Использование признаков петиолярной анатомии для идентификации гибридов и видов секции Aigeiros и Tacamahaca рода Populus

  • Boris Proshkin Novosibirsk State Agrarian University
  • Andrey Klimov InEca-Consulting LLC
Ключевые слова: гибридизация, идентификация, петиолярная анатомия, таксоны, Populus

Аннотация

Представлены результаты изучения петиолярной анатомии видов секций Aigeiros и Tacamahacaи их гибридов. Установлено, что анатомическое строение черешков позволяет диагностировать принадлежность таксона к секции и выявлять межсекционные гибриды; последнее актуально при исследовании зон естественной и антропогенной гибридизации. Листья для работы отбирались со средней части кроны репродуктивно зрелых деревьев с укороченных побегов. Для анализа использовались поперечные срезы, выполненные в верхней части черешка. Материалы исследовались с помощью методов световой микроскопии. Для всех представителей секции Aigeirosхарактерна линейная форма проводящей системы из 3–5 округлых колец и округлый контур адаксиальной стороны черешка. У таксонов секции Tacamahacaона высокоаркообразная, а контур адаксиальной стороны сердцевидный. Изучение гибридов между видами одной секции показало, что они полностью наследуют специфику строения характерную для группы. Наиболее важными анатомическими признаками, маркирующими межсекционные гибриды, следует считать: контур адаксиальной стороны и форму проводящей системы. Характерной особенностью гибридов является усеченный или выемчатый контур адаксиальной стороны черешка, поскольку у большинства из них в верхней части черешка наблюдается не желобок, а только выемка. Форма проводящей системы у большинства межсекционных гибридов промежуточная. Анализ строения черешков Populus× sibiricaподтвердил данные ряда авторов о том, что это гибридный культивар, возникший в результате скрещивания видов секций Aigeiros и Tacamahaca.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Литература

Альбенский А. В., Дьяченко А. Е. Разведение быстрорастущих и ценных деревьев и кустарников.М., 1940. 226 с.
Альбенский А. В., Крылов Г. В., Логгинов Б. И., Щерлин И. Д. Использование быстрорастущих пород в полезащитном лесоразведении. М., 1956. С. 68–87.
Бакулин В. Т. Интродукция и селекция тополя в Сибири. Новосибирск: Наука, 1990. 174 с.
Бакулин В. Т. Использование тополя в озеленении промышленных городов Сибири: краткий анализ проблем // Сибирский экологический журнал, 2005. № 4.С. 563–571.
Chhatre V. E., Evans L. M., DiFazio S. P., Keller S. R. 2018.Adaptive introgression and maintenance of a trispecies hybrid complex in range-edge populations of Populus.Molecular Ecology 27(23): 4820–4838. DOI: 10.1111/mec.14820.
Christe C., Stölting K. N., Bresadola L., Fussi B., Heinze B., Wegmann D., Lexer C. 2016. Selection against recombinant hybrids maintains reproductive isolation in hybridizing Populus species despite F1 fertility and recurrent gene flow. Molecular Ecology 25(11): 2482–2498.
Čortan D., Vilotic D., Šijačić-Nikolić M., Miljkovic D. 2017.Leaf stomatal traits variation within and among black poplar native populations in Serbia.BOSQUE 38(2): 337–345. DOI: 10.4067/S0717-92002017000200011.
Eckenwalder J. E. 2010. Populus.Flora of North America Editorial Committee 7: 5–14.
ГавриленкоИ. Г., НовожиловаЕ. В.АнатомическоестроениечерешковлистьеввидовродаThalictrum(Ranunculaceae) ДальнегоВостокаРоссии // Turczaninowia, 2015. T. 18, № 4. С. 67–73. DOI: 10.14258/turczaninowia.18.4.8.
ГавриленкоИ. Г.,НовожиловаЕ. В.Анатомическоестроениечерешкалиста, стебляисемениAconitum coreanum(Ranunculaceae) // Turczaninowia, 2017. Т. 20, № 1. С. 75–79. DOI: 10.14258/turczaninowia.20.1.6.
Geraldes A., Farzaneh N., Grassa C. J, McKown A. D., Guy R. D., Mansfield S. D., Douglas C. J., Cronk Q. C. B. 2014. Landscape genomics of Populustrichocarpa: the role of hybridization, limited gene flow, and natural selection in shaping patterns of population structure. Evolution 68(11): 3260–3280. DOI: 10.1111/evo.12497.
Гуреева И. И., Климов А. В., Балашова В. Ф.Лектотипификация названия Populus × sibiricaG.V. KrylovexA. K. Skvortsov // Систематические заметки по материалам Гербария им. П.Н. Крылова Томского государственного университета, 2016. № 114. С. 8–10.DOI:10.17223/20764103.114.2.
Hersch-GreenE. I., AllanG. J., WhithamT. G. 2014. Genetic analysis of admixture and patterns of introgression in foundation cottonwood trees (Salicaceae) in southwestern Colorado, USA.Tree Genetics & Genomes 10: 527–539.
Hu J., Zhang J., Chen X., Lv J., Jia H., Zhao S., Lu M. 2017.Empirical assessment of transgene flow from transgenic poplar plantation.Peer J Preprints 4. DOI: org/10.7287/peerj.preprints.2335v1.
Jiang D., Feng J., Dong M., Wu G., Mao K., LiuJ.2016.Genetic origin and composition of a natural hybrid poplar Populus × jrtyschensis from two distantly related species.Plant Biol. 16(1): 88–99.
Kalouti S., Keshavarzi M., NazemBokaee Z., Saifali M. 2015. Leaf Anatomical study of Populus L. (Populusnigra, P.alba, P. euphratica&P. caspica) (Salicaceae) in Iran. ScientiaAgriculturae 11(3): 124–131. DOI: 10.15192/PSCP.SA.2015.11.3.124131.
Киндякова М. Д., ШамровИ. И. Формирование проводящей системы в листьях некоторых деревьев и кустарников // Морфогенез деревьев и кустарников. Горький, 1976. С. 21–31.
Климов А. В., Прошкин Б. В. Морфотипическое разнообразие в популяциях PopulusnigraL., P. laurifoliaLedeb. и P. × jrtyschensisCh.Y. Yang. в зоне естественной гибридизации // Вестник Томского государственного университета. Биология, 2017. № 39. С. 58–72.DOI: 10.17223/19988591/39/4.
KlimovA. V., ProshkinB. V. 2018а. Phenetic analysisof Populusnigra, P. laurifoliaand P. × jrtyschensisin natural hybridization zone.Vavilov Journal of Genetics and Breeding 22(4): 468–475 [In Russian]. (КлимовА. В.,ПрошкинБ. В.ФенетическийанализPopulusnigra, P. laurifoliaиP. × jrtyschensisвзонегибридизации // Вавиловскийжурналгенетикииселекции, 2018а. № 4. С. 468–475). DOI: 10.18699/VJ18.384.
Климов А. В., Прошкин Б. В. Использование анатомо-топографической структуры листовых черешков и расположения устьиц для идентификации видов секции Tacamahaca рода Populus // Растительный мир Азиатской России, 2018б. № 4(32). С. 30–36). DOI: 10.21782/RMAR1995-2449-2018-4(30-36).
Климов А. В., ПрошкинБ. В.Использование морфо-анатомических признаков для выявления гибридных растений в зоне естественной гибридизации Populuslaurifoliaи P. nigraв Сибири, Россия // Вестник Томского государственного университета. Биология, 2019. № 46. С. 64–81. DOI: 10.17223/19988591/46/4.
Klimov A. V., Proshkin B. V., Andreeva Z. V. 2018. Hybridization of species of the genus Populus L. sections AigeirosLunell and Tacamahaca Mill. Bulletin of the NSAU 1(46): 16–34 [In Russian]. (Климов А. В., Прошкин Б. В., Андреева З. В. Гибридизация видов рода PopulusL. секций AigeirosLunell и TacamahacaMill. в природе и культуре // Вестник НГАУ, 2018. № 46.С. 16–34).
КостинаМ. В.,ЧиндяеваЛ. Н., Васильева Н. В. ГибридизацияPopulus ×sibirica G. Krylov et Grig. ex Skvortsov и Populusnigra L. вНовосибирске // Социально-экологическиетехнологии, 2016. № 4. С. 20–31.
Костина М. В., Васильева Н. В., Насимович Ю. А. Природные и культивируемые тополя Иркутской области и Бурятии // Социально-экологические технологии, 2018. № 3.С. 9–21.
Куклина Т. Э., Мерзлякова И. Е. Ассортимент древесных растений, используемых в озеленении г. Томска // Вестник Томского государственного университета. Биология, 2013. № 24. С. 47–66. DOI: 10.17223/19988591 /24/4.
Куркин В. А., Акушская А. С., Рыжов В. М., Тарасенко Л. В., Топоркова П. Д.Петиолярная анатомия в рамках анатомо-морфологического исследования перспективного лекарственного сырья – травы женьшеня // Фундаментальные исследования, 2014а. Т. 5, № 6. С. 1274–1278.
Куркин В. А., Рыжов В. М., Тарасенко Л. В., Железникова А. С., Помогайбин А. В. Морфолого-анатомическое исследование рахисов черешков листа ореха грецкого (JuglansregiaL.) // Фундаментальные исследования, 2014б. Т. 5, № 1. С. 102–108.
Майоров С. Р., Бочкин В. Д., Насимович Ю. А., Щербаков А. В. Адвентивная флора Москвы и Московской области. М., 2012. С. 79–109.
Meirmans P. G., Godbout J., Lamothe M., Thompson S. L., Isabel N. 2017. History rather than hybridization determines population structure and adaptation in Populusbalsamifera. Journal of Evolutionary Biology 30(11): 2044–2058. DOI: 10.1111/jeb.13174.
Меницкий Ю. Л. Семейство SalicaceaeMirb. // Растения Центральной Азии по материалам Ботанического института им. В. Л. Комарова, 1989. Вып. 9. С. 14–54.
Молганова Н. А., Овеснов С. А. Виды рода тополь (Populus L., Salicaceae) вг. Перми // Вестник Пермского университета, 2016. Вып. 1. С. 12–21.
Паутов А. А. Структура листа в эволюции тополей // Труды С.-Петерб. об-ва естествоиспытателей, 2002. 164 с.
Прошкин Б. В., Климов А. В. Гибридизация Populus nigra L. и P. laurifoliaLedeb. (Salicaceae) в пойме реки Томи // Сибирский лесной журнал, 2017a. № 4. С. 38–51. DOI: 10.15372/SJFS20170404.
Прошкин Б.В., Климов. А. В. Спонтанная гибридизация Populus × sibirica и Populus nigra в городе Новокузнецке (Кемеровская область) // Turczaninowia, 2017b. Т. 20, вып. 4. С. 206–218. DOI: 10.14258/turczaninowia.20.4.19.
Прошкин Б. В.,Климов А. В. Роль истории расселения и интрогрессии в морфологии PopulusnigraL. в северо-западной части Алтае-Саянской горной страны // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование, 2019. № 42. С. 62–74. DOI: 10.25686/2306-2827.2019.2.62.
RoeA. D., MacQuarrieC. J., Gros-LouisM. C., SimpsonJ. D., LamarcheJ., BeardmoreT., ThompsonS. L., TanguayP., IsabelN. 2014. Fitness dynamics within a poplar hybrid zone: I. Prezygotic and postzygotic barriers impacting a native poplar hybrid stand. Ecol. Evol. 4(9): 1629–47.
Скворцов А. К. О Сибирском «бальзамическом» тополе // Бюллетень Главного ботанического сада, 2007.Вып. 193. С. 41–45.
Скворцов А. К., Белянина Н. Б.Васкуляризация черешков тополей как таксономический признак // Бюллетень Главного ботанического сада, 2005.Вып. 189. С. 235–239.
Suarez-Gonzalez A., Hefer C. A., Lexer C., Cronk Q. C. B., Douglas C. J. 2018b. Scale and direction of adaptive introgression between black cottonwood (Populustrichocarpa) and balsam poplar (P. balsamifera).Molecular Ecology 27(7): 1667–1680.
Suarez‐Gonzalez A., Hefer C. A., Lexer C., Douglas C. J., Cronk Q. C. B. 2018a. Introgression from Populusbalsamifera underlies adaptively significant variation and range boundaries in P. trichocarpa. New Phytologist. 217(1): 416–427.
Suarez-Gonzalez A., Lexer C., Cronk Q. C. B. 2018c. Adaptive introgression: a plant perspective. Biology letters 14(3): 20170688
Thadeo M., Azevedo A. A., Meira R. M. S. A. 2014. Foliar anatomy of neotropicalSalicaceae: potentially useful characters for taxonomy. Plant System Evolution 300: 2073–2089. DOI: 10.1007/s00606-014-1037-5
УдаловМ. Б., Беньковская Г.В. Популяционная генетика колорадского жука: от генотипа до фенотипа // Вавиловский журнал генетики и селекции, 2011. Т. 15, № 1. C. 156–172.
Васильева Н. В., Костина М. В., Насимович Ю. А. Предварительные результаты молекулярно-генетического исследования гибридизации тополей в природе и городском озеленении // Социально-экологические технологии, 2018. № 1.С. 9–22.
ZEISS AxioVision. 2018. Microscope software for materials microscopy & industrial applications. Carl Zeiss Microscopy. Jena, Germany: Zeiss Int. TM. URL: https://www.zeiss.com/microscopy/int/products/microscope-software/axiovision.html
Zeng Y. F., Zhang J. G., Duan A. G., Abuduhamiti B. 2016. Genetic structure of Populushybrid zone along the Irtysh River provides insight into plastid-nuclear incompatibility. Sci. Rep. 6: 377–389.
Опубликован
2019-09-23
Как цитировать
Proshkin, B., & Klimov, A. (2019). Использование признаков петиолярной анатомии для идентификации гибридов и видов секции Aigeiros и Tacamahaca рода Populus. Turczaninowia, 22(3), 80-90. https://doi.org/10.14258/turczaninowia.22.3.3
Раздел
Научные статьи