Аналіз ДНК-поліморфізму інтродукованих видів роду Galanthus L. (Amaryllidaceae J. St.-Hil.) за допомогою RAPD-маркерів
The results of the DNA polymorphism study of Ukrainian and Caucasian snowdrop (Galanthus L.) species introduced to M. M. Gryshko National Botanical Gardens – Galanthus alpinus, G. angustifolius, G. elwesii ucr. auct., G. lagodechianus, G. nivalis, G. plicatus and G. woronowii are presented. RAPD ana...
Gespeichert in:
| Datum: | 2011 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine
2011
|
| Online Zugang: | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/469 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Plant Introduction |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Plant Introduction| _version_ | 1860122623856345088 |
|---|---|
| author | Zubov, D.A. Kashevarov, G.P. Didenko, S.Ya. Blum, O.B. |
| author_facet | Zubov, D.A. Kashevarov, G.P. Didenko, S.Ya. Blum, O.B. |
| author_sort | Zubov, D.A. |
| baseUrl_str | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2019-12-01T14:08:58Z |
| description | The results of the DNA polymorphism study of Ukrainian and Caucasian snowdrop (Galanthus L.) species introduced to M. M. Gryshko National Botanical Gardens – Galanthus alpinus, G. angustifolius, G. elwesii ucr. auct., G. lagodechianus, G. nivalis, G. plicatus and G. woronowii are presented. RAPD analysis of electrophoregrams obtained by mean of sixteen 10-mer oligonucleotide primers were performed. According to this results the intraspecific DNA fragments (amplicons) were detect. Genotypic differences found in morphologically heterogeneous plants of G. elwesii ucr. auct. (plants with narrowand broadly-lanceolate leaves), in plants of G. alpinus var. alpinus, and also the differences identified between G. plicatus growing outside the main Ukraine distribution area (Crimea) in the natural boundary Kholodny Yar (Cherkassy region) and Crimean G. plicatus, indicate the presence of intraspecific and intrapopulation variability in these species, which requires further special study. To clarify the taxonomic status of critical species G. elwesii ucr. auct. distributed in Odessa and Nikolaev regions its comparative molecular studies with G. cfr. graecus are necessary. |
| doi_str_mv | 10.5281/zenodo.2544348 |
| first_indexed | 2025-07-17T12:42:52Z |
| format | Article |
| fulltext |
53ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2011, № 4
УДК 582.572.42:577.29
Д.А. ЗУБОВ, Г.П. КАШЕВАРОВ, С.Я. ДИДЕНКО, О.Б. БЛЮМ
Национальный ботанический сад им. Н.Н. Гришко НАН Украины
Украина, 01014 г. Киев, ул. Тимирязевская, 1
АНАЛИЗ ДНК-ПОЛИМОРФИЗМА
ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ ВИДОВ РОДА GALANTHUS L.
(AMARYLLIDACEAE J. ST.-HIL.) С ПОМОЩЬЮ RAPD- МАРКЕРОВ
Приведены результаты изучения ДНК-полиморфизма украинских и кавказских видов подснежников (Galanthus
L.), интродуцированных в Национальном ботаническом саду им. Н.Н. Гришко НАН Украины: Galanthus alpinus,
G. angustifolius, G. elwesii ucr. auct., G. lagodechianus, G. nivalis, G. plicatus и G. woronowii. По результатам
RAPD-анализа электрофореграмм, полученных при помощи 16 декаолигонуклеотидных маркеров, выявлены ви-
доспецифические фрагменты ДНК (ампликоны). Генотипические отличия, обнаруженные у морфологически не-
однородных растений G. elwesii ucr. auct. (с узколанцетовидным и широколанцетовидным листом), G. alpinus
var. alpinus, а также различия, выявленные между растениями G. plicatus, произрастающими за пределами
основного в Украине (крымского) ареала в урочище «Холодный Яр» (Черкасская обл.) и в Крыму, свидетельству-
ют о наличии у этих видов внутривидовой и внутрипопуляционной изменчивости, которая требует дальней-
шего специального изучения. Для выяснения таксономического статуса произрастающего в Одесской и Никола-
евской областях критического вида G. elwesii ucr. auct. необходимо провести сравнительные молекулярные
исследования его и G. cfr. graecus.
© Д.А. ЗУБОВ, Г.П. КАШЕВАРОВ,
С.Я. ДИДЕНКО, О.Б. БЛЮМ, 2011
Относительно молодой в эволюционном
плане и сложный в систематическом отно-
шении род Galanthus L. в настоящее время,
согласно последней монографической об-
работке А. Дэвиса и дополнениям, включа-
ет 20 видов [3, 13, 16]. Центрами видообра-
зования и биоразнообразия представите-
лей рода является Кавказ (первичный
центр), в частности Западное Закавказье
(Колхидская низменность), а также Малая
Азия и Средиземноморье.
В последнее время в изучении данного
рода активно развивается филогенетиче-
ское направление. Проведены кариологи-
ческе, молекулярные и кладистические ис-
следования, выявившие генетически род-
ственные расы подснежников независимо
от морфологических признаков. Особенно
значимыми в данном аспекте оказались ре-
зультаты сравнения существующих таксо-
нов рода на основании определенных по-
следовательностей ДНК пластидного и
ядерного геномов [10, 12, 19–21, 23]. Эти
данные позволили выявить родительские
пары естественных интрогрессивных и
сложных в систематическом аспекте рас
(природных гибридов) подснежников.
До настоящего времени остается неясным
вопрос относительно видового состава рода
Galanthus L. на территории Украины. Так, в
последнем издании «Определителя высших
растений Украины» и «Червоної книги Ук-
раїни. Рослинний світ» [9, 11] приведены три
вида подснежников: G. nivalis L., G. pli catus
M. Bieb. и G. elwesii Hook. f. По мнению дру-
гих исследователей [4, 8], во флоре Украины
насчитывается четыре вида: G. nivalis, G. pli-
catus, G. elwesii и G. graecus Orph. ex Boiss.
Известный морфолог растений и знаток се-
мейства Amarylli daceae З.Т. Артюшенко счи-
тала, что в Украине произрастает только
разновидность G. elwesii — G. elwesii var.
maximus (Velen.) G. Beck [1]. Английский мо-
нограф рода А. Дэвис для Украины также
приводит четыре вида [16], однако вместо
G. graecus он указывает G. gracilis Čelak.
После совместной украино-британской
экспедиции по Киевской и Одесской обла-
54 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2011, № 4
Д.А. Зубов, Г.П. Кашеваров, С.Я. Диденко, О.Б. Блюм
стям в марте 2011 г. (В.И. Мельник, Д.А. Зу-
бов, С.Я. Диденко — НБС им. Н.Н. Гришко,
Киев, Украина; А. Дэвис, А. Триас-Бласи —
Королевские ботанические сады, Кью, Вели-
кобритания) А. Дэвис пересмотрел свою точ-
ку зрения. В результате проведенных поле-
вых исследований растений в Одесской
области, а также согласно недавно получен-
ным им молекулярно-гене ти ческим данным
(маркеры пластидного генома matK и trnL-F),
G. elwesii ucr. auct. из Одесской области ока-
зался полностью идентичным расам G. el we-
sii, произрастающего в Греции. В то же время
украинские и греческие растения по тем
же маркерам четко отличаются от истинного
G. elwesii (широкие (1,5–3,6 см), прямостоя-
чие, слегка штопоровидно закрученные ли-
стья; охватывающее почкосложение; две
выраженные продольные складки на адак-
сиальной стороне листовой пластинки; вер-
хушка внутренней доли околоцветника пря-
мая, неотвернутая у синуса), произрастаю-
щего только в южной Турции в горах Тавра
(A.P. Davis, личное сообщение).
Что касается G. gracilis fide Davis (листья
узкие, 0,3–0,6 см шириной, штопоровидно
закрученные, лежачие; плоское почкосло-
жение; верхушка внутренней доли около-
цветника с отвернутыми кнаружи краями у
синуса), описанного из Болгарии, то, скорее
всего, он произрастает только на континен-
тальной территории западной Турции и
греческого о. Самос и не встречается на Бал-
канском полуострове (Болгария, Румыния,
континентальная Греция, западная оконеч-
ность эгейского побережья Турции), в При-
черноморской низменности и на Бессараб-
ской возвышенности (Украина, Молдова)
(A.P. Davis, личное сообщение). Вероятнее
всего, растения из Одесской и Николаевской
областей, как и греческие (кроме растений с
о. Самос), следует рассматривать как весь-
ма полиморфный вид — G. graecus (листья
от узких до широких (0,8–2,3 см шириной),
без продольных складок на адаксиальной
стороне, прямостоячие, слегка штопоровид-
но закрученные; почкосложение от плоско-
го до охватывающего; верхушка внутренней
доли околоцветника с отвернутыми кнару-
жи краями у синуса). Растение G. graecus
было собрано на греческом о. Хиос и описано
Т. Орфанидисом в 1882 г. (гора Пеллинос,
1140 м н. у. м., type G). Общий ареал этого
вида лежит, по-видимому, в пределах Юго-
Восточной Европы (включая Украину), Сре-
диземноморья (острова Хиос, Лесбос, Тас-
сос) и Западной Азии (западная оконечность
эгейского побережья Турции). Видовую са-
мостоятельность G. graecus отстаивал и ру-
мынский ботаник К. Захариади [5, 22].
Иными словами, таксономия растений
видов G. elwesii (nom. cons. prop., A. Davis,
1997 [14, 16], holotype K by Elwes, 1874 — за-
падная часть Турции, окрестности Измира,
Маниса-Даг, 610–914 м н. у. м.; conserved
type K by Danford, 1879 — южная часть
Турции, окрестности Аданы, Гяур-Даг, 610 м
н. у. м.), G. graecus и G. gracilis (nom. cons.
prop., A. Davis, 1999 [14, 16], holotype PR by
Milde, 1890 — северо-восточная Болгария,
окрестности Шумена) на данный момент
весьма запутана и требует прояснения на
основе дальнейшего изучения их морфоло-
гических признаков, ареалов, а также ис-
следования при помощи молекулярных
маркеров их пластидного (matK, trnL-F) и
ядерного геномов (ITS). В этой связи мы счи-
таем целесообразным временно рассматри-
вать подснежник, произрастающий в Одес-
ской и Николаевской областях, как G. elwesii
ucr. auct. до окончательного прояснения
таксономического статуса обоих критиче-
ских видов — G. elwesii и G. graecus.
Кроме того, как отмечает A. Дэвис [15],
более ранним синонимом болгарско го
G. gra cilis fide Davis необходимо считать
G. reflexus Herb. — таксон, описанный из
Турции, который, по-видимому, требует
восстановления с приведением неотипа
растений, собранных именно в Турции, но
с сохранением за ним общепринятой кон-
цепции вида G. gracilis fide Davis (листья
узкие, 0,3–0,6 см шириной, штопоровид-
но закрученные, лежачие; плоское поч-
55ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2011, № 4
Анализ ДНК-полиморфизма интродуцированных видов рода Galanthus L. (Amaryllidaceae J. St.-Hil.)...
косложение; верхушка внутренней доли
околоцветника с отвернутыми кнаружи
краями у синуса) [16]. Ранее таксон G. re-
flexus был ошибочно отвергнут (nom. rej.
prop., А. Дэвис, 2000, type not preserved,
северо-за пад ная Турция, вилайеты 1 Ча-
наккале и Баликезир, Каз-Даг, leg.
Lauder, 1845) [15, 16]. По нашему мнению,
именно G. gracilis sensu Čelakovsky, опи-
санный с Балканского полуострова (Бол-
гария), а не G. reflexus, опи санный из Ма-
лой Азии (Турция), следует считать си-
нонимом G. gra e cus, который был описан
с о. Хиос (Греция).
Таким образом, при изучении критиче-
ских видов Galanthus, в том числе и упомя-
нутых выше, все большее значение приобре-
тает привлечение методов молекулярных
маркеров, одним из которых является метод
RAPD (Ran domly Amplified Polymorphic
DNA)-ПЦР (полимеразная цепная реакция).
В данной молекулярной технике используют
определенную последовательность ДНК об-
разцов изучаемых растений, которую затем
выборочно амплифицируют в миллионы раз,
что позволяет получить большое количество
фрагментов-копий ДНК (так называемых
ампликонов). Далее ампликоны разделяют
на фрагменты ДНК различной молекуляр-
ной массы посредством электрофореза в ага-
розном геле. Такие ДНК являются уникаль-
ными отпечатками (finger prints), которые
свидетельствуют о наличии генетических
различий/сходства как на видовом, так и на
внутривидовом уровне. Ценность метода
RAPD-ПЦР заключается в том, что он позво-
ляет получить необходимые дополнитель-
ные характеристики при изучении тех так-
сонов, которые не имеют заметных морфоло-
гических или анатомических отличий.
Целью настоящего исследования было
молекулярное изучение представленных в
коллекции НБС произрастающих в Украи-
не и на Кавказе видов рода Galanthus, в
1 Вилайет — основная административно-территориальная едини-
ца в Турции.
частности, таких критических видов, как
G. elwesii — G. graecus и G. angustifolius
G. Koss — G. alpinus Sosn. var. alpinus. Осо-
бый интерес также представляло выясне-
ние вопроса о таксономической идентично-
сти подснежника, произрастающего в Чер-
касской области (урочище «Холодный Яр»),
G. plicatus, произрастающему в Крыму.
Материалы и методы
Материалом для исследования послужили
растения 7 видов Galanthus (11 образцов),
интродуцированных в Национальном бота-
ническом саду им. Н.Н. Гришко НАН Украи-
ны: 1 — Galanthus nivalis (Киевская обл.,
Украина); 2 — Galanthus angustifolius (Ка-
бар дино-Балкарская Республика, РФ); 3 —
Galanthus elwesii ucr. auct. с узколанцето-
видным листом и плоским почкосложени ем
(Одесская обл., Украина); 4 — Galanthus el-
wesii ucr. auct. с широколанцетовидным ли-
стом и охватывающим поч косложением
(Одес ская обл., Украина); 5 — Galanthus pli-
catus (мутантное растение «Trym», урочище
«Холодный Яр», Черкасская обл., Украина);
6 — Galanthus plicatus (АР Крым, Украина);
7 — Galanthus plicatus (урочище «Холодный
Яр», Черкасская обл., Украина); 8 — Galan-
thus lagodechianus Kem.-Nath. (урочище
«Лагодехи», Грузия); 9 — Ga lan thus alpinus
var. alpinus (Грузия); 10 — Galanthus alpinus
var. alpinus (Грузия); 11 — Galanthus wo ro-
nowii Losinsk. (урочище «Казачья Щель»,
окрестности Туапсе, РФ).
Из свежих листьев растений выделяли
ДНК с использованием цетилтриметилам-
монийбромида (CTAB) согласно общепри-
нятому протоколу [13]. Спектральные ха-
рактеристики полученных образцов ДНК и
ее количество определяли с помощью спек-
трофотометра «Nano-Drop» (США). ДНК
изучали методом RAPD-ПЦР с использова-
нием 16 декаолигонуклеотидных праймеров
(табл. 1, 2). Реакционная смесь для проведе-
ния ПЦР объемом 25 мкл содержала:
20 нг ДНК, 0,2 мМ dNTP, 2,0 U Taq-по-
лимеразы, 0,6 мкМ праймера, 15 мМ Tris-Cl
56 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2011, № 4
Д.А. Зубов, Г.П. Кашеваров, С.Я. Диденко, О.Б. Блюм
с pH 8,3, 75 мМ KCl, 0,06 мг/мл BSA, 2 мМ
MgCl
2
. На реакционную смесь наносили 15 мкл
минерального масла. В качестве негативно-
го контроля использовали стандартную ре-
акционную смесь без ДНК.
ПЦР проводили при помощи амплифи-
катора «CreaCon» (Нидерланды) в следую-
щем температурном режиме: 94 °С — 5 мин,
35 циклов (94 °С — 1 мин, 33 °С — 1 мин,
72 °С — 1 мин) и 72 °С — 7 мин. Температу-
ра гибридизации (t
гибр.
) для праймеров со-
ставляла 33 °С. Все реакции повторяли с
целью обеспечения их воспроизводимости.
Продукты амплификации (10 мкл) раз-
деляли при помощи электрофореза в 1,7 %
агарозном геле с трис-боратным буфером
с этилендиаминтетрауксусной кислотой
(ЭДТА) и окрашивали бромистым этидием
для визуализации в ультрафиолетовом све-
те. Taq-полимераза, NTP (смесь дезоксину-
клеотидтрифосфатов), а также ДНК мар-
кер (GeneRullerTM 100 bp Plus DNA Lad der)
были получены от компании «Fer mentas»
(Литва). Гели фотографировали в УФ-свете
(254 нм) при помощи трансиллюминатора с
системой фотодокументации (Vilbert Lour-
mat, Франция).
Результаты и обсуждение
Типичные электрофореграммы, получен-
ные при помощи 16 деcятимерных олигону-
клеотидных праймеров приведены на рис. 1.
При анализе электрофореграмм учитывали
как мажорные, так и минорные ПЦР-
фрагменты (полосы, ампликоны или локу-
сы). На большинстве электрофореграмм
каждый из изученных видов Galanthus L.
имел индивидуальные RAPD-фрагменты,
Таблица 1. Характеристика RAPD-праймеров,
использованных для анализа полиморфизма
растений Galanthus cfr. elwesii
№ П
р
а
й
м
е
р
Н
у
к
л
е
о
т
и
д
н
а
я
п
о
с
л
е
д
о
в
а
т
е
л
ь
н
о
с
т
ь
(5
'–
3
')
У
ч
т
е
н
о
ф
р
а
гм
е
н
т
о
в
,
ш
т
.
П
о
л
и
м
о
р
ф
н
ы
х
ф
р
а
гм
е
н
т
о
в
,
ш
т
.
%
п
о
л
и
м
о
р
ф
и
з
м
а
1 OPP-01 GTAGCACTCC 18 3 16,7
2 OPP-02 TCGGCACGCA 23 3 13,0
3 OPP-03 CTGATACGCC 11 2 18,2
4 OPP-04 GTGTCTCAGG 8 0 0
5 OPP-05 CCCCGGTAAC 21 5 23,8
6 OPP-06 GTGGGCTGAC 10 0 0
7 OPP-07 GTCCATGCCA 13 0 0
8 OPP-08 ACATCGCCCA 20 0 0
9 OPP-09 GTGGTCCGCA 16 2 12,5
10 OPP-10 TCCCGCCTAC 22 6 27,3
11 OPP-11 AACGCGTCGG 14 2 14,3
12 OPP-12 AAGGGCGAGT 12 3 25,0
13 MACH-1 TCCACCGAGC 14 2 14,3
14 MACH-6 GAGCCAACCG 12 0 0
15 MACH-7 AGTCAGCCAC 15 1 6,7
16 MACH -9 AGGTGACCGT 15 1 6,7
В целом 244 30 12,3
Таблица 2. Характеристика RAPD-праймеров,
использованных для анализа полиморфизма
растений Galanthus plicatus
№ П
р
а
й
м
е
р
Н
у
к
л
е
о
т
и
д
н
а
я
п
о
с
л
е
д
о
в
а
т
е
л
ь
н
о
с
т
ь
(5
'–
3
')
У
ч
т
е
н
о
ф
р
а
гм
е
н
т
о
в
,
ш
т
.
П
о
л
и
м
о
р
ф
н
ы
х
ф
р
а
гм
е
н
т
о
в
,
ш
т
.
%
п
о
л
и
м
о
р
ф
и
з
м
а
1 OPP-01 GTAGCACTCC 14 2 14,3
2 OPP-02 TCGGCACGCA 16 3 18,7
3 OPP-03 CTGATACGCC 8 0 0
4 OPP-04 GTGTCTCAGG 10 0 0
5 OPP-05 CCCCGGTAAC 20 5 25,0
6 OPP-06 GTGGGCTGAC 12 0 0
7 OPP-07 GTCCATGCCA 11 2 18,2
8 OPP-08 ACATCGCCCA 15 3 20,0
9 OPP-09 GTGGTCCGCA 13 2 15,4
10 OPP-10 TCCCGCCTAC 22 10 45,4
11 OPP-11 AACGCGTCGG 19 5 26,3
12 OPP-12 AAGGGCGAGT 15 0 0
13 MACH-1 TCCACCGAGC 15 3 20,0
14 MACH-6 GAGCCAACCG 11 4 36,4
15 MACH-7 AGTCAGCCAC 12 3 25,0
16 MACH -9 AGGTGACCGT 12 2 16,7
В целом 225 44 19,5
57ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2011, № 4
Анализ ДНК-полиморфизма интродуцированных видов рода Galanthus L. (Amaryllidaceae J. St.-Hil.)...
отличающиеся наличием или отсутствием
определенных ампликонов.
Электрофореграммы морфологически
хорошо очерченных видов G. lagodechianus
и G. woronowii (образцы 8 и 11 соответ-
ственно) имели в большей или меньшей
степени отчетливо выраженные генотипи-
ческие отличия по всем праймерам, кроме
OPP-04 и OPP-07, по которым они оказа-
лись идентичными. Наибольшее количе-
ство отличающихся ампликонов (5–12) на
электрофореграммах этих видов было об-
наружено для праймеров OPP-02, OPP-05,
OPP-06, OPP-10, OPP-11, MACH-1 и
MACH-7. G. lagodechianus является гекса-
плоидной циторасой, возникшей, вероятно,
в результате воздействия экстремальных
условий плейстоценового оледенения [10,
12], а G. woronowii — эндемиком и релик-
том Западного Закавказья (Колхида) и
представляет собой наиболее древнюю
морфу подснежников с апикальным сину-
сом на внутренних долях околоцветника
(однако не самую древнюю в роду).
Подснежники G. nivalis (образец 1) и G. an-
gustifolius (образец 2) имели отчетливые
генотипические отличия практически по
всем 16 маркерам (праймерам), что под-
тверждает их несомненный видовой статус
и опровергает мнение З.Т. Артюшенко [1] о
необходимости рассмотрения G. angustifo-
lius не как самостоятельного вида, а как
Рис. 1. Электрофоретические спектры RAPD-фрагментов, полученные при помощи разных праймеров и ха-
рактеризующие генетическую гетерогенность растений рода Galanthus L.: а) праймер OPP-07; б) праймер
OPP-08; в) праймер OPP-11; г) праймер MACH-9; М — маркер молекулярной массы (100 bp Plus DNA Ladder,
«Fermentas»); 1–11 — номера исследованных растений: 1 — G. nivalis; 2 — G. angustifolius; 3 — G. elwesii ucr.
auct. (с узколанцетовидным листом); 4 — G. elwesii ucr. auct. (с широколанцетовидным листом); 5 — G. plicatus
(урочище «Холодный Яр», мутантное растение «Trym»); 6 — G. plicatus (АР Крым); 7 — G. plicatus (урочище
«Холодный Яр»); 8 — G. lagodechianus, 9, 10 — Galanthus alpinus; 11 — G. woronowii
58 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2011, № 4
Д.А. Зубов, Г.П. Кашеваров, С.Я. Диденко, О.Б. Блюм
подвида G. nivalis subsp. angustifolius (G. Koss)
Artjush. О самостоятельности этих двух ви-
дов свидетельствует и тот факт, что они от-
личаются и своими ареалами: G. nivalis —
Южная и Средняя Европа, а G. angustifo-
lius — Центральный Кавказ [2, 16].
Подснежники G. angustifolius (образец
1 — растения с узким листом и плоским
почкосложением, Кабардино-Балкарская
Республика, РФ) и G. alpinus var. alpinus
(образцы 9, 10 — растения с широким ли-
стом и охватывающим почкосложением,
Грузия) генотипически оказались весьма
сходными (рис. 2). Их электрофореграммы
имели существенные отличия только для
праймеров OPP-05 (по 8 ампликонам) и
OPP-10 (по 4 ампликонам). Для праймеров
OPP-06 и OPP-07 они оказались идентич-
ными, а для всех остальных изученных
праймеров выявлены незначительные от-
личия по 1–3 локусам. По-видимому, как и
предполагал Ю. Кос [6], описавший G. an-
gustifolius, этот подснежник генетически
очень близок к расам смежно-сим па три-
ческого G. alpinus s. l.
Образцы G. elwesii ucr. auct. из Одесской
области, имевшие некоторые морфологиче-
ские отличия (образец 3 — растение с узко-
ланцетовидным листом и плоским почко-
сложением, похожее на G. graecus, и обра-
зец 4 — растение с широколанцетовидным
листом и охватывающим почкосложением,
похожее на G. elwesii), имели гено ти пи чес-
ки идентичные электрофореграммы для
6 праймеров (OPP-03, OPP-04, OPP-06,
OPP-07, OPP-08, OPP-09) и незначительные
отличия в количестве и расположении ам-
пликонов на электрофореграммах, получен-
ных с праймерами OPP-01, OPP-11, OPP-12,
MACH-6 и MACH-7. Наибольшая полиморф-
ность между этими образцами была обна-
ружена по праймерам OPP-02, OPP-05,
OPP-10, MACH-1 и MACH-9 (рис. 3).
Общий уровень полиморфизма в спек-
трах продуктов амплификации у этого под-
снежника составил 12,3 % (см. табл. 1). Ве-
роятнее всего, в Причерноморской низмен-
ности и на Бессарабской возвышенности
(Одесская и Николаевская обл.) мы имеем
дело с единой интрогрессивной (с наличием
обратного скрещивания) расой подснежни-
ков (которую в данной статье мы рассма-
триваем как G. elwesii ucr. auct.), как и в
Рис. 2. Электрофоретические спектры RAPD-
фрагментов генетически близких видов Galanthus
angustifolius (2) и G. alpinus var. alpinus (образцы 9,
10), полученные при помощи разных праймеров.
Полиморфные фрагменты обозначены стрелками
Рис. 3. Электрофоретические спектры RAPD-
фрагментов морфологически различных типов Ga-
lanthus elwesii ucr. auct.: 3 — с узколанцетовидным
листом и плоским почкосложением; 4 — с широко-
ланцетовидным листом и охватывающим почко-
сложением. Полиморфные фрагменты обозначены
стрелками
59ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2011, № 4
Анализ ДНК-полиморфизма интродуцированных видов рода Galanthus L. (Amaryllidaceae J. St.-Hil.)...
случае с G. × valentinei nothosubsp. subpli-
catus A. P. Davis, являющимся природным
гибридом между G. nivalis и G. plicatus
M. Bieb. subsp. byzantinus (Baker) D.A.
Webb. [18]. Очевидно, что в указанных
выше областях Украины никакой вид-
двойник подснежника не произрастает,
нужно только определиться, в качестве ка-
кого именно вида рассматривать эту еди-
ную интрогрессивную расу: как G. elwesii
ucr. auct. или как G. cfr. graecus. Таким об-
разом, на территории Украины произрас-
тает не четыре, как считалось ранее [4, 8,
16], а три вида подснежников, а именно: G.
nivalis, G. plicatus и G. elwesii ucr. auct.
Электрофореграммы образцов G. pli ca-
tus, произрастающего за пределами основ-
ного в Украине (крымского) ареала в уро-
чище «Холодный Яр» (Черкасская обл.),
включая мутантное растение «Trym» 2 (об-
разцы 7 и 5 соответственно), и в Крыму (об-
разец 6), оказались идентичными по 5 прай-
мерам (OPP-03, OPP-04, OPP-06, OPP-07 и
OPP-12), однако имели определенные от-
личия (по 1–5 локусам) по остальным прай-
мерам. Наибольшие отличия у этого под-
снежника были отмечены для праймеров
OPP-05 и OPP-10 — соответственно по 4
и 5 локусам (рис. 4), а общий уровень поли-
морфизма в спектрах продуктов амплифи-
кации составил 19,5 % (табл. 2). Несомнен-
но, эти генотипические отличия связаны с
внутривидовой и внутрипопуляционной
изменчивостью G. plicatus, которая требу-
ет специального изучения. Более деталь-
ные молекулярно-генетические исследо-
вания с применением иных типов прайме-
ров, а также других техник анализа
позволят оценить уровень внутрипопуля-
ционной и межпопуляционной изменчиво-
сти у данного вида и дать окончательный
ответ на вопрос об автохтонности рассмат-
риваемой расы подснежника из Черкас-
ской области.
2 Это растение имеет по три равные доли с апикальным синусом
в обоих кругах околоцветника.
Выводы
1. По результатам RAPD-анализа получен-
ных при помощи произвольно выбранных
16 декаолигонуклеотидных маркеров элект-
рофореграмм интродуцированных в На-
циональном ботаническом саду им. Н.Н. Гриш-
ко НАН Украины видов рода Galan thus
отобраны наиболее полиморфные маркеры
(OPP-02, OPP-05, OPP-10, OPP-11, MACH-1,
MACH-9) и выявлены видоспецифические
фрагменты ДНК (ампликоны).
2. Генотипические отличия, обнаружен-
ные у морфологически неоднородных рас-
тений G. elwesii ucr. auct. (с узколанцето-
видным листом и плоским почкосложением
и с широколанцетовидным листом и охва-
тывающим почкосложением), у растений
G. alpinus var. alpinus, а также между рас-
тениями G. plicatus, произрастающими за
пределами основного в Украине (крымско-
го) ареала в урочище «Холодный Яр» (Чер-
касская обл.) и в Крыму, свидетельствуют о
наличии у этих видов внутривидовой и
внутрипопуляционной изменчивости, ко-
торая требует дальнейшего специального
изучения.
Рис. 4. Электрофоретические спектры RAPD-
фрагментов растений из различных популяций
Galanthus plicatus: 5 — урочище «Холодный Яр»,
Черкасская обл., мутантное растение «Trym»; 6 —
АР Крым; 7 — урочище «Холодный Яр», Черкас-
ская обл. Полиморфные фрагменты обозначены
стрелками
60 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2011, № 4
Д.А. Зубов, Г.П. Кашеваров, С.Я. Диденко, О.Б. Блюм
3. Между морфологически хорошо очер-
ченными видами подснежников — G. nivalis
(образец 1), G. lagodechianus (образец 8) и
G. woronowii (образец 11) — выявлены чет-
кие генотипические отличия.
4. Необходимо провести дополнитель-
ные молекулярные исследования по срав-
нению украинского вида подснежника
(G. elwesii ucr. auct.), произрастающего в
Одесской и Николаевской областях, с ви-
дами подснежников из Молдовы, Болга-
рии, Румынии, материковой и островной
Греции (G. graecus) и Турции (G. elwesii —
горы Тавра; G. gracilis — хребет Каз-Даг)
для четкого таксономического разграни-
чения этих критических видов.
Авторы выражают благодарность
Я.В. Пир ко за советы и замечания при
под готовке рукописи статьи, а также
В.П. Гра хову за оказанную помощь в
оформлении рисунков.
1. Артюшенко З.Т. Амариллисовые (Ama -
ryl lidaceae Jaume St.-Hilaire) СССР. Морфоло-
гия, систематика и использование. — Л.: Наука,
1970. — 180 с.
2. Артюшенко З.Т., Мордак Е.В. Galanthus L. //
Конспект Флоры Кавказа: в 3 т. / Отв. ред. А.Л. Тах-
таджян. — СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2006. —
Т. 2. — С. 161–165.
3. Габриэлян Э.Ц. Galanthus artjuschenkoae
(Amaryllidaceae), новый вид из Армении и Талыша
// Флора, растительность, растительные ресурсы
Армении. — 1999. — Вып. 12. — С. 13–14.
4. Діденко С.Я. Види роду Galanthus L.
(Amaryllidaceae) в природі і в культурі в Україні:
Автореф. дис. …канд. біол. наук. — К., 2000. — 19 с.
5. Захариади К. Морфология и таксономия не-
которых видов рода Galanthus L. из СССР и РНР //
Второй делегат. съезд Всесоюз. ботан. о-ва, 9–
15 мая 1957 г.). — Л.: Изд-во АН СССР, 1958. —
С. 9–13.
6. Кос Ю.И. Новые кавказские виды рода
Galanthus L. // Ботан. материалы Гербария Ботан.
ин-та АН СССР. — 1951. — Вып. 14. — С. 130–138.
7. Мельник В.И., Диденко С.Я., Спрягайло А.В.
Galanthus plicatus (Amaryllidaceae) — новый вид
для флоры равнинной части Украины // Ботан.
журн. — 2007. — 92, № 8. — С. 1154–1160.
8. Мельник В., Діденко С., Рак О. Порівняння
географічних, еколого-ценотичних особливостей та
структури популяцій Galanthus elwesii Hook. f. та
Galanthus graecus Orph. ex Boiss. в Україні // Зб.
наук. пр. Полтав. держ. пед. ун-ту ім. В.Г. Королен-
ка. Сер. Екологія. Біол. науки. — Полтава, 2007. —
Вип. 6, № 58. — С. 33–47.
9. Определитель высших растений Украины /
Под ред. Ю.Н. Прокудина. — К.: Наук. думка,
1987. — С. 402.
10. Свешникова Л.И. Сравнительно-карио ло ги-
ческое исследование рода Galanthus L. ІІ. Секция
Viridifolii // Ботан. журн. — 1971. — 56, № 2. —
С. 282–293.
11. Червона книга України. Рослинний світ / За
ред. Я.П. Дідуха. — К.: Глобалконсалтинг, 2009. —
С. 62–64.
12. Числа хромосом цветковых растений флоры
СССР: Семейства Aceraceae — Menyanthaceae /
Под ред. А.Л. Тахтаджяна. — Л.: Наука, 1990. —
С. 44–47.
13. Davis A.P., Özhatay N. Galanthus trojanus: a
new species of Galanthus (Amaryllidaceae) from
north-western Turkey // Bot. J. Linn. Soc. — 2001. —
137. — P. 409–412.
14. Davis A.P. (1307) Proposal to conserve the
name Galanthus elwesii (Amaryllidaceae) with a con-
served type // Taxon. — 1997. — 46, N 3. — P. 553–
554.
15. Davis A.P. (1471) Proposal to reject the na-
me Galanthus reflexus Herb. (Amaryllidaceae) //
Ibid. — 2000. — 49, N 4. — P. 813–814.
16. Davis A.P. The Genus Galanthus. — Portland,
Oregon: Timber Press, Inc. in ass. with Kew: Royal
Botanic Garden, 1999. — 297 p.
17. Doyle J.J., Doyle J.L. Isolation of plant DNA
from fresh tissue // Focus. — 1990. — 12. — P. 13–
15.
18. Davis A.P., Byfield A., Özhatay N. et al. Galan-
thus × valentinei nothosubsp. subplicatus (Amarylli-
daceae): a new Galanthus hybrid from north-western
Turkey / // Kew Bulletin. — 2001. — 56, N 3. —
P. 639–647.
19. Lledo M.D., Davis A.P., Crespo M.B. et al.
Phylogenetic analysis of Leucojum and Galanthus
(Amaryllidaceae) based on plastid matK and nuclear
ribosomal spacer (ITS) DNA sequence and morpho-
logy / // Plant Syst. Evol. — 2004. — 246. — P. 223–
243.
20. Taşçi N. The genetic diversity of the Galan-
thus L. species in Turkey: thesis for the degree of
Master of Science. — Istanbul University, 2004. —
118 p.
21. Larsen M.M., Adsersen A., Davis A.P. et al.
Using a phylogenetic approach to selection of target
61ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2011, № 4
Анализ ДНК-полиморфизма интродуцированных видов рода Galanthus L. (Amaryllidaceae J. St.-Hil.)...
plants in drug discovery of acetylcholinesterase in-
hibiting alkaloids in Amaryllidaceae tribe Galan-
theae // Biochem. Syst. Ecol. — 2010. — 38, N 5. —
P. 1026–1034.
22. Zahariadi C., Sǎvulescu T., Nyárády E.I.
Galanthus L. // Fl. Reipub. Soc. România. — Bu cu-
reşti: Fed. Acad. Reipub. Soc. România, 1966. — 11. —
P. 406–413.
23. Zonneveld B.J.M., Grimshaw J.M., Davis A.P.
The systematic value of nuclear DNA content in
Galanthus // Plant Syst. Evol. — 2003. — 241. —
P. 89–102.
Рекомендовал к печати Н.Б. Гапоненко
Д.О. Зубов, Г.П. Кашеваров,
С.Я. Діденко, О.Б. Блюм
Національний ботанічний сад
ім. М.М. Гришка НАН України,
Україна, м. Київ
АНАЛІЗ ДНК-ПОЛІМОРФІЗМУ
ІНТРОДУКОВАНИХ ВИДІВ РОДУ GALANTHUS L.
(AMARYLLIDACEAE J. ST.-HIL.)
ЗА ДОПОМОГОЮ RAPD-МАРКЕРІВ
Наведено результати вивчення ДНК-поліморфізму
українських та кавказьких видів підсніжників (Ga-
lan thus L.), інтродукованих у Національному бо та-
нічному саду ім. М.М. Гришка НАН України: Ga -
lan thus alpinus, G. angustifolius, G. elwesii ucr. auct.,
G. la godechianus, G. nivalis, G. plicatus і G. wo ronowii.
За результатами RAPD-аналізу електрофореграм,
які були отримані за допомогою 16 декаолігонуклео-
тидних маркерів, виявлено видоспецифічні фраг-
менти ДНК (амплікони). Генотипові відмінності,
виявлені у морфологічно неоднорідних рослин
G. elwesii ucr. auct. (з вузь ко ланце то подібним і ши-
роколанцетоподібним листком), у рослин G. alpi nus
var. alpinus, а також відмінності, виявлені між рос-
линами G. plicatus, що зростають за межами осно-
вного в Україні (кримського) ареалу в урочищі «Хо-
лодний Яр» (Черкаська обл.) і у Криму, свідчать про
наявність у цих видів внут рішньовидової та вну-
трішньопопуляційної мінливості, яка потребує по-
дальшого спеціального вивчення. Для з’я сування
таксономічного статусу критичного виду G. elwesii
ucr. auct., що зростає в Одеській та Миколаївській
областях, необхідно провести по рівняльні молеку-
лярні дослідження його та G. cfr. graecus.
D.A. Zubov, G.P. Kashevarov,
S.Ya. Didenko, O.B. Blum
M.M. Gryshko National Botanical Gardens,
National Academy of Sciences of Ukraine,
Ukraine, Kyiv
THE DNA-POLYMORPHISM ANALYSIS
OF INTRODUCED GALANTHUS L. SPECIES
(AMARYLLIDACEAE J. ST.-HIL.) USING
RAPD-MARKERS
The results of the DNA polymorphism study of
Ukrainian and Caucasian snowdrop (Galanthus L.)
species introduced to M. M. Gryshko National Bota-
nical Gardens — Galanthus alpinus, G. angustifolius,
G. elwesii ucr. auct., G. lagodechianus, G. nivalis, G.
plicatus and G. woronowii are presented. RAPD-
analysis of electrophoregrams obtained by mean of
sixteen 10-mer oligonucleotide primers were per-
formed. According to this results the intraspecific
DNA fragments (amplicons) were detect. Genotypic
differences found in morphologically heterogeneous
plants of G. elwesii ucr. auct. (plants with narrow-
and broadly-lanceolate leaves), in plants of G. alpinus
var. al pinus, and also the differences identified be-
tween G. plicatus growing outside the main Ukraine
distribution area (Crimea) in the natural boundary
Kho lodny Yar (Cherkassy region) and Crimean G. plica-
tus, indicate the presence of intraspecific and intrap-
opulation variability in these species, which requires
further special study. To clarify the taxonomic status
of critical species G. elwesii ucr. auct. distributed in
Odessa and Nikolaev regions its comparative molec-
ular studies with G. cfr. graecus are necessary.
|
| id | oai:ojs2.plantintroduction.org:article-469 |
| institution | Plant Introduction |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2025-07-17T12:42:52Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | wwwplantintroductionorg/89/36c99722b891974fb51439424b3ed089.pdf |
| spelling | oai:ojs2.plantintroduction.org:article-4692019-12-01T14:08:58Z The DNA-polymorphism analysis of introduced Galanthus L. species (Amaryllidaceae J. St.-Hil.) using RAPD-markers Аналіз ДНК-поліморфізму інтродукованих видів роду Galanthus L. (Amaryllidaceae J. St.-Hil.) за допомогою RAPD-маркерів Zubov, D.A. Kashevarov, G.P. Didenko, S.Ya. Blum, O.B. The results of the DNA polymorphism study of Ukrainian and Caucasian snowdrop (Galanthus L.) species introduced to M. M. Gryshko National Botanical Gardens – Galanthus alpinus, G. angustifolius, G. elwesii ucr. auct., G. lagodechianus, G. nivalis, G. plicatus and G. woronowii are presented. RAPD analysis of electrophoregrams obtained by mean of sixteen 10-mer oligonucleotide primers were performed. According to this results the intraspecific DNA fragments (amplicons) were detect. Genotypic differences found in morphologically heterogeneous plants of G. elwesii ucr. auct. (plants with narrowand broadly-lanceolate leaves), in plants of G. alpinus var. alpinus, and also the differences identified between G. plicatus growing outside the main Ukraine distribution area (Crimea) in the natural boundary Kholodny Yar (Cherkassy region) and Crimean G. plicatus, indicate the presence of intraspecific and intrapopulation variability in these species, which requires further special study. To clarify the taxonomic status of critical species G. elwesii ucr. auct. distributed in Odessa and Nikolaev regions its comparative molecular studies with G. cfr. graecus are necessary. Наведено результати вивчення ДНК-поліморфізму українських та кавказьких видів підсніжників (Galanthus L.), інтродукованих у Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка НАН України: Galanthus alpinus, G. angustifolius, G. elwesii ucr. auct., G. lagodechianus, G. nivalis, G. plicatus і G. woronowii. За результатами RAPD-аналізу електрофореграм, які були отримані за допомогою 16 декаолігонуклеотидних маркерів, виявлено видоспецифічні фрагменти ДНК (амплікони). Генотипові відмінності, виявлені у морфологічно неоднорідних рослин G. elwesii ucr. auct. (з вузьколанцетоподібним і широколанцетоподібним листком), у рослин G. alpinus var. alpinus, а також відмінності, виявлені між рослинами G. plicatus, що зростають за межами основного в Україні (кримського) ареалу в урочищі “Холодний Яр” (Черкаська обл.) і у Криму, свідчать про наявність у цих видів внутрішньовидової та внутрішньопопуляційної мінливості, яка потребує подальшого спеціального вивчення. Для з’ясування таксономічного статусу критичного виду G. elwesii ucr. auct., що зростає в Одеській та Миколаївській областях, необхідно провести порівняльні молекулярні дослідження його та G. cfr. graecus. M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 2011-12-01 Article Article application/pdf https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/469 10.5281/zenodo.2544348 Plant Introduction; Vol 52 (2011); 53-61 Інтродукція Рослин; Том 52 (2011); 53-61 2663-290X 1605-6574 10.5281/zenodo.3377767 en https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/469/447 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | Zubov, D.A. Kashevarov, G.P. Didenko, S.Ya. Blum, O.B. Аналіз ДНК-поліморфізму інтродукованих видів роду Galanthus L. (Amaryllidaceae J. St.-Hil.) за допомогою RAPD-маркерів |
| title | Аналіз ДНК-поліморфізму інтродукованих видів роду Galanthus L. (Amaryllidaceae J. St.-Hil.) за допомогою RAPD-маркерів |
| title_alt | The DNA-polymorphism analysis of introduced Galanthus L. species (Amaryllidaceae J. St.-Hil.) using RAPD-markers |
| title_full | Аналіз ДНК-поліморфізму інтродукованих видів роду Galanthus L. (Amaryllidaceae J. St.-Hil.) за допомогою RAPD-маркерів |
| title_fullStr | Аналіз ДНК-поліморфізму інтродукованих видів роду Galanthus L. (Amaryllidaceae J. St.-Hil.) за допомогою RAPD-маркерів |
| title_full_unstemmed | Аналіз ДНК-поліморфізму інтродукованих видів роду Galanthus L. (Amaryllidaceae J. St.-Hil.) за допомогою RAPD-маркерів |
| title_short | Аналіз ДНК-поліморфізму інтродукованих видів роду Galanthus L. (Amaryllidaceae J. St.-Hil.) за допомогою RAPD-маркерів |
| title_sort | аналіз днк-поліморфізму інтродукованих видів роду galanthus l. (amaryllidaceae j. st.-hil.) за допомогою rapd-маркерів |
| url | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/469 |
| work_keys_str_mv | AT zubovda thednapolymorphismanalysisofintroducedgalanthuslspeciesamaryllidaceaejsthilusingrapdmarkers AT kashevarovgp thednapolymorphismanalysisofintroducedgalanthuslspeciesamaryllidaceaejsthilusingrapdmarkers AT didenkosya thednapolymorphismanalysisofintroducedgalanthuslspeciesamaryllidaceaejsthilusingrapdmarkers AT blumob thednapolymorphismanalysisofintroducedgalanthuslspeciesamaryllidaceaejsthilusingrapdmarkers AT zubovda analízdnkpolímorfízmuíntrodukovanihvidívrodugalanthuslamaryllidaceaejsthilzadopomogoûrapdmarkerív AT kashevarovgp analízdnkpolímorfízmuíntrodukovanihvidívrodugalanthuslamaryllidaceaejsthilzadopomogoûrapdmarkerív AT didenkosya analízdnkpolímorfízmuíntrodukovanihvidívrodugalanthuslamaryllidaceaejsthilzadopomogoûrapdmarkerív AT blumob analízdnkpolímorfízmuíntrodukovanihvidívrodugalanthuslamaryllidaceaejsthilzadopomogoûrapdmarkerív AT zubovda dnapolymorphismanalysisofintroducedgalanthuslspeciesamaryllidaceaejsthilusingrapdmarkers AT kashevarovgp dnapolymorphismanalysisofintroducedgalanthuslspeciesamaryllidaceaejsthilusingrapdmarkers AT didenkosya dnapolymorphismanalysisofintroducedgalanthuslspeciesamaryllidaceaejsthilusingrapdmarkers AT blumob dnapolymorphismanalysisofintroducedgalanthuslspeciesamaryllidaceaejsthilusingrapdmarkers |