О морфологической изменчивости и филогенетических связях представителей секции Dorycnium рода Lotus Крыма и Кавказа

  • Майя Валерьевна Лысова Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
  • Илья Григорьевич Мещерский Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова
  • Татьяна Евгеньевна Крамина Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
Ключевые слова: география, систематика, филогения, ITS, Leguminosae, Loteae, Lotus dorycnium, Lotus graecus, trnL интрон, trnL-F спейсер

Аннотация

В Крыму и на Кавказе секция Dorycnium (Mill.) D. D. Sokoloff рода Lotus L. s. l., относимая многими исследователями к роду Dorycnium Mill., представлена таксонами родства L. graecus L. (= Dorycnium graecum) и L. dorycnium L. (= D. pentaphyllum). Для уточнения видового состава, диагностических признаков и филогенетических связей представителей секции этих географических регионов были проанализированы семь крымских и пять кавказских выборок. Проведен морфологический анализ крымского и кавказского материала с использованием методов одномерной и многомерной (метод главных координат) статистики. Молекулярно-филогенетический анализ отдельно по ITS1-5,8S-ITS2 ядерной рДНК и trnL-F хпДНК выполнен с привлечением репрезентативного набора видов рода Lotus s. l. Исследование выявило присутствие на территории Крыма и Кавказа двух видов: L. graecus и L. herbaceus (Vill.) Jauzein (представителя комплекса L. dorycnium), отличающихся по многим морфологическим признакам (размерам цветков, листьев, зубцов чашечки, характеру опушения и наличию/отсутствию корневых отпрысков). Межвидовые гибриды не выявлены. В пределах каждого вида географической дифференциации между последовательностями обоих изученных маркеров (ITS и trnL-F) не наблюдалось. Данное исследование подтвердило, что комплекс L. dorycnium (включая L. herbaceus) из секции Dorycnium по пластидным данным не отделен от L. hirsutus, вида из секции Bonjeanea (Rchb.) D. D. Sokoloff с широким средиземноморским ареалом, не доходящим до Крыма и Кавказа, что было ранее показано по другим маркерам хпДНК.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Литература

Allan G. J., Zimmer E. A., Wagner W. L., Sokoloff D. D. 2003. Molecular phylogenetic analyses of tribe Loteae (Leguminosae): implications for classification and biogeography. In: Advances in legume systematics. Part 10. Eds. B. B. Klitgaard, A. Bruneau. Royal Botanic Gardens, Kew, 371–393 pp.
Ball P. W. 1968. Dorycnium Miller. In: Flora Europaea. Vol. 2. Cambridge University Press, Cambridge, 172–173 pp.
Çelebioğlu T. 1977. Études morphologiques et cytologiques sur les espèces du Dorycnium de la Turquie. Ayri Baski: Biyoloji Dergisi 27(2–4): 1–77.
Чернова Н. М., Крюкова И. В. Dorycnium Mill. // Определитель высших растений Крыма. Ред. Н. И. Рубцов. Л.: Наука, 1972. С. 262.
Chrtková-Žertová A. 1984. Lotus. In: Flora Iranica. № 157. Ed. K. H. Rechinger. Akademische Druck und Verlagsanstalt, Graz, Austria, pp. 327–342.
Conesa M. À., Mus M., Rosselló J. A. 2010. Who threatens who? Natural hybridization between Lotus dorycnium and the island endemic Lotus fulgurans (Fabaceae). Biological Journal of the Linnean Society 101: 1–12. DOI: 10.1111/j.1095-8312.2010.01456.x
Degtjareva G. V., Kramina T. E., Sokoloff D. D., Samigullin T. H., Sandral G., Valiejo-Roman C. M. 2008. New data on nrITS phylogeny of Lotus (Leguminosae, Loteae). Wulfenia 15: 35–49.
Degtjareva G. V., Kramina T. E., Sokoloff D. D., Samigullin T. H., Valiejo-Roman C. M., Antonov A. S. 2006. Phylogeny of the genus Lotus (Leguminosae, Loteae): evidence from nrITS sequences and morphology. Canadian Journal of Botany 84: 813–830. DOI: 10.1139/b06-035
Degtjareva G. V., Valiejo-Roman C. M., Kramina T. E., Mironov E. M., Samigullin T. H., Sokoloff D. D. 2003. Taxonomic and phylogenetic relationships between Old World and New World members of the tribe Loteae (Leguminosae): new insight from molecular and morphological data, with special emphasis on Ornithopus. Wulfenia 10: 15–50.
Demiriz H. 1970. Dorycnium Miller. In: Flora of Turkey and the East Aegean Islands. Vol. 3. Ed. P. H. Davis. Edinburgh University Press, Edinburgh, 512–518 pp.
Díaz Lifante Z. 2000. Dorycnium Mill. In: Flora Iberica. Vol. 7(2). Real Jardín Botaníco, Madrid, 812–823 pp.
Efimov S. V., Degtjareva G. V., Terentieva E. I., Samigullin T. H., Logacheva M. D., Valiejo-Roman C. M. 2017. Polymorphism of the ITS1 and ITS2 of nuclear ribosomal DNA in Paeonia lactiflora Pall. (Paeoniaceae) determined using next-generation sequencing technology. Skvortsovia 4(1): 6–7.
Галушко А. И. Флора Северного Кавказа. Определитель. Т. 2. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского yниверситета, 1980. 352 с.
Gillett J. B. 1958. Lotus in Africa south of the Sahara (excluding Cape Verde Islands and Socotra) and its distinction from Dorycnium. Kew Bull. 13(3): 361–381. DOI: 10.2307/4118089
Goldblatt P., Johnson D. E. (Eds.) 1979. Index to Plant Chromosome Numbers (IPCN). Missouri Botanical Garden, St. Louis, MO, USA. URL: http://www.tropicos.org/Project/IPCN (Accessed 2 March 2019).
Голубев В. Н. Биологическая флора Крыма. 2-е изд. Ялта: НБС-ННЦ, 1996. 126 с.
Gower J. C. 1971. A general coefficient of similarity and some of its properties. Biometrics 27: 857–874. DOI: 10.2307/2528823
Greuter W., Burdet H. M., Long G. 1989. Med-Checklist. Vol. 4. Dicotyledones (Lauraceae-Rhamnaceae). Conservatoire et Jardin botaniques de la Ville de Genève, Geneva. URL: http://ww2.bgbm.org/mcl/
Гроссгейм А. А. Флора Кавказа. Двудольные (Saururaceae – Leguminosae). Т. 2. Тифлис, 1930. 438 с.
Hall T. A. 1999. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/ NT. Nucleic Acids Symposium Series 41: 95–98.
Hammer Ø., Harper D. A. T., Ryan P. D. 2001. PAST: Paleontological Statistics Software Package for Education and Data Analysis. Palaeontologia Electronica 4(1): 1–9. URL: http://palaeo-electronica.org/2001_1/past/issue1_01.htm
Heyn C. C. 1970. Lotus L. In: Flora of Turkey and the East Aegean Islands. Vol. 3. Ed. P. H. Davis. Edinburgh University Press, Edinburgh, 518–531 pp.
Hodač L., Scheben A. P., Hojsgaard D., Paun O., Hörandl E. 2014. ITS Polymorphisms Shed Light on Hybrid Evolution in Apomictic Plants: A Case Study on the Ranunculus auricomus Complex. PLoS ONE 9(7): e103003. DOI: 10.1371/journal.pone.0103003
Hřibová E., Čížková J., Christelová P., Taudien S., de Langhe E., Doležel J. 2011. The ITS1-5.8S-ITS2 Sequence Region in the Musaceae: Structure, Diversity and Use in Molecular Phylogeny PLoS ONE 6(3): e17863. DOI: 10.1371/journal.pone.0017863
Kato T., Kaneko T., Sato S., Nakamura Y., Tabata S. 2000. Complete Structure of the Chloroplast Genome of a Legume, Lotus japonicus. DNA Research 7: 323–330. DOI: 10.1093/dnares/7.6.323
Katoh K., Misawa K., Kuma K., Miyata T. 2002. MAFFT: a novel method for rapid multiple sequence alignment based on fast Fourier transform. Nucleic Acids Research 30: 3059–3066. DOI: 10.1093/nar/gkf436
Katoh K., Standley D. M. 2013. MAFFT Multiple Sequence Alignment Software Version 7: Improvements in Performance and Usability. Molecular Biology and Evolution 30(4): 772–780. DOI: 10.1093/molbev/mst010
Kramina T. E., Degtjareva G. V., Meschersky I. G. 2012. Analysis of hybridization between tetraploid Lotus corniculatus and diploid Lotus stepposus (Fabaceae-Loteae): morphological and molecular aspects. Plant Systematics and Evolution 298: 629–644. DOI: 10.1007/s00606-011-0572-6
Kramina T. E., Degtjareva G. V., Samigullin T. H., Valiejo-Roman C. M., Kirkbride J. H. Jr., Volis S., Deng T., Sokoloff D. D. 2016. Phylogeny of Lotus (Leguminosae: Loteae): Partial incongruence between nrITS, nrETS and plastid markers and biogeographic implications. Taxon 65(5): 997–1018. DOI: 10.12705/655.4
Kramina T. E., Meschersky I. G., Degtjareva G. V., Samigullin T. H., Belokon Yu. S., Schanzer I. A. 2018. Genetic variation in the Lotus corniculatus complex (Fabaceae) in Northern Eurasia as inferred from nuclear microsatellites and plastid trnL-trnF sequences. Botanical Journal of the Linnean Society 188: 87–116. DOI: 10.1093/botlinnean/boy042
Kramina T. E., Samigullin T. H., Degtjareva G. V., Meschersky I. G., Lysova M. V., Sokoloff D. D. 2019. Genus Lotus (Leguminosae): phylogeny and genetic structure of species. Modern Achievments in Population, Evolutionary, and Ecological Genetics: International Symposium, Vladivostok. – Vostok Marine Biological Station, September 8–13, 2019: Program & Abstracts. Vladivostok, p. 35.
Kumar S., Dudley J., Nei M., Tamura K. 2008. MEGA: A biologist-centric software for evolutionary analysis of DNA and protein sequences. Briefings in Bioinformatics 9: 299–306. DOI: 10.1093/bib/bbn017
Lassen P. 1986. Acmispon sect. Simpeteria, Acmispon roudairei, Dorycnium strictum, Lotus benoistii. Willdenovia 16(1): 107–112.
Ledebour C. F. von. 1820. Index Seminum Horti Academici Dorpatensis. Dorpati Livon., 1–18 pp.
Linnaeus C. 1751. Philosophia Botanica. Stockholmiae, 362 pp.
Linnaeus C. 1753. Species Plantarum. T. 2. Holmiae, 561–1199 pp.
Miller Ph. 1754. The Gardeners Dictionary. Ed. 4. Vol. 1. London, Sine pag.
Миняев Н. А. Dorycnium Mill. // Флора европейской части СССР. Т. VI. Л.: Наука, 1987. С. 115–119.
Peruzzi L., Bedini G., Andreucci A. 2012. Homoploid hybrid speciation in Doronicum L. (Asteraceae)? Morphological, karyological and molecular evidences. Plant Biosystems 146(4): 867–877. DOI: 10.1080/11263504.2011.634445
Punina E. O., Machs E. M., Krapivskaya E. E., Kim E. S., Mordak E. V., Myakoshina Yu. A., Rodionov A. V. 2012. Interspecific hybridization in the genus Paeonia (Paeoniaceae): polymorphic sites in transcribed spacers of the 45S rRNA genes as indicators of natural and artificial peony hybrids. Russian Journal of Genetics 48(7): 684–697. DOI: 10.1134/S1022795412070113
Rechinger K. H. 1984. Dorycnium. In: Flora Iranica. № 157. Ed. by K. H. Rechinger. Akademische Druck und Verlagsanstalt, Graz, Austria, 344–346 pp.
Rikli M. 1901. Die Gattung Dorycnium. Bot. Jahrb. Bd. 31: 314–404.
Rozas J., Ferrer-Mata A., Sánchez-DelBarrio J. C., Guirao-Rico S., Librado P., Ramos-Onsins S. E., Sánchez-Gracia A. 2017. DnaSP 6: DNA sequence polymorphism analysis of large datasets. Mol. Biol. Evol. 34: 3299–3302. DOI: 10.1093/molbev/msx248
Sandral G., Degtjareva G. V., Kramina T. E., Sokoloff D. D., Samigullin T. H., Hughes S., Valiejo-Roman C. M. 2010. Are Lotus creticus and Lotus cytisoides (Leguminosae) closely related species? Evidence from nuclear ribosomal ITS sequence data. Genet. Resources Crop Evol. 57: 501–514. DOI: 10.1007/s10722-009-9486-3
Соколов Д. Д. 2003. О системе и филогении трибы Loteae DC. (Leguminosae) // Бюл. МОИП. Отд. биол., 2003. Т. 108, вып. 3. С. 35–48.
StatSoft Inc. 2006. STATISTICA (data analysis software system), version 7.1. URL: www.statsoft.com (https://www.tibco.com/products/tibco-statistica)
Штейнберг Е. И. Род Дорикниум – Dorycnium L. // Флора СССР. Т. 11. М. – Л.: Изд-во Акад. наук СССР, 1945. С. 281–284.
Taberlet P., Gielly L., Pautou G., Bouvet J. 1991. Universal primers for amplification of three non-coding regions of chloroplast DNA. Plant Molecular Biology 17: 1105–1109. DOI: 10.1007/BF00037152
Villars D. 1779. Prospectus de l'Histoire des plantes de Dauphiné, et d'une nouvelle méthode de botanique, suivi d'un catalogue des plantes. Grenoble: l'Imprimerie royale, [1] –56, 49 [i.e. 57] p., 1 h. de grab. calc.
Villars D. 1788. Histoire des plantes de Dauphiné. Tome troisieme. [i]–xxxii. Grenoble, Lyon, Paris, [1]–580 pp.
Vural M., Tan K. 1983. New taxa and records from Turkey. Notes from the Royal Botanic Garden, Edinburgh 41(1): 65–76.
Wen J., Zimmer E. A. 1996. Phylogeny and biogeography of Panax L. (the Ginseng genus, Araliaceae): inferences from ITS sequences of nuclear ribosomal DNA. Molecular Phylogenetics and Evolution 6(2): 167–177. DOI: 10.1006/mpev.1996.0069
White T. J., Bruns T., Lee S., Taylor J. 1990. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. In: PCR Protocols: a Guide to Methods and Applications. Eds. M. A. Innis, D. H. Gelfand, J. J. Sninsky, T. J. White. Academic Press, San Diego, 315–322 pp.
Ена А. В. Природная флора Крымского полуострова. Симферополь: Н. Оріанда, 2012. 232 с.
Зернов А. С. Флора Северо-Западного Кавказа. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2006. 664 с.
Опубликован
2019-12-20
Как цитировать
1. Лысова М. В., Мещерский И. Г., Крамина Т. Е. О морфологической изменчивости и филогенетических связях представителей секции Dorycnium рода Lotus Крыма и Кавказа // Turczaninowia, 2019. Т. 22. № 4. С. 87-103. URL: http://turczaninowia.asu.ru/article/view/7190.
Раздел
Научные статьи