Филогенетическое положение Phlojodicarpus villosus (Apiaceae) на основе анализа последовательностей ITS и trnH-psbA

  • Ольга Евгеньевна Валуйских Институт биологии Коми НЦ УрО РАН https://orcid.org/0000-0003-2359-1731 Email: valuyskikh@ib.komisc.ru
  • Дмитрий Михайлович Шадрин Институт биологии Коми НЦ УрО РАН https://orcid.org/0000-0003-4365-0145 Email: shdima@ib.komisc.ru
Ключевые слова: вздутоплодник, ДНК-штрихкодирование, генетическое разнообразие растений, гербарные коллекции, Красная книга, Республика Коми, Урал, ITS

Аннотация

В международных открытых генетических базах данных отсутствуют сведения о нуклеотидных последовательностях для Phlojodicarpus villosus. Этот вид сосудистых растений представлен на Урале изолированными реликтовыми популяциями и включен в региональные Красные книги. Совместное применение ядерного и хлоропластного маркеров позволило надежно определить филогенетическое положение P. villosus в пределах трибы Selineae (подсемейство Apioideae, семейство Apiaceae). Установлено, что нуклеотидные последовательности ITS1-ITS2 и trnH-psbA достаточно информативны для того, чтобы идентифицировать представителей данного рода. Высокий полиморфизм полученных последовательностей P. villosus из разных частей ареала (Северный Урал и Колымское нагорье) и наличие эволюционных событий (делеции) оправдывает более пристальное изучение P. villosus и других таксонов рода Phlojodicarpus с использованием молекулярно-генетических методов.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Литература

Baldwin B. G., Sanderson M. J., Porter J. M., Wojciechowski M. F., Campbell C. S., Donoghue M. J. 1995. The ITS region of nuclear ribosomal DNA: a valuable source of evidence on angiosperm phylogeny. Annals of the Missouri Botanical Garden 82(2): 247–277. DOI: 10.2307/2399880
Banasiak L., Piwczynski M., Ulinski T., Downie S. R., Watson M. F., Shakya B., Spalik K. 2013. Dispersal patterns in space and time: a case study of Apiaceae subfamily Apioideae. Journal of Biogeography 40(7): 1324–1335. DOI: 10.1111/jbi.12071
Белковская Т. П. Растительность и флора заповедника «Вишерский» // Растительность и флора, грибы, лишайники заповедника «Вишерский». Соликамск, 2014. С. 18–258.
Benson D. A., Karsch-Mizrachi I., Lipman D. J., Ostell J., Wheeler D. L. 2004. GenBank: update. Nucleic Acids Research 32: D23–D26. DOI: 10.1093/nar/gkh045
Bhargava M., Sharma A. 2013 DNA barcoding in plants: evolution and applications of in silico approaches and resources. Mol. Phylogenet. Evol. 67(3): 631–41. DOI: 10.1016/j.ympev.2013.03.002
BOLD Systems. 2021. Published on the Internet. URL: http://www.boldsystems.org/ (Accessed 25 March 2021).
CBOL Plant Working Group 2009. A DNA Barcode for land plants. PNAS 106(31): 12794–12797. DOI: 10.1073/pnas.0905845106
Чикурова А. Д., Валуйских О. Е. Распространение, эколого-фитоценотическая приуроченность и структура популяций редкого на Урале вида Phlojodicarpus villosus (Apiaceae) // Биодиагностика состояния природных и природно-техногенных систем: Материалы ХVII Всеросс. науч.-практ. конф. Киров, 2019. С. 199–202.
Degtjareva G. V., Logacheva M. D., Samigullin T. N., Terentieva E. I., Valiejo-Roman C. M. 2012. Organization of chloroplast psbA-trnH intergenic spacer in dicotyledonous angiosperms of the family Umbelliferae. Biochemistry Moscow 77: 1056–1064. DOI: 10.1134/S0006297912090131
Downie S. R., Plunkett G. M., Watson M. F., Spalik K., Katz-Downie D. S., Valiejo-Roman C. M., Terentieva E. I., Troitsky A. V., Lee B. Y., Lahham J., El-Oqlah A. 2001. Tribes and clades within Apiaceae subfamily Apiodeae: The contribution of molecular data. Edinburgh Journal of Botany 58(2): 301–330. DOI: 10.1017/S0960428601000658
Downie S. R., Spalik K., Katz-Downie D. S., Reduron J.-P. 2010. Major clades within Apiaceae subfamily Apioideae as inferred by phylogenetic analysis of nrDNA ITS sequences. Plant Div. Evol. 128: 111–136. DOI: 10.1127/1869-6155/2010/0128-0005
Hebert P. D. N., Cywinska A., Ball S. L., Dewaard J. 2003. Biological identifications through DNA barcodes. Proc. Royal Soc. Biological Sciences 270: 313–321. DOI: 10.1098/rspb.2002.2218
Клюйков Е. В., Остроумова Т. А., Захарова Е. А., Украинская У. А., Петрова С. Е. Атлас плодов зонтичных Европейской части России. М.: Ториус. 2018. 191 с. URL: https://botsad.msu.ru/atlas/
Князев М. С. Вздутоплодник мохнатый // Красная книга Свердловской области: животные, растения, грибы. Екатеринбург: ООО «Мир», 2018. С. 115.
Красная книга Пермского края. Приложение. 2018. Электронная версия. URL: http://redbook.permecology.ru
Kress W. J. 2017. Plant DNA barcodes: Applications today and in the future. Journal of Systematics and Evolution. Special Issue: Frontiers in Plant Systematics and Evolution 55(4): 291–307 DOI: 10.1111/jse.12254
Kress W. J., Erickson D. L. 2012. DNA barcodes: methods and protocols. Methods in Molecular Biology 858: 3–8. DOI: 10.1007/978-1-61779-591-6_1
Kress W. J., Erickson D. L., Jones F. A., Swenson N. G., Perez R., Sanjur O., Bermingham E. 2009. Plant DNA barcodes and a community phylogeny of a tropical forest dynamics plot in Panama. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106(44): 18621–18626. DOI: 10.1073/pnas.0909820106
Kress W. J., Garcı’a-Robledo C., Uriarte M., Erickson D. L. 2015. DNA barcodes for ecology, evolution, and conservation. Trends in Ecol. et Evol. 30(1): 25–35. DOI: 10.1016/j.tree.2014.10.008
Kumar S., Stecher G., Li M., Knyaz C., Tamura K. 2018. MEGA X: Molecular Evolutionary Genetics Analysis across computing platforms. Molecular Biology and Evolution 35(1): 1547–1549. DOI 10.1093/molbev/msy096
Kuzmina M. L., Braukmann T. W. A., Fazekas A. J., Graham S. W., Dewaard S. L., Rodrigues A., Bennett B. A., Dickinson T. A., Saarela J. M., Catling P. M., Newmaster S. G., Percy D. M., Fenneman E., Lauron-Moreau A., Ford B., Gillespie L., Subramanyam R., Whitton J., Jennings L., Metsger D., Warne C. P., Brown A., Sears E., Dewaard J. R., Zakharov E. V., Hebert Paul D. N. 2017. Using herbarium derived DNAs to assemble a large scale DNA barcode library for the vascular plants of Canada. Applications in Plant Sciences 5(12): 1700079. DOI: 10.3732/apps.1700079
Лавренко А. Н., Улле З. Г., Сердитов Н. П. Флора Печоро-Илычского биосферного заповедника. СПб., 1995. 256 с.
Liu J., Shi L., Han J., Li G., Lu H., Hou J., Zhou X., Meng F., Downie S. R. 2014. Identification of species in the angiosperm family Apiaceae using DNA barcodes. Molecular Ecology Resources 14(6): 1231–1238. DOI: 10.1111/1755-0998.12262
Mateikovich P. A., Punina E. O., Kopylov-Guskov Yu. O., Nosov N. N., Gudkova P. D., Gnutikova A. A., Machs E. M., Mikhailova Yu. V., Krapivskaya E. E., Rodionov A. V. ITS1-5.8S rDNA-ITS2 and trnL-trnF DNA sequences as markers for the study of Altai feather grasses species diversity. Russian Journal of Genetics 56(4): 417–428. DOI: 10.1134/S1022795420040067
Матвеева Т. В., Павлова О. А., Богомаз Д. И., Демкович Е. А., Лутова Л. А. Молекулярные маркеры для видоидентификации и филогенетики растений // Экологическая генетика, 2011. Т. IX, № 1. С. 32–43.
Menglan S., Watson M. Flora of Mongolia. Virtual Guide. Plant Database as Practacal Approach. 2010. URL: https://floragreif.uni-greifswald.de/
NCBI [2021]. National Center for Biotechnology Information. Published on the Internet: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ (Accessed 25 March 2021).
Ostroumova T. A. 2018. Fruit micromorphology in the Umbelliferae of the Russian Far East. Botanica Pacifica. A journal of plant science and conservation 7(1): 41–49. DOI: 10.17581/bp.2018.07107
Пименов М. Г. Phlojodicarpus Turcz. // Флора Сибири. Под ред. Л. И. Малышева Т. 10. Новосибирск: Наука. 1996. С. 180–182.
Пименов М. Г. 2012. Cемейство Apiaceae Lindl., Umbelliferae Juss. // Конспект флоры Азиатской России. Сосудистые растения. Новосибирск: СО РАН. С. 281–296.
Пименов М. Г. Обновленный конспект зонтичных (Umbelliferae) Средней Азии и Казахстана: номенклатура, синонимия, типификация, распространение // Turczaninowia, 2020. T. 23, № 4. С. 127–257. DOI: 10.14258/turczaninowia.23.4.12
Pimenov M. G., Leonov M. V. 1993. The genera of the Umbelliferae. A nomenclator. Kew: Royal Botanic Gardens. 156 pp.
Пименов М. Г. Остроумова Т. А. Зонтичные (Umbelliferae) России. М.: Тов-во науч. изд. КМК, 2012. 477 с.
Секретарева Н. А. Сосудистые растения Российской Арктики и сопредельных территорий. М.: Тов-во науч. изд. КМК, 2004. 131 с.
Shadrin D., Valuyskikh O., Kanev V. 2020. A checklist of the flowering plants of Komi Republic (northeast of European Russia) and their representation in BOLD and GenBank databases. Acta Biologica Sibirica 6: 357–367. DOI: 10.3897/abs.6.e54572
Shekhovtsov S. V., Shekhovtsova I. N., Peltek S. E. 2019. DNA barcoding: methods and approaches. Biol. Bull. Rev. 9: 475–483. DOI: 10.1134/S2079086419060057
Shneyer V. S. 2009а. DNA barcoding is a new approach in comparative genomics of plants. Russian Journal of Genetics 45(11): 1267–1278.
Шнеер В. С. ДНК-штрихкодирование видов животных и растений – способ их молекулярной идентификации и изучения биоразнообразия // Журн. общ. биол., 2009. Т. 70, № 4. С. 296–315.
Шнеер В. С., Родионов А. В. ДНК-штрихкоды растений // Усп. совр. биол., 2018. Т. 138, № 6. С. 531–537. DOI: 10.7868/S0042132418060017
Сипливинский В. Н. Систематика и генезис рода Phlojodicarpus Turcz. ex Ledeb. // Новости сист. высш. раст., 1970. № 7. С. 257–268.
Tate J. A., Simpson B. B. 2003. Paraphyly of Tarasa (Malvaceae) and diverse origins of the polyploid species. Systematic Botany 28: 723–737. DOI: 10.1043/02-64.1
Thompson J. D., Higgins D. G., Gibson T. J. 1994. CLUSTAL W: Improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting, position-specific gap penalties and weight matrix choice. Nucleic Acids Research 22(22): 4673–4680. DOI: 10.1093/nar/22.22.4673
Тихомиров В. Н. Umbelliferae Juss. (Apiaceae Lindl.) – Зонтичные // Арктическая флора СССР. Вып. VIII. Под ред. А. И. Толмачева, Б. А. Юрцева. Л., 1980. С. 88–90.
Улле З. Г., Валуйских О. Е. Вздутоплодник мохнатый // Красная книга Республики Коми. Сыктывкар: ООО «Коми республиканская типография», 2019. C. 430.
Валуйских О. Е., Канев В. А. Новые сведения о распространении редких видов сосудистых растений на хребте Поясовый Камень (Северный Урал) // Бот. журн., 2019. Т. 104, № 9. С. 1036–1043. DOI: 10.1134/S000681361909014X
Васина А. Л. Вздутоплодник мохнатый // Красная книга Ханты-Мансийского автономного округа – Югры: животные, растения, грибы. Екатеринбург: Изд-во Баско, 2013. С. 178.
Weigand H., Beermann A. J., Ciampor F., Costa F. O., Csabai Z., Duarte S., Geiger M. F., Grabowski M., Rimet F., Rulik B., Strand M., Szucsich N., Weigand A. M., Willassen E., Wyler S. A., Bouchez A., Borja A., Ciamporova-Zatovicova Z., Ekrem T. 2019. DNA barcode reference libraries for the monitoring of aquatic biota in Europe: Gap-analysis and recommendations for future work. Science of The Total Environment 678: 499–524. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.04.247
Zhokhova E. V., Rodionov A. V., Povydysh M. N., Goncharov M. Yu., Protasova Ya. A., Yakovlev G. P. 2019. Current state and prospects of DNA barcoding and DNA fingerprinting in the analysis of the quality of plant raw materials and plant-derived drugs. Biology Bulletin Reviews 9: 301–314. DOI: 10.1134/S2079086419040030
Опубликован
2021-12-20
Как цитировать
Валуйских О. Е., Шадрин Д. М. Филогенетическое положение Phlojodicarpus villosus (Apiaceae) на основе анализа последовательностей ITS и trnH-psbA // Turczaninowia, 2021. Т. 24, № 4. С. 12-22 DOI: 10.14258/turczaninowia.24.4.2. URL: http://turczaninowia.asu.ru/article/view/10767.
Раздел
Научные статьи