До питання про генетичну неоднорідність Cenchrus longispinus (Hack.) Fernald (Poaceae) на території України
The nomenclature of Cenchrus, a quarantine species in Ukraine, has changed three times in national scientific publications. Herbarium specimens deposited in the Herbarium of M.M. Gryshko Botanical Gardens of the NAS of Ukraine were stu died by PCR-RAPD method. Results of research are indicative of g...
Gespeichert in:
| Datum: | 2012 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine
2012
|
| Online Zugang: | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/419 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Plant Introduction |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Plant Introduction| _version_ | 1860122421008269312 |
|---|---|
| author | Bagatska, T.S. Kashevarov, G.P. |
| author_facet | Bagatska, T.S. Kashevarov, G.P. |
| author_sort | Bagatska, T.S. |
| baseUrl_str | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2019-11-30T17:21:31Z |
| description | The nomenclature of Cenchrus, a quarantine species in Ukraine, has changed three times in national scientific publications. Herbarium specimens deposited in the Herbarium of M.M. Gryshko Botanical Gardens of the NAS of Ukraine were stu died by PCR-RAPD method. Results of research are indicative of genetic heterogeneity of C. longispinus (Hack.) Fernald in Ukraine. |
| doi_str_mv | 10.5281/zenodo.2541658 |
| first_indexed | 2025-07-17T12:42:29Z |
| format | Article |
| fulltext |
95ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2012, № 3
УДК 575.2: 632.51 (477)
Т.С. БАГАЦЬКА, Г.П. КАШЕВАРОВ
Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка НАН України
Україна, 01014 м. Київ, вул. Тімірязєвська, 1
ДО ПИТАННЯ ПРО ГЕНЕТИЧНУ НЕОДНОРІДНІСТЬ
CENCHRUS LONGISPINUS (HACK.) FERNALD (POACEAE)
НА ТЕРИТОРІЇ УКРАЇНИ
У вітчизняній науковій літературі видова назва карантинного бур’яну Cenchrus змінювалася тричі. Методом PCR-
RAPD проведено дослідження гербарних зразків з фондів Гербарію Національного ботанічного саду ім. М.М. Гришка
НАН України. Одержані результати свідчать про генетичну неоднорідність зразків C. longispinus (Hack.) Fernald,
знайдених на теренах України.
Ключові слова: Cenchrus longispinus, морфологічні та генетичні методи, Гербарій, генетична неоднорідність.
© Т.С. БАГАЦЬКА, Г.П. КАШЕВАРОВ, 2012
Наявність карантинних рослин на теренах
нашої країни зумовлює необхідність їх
кращого вивчення.
Рід Cenchrus (L.), який належить до ро-
дини Poaceae, налічує близько 25 видів [4],
поширених у тропічних та субтропічних
районах обох півкуль, а в Америці види
цього роду трапляються і у помірному поясі
[6].
Для представників роду характерна на-
явність твердих обгорток колосків, оснаще-
них гострими шипами. До цвітіння та пло-
доносіння більшість видів роду Cenchrus є
добрими кормовими рослинами, однак під
час цвітіння та достигання плодів рослина
стає небезпечною для тварин. В Україні
Cenchrus longispinus (Hack.) Fernald внесе-
но до переліку карантинних рослин [5].
Історія назви виду Cenchrus longispinus,
яку нині використовують фахівці в Украї-
ні, така. В Гербарії Інституту ботаніки іме-
ні М.Г. Холодного НАН України (KW) на
етикетках перших екземплярів, знайдених
Д.К. Ларіоновим у 1951 р., рослина позначе-
на як Cenchrus tribuloides L. [3]. В.В. Про-
топопова у своїй монографії (1973) згадує
карантинну рослину Cenchrus pauсiflorus
Benth. [6]. У 1995 р. С.Л. Мосякін вивчив
зразки ценхрусу, зібрані в Україні, і порів-
няв їх з американськими. Отримані резуль-
тати дали підставу стверджувати, що на
теренах нашої країни, найімовірніше, зрос-
тає один вид — Cenchrus longispinus. Однак
С.Я. Мосякін висловив припущення, що з
часом в Україні можуть бути знайдені й
інші види ценхрусу [4].
Метою нашої роботи є уточнення видо-
вої приналежності рослин ценхрусу, які
зростають на території України.
Вивчення морфологічних
особливостей зразків насіння ценхрусу
Ми вивчили морфологічні особливості п’яти
гербарних зразків рослин ценхрусу з фон-
дів Гербарію Національного ботанічного
саду (НБС) ім. М.М. Гришка НАН України
(KWHA).
На рис. 1 наведено зразки насіння гер-
барних рослин ценхрусу, використаних
для досліджень.
На етикетці 1-го зразка зазначено: Her-
barium of the University of Massachusetts.
Plants of Massachusetts. Worcester Country,
Cenchrus longispinus (Hackel) Fernald, rail-
road right-of-way, Worcester Collected by
H.E. Ahles 81923 July 25, 1976.
У гербаризованої рослини стебла зав-
довжки 46–48 см, довжина сформованих
96 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2012, № 3
Т.С. Багацька, Г.П. Кашеваров
суцвіть — 4,5–5,3–6,0 см, вони складають-
ся з 9, 11 та 13 колосків. Бічні пагони на
верхівці мають молоді суцвіття, ще обгор-
нуті листками.
Зовнішні тверді обгортки кожного колос-
ка блідо-зеленого забарвлення, кулясті,
злегка сплюснуті, 4,0–4,5 мм завширшки, з
28–45(40–51) шипами, основа яких трохи
ширша за середину. При основі обгортки є
10–12 тонших і менших (приблизно вдвічі–
втричі) шипів. Обгортка та шипи помірно
опушені.
Етикетка 2-го зразка містить таку інфор-
мацію: Herbarium Instituti botanici acad. Scient.
RSS UCR (KW) Гербарій Інституту ботаніки
Академії наук УРСР. Cenchrus pauciflorus
Benth. Адвентивний пів ніч ноамериканський
злак (C. tribuloides auct.), м. Київ, піски вздовж
залізниці біля ст. Київ–Петрівка. 24.Х.1987.
Зібрав та визначив Мосякін С.Л.
Рослина цього зразка має п’ять стебел
довжиною від 28 до 55 см, найдовше стебло
має бічні відгалуження. Верхівка кожного
стебла закінчується суцвіттям. Суцвіття
бокових гілочок обгорнуті листками і ще не
зовсім розвинуті. Суцвіття центрального
стебла добре розвинене, завдовжки 6,0 см,
складається з 12 колосків у колючих обгорт-
ках, які легко відокремлюються від стриж-
ня. Кожна обгортка майже кулястої фор-
ми, 5–6 мм завширшки, з 40 — 50 шипами.
Основа шипів розширена до 1 мм. Наявні
кілька пар шипів з однією основою. Об-
гортка коричнево-вишневого забарвлен-
ня, помірно опушена, шипи опушені до по-
ловини та мають зазублини.
Згідно з етикеткою рослина 3-го зразка
надійшла до Гербарію НБС від колектора
М.С. Щепця. Її зібрано в м. Києві, по вул.
Княжий Затон на житловому масиві По-
зняки 30.07. 2004 р. Визначено Т.С. Багаць-
кою як Cenchrus longispinus (Hack.) Fernald.
На етикетці рослина зазначена як ка-
рантинний бур’ян. Довжина стебел — 24–
37 см, довжина суцвіть з 9–11 плодами —
4,5–5,0 см. Обгортки тверді, видовжені,
розмір обгортки (без шипів) — 2,5–3,0 мм.
Шипів 10–15–18, їхні основи розширені,
іноді утворюють пари (немовби широкий
шип розрізано навпіл). Обгортки блідо-
зеленого кольору.
Рослини Cenchrus longispinus (Hack.)
Fernald 4-го зразка спеціально надіслані
для цього дослідження О.Ю. Уманець із
Чорноморського заповідника (Голопристан-
ський р-н, Херсонська обл.). Рослини зіб-
рано 11–13 листопада 2008 р. на ділянках
Івано-Рибальчанська та Солоноозерна, роз-
ташованих на Олешківських пісках арени
Іванівська та Кінбурзького півострова. Біль-
шість колосків яйцеподібні, видовжені, рід-
ше — більш округлої форми. Довжина суц-
віть — 4,5–5,5 см, вони мають 7–9 колючих
обгорток. Розмір обгортки без шипів — 3–5 мм,
основи шипів розширені, деякі утворюють
пари. Плоди помірно опушені, на шипах
опушення є лише в базальній частині, влас-
не шип має лише зазублини.
На етикетці 5-го зразка зазначено: Cen-
chrus longispinus (Hack.) Fernald, Київ, бе-
рег оз. Алмазного. Газон уздовж автотраси.
Після випалювання. 19.08.2008. Рослина зіб-
рана та визначена Багацькою Т.С.
Зовнішні обгортки зернівок цього зразка
блідо-зеленого забарвлення, кулясті, злег-
ка сплюснуті, 4,0–4,5 мм завширшки, з 30–
40 шипами, їхня базальна основа дещо
ширша за середину. При основі обгортки
розташовані тонші шипи, спрямовані дони-
зу. Обгортка та шипи помірно опушені.
Вивчення зразків насіння ценхрусу
методом PCR-RAPD
Сучасні флористичні дослідження неможли-
ві без застосування генетичних методів [1].
Рис. 1. П’ять зразків насіння ценхрусу з KWHA
97ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2012, № 3
До питання про генетичну неоднорідність Cenchrus longispinus (Hack.) Fernald (Poaceae)...
Для визначення генетичної спорідне-
ності гербарних зразків ценхрусу, які збе-
рігаються в KWHA, вперше застосовано
методику PCR-RAPD [2].
ДНК рослини виділяли з обгорток, роз-
тертих у рідкому азоті, з використанням
CTAB [9].
Спектральні характеристики отрима-
них зразків ДНК та її кількість визначали
за допомогою спектрофотометра Nano-Drop
(США).
ДНК виділених зразків вивчали методом
PCR-RAPD (ампліфікатор Crea-Con, Ні дер -
ланди, Taq-полімераза, dNTPs, GeneRuler
100bp Plus DNA Ladder — Fermentas, Литва)
з використанням дванадцяти 10-нуклео тид-
них праймерів — ОРР-1, ОРР-2, ОРР-3,
ОРР-4, ОРР-9, ОРР-10, ОРР-11, ОРР-12 (Ope-
ron Technologies) та синтезованих «Mac ro chem»
(UA) (TCCACCGAGC, GAGCCAACCG,
AGT CAGCCAC, AGGTGACCGT; 1, 6, 7, 9
відповідно).
Ампліфіковані фрагменти ДНК розділяли
методом електрофорезу у 1,7 % агарозному
гелі з подальшою візуалізацією з бромистим
етидієм. Гелі фотографували в УФ-світлі за
довжини хвилі 254 нм (трансілюмінатор Vil-
bert Lourmat, Франція) за допомогою систе-
ми фотодокументації Vilbert Lourmat. Гене-
тичну подібність оцінювали за програмою
POPGENE.
Результати досліджень та обговорення
На рис. 2–5 наведено фото гелів ампліфіко-
ваних фрагментів ДНК ценхрусу в УФ-
світлі з використанням різних праймерів.
У результаті аналізу ДНК зразків Cen-
chrus за допомогою RAPD-праймерів іден-
тифіковано 193 локуси, з яких 118 (61,4%)
виявилися поліморфними. У літературі
відсутні дані щодо вивчення ДНК видів
С. longispinus і C. pauсiflorus та їх порів-
няння з іншими видами. За Gustine et al.
[10], дещо вищі рівні поліморфізму отри-
мано при дослідженні ДНК Cenchrus
ciliaris L. — 87%, а Chandra, Dubey [8] на-
водять цифру 93% для 8 видів роду Cen-
chrus (C. ciliaris L., C. setigerus Vahl., C. pen-
nisetiformis Hochst. ex Steud., C. myosuroi-
des Kunth, C. glaucus Mudalier et Sundaraj,
C. prieurri (Kunth) Maire, C. biflorus Roxb.,
C. echinatus L.).
Рис. 2. Праймери «Macrochem» 1, 6, 7, 9. Зліва на-
право – зразки 1–5; крайній праворуч – blend
Рис. 3. Праймери OPP 9, 10, 11, 12. Зліва направо –
зразки 1–5; крайній праворуч – blend
Рис. 4. Праймери OPP 1, 2, 3, 4. Зліва направо –
зразки 1–5; крайній праворуч – blend
Рис. 5. Праймери OPP 5, 6, 7, 8. Зліва направо –
зразки 1–5; крайній праворуч – blend
98 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2012, № 3
Т.С. Багацька, Г.П. Кашеваров
У подальшому RAPD-маркери вико-
ристано для оцінки генетичної подібності і
дистанції між вивченими зразками Cen-
chrus. Результати RAPD-аналізу показа-
ли, що генетична дистанція D
N
Nеі [11] між
дослідженими зразками варіювала від
0,1751 до 0,5993 (таблиця). Найменше зна-
чення D
N
виявлено для генетичної дистан-
ції між C. longispinus із США, який було
прийнято за еталонний, та C. longispinus із
Києва (оз. Алмазне) (0,1751), а найбільшe
— для дистанції між C. longispinus із США
та зі ст. Київ–Петрівка — 0,5993.
Дендрограма, представлена на рис. 6,
ілю струє взаємозв’язки між вивченими
зразками Cenchrus. Вона побудована на
основі значень генетичної дистанції D
N
Nei
і відображує генетичну диференціацію до-
сліджених видів Cenchrus за результатами
PCR-RAPD-дослідження.
Як видно з дендрограми, C. longispinus —
1-й зразок (США), який ми прийняли за
еталонний вид, та 5-й зразок (оз. Алмазне)
утворили один кластер, що вказує на подіб-
ність їхніх генетичних структур. В інший
кластер потрапили C. pauсiflorus з м. Києва
(2-й зразок) та C. longispinus із Чорномор-
ського заповідника (4-й зразок).
Окреме місце займає C. longispinus з
київського масиву «Позняки» (3-й зразок)
із значенням D
N
0,4344.
Висновки
1. Вперше за результатами РСR-RАРD-
дослідження виявлено генетичну неодно-
рідність рослин Cenchrus, які зростають в
Україні.
2. У Києві зростає C. longispinus, оскіль-
ки рослини, зібрані на березі оз. Алмазне
генетично подібні до американської росли-
ни, прийнятої нами за еталон виду C. longi-
spinus.
Два інших зразки — рослини з Києва
(ст. Київ–Петрівка, зразок 2) та Чорномор-
ського заповідника (зразок 4) — також ге-
нетично подібні але відрізняються від рос-
лин, зібраних на березі оз. Алмазне. Тому
можна припустити, що в Києві і на терито-
рії України загалом зростають декілька
різновидів або, можливо, видів Cenchrus.
3. Питання про статус інших різновидів
Cenchrus, установлених за результатами
РСR-RАРD-дослідження, залишається від-
критим і потребує уточнення, оскільки ми
маємо еталон лише одного виду з природ-
них місць зростання у США (C. longispinus),
а еталонний зразок виду C. pauсiflorus з
його батьківщини відсутній.
4. На нашу думку, подальші досліджен-
ня роду Cenchrus в Україні, його генетична
диференціація та проведення генетичного
Генетичні характеристики зразків ценхрусу
pop ID 1 2 3 4 5
1 — 0,5492* 0,6477* 0,6062* 0,8394*
2 0,5993 — 0,7358* 0,8290* 0,5648*
3 0,4344 0,3069 — 0,7720* 0,6736*
4 0,5005 0,1875 0,2587 — 0,6321*
5 0,1751 0,5713 0,3952 0,4587 —
Примітка: * — коефіцієнт генетичної подібності,
решта значень — генетична дистанція D
N
Nei.
Рис. 6. Дендрограма видів Cenchrus
99ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2012, № 3
До питання про генетичну неоднорідність Cenchrus longispinus (Hack.) Fernald (Poaceae)...
моніторингу потребують застосування мо-
лекулярно-генетичних методів з викорис-
танням молекулярних маркерів.
1. Багацька Т.С. Конференція, присвячена
300-річчю від дня народження Карла Ліннея // Ін-
тродукція рослин. — 2007. — № 3. — С. 98–100.
2. Багацька Т.С., Кашеваров Г.П. Вивчення
карантинного бур’яну Cenchrus longispinus (Hack.)
Fernald, розповсюдженого в Україні, методом РСR-
RАРD // Інтродукція рослин. Збереження та збага-
чення біорізноманіття в ботанічних садах і дендро-
парках: Матеріали міжнар. наук. конф., присвяченої
75-річчю заснування Нац. ботан. саду ім. М.М. Гришка
НАН України (15–17 вересня 2010 р.). — К.: Фіто-
соціоцентр, 2010. — С. 581–583.
3. Ларіонов Д.К. Ценхрус якірцевий на Украї-
ні // Ботан. журн. УАН. — 1951. — 8, № 3. —
C. 78–79.
4. Мосякін С.Л. Cenchrus (Poaceae) в Україні:
огляд номенклатури, систематики та сучасного по-
ширення // Укр. ботан. журн. — 1995. — 52, № 1. —
С. 120–125.
5. Обзор распространения карантинных вре-
дителей, болезней и сорных растений в Украине
(на 1 января 2003 г.). — К., 2003. — 150 с.
6. Протопопова В.В. Адвентивні рослини Лісо-
степу і Степу України. — К.: Наук. думка, 1973. —
192 с.
7. Рожевиц Р.Ю. Злаки. Введение в изучение
кормовых и хлебных злаков. — М.;Л.: Сельхозгиз,
1937. — 636 c.
8. Chandra A., Dubey A. Evaluation of genus
Cenchrus based on malondialdehyde, proline content,
specific leaf area and carbon isotope discrimination for
drought tolerance and divergence of species at DNA
level // Acta Physiolog. Plantarum. — 2008. — 30 (1). —
P. 53–61.
9. Chandra A., Saxena R. A rapid protocol for
isolation genomic DNA from tropical grass species
suitable for RAPD, ISSR and STS // Cytologia (Ja-
pan). — 2007. — 72 (4). — P. 427–434.
10. Gustine D.L., Sherwood R.T., Gounaris Y., Huff D.
Isozyme, protein and RAPD markers within a half-sib
family of buffergrass segregating for apospory // Crop
science (USA). — 1996. — 36 ( 3). — P. 723–727.
11. Nei M. Estimation of average heterozygosity
and genetic distance from a small number of indivi-
duals // Genetics. — 1978. — 89. — P. 583–590.
Рекомендував до друку В.І. Мельник
Т.С. Багацкая, Г.П. Кашеваров
Национальный ботанический сад
им. Н.Н. Гришко НАН Украины,
Украина, г. Киев
К ВОПРОСУ О ГЕНЕТИЧЕСКОЙ
НЕОДНОРОДНОСТИ CENCHRUS
LONGISPINUS (HACK.) FERNALD (POACEAE)
НА ТЕРРИТОРИИ УКРАИНЫ
В отечественной научной литературе видовое на-
звание карантинного растения Cenchrus изменя-
лось трижды. Методом PCR-RAPD проведены
исследования гербарных образцов из фондов Гер-
бария Национального ботанического сада НАН
Украины им. Н.Н. Гришко. Полученные результа-
ты свидетельствуют о генетической неоднород-
ности образцов C. longispinus (Hack.) Fernald,
найденных на территории Украины.
Ключевые слова: Cenchrus longispinus, морфологи-
ческие и генетические методы, Гербарий, генети-
ческая неоднородность.
T.S. Bagatska, G.P. Kashevarov
M.M. Gryshko National Botanical Gardens,
National Academy of Sciences of Ukraine,
Ukraine, Kyiv
TO THE PROBLEM OF CENCHRUS
LONGISPINUS (HACK.) FERNALD (POACEAE)
GENETIC HETEROGENEITY IN UKRAINE
The nomenclature of Cenchrus, a quarantine species in
Ukraine, has changed three times in national scientific
publications. Herbarium specimens deposited in the
Herbarium of M.M. Gryshko Botanical Gardens of the
NAS of Ukraine were stu died by PCR-RAPD method.
Results of research are indicative of genetic heteroge-
neity of C. longispinus (Hack.) Fernald in Ukraine.
Key words: Cenchrus longispinus, morphological
and genetic methods, Herbarium, genetic hetero-
geneity.
|
| id | oai:ojs2.plantintroduction.org:article-419 |
| institution | Plant Introduction |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2025-07-17T12:42:29Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | wwwplantintroductionorg/cc/5dbc88cda45a449757047fe179b942cc.pdf |
| spelling | oai:ojs2.plantintroduction.org:article-4192019-11-30T17:21:31Z To the problem of Cenchrus longispinus (Hack.) Fernald (Poaceae) genetic heterogeneity in Ukraine До питання про генетичну неоднорідність Cenchrus longispinus (Hack.) Fernald (Poaceae) на території України Bagatska, T.S. Kashevarov, G.P. The nomenclature of Cenchrus, a quarantine species in Ukraine, has changed three times in national scientific publications. Herbarium specimens deposited in the Herbarium of M.M. Gryshko Botanical Gardens of the NAS of Ukraine were stu died by PCR-RAPD method. Results of research are indicative of genetic heterogeneity of C. longispinus (Hack.) Fernald in Ukraine. У вітчизняній науковій літературі видова назва карантинного бур’яну Cenchrus змінювалася тричі. Методом PCR-RAPD проведено дослідження гербарних зразків з фондів Гербарію Національного ботанічного саду ім. М.М. Гришка НАН України. Одержані результати свідчать про генетичну неоднорідність зразків C. longispinus (Hack.) Fernald, знайдених на теренах України. M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 2012-09-01 Article Article application/pdf https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/419 10.5281/zenodo.2541658 Plant Introduction; Vol 55 (2012); 95-99 Інтродукція Рослин; Том 55 (2012); 95-99 2663-290X 1605-6574 10.5281/zenodo.3377759 en https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/419/399 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | Bagatska, T.S. Kashevarov, G.P. До питання про генетичну неоднорідність Cenchrus longispinus (Hack.) Fernald (Poaceae) на території України |
| title | До питання про генетичну неоднорідність Cenchrus longispinus (Hack.) Fernald (Poaceae) на території України |
| title_alt | To the problem of Cenchrus longispinus (Hack.) Fernald (Poaceae) genetic heterogeneity in Ukraine |
| title_full | До питання про генетичну неоднорідність Cenchrus longispinus (Hack.) Fernald (Poaceae) на території України |
| title_fullStr | До питання про генетичну неоднорідність Cenchrus longispinus (Hack.) Fernald (Poaceae) на території України |
| title_full_unstemmed | До питання про генетичну неоднорідність Cenchrus longispinus (Hack.) Fernald (Poaceae) на території України |
| title_short | До питання про генетичну неоднорідність Cenchrus longispinus (Hack.) Fernald (Poaceae) на території України |
| title_sort | до питання про генетичну неоднорідність cenchrus longispinus (hack.) fernald (poaceae) на території україни |
| url | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/419 |
| work_keys_str_mv | AT bagatskats totheproblemofcenchruslongispinushackfernaldpoaceaegeneticheterogeneityinukraine AT kashevarovgp totheproblemofcenchruslongispinushackfernaldpoaceaegeneticheterogeneityinukraine AT bagatskats dopitannâprogenetičnuneodnorídnístʹcenchruslongispinushackfernaldpoaceaenateritorííukraíni AT kashevarovgp dopitannâprogenetičnuneodnorídnístʹcenchruslongispinushackfernaldpoaceaenateritorííukraíni |