Генетические доказательства современной сетчатой микроэволюции в смешанных популяциях Elymus uralensis, E. viridiglumis, E. mutabilis и E. caninus (Poaceae) на Южном Урале

УДК 582.542.1+575.174.015.3+631.523

  • Елена Валерьевна Шабанова (Кобозева) Центральный сибирский ботанический сад СО РАН https://orcid.org/0000-0002-6566-9325 Email: ekobozeva87@mail.ru
  • Сергей Валентинович Асбаганов Центральный сибирский ботанический сад СО РАН https://orcid.org/0000-0002-7482-7495 Email: cryonus@mail.ru
  • Александр Викторович Агафонов Центральный сибирский ботанический сад СО РАН https://orcid.org/0000-0002-1403-5867 Email: agalex@mail.ru
Ключевые слова: гибридизация, изменчивость, интрогрессия, репродуктивная изоляция, фертильность, ISSR

Аннотация

В статье рассматриваются микроэволюционные взаимоотношения видов рода Elymus, распространенных на территории Южного Урала. Были поставлены задачи проследить генетические связи между видами E. uralensis и E. viridiglumis, описанных из близко расположенных местообитаний, а также оценить возможность интрогрессии E. uralensis с E. mutabilis и E. caninus при совместном произрастании. Для идентификации генотипов использовали ISSR-метод анализа ДНК. Применение шести ISSR-праймеров показало наличие множественной сетчатой микроэволюции в смешанных популяциях видов Elymus Южного Урала. В основе этого процесса лежит периодическая спонтанная гибридизация с последующими явлениями межвидовой интрогрессии. По признаку специфичности ISSR-профилей эндемичный вид E. uralensis не показал родства с сибирской группой видов E. komarovii – E. transbaicalensis – E. margaritae. Была поставлена задача выявить репродуктивную совместимость между видами E. uralensis, E. viridiglumis, E. mutabilis и E. caninus Южного Урала, проследить динамику семенной фертильности и рекомбинации диагностических признаков у гибридов в поколениях F1–F3. В семи комбинациях скрещиваний были созданы гибриды F1, завязавшие выполненные зерновки. Этот факт свидетельствует об отсутствии строгой репродуктивной изоляции E. uralensis от других видов, произрастающих с ним совместно. Моделирование процесса интрогрессии в условиях эксперимента показало возможность стабилизации семенной фертильности гибридов в последующих поколениях. В результате гибридизации образовался набор рекомбинантных морфотипов, сочетающих признаки разных видов. На основании анализа расщепления гибридов по маркерным признакам можно предположить происхождение видов Южного Урала E. uralensis и E. viridiglumis с участием локальных предковых биотипов E. caninus и E. mutabilis.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Литература

Agafonov A. V. 2004. Intraspecific structure and reproductive relationships between Elymus mutabilis and E. transbaicalensis (Poaceae) in Southern Siberia from the viewpoint of taxonomical genetics. Russ. J. Genet. 40, 11: 1229–1238. DOI: 10.1023/B:RUGE.0000048665.40740.2c
Агафонов А. В. Дифференциация рода Elymus L. (Triticeae: Poaceae) в Азиатской части России с позиций таксономической генетики // Сибирский ботанический вестник: электронный журнал, 2007. Т. 2, вып. 1. С. 5–15. URL: http://www.csbg.nsc.ru/uploads/journal.csbg.ru/pdfs/i2.pdf.
Агафонов А. В. Общая структура рекомбинационного генпула Elymus caninus (Triticeae: Poaceae) по данным скрещиваемости и оценки наследования некоторых морфологических признаков, используемых в таксономии // Растительный мир Азиатской России, 2011. № 2. С. 61–70.
Агафонов А. В., Асбаганов С. В., Шабанова (Кобозева) Е. В., Морозов И. В., Бондарь А. А. Геномная конституция и дифференциация субгеномов эндемичных сибирских и дальневосточных видов рода Elymus (Poaceae) по данным секвенирования ядерного гена waxy // Вавиловский журнал генетики и селекции, 2019. Т. 23, № 7. С. 817–826. DOI: 10.18699/VJ19.555
Agafonov A. V., Salomon B. 2002. Genepools among SH genome Elymus species in boreal Eurasia. In: P. Hernández et al. (ed.). Triticeae IV. Spain, Sevilla: Consejeria de Agricultura y Pesca. Pp. 37–41.
Черепанов С. К. Сосудистые растения СССР. Л.: Наука, 1981. 510 с.
Emtseva M. V., Agafonov A. V. 2018. Identification of artificial interspecific hybrids in the genus Elymus (Poaceae) by using ISSR markers. Prospects of Development and Challenges of Modern Botany. BIO Web of Conferences 11: 00011. DOI: 10.1051/bioconf/20181100011
Кобозева Е. В., Емцева М. В., Асбаганов С. В., Агафонов А. В. Таксономическая специфичность дальневосточных видов Elymus kamczadalorum, E. charkeviczii s. l. и E. kronokensis, выявляемая с помощью ISSR-маркеров // Растительный мир Азиатской России, 2017. № 3(27). С. 43–50. DOI: 10.21782/RMAR1995-2449-2017-3(43-50)
Lu B.-R., Salomon B., Bothmer R. von. 1990. Cytogenetic studies of progeny from the intergeneric crosses Elymus × Hordeum and Elymus × Secale. Genome 33: 425–432.
Nei M. 1987. Molecular evolutionary genetics. N. Y.: Columbia Univ. Press. 512 рp.
Nei M., Li W.-H. 1979. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction endonucleases. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 76(10): 5269–5273.
Невский С. А. О новом виде рода Agropyron Gaertn. // Известия Главного ботанического сада СССР, 1930. Т. 29, вып. 1. С. 89–91.
Невский С. А. Колено XIV. Ячменевые – Hordeeae Benth. // Флора СССР. Т. 2. Л.: Изд-во АН СССР, 1934. C. 590–728.
Peer Van de Y., Wachter R. D. 1994. TREECON for Windows: A software package for the construction and drawing of evolutionary trees for the Microsoft Windows environment. Comput. Appl. Biosci. 10: 569–570.
Цвелев Н. Н. Elymus L. // Растения Центральной Азии. Материалы Ботанического института АН СССР. Вып. 4. Л.: Наука, 1968. С. 210–223.
Цвелев Н. Н. Заметки о некоторых родах злаков флоры СССР // Новости сист. высш. раст., 1971. Т. 8. С. 57–82.
Цвелев Н. Н. Новые таксоны злаков (Poaceae) флоры СССР // Новости сист. высш. раст., 1972. Т. 9. С. 55–64.
Цвелев Н. Н. Обзор видов трибы Triticeae Dum. семейства злаков (Poaceae) во флоре СССР // Новости сист. высш. раст., 1973. Т. 10. С. 19–60.
Цвелев Н. Н., Пробатова Н. С. Роды Elymus L., Elytrigia Desv., Agropyron Gaertn., Psathyrostachys Nevski и Leymus Hochst. (Poaceae: Triticeae) во флоре России // Комаровские чтения. Вып. 57. Владивосток: Дальнаука, 2010. С. 5–102.
Вавилов Н. И. Линнеевский вид как система // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции, 1931. Т. 26, вып. 3. С. 109–134.
Опубликован
2024-12-28
Как цитировать
Шабанова (Кобозева) Е. В., Асбаганов С. В., Агафонов А. В. Генетические доказательства современной сетчатой микроэволюции в смешанных популяциях Elymus uralensis, E. viridiglumis, E. mutabilis и E. caninus (Poaceae) на Южном Урале // Turczaninowia, 2024. Т. 27, № 4. С. 141–156 DOI: 10.14258/turczaninowia.27.4.16. URL: http://turczaninowia.asu.ru/article/view/16653.
Раздел
Научные статьи