, описывающие генетическое разнообразие этой популяции, и показана важная роль мест взаимодействия субпопуляций различных фитоценозов в формировании пространственной генетической структуры популяции в долине р. Цукановки. Порівняльне вивчення генетичної структури природних та антропогенних популяцій G. soja дає значну інформацію про шляхи формування різних популяцій і дозволяє розробляти заходи щодо збереження унікального природного банку генів дикої сої – близького родича культурної сої. В даній роботі за допомогою ISSR-маркерів було проведено порівняльний аналіз генетичної структури природних і антропогенних субпопуляцій G. soja з метою вивчення можливості взаємовпливу субпопуляцій антропогенних та природних фітоценозів на формування їхньої генетичної різноманітності і визначення генетичної структури природних субпопуляцій дикої сої в місцях стикання двох типів ценозів. В модельній популяції визначено характеристики, що описують генетичну різноманітність цієї популяції, і показано важливу роль місць взаємодії субпопуляцій різних фітоценозів у формуванні просторової генетичної структури популяції в долині р. Цуканівки. A comparative study of the genetic structure of natural and anthropogenic populations of G. soja gives significant information about formation of different populations, and allows developing measures for preservation of unique natural gene bank of wild soybean, the species closely related to cultivated soybean. In this study, ISSR markers were used to carry out a comparative analysis of genetic structure of natural and anthropogenic subpopulations of G. soja for studying possible mutual influence of subpopulations of anthropogenic and natural phytocenosis on the formation of their genetic diversity and to study genetic structure of natural subpopulations of wild soybean in the contact places between the two types of cenoses. As a result, the character istics that describe the genetic diversity of studied populations have been identified and the important role of an interaction between subpopulations of different phytocenoses on formation of the spatial genetic structure of population in the valley of Tsukanovka river has been demonstrated. 2011 Article Изучение взаимовлияния субпопуляций дикой сои (Glycine soja) в долине реки Цукановки на юге Дальнего Востока России / А.В. Тихонов, В.В. Мартынов, Д.Б. Дорохов // Цитология и генетика. — 2011. — Т. 45, № 4. — С. 16-22. — Бібліогр.: 29 назв. — рос. 0564-3783 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/66849 574.3+575.17:582.736 ru Цитология и генетика application/pdf Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Оригинальные работы Оригинальные работы
spellingShingle	Оригинальные работы Оригинальные работы Тихонов, А.В. Мартынов, В.В. Дорохов, Д.Б. Изучение взаимовлияния субпопуляций дикой сои (Glycine soja) в долине реки Цукановки на юге Дальнего Востока России Цитология и генетика
description	Сравнительное изучение генетической структуры естественных и антропогенных популяций G. soja дает значимую информацию о путях формирования различных популяций и позволяет разрабатывать меры по сохранению уникального природного банка генов дикой сои как ближайшего родственника культурной сои. В настоящей работе при помощи ISSR-маркеров был проведен сравнительный анализ генетической структуры естественных и антропогенных субпопуляций G. soja с целью изучения возможности взаимовлияния субпопуляций антропогенных и естественных фитоценозов на формирование их генетического разнообразия и выяснения генетической структуры естественных субпопуляций дикой сои в местах соприкосновения двух типов ценозов. В результате в изученной модельной популяции были определены характеристики, описывающие генетическое разнообразие этой популяции, и показана важная роль мест взаимодействия субпопуляций различных фитоценозов в формировании пространственной генетической структуры популяции в долине р. Цукановки.
format	Article
author	Тихонов, А.В. Мартынов, В.В. Дорохов, Д.Б.
author_facet	Тихонов, А.В. Мартынов, В.В. Дорохов, Д.Б.
author_sort	Тихонов, А.В.
title	Изучение взаимовлияния субпопуляций дикой сои (Glycine soja) в долине реки Цукановки на юге Дальнего Востока России
title_short	Изучение взаимовлияния субпопуляций дикой сои (Glycine soja) в долине реки Цукановки на юге Дальнего Востока России
title_full	Изучение взаимовлияния субпопуляций дикой сои (Glycine soja) в долине реки Цукановки на юге Дальнего Востока России
title_fullStr	Изучение взаимовлияния субпопуляций дикой сои (Glycine soja) в долине реки Цукановки на юге Дальнего Востока России
title_full_unstemmed	Изучение взаимовлияния субпопуляций дикой сои (Glycine soja) в долине реки Цукановки на юге Дальнего Востока России
title_sort	изучение взаимовлияния субпопуляций дикой сои (glycine soja) в долине реки цукановки на юге дальнего востока россии
publisher	Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України
publishDate	2011
topic_facet	Оригинальные работы
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/66849
citation_txt	Изучение взаимовлияния субпопуляций дикой сои (Glycine soja) в долине реки Цукановки на юге Дальнего Востока России / А.В. Тихонов, В.В. Мартынов, Д.Б. Дорохов // Цитология и генетика. — 2011. — Т. 45, № 4. — С. 16-22. — Бібліогр.: 29 назв. — рос.
series	Цитология и генетика
work_keys_str_mv	AT tihonovav izučenievzaimovliâniâsubpopulâcijdikojsoiglycinesojavdolinerekicukanovkinaûgedalʹnegovostokarossii AT martynovvv izučenievzaimovliâniâsubpopulâcijdikojsoiglycinesojavdolinerekicukanovkinaûgedalʹnegovostokarossii AT dorohovdb izučenievzaimovliâniâsubpopulâcijdikojsoiglycinesojavdolinerekicukanovkinaûgedalʹnegovostokarossii AT tihonovav vivčennâvzaêmovplivusubpopulâcíjdikoísoíglycinesojaudolinírcukanívkinapívdnídalekogoshodurosíí AT martynovvv vivčennâvzaêmovplivusubpopulâcíjdikoísoíglycinesojaudolinírcukanívkinapívdnídalekogoshodurosíí AT dorohovdb vivčennâvzaêmovplivusubpopulâcíjdikoísoíglycinesojaudolinírcukanívkinapívdnídalekogoshodurosíí AT tihonovav studyofinteractionofwildsoybeansubpopulationsglycinesojainthevalleyofthetsukanovkariverinthesouthoffareastofrussia AT martynovvv studyofinteractionofwildsoybeansubpopulationsglycinesojainthevalleyofthetsukanovkariverinthesouthoffareastofrussia AT dorohovdb studyofinteractionofwildsoybeansubpopulationsglycinesojainthevalleyofthetsukanovkariverinthesouthoffareastofrussia
first_indexed	2025-11-25T05:52:13Z
last_indexed	2025-11-25T05:52:13Z
_version_	1849740429513195520
fulltext	УДК 574.3+575.17:582.736 А.В. ТИХОНОВ, В.В. МАРТЫНОВ, Д.Б. ДОРОХОВ Учреждение Российской академии наук Центр «Биоинженерия», Москва E#mail: dmitriy.dorokhov@gmail.com ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОВЛИЯНИЯ СУБПОПУЛЯЦИЙ ДИКОЙ СОИ (GLYCINE SOJA) В ДОЛИНЕ РЕКИ ЦУКАНОВКИ НА ЮГЕ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА РОССИИ Сравнительное изучение генетической структуры ес� тественных и антропогенных популяций G. soja дает значимую информацию о путях формирования различных популяций и позволяет разрабатывать меры по сохране� нию уникального природного банка генов дикой сои как ближайшего родственника культурной сои. В настоящей работе при помощи ISSR�маркеров был проведен сравни� тельный анализ генетической структуры естественных и антропогенных субпопуляций G. soja с целью изучения возможности взаимовлияния субпопуляций антропоген� ных и естественных фитоценозов на формирование их генетического разнообразия и выяснения генетической структуры естественных субпопуляций дикой сои в мес� тах соприкосновения двух типов ценозов. В результате в изученной модельной популяции были определены харак� теристики, описывающие генетическое разнообразие этой популяции, и показана важная роль мест взаимо� действия субпопуляций различных фитоценозов в форми� ровании пространственной генетической структуры по� пуляции в долине р. Цукановки. Введение. С годами проблема сохранения ге� нофондов дикорастущих родичей культурных растений in situ не теряет своей актуальности. Антропогенное воздействие может разрушать среду обитания многих видов, изменять естес� твенные экосистемы и генетическое разнооб� разие дикорастущих растений. Считается, что одним из важнейших следствий воздействия антропогенных факторов на структуру видово� го ареала является его разделение на ряд более или менее изолированных участков [1]. Дикая соя (Glycine soja Sieb.et Zucc.), являющаяся ближайшим родичем культурной сои (G. max), это рудеральный сорняк, который предпочи� тает нарушенные фитоценозы. В естественных ландшафтах, а это долины рек, берега речных островов, проток и стариц, восстанавливающи� еся луга, склоны сопок и осыпи [2], G. soja ис� пользует несколько способов распространения своих семян – автохорию, зоохорию и гидро� хорию. В долинах рек важное значение для расширения ареала приобретает гидрохория, поскольку при автохории семена разбрасыва� ются вокруг материнского растения на рассто� яние всего до 1–3 м. Хозяйственная деятель� ность не только не приводит к сокращению ареала G. soja, а, наоборот, лишь расширяет его. Дикорастущая соя использует нарушенные че� ловеком фитоценозы (в первую очередь это от� носится к обочинам дорог) в качестве искус� ственных коридоров для своего расселения. Изучая биоразнообразие дикой сои на про� тяжении многочисленных экспедиций в центр происхождения и разнообразия G. soja на Даль� нем Востоке РФ, мы неоднократно описывали места соприкосновения естественных и антро� погенных ценозов, в которых произрастает G. soja. В большинстве случаев это были пересе� чения дорог с руслами рек. В этой связи боль� шое значение приобретает детальное молеку� лярно�генетическое изучение популяций ди� корастущей сои в местах соприкосновения и возможного взаимодействия популяций G. soja из естественных и антропогенных ценозов [3, 4]. Несмотря на преимущества дорог как фактора, способствующего расширению ареала вида, мы ранее показали [5], что под антропо� генной нагрузкой в такой популяции происхо� дит снижение генетического полиморфизма. В связи с этим предполагалось изучить возмож� ность взаимовлияния субпопуляций антропо� генных (придорожных) и естественных фито� ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 416 © А.В. ТИХОНОВ, В.В. МАРТЫНОВ, Д.Б. ДОРОХОВ, 2011 ценозов на формирование их генетического разнообразия и изучить генетическую структу� ру естественных субпопуляций дикой сои в местах соприкосновения двух типов ценозов. Сравнительный анализ генетической струк� туры популяций естественных и антропоген� ных ландшафтов дает значимую информацию об изменениях, происходящих в естественных популяциях G. soja, и позволяет разрабатывать меры по сохранению уникального природного банка генов, помогает принимать решения о био� безопасности генетически модифицированной сои и разрабатывать методы мониторинга вза� имодействия дикой и генетически модифици� рованной сои в случае принятия положитель� ного решения о ее выпуске в окружающую среду. Дикорастущая соя изучается уже на протя� жении длительного времени, в том числе с ис� пользованием методологии молекулярных маркеров, с помощью которых исследуется ее происхождение [6, 7], филогения [8–10], ге� нетическая структура популяций [11–18]. Тем не менее работы, посвященные детальному изучению генетической структуры отдельных популяций дикорастущей сои, которые нахо� дятся в различных экологических условиях, и взаимодействию этих популяций, крайне редки и разрозненны [12]. Сравнительные мо� лекулярно�генетические исследования отдель� ных популяций G. soja, произрастающих в раз� личных ценозах, по нашим данным, вообще не проводились. В настоящем исследовании с помощью ISSR�анализа были изучены показатели гене� тического разнообразия и структура популя� ции дикой сои в долине р. Цукановки площа� дью примерно 460 000 м2. Для оценки степени генетической подразделенности популяции и генетического сходства между составляющи� ми ее образцами был использован коэффици� ент родства, полученный в результате обра� ботки данных ISSR�анализа с помощью соот� ветствующего математического аппарата. В ре� зультате, кроме очевидной географической подразделенности, была выявлена генетичес� кая подразделенность этой популяции на две субпопуляции в верхнем и нижнем течении реки, определен участок, где генофонды этих субпопуляций смешиваются между собой, и выдвинуты предположения о роли реки и до� роги в формировании генетического разнооб� разия изученной популяции. Полученные данные могут быть использо� ваны для выработки рекомендаций при про� ведении природоохранных мероприятий по сохранению генофонда дикой сои и других видов диких растений, распространяющихся методом гидрохории, а также выбору мест проведения мониторинга при контроле за возможным распространением генно�инже� нерной вставки из культурных генетически модифицированных растений в популяции их диких родичей в рамках осуществления программ по контролю за биобезопасностью трансгенных растений. Материалы и методы. В исследовании ис� пользовали семена дикой сои (160 семян), соб� ранные сотрудниками Центра «Биоинженерия» РАН в популяции G. soja, произрастающей в долине р. Цукановки юга Приморского края (рис. 1, а), в период экспедиционных работ в 2006 г. Долина р. Цукановки находится под сла� бым антропогенным воздействием, особенно в ее верхнем течении, в то же время реку в не� скольких местах пересекает дорога – ландшафт с высокой степенью антропогенной нагрузки. Сбор проводили по следующей схеме: семена собирали вдоль дорог, пересекающих реку (об� разцы условно относили к антропогенной суб� популяции «дорога»), в местах пересечения до� рог с рекой (образцы условно относили к сме� шанной субпопуляции «мост») и вдоль берегов реки (образцы условно относили к естествен� ной субпопуляции «река»). Сбор был проведен в 16 точках (рис. 1, б). Со всех растений, произ� растающих в каждой точке сбора, рандомизи� рованно брали по 30 семян, из которых впослед� ствии формировали среднюю пробу в количестве 10 семян. Места сбора относились к двум типам фитоценотических сообществ – второй группы (вдоль дорог) и четвертой группы (слабонару� шенные травянистые сообщества вдоль рек) [3]. Площадь сбора составила 460 000 м2. Высота над уровнем моря в верхнем течении – 32 м, в нижнем – 11 м. Географические координаты – 42°44' N и 130°46' E. Семена высевали на чашки Петри с последу� ющим доращиванием проростков в теплице на поддонах с искусственным грунтом при дневной ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 4 17 Изучение взаимовлияния субпопуляций дикой сои (Glycine soja) в долине реки Цукановки температуре 21 °С, ночной – 18 °С, влажности воздуха – 40 %, длине светового дня – 15 ч. Выделение ДНК проводили из первых нас� тоящих листьев молодых проростков по прото� колу Эдвардса и др. [19], модифицированному Дороховым и Клоке [20]. Для реакции ампли� фикации ДНК пользовались термоциклером марки «Applied Biosystems GeneAmp PCR System 2700». Для ПЦР было использовано 9 ISSR� праймеров (табл. 1). Программа реакции ампли� фикации была следующей: преденатурация 3 мин – 94 °С; далее 20 циклов: 5 с – 94 °С, 30 с – 51,4–53,8 °С (в зависимости от прайме� ра), 30 с – 72 °С; далее 20 циклов: 5 с – 94 °С, 30 с – 35 °С, 5 с – 72 °С; досинтез 7 мин – 72 °С. Разделение фрагментов ДНК, полученных в результате амплификации, проводили пос� редством электрофореза в 2%�ном агарозном геле при напряженности электрического поля 5 В/см. В качестве буферной системы исполь� зовали 0.5 � TBE. Для оценки уровня генетического разнооб� разия рассчитывали следующие общеприня� тые в генетико�популяционных исследовани� ях показатели: процент полиморфных локусов при 95%�ном (Р95) критерии достоверности, среднее число наблюдаемых аллелей на локус (na), эффективное число аллелей (ne), средняя ожидаемая гетерозиготность (Не), индекс гете� рогенности Шеннона (I). Для вычисления по� казателей использовали пакет компьютерных программ PopGen 32 [21], TFPGA 1.3 [22] и Statistica 6.0 [23]. Для оценки степени генетической подразде� ленности популяции и генетического сходства между составляющими ее образцами использо� вали коэффициент родства, который отражает вероятность того, что передаваемый потомству случайный аллель случайного локуса у одного генотипа идентичен случайному аллелю случай� ного локуса у другого генотипа и выражает сте� пень генетического сходства между двумя от� ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 418 А.В. Тихонов, В.В. Мартынов, Д.Б. Дорохов Рис. 1. Карта района сбора семян дикой сои в Приморском крае (а) и схема района в окрестностях р. Цукановки (б). Обозначения мест сбора материала: – дорога, – река, – мост, � – дикая соя не найдена дельными образцами относительно среднего значения этого показателя между всеми образ� цами в изучаемой популяции. Для используе� мых в настоящей работе ДНК маркеров доми� нантного типа уравнение расчета коэффициен� та родства было следующим: где Fdij – коэффициент родства между образ� цами i и j; Fi – коэффициент инбридинга; Xki – генотип образца i по локусу k (0 или 1); Xkj – генотип образца j по локусу k; Dk – частота до� минантного генотипа по локусу k; h 2 – насле� дуемость доминантного маркера, являющаяся функцией частоты доминантного генотипа и коэффициента инбридинга; n – размер иссле� дуемой выборки [24]. Коэффициент родства рассчитывали между каждой парой образцов для каждого локуса, после чего определяли усредненный мультило� кусный коэффициент родства. Для расчета коэффициента родства приме� няли программу SPAGeDi 1.3 [25], алгоритм которой использует приведенную формулу. Коэффициент инбридинга в формуле был взят равным 0,95 согласно расчетам, сделанным для популяций дикой сои [26, 27]. Результаты исследований. При анализе электрофоретических спектров продуктов ам� плификации выявлено 130 воспроизводимых ДНК�фрагментов, среди которых 47 были по� лиморфными. Число амплифицированных фрагментов на один праймер находилось в пределах от 11 до 16 для всех образцов. Основные параметры генетического разно� образия изученной популяции представлены в табл. 2. Доля полиморфных локусов (P95) в ис� следованной выборке составила 36,15 %, зна� чение ожидаемой гетерозиготности (He) в ис� следуемой популяции – 0,1918. Среднее число наблюдаемых аллелей на локус (na) в изучаемой популяции равно 1,3615, значение эффектив� ного числа аллелей (ne) – 1,1509. Субпопуля� ция в нижнем течении оказалась генетически более разнообразной, чем субпопуляция в верхнем течении. В качестве характеристики распределения генетической структуры изучаемой популяции в пространстве мы использовали значения ко� эффициента родства между образцами из раз� личных точек сбора. В соответствии с этими значениями можно выделить три группы точек сбора, между образцами которых коэффици� ент родства имеет положительные значения (рис. 2). Между этими точками из разных групп коэффициент родства приобретает от� рицательные значения, что свидетельствует о том, что степень генетического сходства между образцами, произрастающими в этих точках, ниже среднего значения этого показателя между всеми образцами в изучаемой популяции. Обсуждение полученных данных. Сравнение полученных результатов с опубликованными ранее данными позволяет сделать выводы об ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 4 19 Изучение взаимовлияния субпопуляций дикой сои (Glycine soja) в долине реки Цукановки Рис. 2. Подразделенность популяции дикой сои долины р. Цукановки на основе анализа результатов, получен� ных с использованием ISSR�маркеров особенностях генетической структуры иссле� дованной популяции. Доля полиморфных ло� кусов (P95) в изученной популяции составила 36,15 % (табл. 2), что ниже, чем аналогичный показатель трех естественных популяций дикой сои Северного Китая, генетическую структуру которых также исследовали с помощью ISSR� маркеров [14]. Уровень полимофности (P95) в этих популяциях варьирует от 68,2 до 72 %. Эти различия могут быть связаны с объектив� но более низким генетическим разнообразием изучаемой популяции, которое, как мы считаем, является результатом взаимодействия между антропогенной и естественной субпопуляция� ми. В нижнем течении р. Цукановки показатели генетического разнообразия выше, чем в верх� нем. Можно предположить, что это также свя� зано с преимущественной ролью гидрохории в распространении дикой сои. Это предположе� ние находит подтверждение в работе Zhu et al. [28], где неожиданно высокое (как пишут сами авторы) генетическое разнообразие описывае� мой в ней популяции, по�видимому, можно объяснить тем, что популяция сформировалась и существует много лет в эстуарии р. Хуанхэ, и высокое генетическое разнообразие этой по� пуляции возникло в результате гидрохории. Применение коэффициента родства позво� лило оценить степень генетического сходства отдельных образцов как функцию расстояния между ними. При исследовании популяций ди� кой сои, в которых основным способом расп� ространения является автохория, была показана четкая обратная зависимость значения коэф� фициента родства от расстояния [13, 14, 28, 29]. Положительные значения коэффициента род� ства наблюдались в этих популяциях на рас� стоянии до 30 м. В изученной нами популяции такая зависимость отсутствует. В данном слу� чае анализ значений коэффициента родства позволил выявить три группы точек сбора об� разцов, в каждой из которых значение коэф� фициента родства было положительным между каждой парой точек внутри группы и отрица� тельным между точками из разных групп. Пространственное расположение этих групп показано на рис. 2. Видно, что расположение двух групп соответствует географической под� разделенности изучаемой популяции – они образовались в верхнем и нижнем течении реки соответственно, в то время как третья группа занимает промежуточное положение. Мы пред� полагаем, что выявленный нами характер гене� тической подразделенности изучаемой попу� ляции дикой сои свидетельствует о том, что географическая удаленность способствует вы� делению двух генетически обособленных суб� популяций, но вместе с тем между этими суб� популяциями происходит генетический обмен, что позволяет считать их относящимися к од� ной популяции. Доказательством этого мы счи� ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 420 А.В. Тихонов, В.В. Мартынов, Д.Б. Дорохов Таблица 1 Использованные в работе ISSR�праймеры Праймер Температура отжига, °C Последователь� ность прайме� ра, 3'� 5' Общее коли� чество локусов Количест� во поли� морфных локусов JIN01 JIN03 JIN04 JIN05 JIN06 JIN11 JIN12 JIN14 JIN15 Всего 52 52 51,4 52 52 52 53,8 53,8 52 (AG)8C (CA)8A (AC)8T (AG)8YT (GA)8YT (GGAGA)3 BNB(GA)7 DBD(AC)7 DBD(TG)7 16 16 14 11 18 12 13 14 16 130 3 8 5 4 7 4 5 6 5 47 Таблица 2 Параметры внутрипопуляционного генетического разнообразия G. soja, произрастающей в долине р. Цукановка, вычисленные на основе данных ISSR�анализа Субпопуляция n na ne Нe I npl/общее количество локусов Р95, % Верхнее течение Нижнее течение Вся популяция 70 90 160 1,2308 (0,4230) 1,3154 (0,4665) 1,3615 (0,4823) 1,1208 (0,2900) 1,1416 (0,2660) 1,1210 (0,2573) 0,1685 (0,1541) 0,1890 (0,1538) 0,1761 (0,1417) 0,1030 (0,1206) 0,1386 (0,1293) 0,1233 (0,1086) 30/130 41/130 47/130 23,08 31,54 36,15 таем наличие третьей группы, которая, по наше� му мнению, образовалась при смешении гено� фондов двух других групп в результате гидро� хории, зоохории и, возможно, антропохории. Таким образом, как мы предполагали, в изученной популяции было обнаружено пони� женное генетическое разнообразие по сравне� нию с ранее исследованными популяциями, произрастающими на территории юга Дальнего Востока РФ и Китая, поэтому считаем, что это в основном связано со взаимодействием между естественной и антропогенной субпопуляция� ми. Была показана роль мест взаимодействия субпопуляций различных фитоценозов в фор� мировании пространственной генетической структуры популяции р. Цукановки. A.V. Tikhonov, V.V. Martynov, D.B. Dorokhov STUDY OF INTERACTION OF WILD SOYBEAN SUBPOPULATIONS (GLYCINE SOJA) IN THE VALLEY OF THE TSUKANOVKA RIVER IN THE SOUTH OF FAR EAST OF RUSSIA A comparative study of the genetic structure of natural and anthropogenic populations of G. soja gives significant information about formation of different populations, and allows developing measures for preservation of unique nat� ural gene bank of wild soybean, the species closely related to cultivated soybean. In this study, ISSR markers were used to carry out a comparative analysis of genetic structure of nat� ural and anthropogenic subpopulations of G. soja for study� ing possible mutual influence of subpopulations of anthro� pogenic and natural phytocenosis on the formation of their genetic diversity and to study genetic structure of natural subpopulations of wild soybean in the contact places between the two types of cenoses. As a result, the character� istics that describe the genetic diversity of studied popula� tions have been identified and the important role of an interaction between subpopulations of different phyto� cenoses on formation of the spatial genetic structure of pop� ulation in the valley of Tsukanovka river has been demon� strated. А.В. Тихонов, Д.Б. Мартинов, Д.Б. Дорохов ВИВЧЕННЯ ВЗАЄМОВПЛИВУ СУБПОПУЛЯЦІЙ ДИКОЇ СОЇ (GLYCINE SOJA) У ДОЛИНІ р. ЦУКАНІВКИ НА ПІВДНІ ДАЛЕКОГО СХОДУ РОСІЇ Порівняльне вивчення генетичної структури при� родних та антропогенних популяцій G. soja дає значну інформацію про шляхи формування різних популяцій і дозволяє розробляти заходи щодо збереження унікаль� ного природного банку генів дикої сої – близького ро� дича культурної сої. В даній роботі за допомогою ISSR�маркерів було проведено порівняльний аналіз генетичної структури природних і антропогенних субпопуляцій G. soja з метою вивчення можливості взаємовпливу субпопуляцій антропогенних та природ� них фітоценозів на формування їхньої генетичної різ� номанітності і визначення генетичної структури при� родних субпопуляцій дикої сої в місцях стикання двох типів ценозів. В модельній популяції визначено харак� теристики, що описують генетичну різноманітність цієї популяції, і показано важливу роль місць взаємодії субпопуляцій різних фітоценозів у формуванні прос� торової генетичної структури популяції в долині р. Цу� канівки. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Флинт В.Е., Смирнова О.В., Заугольнова Л.Б., Хани� на Л.Г., Бобровский М.В., Торопов Н.А., Мелехова О.П., Сорокин А.Г. Сохранение и восстановление биоразнообразия. – М.: Изд�во Науч. и метод. цен� тра, 2002. – 157 с. 2. Скворцов Б.В. Дикая и культурная соя Восточной Азии // Вестн. Маньчжурии. – 1927. – № 9. – С. 35– 43. 3. Дымина Г.Д., Горовой П.Г., Дейнеко Е.В. и др. Изуче� ние географического распространения, особеннос� тей экологии и генетического разнообразия попу� ляций дикой сои (Glycine soja Siebold et Zucc.) на юге российского Дальнего Востока как элемен� та исследований по биобезопасности генетически модифицированной сои, устойчивой к гербициду фосфинотрицину // Современные направления борьбы с сорняками с использованием новых клас� сов гербицидов и трансгенных растений, устойчи� вых к гербицидам. Сер. Генетическая инженерия и экология. – М., 2001. – 2. – С. 148–160. 4. Недолужко А.В., Дорохов Д.Б. Изучение биобезо� пасности генетически модифицированной сои в центре происхождения и разнообразия на Даль� нем Востоке Российской Федерации // Цитология и генетика. – 2007. – № 3. – С. 72–85. 5. Недолужко А.В., Тихонов А.В., Дорохов Д.Б. Моле� кулярно�генетический анализ структуры популя� ций дикой сои (Glycine soja Sieb. & Zucc.) в антропо� генных и естественных ландшафтах Приморского края // Генетика. – 2008. – 44, № 8. – C. 1–5. 6. Hymowitz T. On the domestication of soybean // Econ. Bot. – 1970. – 23. – P. 408–423. 7. Xu D.H., Abe J., Gai J.Y., Shimamoto Y. Diversity of chloroplast DNA SSRs in wild and cultivated soybeans: evidence for multiple origins of cultivated soybean // Theor. Appl. Genet. – 2002. – 105, № 5. – P. 645–653. 8. Kollipara K.P., Singh R.J., Hymowitz T. Phylogenetic and genomic relationships in the genus Glycine Willd. based on sequences from the ITS region of nuclear rDNA // Genome. – 1997. – 40, № 1. – Р. 57–68. ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 4 21 Изучение взаимовлияния субпопуляций дикой сои (Glycine soja) в долине реки Цукановки 9. Li Z., Nelson R.L. Genetic diversity among soybean accessions from three countries measured by RAPDs // Crop Sci. 2001. – 41. – Р. 1337–1347. 10. Chen Y., Nelson R.L. Genetic variation and relation� ships among cultivated, wild, and semiwild soybean // Crop Sci. – 2004. – 44. – Р. 316–325. 11. Yu H., Kiang Y.T. Inheritance and genetic linkage stud� ies of isozymes in soybean // J. Hered. – 1993. – 84, № 6. – Р. 489–492. 12. Yu H., Kiang Y. T. Genetic variation in South Korean natural populations of wild soybean (Glycine soja) // Euphytica. – 1993. – 68. – Р. 213–221. 13. Jin Y., He T., Lu B.�R. Fine scale genetic structure in a wild soybean (Glycine soja) population and the implica� tions for conservation // New Phytol. – 2003. – 159. – Р. 513–519. 14. Jin Y., He T., Lu B.�R. Genetic spatial clustering: signif� icant implications for conservation of wild soybean (Glycine soja: Fabaceae) // Genetica. – 2006. – 128. – Р. 41–49. 15. Dorokhov D.B., Ignatov A., Deineko E., Serjapin A., Ala A., Skryabin K. Potential for gene flow from herbicide� resistant GM soybeans to wild soya in the Russian Far East // Introgression from genetically modified plants into wild relatives. – Wallingford : CAB International, 2004. – Р. 151–161. 16. Kuroda Y., Kaga A., Tomooka N., Vaughan D.A. Popula� tion genetic structure of Japanese wild soybean (Glycine soja) based on microsatellite variation // Mol. Ecol. – 2006. – 15, № 4. – Р. 959–974. 17. Wang K.J., Takahata Y. Preliminary comparative evalu� ation of genetic diversity between Chinese and Japanese wild soybean (Glycine soja) germplasm pools using SSR markers // Genet. Res. Crop Evol. – 2007. – 54, № 1. – Р. 157–165. 18. Сеитова А.М., Игнатов А.Н., Супрунова Т.П., Цвет� ков И.Л., Дейнеко Е.В., Дорохов Д.Б., Шумный В.К., Скрябин К.Г. Оценка генетического разнообразия дикорастущей сои (Glycine soja Siebold et Zucc.) в Дальневосточном регионе России // Генетика. – 2004. – 40, № 2. – С. 224–231. 19. Edwards K., Johnstone C., Thompson C. A simple and rapid method for the preparation of plant genomic DNA for PCR analysis // Nucl. Acids Res. – 1991. – 19, № 6. – P. 1349. 20. Дорохов Д.Б., Клоке Э. Быстрая и экономичная тех� нология RAPD анализа растительных геномов // Генетика. – 1996. – 33, № 4. – С. 443–450. 21. Yeh F.C., Yang R.C., Boyle T. POPGENE. Microsoft Windows�based freeware for Population Genetic Analysis. Release 1.31. University of Alberta, Edmonton. 1999. 22. Miller M.P. Tools for population genetic analyses (TFPGA) 1.3: A windows program for the analysis of allozyme and molecular population genetic data. Computer software distributed by author. 1997. 23. STATISTICA 6.0 for Windows. 6.0, Statsoft Inc., Tulsa, OK, US. StatSoft I. STATISTICA for Windows [Computer program manual]. Tulsa, OK: StatSoft, Inc., 1998. 24. Hardy O.J. Estimation of pairwise relatedness between individuals and characterization of isolation�by�dis� tance processes using dominant genetic markers // Mol. Ecol. – 2003. – 12. – P. 1577–1588. 25. Hardy O.J., Vekemans X. SPAGeDi: a versatile comput� er program to analyze spatial genetic structure at the individual or population levels // Mol. Ecol. – 2002. – Notes 2. – P. 618–620. 26. Kiang Y.T., Chiang Y.C., Kaizuma N. Genetic diversity in natural populations of wild soybean in Iwate Prefecture // Japan J. Hered. – 1992. – 83. – P. 325– 329. 27. Ohara M., Shimimoto Y. Importance of genetic charac� terization and conservation of plant genetic resources: the breeding system and genetic diversity of wild soy� bean (Glycine soja) // Plant Species Biol. – 2002. – 17. – P. 51–58. 28. Zhu Weiyue, Zhou Taoying, Zhong Ming, Lu Baorong. Sampling strategy for wild soybean (Glycine soja) popu� lations based on their genetic diversity and fine�scale spatial genetic structure // Front. Biol. China – 2007. – 2, № 4. – Р. 397–402. 29. Тихонов А.В., Недолужко А.В., Мартынов В.В., Доро� хов Д.Б. Изучение генетического разнообразия и пространственной структуры популяции дикой сои (Glycine soja Sieb. & Zucc.) вблизи села Екатери� новка на юге Приморского края // Генетика. – 2011. – 47, № 3. – С. 339–344. Поступила 23.10.10 ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 422 А.В. Тихонов, В.В. Мартынов, Д.Б. Дорохов

Изучение взаимовлияния субпопуляций дикой сои (Glycine soja) в долине реки Цукановки на юге Дальнего Востока России

Institution

Similar Items