Генетическое разнообразие, генетическая структура и дифференциация популяций лиственницы сибирской на Урале
Аннотация
Изучены 10 популяций Larix sibirica Ledeb., расположенные на Урале. Они характеризуются высокими показателями генетического разнообразия (Р95 = 0,951; HE = 0,202; ne = 1,471). Анализ генетической структуры изученных популяций L. sibirica показал, что показатель подразделенности популяций (GST) равен 0,297, большая часть генетического разнообразия десяти изученных популяций L. sibirica сосредоточена внутри популяций (70,3 %). Изученные популяции L. sibirica дифференцированы на четыре группы в соответствии с высотно-широтной зональностью региона исследований. Результаты исследования генетической структуры популяций лиственницы сибирской, проведенные с использованием различных методов (STRUCTURE 2.3.4, анализ главных координат – PСoA, SAMOVA 2.0), подтверждают подразделение десяти изученных популяций L. sibirica на горные (Ls1, Ls2, Ls6), предгорные (Ls9, Ls10), равнинные североуральские (Ls3, Ls4, Ls5) и равнинные среднеуральские (Ls7, Ls8). Тем не менее, генетическая индивидуальность девяти изученных популяций L. sibirica доказана с использованием программы STRUCTURE. Наименьшее генетическое расстояние отмечено между популяциями Ls3/Ls4 (DN = 0,028) и Ls1/Ls2 (DN = 0,034), наибольшее (DN = 0,263) – между популяциями Ls8 и Ls9. Генетическое расстояние не всегда отражает географическое расположение изученных популяций. На дендрограмме в некоторых случаях ближе оказались популяции, расположенные на большем географическом расстоянии друг от друга (Ls1 и Ls10), чем пространственно более близкие (Ls1 и Ls3). Исследование генетического разнообразия и дифференциации популяций хвойных видов растений важно для изучения содержания их смоляных кислот в разных условиях произрастания, в том числе и для содержания абсцизовой кислоты, характерной для L. sibirica, у деревьев с разными генотипами.
Скачивания
Metrics
Литература
Assoumane A., Zoubeirou A. M., Rodier-Goud M., Favreau B., Bezançon G., Verhaegen D. 2013. Highlighting the occurrence of tetraploidy in Acacia senegal (L.) Willd. and genetic variation patterns in its natural range revealed by DNA microsatellite markers. Tree Genetics & Genomes 9: 93–106. DOI: 10.1007/s11295-012-0537-0
Бабкин В. А. Биомасса лиственницы: от химического состава до инновационных продуктов: монография. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2011. 236 с.
Dupanloup A., Schneider S., Excoffier L. 2002. Simulated annealing approach to define the genetic structure of populations. Molecular Ecology 11(12): 2571–2581.
Дылис Н. В. Сибирская лиственница. Материалы к систематике, географии и истории. М.: Изд-во МОИП, 1947. 137 с.
Earl A., von Holdt M. 2012. STRUCTURE HARVESTER: a website and program for visualizing STRUCTURE output and implementing the Evanno method. Conservation Genetics Resources 4(2): 359–361.
Evanno G., Regnaut S., Goudet J. 2005. Detecting the number of clusters of individuals using the software STRUCTURE: a simulation study. Mol. Ecol. 14: 2611–2620.
Falush D. M., Stephens J. K. 2003. Pritchard Inference of population structure using multilocus genotype data: linked loci and correlated allele frequencies. Genetics 164: 1567–1587.
Гоголь Е. С., Костыро Я. А., Трофимова Н. Н., Бабкин В. А. Рациональное использование биомассы лиственницы сибирской как источника биологически активных веществ для создания средств с ранозаживляющей активностью // Климат, экология, сельское хозяйство Евразии: Материалы VIII междунар. науч.-практ. конф. Иркутск: Иркутский гос. аграр. ун-т им. А. А. Ежевского, 2019. С. 76–83.
Говорушко С. М. Экологические последствия лесозаготовок // Лесной журнал, 2014. № 1(337). С. 45–53.
Игошина К. Н. Лиственница на Урале // Материалы по истории флоры и растительности СССР. Вып. 4. Л.: Изд-во АН СССР, 1963. С. 462–492.
Kimura M., Crow J. F. 1964. The number of alleles that can be maintained in a finite population. Genetics (US) 49: 725–738.
Коршиков И. И., Горлова Е. М., Коба В. П. Высотно поясная генетическая дифференциация популяций сосны крымской (Pinus pallasiana D. Don) в горном Крыму // Промышленная ботаника 2009. Вып. 9. С. 110–116.
Кузнецов Н. И. Юго-западная, южная и юго-восточная граница распространения лиственницы (Larix sibirica Ledeb.) в пределах Европейской России // Юбилейный сборник, посвященный И. П. Бородину. Л.: Государственное Русское Ботаническое общество, 1927. С. 231–256.
Ларионова А. Я., Экарт А. К. Генетическая структура и дифференциация разновысотных популяций пихты сибирской в Западном Саяне // Экологическая генетика, 2005. № 3, вып. 2. С. 22–28.
Лесной план Пермского края на 2018–2027 гг. (с изменениями по форме, утвержденной приказом Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 20 декабря 2017 г. № 692), утв. указом губернатора Пермского края от 19.04.2018 № 36. URL: https://priroda.permkrai.ru/timberraw/les_plan/Лесной%20план%20Пермского%20края%20на%202018-2027%20годы.pdf
Linhart Y. B., Grant M. C. 1996. Evolutionary significance of local genetic differentiation in plants. Annu. Rev. Ecol. Syst. 27: 237–77. DOI: 10.1146/annurev.ecolsys.27.1.237
Maier J. 1992. Genetic variability in European larch (Larix decidua Mill). Ann. Sei. For. 49: 39–47. DOI: 10.1051/forest:19920104
Малиновский К. А., Царик И. В., Жиляев Г. Г. О границах природных популяций растений // Журн. общ. биол., 1988. Вып. 49, № 1. С. 46–58.
Mantel N. 1967. The detection of disease clustering and a generalized regression approach. Cancer Res 27: 209–220.
Mosca E., Eckert A. J., Liechty J. D., Wegrzyn J. L. 2012. Contrasting patterns of nucleotide diversity for four conifers of Alpine European forests. Evolutionary Applications 5: 762–775. DOI: 10.1111/j.1752-4571.2012.00256.x
Нечаева Ю. С., Бельтюкова Н. Н., Пришнивская Я. В., Тайман К. Е. Оптимизация методики выделения ДНК некоторых хвойных видов растений Пермского края // Синтез знаний в естественных науках. Рудник будущего: проекты, технологии, оборудование: Материалы междунар. конф. Пермь: Перм. гос. нац. иссл. ун-т, 2011. С. 278–282.
Нечаева Ю. С. Боронникова С. В., Юсупов Р. Р., Хайнце Б. Изучение полиморфизма ISSR-маркеров в природных и искусственных популяциях лиственницы // Фундаментальные исследования, 2013. № 6, Ч. 6. C. 1426–1431.
Nei M. 1972. Genetic distance between populations. Amer. Naturalist 106: 283–292.
Nei M. 1987. Molecular evolutionary genetics. New York: Columbia University Press. 512 pp.
Nei M., Chesser R. K. 1975. Estimation of fixation indexes and gene diversities. Annals of Human Genetics 47: 253–259.
Nei M., Li W.-H. 1979. Mathematical model for studying genetic variation in terms restriction endonucleases. Proceedings the National Academy Sciences. USA 76: 5269–5273.
Орешкова Н. В., Белоконь М. М. Генетическая дифференциация популяций лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) по микросателлитным локусам // Вестник КрасГАУ. 2012. № 2. С. 111–116.
Орешкова Н. В., Белоконь М. М., Жамъянсурен С. Генетическое разнообразие, популяционная структура и дифференциация лиственниц сибирской, Гмелина и Каяндера по данным SSR-маркеров // Генетика, 2013. Т. 49, № 2. С. 20 –213. DOI: 10.7868/S0016675812120090
Orloci L. 1978. Multivariate analysis in vegetation research. Dordrecht: Springer. 455 pp.
Peakall R., Smouse P. E. 2006. GenAlEx6: Genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research. Mol. Ecol. Not. 6: 288–295. DOI: 10.1111/j.1471-8286.2005.01155.x
Полежаева М. А., Семериков В. Л. Генетическая изменчивость cpSSR-маркеров в роде Larix на Дальнем Востоке // Вестник СВНЦ ДВО РАН, 2009. № 2. С. 75–83.
Путенихин, В. П. Лиственница Сукачева на Урале. Изменчивость и популяционно-генетическая структура. М.: Наука, 2004. 276 с.
Putenikhin V. P., Martinsson O. 1995. Present distribution of Larix sukaczewii Dyl. in Russia. Umea: Swed. Univ. Agr. Sci. Dep. Silvi. 78 pp.
Rogers S. O., Bendich A. J. 1985. Extraction of DNA from milligram amounts of fresh, herbarium and mummified plant tissues. Plant Molecular Biology 1(19): 69–76.
Шигапов З. Х., Шигапова А. И., Уразбахтина К. А. Генетическая изменчивость и популяционная структура лиственницы Сукачева на Урале // Вестник ОГУ, 2009. № 6. С. 438–440.
Шварц С. С. Экологические закономерности эволюции. М., 1980. 278 с.
Simak M. 1979. Larix sukaczewii – Naturlig utbredning, biologi, ekologi och fröanskaffningsproblem. Umea: Swed. Univ. Agr. Sci. Dep. Silvi. 76 pp.
Smulders M. J. M., Cottrell J. E., Lefèvre F., van der Schoot J., Arens P. 2008. Structure of the genetic diversity in black poplar (Populus nigra L.) populations across European river systems: Consequences for conservation and restoration. Forest Ecology and Management 255(5): 1388–1399.
Svetlakova T. N., Boronnikova S. V., Yanbaev Yu. A. 2014. Genetic diversity and differentiation in Ural populations of the aspen, Populus tremula L., as revealed by inter-simply sequence repeat (ISSR) markers. Silvae Genetica 63(1–2): 39–41. DOI: 10.1515/sg-2014-0006
Терентьева Э. П., Удовенко Н. К., Павлова Е. А. Химия древесины, целлюлозы и синтетических полимеров: учебное пособие. Ч. 2. СПб.: СПбГТУРП, 2015. 83 с.
Ветчинникова Л. В., Титов А. Ф., Кузнецова Т. Ю. Карельская береза: биологические особенности, динамика ресурсов и воспроизводство. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2013. 312 с.
Wang Q., Wang M., Hao J. 2012. Genetic variation in natural populations of Prince Rupprecht’s larch (Larix principis-rupprechtii) with elevation in the Guandi Mountain. In: International Conference on Biomedical Engineering and Biotechnology. China: IEEE. Pp. 321–324. DOI: 10.1109/iCBEB.2012.234
Williams J. G. K., Kubelik A. R., Livak K. J., Rafalski J. A., Tingey S. V. 1990. DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers. Nucl. Acids Res. 18: 6531–6535.
Yeh F. C., Young R. C., Mao J. 1999. POPGENE, the Microsoft Windows-based user-friendly software for population genetic analysis of co-dominant and dominant markers and quantitative traits. Edmonton: University of Alberta. 238 pp.
Zhang L., Zhang H. G., Li X. F. 2013. Analysis of genetic diversity in Larix gmelinii (Pinaceae) with RAPD and ISSR markers. Genet. Mol. Res. 12(1): 196–207. DOI: 10.4238/2013.January.24.12
Животовский Л. А. Популяционная биометрия. М.: Наука, 1991. 271 с.
Уведомление об авторских правах
Turczaninowiа является "золотым издателем", так как мы позволяем самоархивирование, но самое главное, мы полностью прозрачны в своих правах.
Авторы могут представить и обсудить свои выводы перед публикацией: в биологических или научных конференций, на допечатной серверах, в общедоступных базах данных, а также в блогах, вики, твиттерах и другие неформальных каналах связи.
Turczaninowiа позволяет авторам внести рукописи (находящуюся в настоящее время на рассмотрении или тех, которые предполагается предоставить в Turczaninowia) для архивирования в некоммерческих, допечатных серверах, таких как ArXiv.
Авторы, публикующиеся в этом журнале согласны со следующими условиями: авторы сохраняют свои авторские права и предоставляют журналу право первой публикации в связи с работой, которая одновременно распространяется по лицензии Creative Commons Attribution и позволяют другим иметь доступ к работе с признанием авторства этой работы и первоначальной публикацией в этом журнале. Авторы могут заключать отдельные, дополнительные договорные соглашения по неисключительному распространению опубликованной версии (например, разместить ее в институтском репозитории или опубликовать в книге), с признанием ее первоначальной публикации в этом журнале.
Авторам разрешается и рекомендуется размещать их работу в Интернете (например, в институциональных хранилищах или на их сайте) до и во время процесса подачи, так как это может привести к продуктивным обменам, а также увеличению цитирования опубликованных работ (см. Политика открытого доступа)
Политика открытого доступа.
Заявление о конфиденциальности
Имена и адреса электронной почты, поданные при публикации в этом журнале, сайт будет использоваться исключительно для заявленных целей данного журнала, и они не будут доступны для любых других целей или какой-либо другой стороне.
Наша публикационная этика журнала основана, в значительной степени, на руководящих принципах и стандартах, разработанных Комитетом по этике публикации (COPE). Соответствующие обязанности и права авторов, рецензентов и редакторов журнала изложены ниже.
ОБЯЗАННОСТИ АВТОРОВ
Отправляя рукопись "Turczaninowia", автор (ы) гарантирует, что они отправляют рукопись как свою собственную, оригинальную работу, и что она не имеет ни были опубликованы ранее, и в настоящее время не рассматривается для публикации в других изданиях. Они также гарантируют, что источники каких-либо идей и / или слов в рукописи, которые не являются их собственными, были должным образом приписаны с помощью соответствующего цитирования.
Автор обычно не должен издавать рукописи, описывающие по существу те же исследования, в нескольких журналах или прочих публикациях. Такая избыточная публикация обычно считается неэтичным поведением, и в случае обнаружения, может привести к отклонению рассматриваемой рукописи рассматриваемого отвергаются, или опубликованная статья будет изъята.
Авторы рукописей, освещающих оригинальные исследования должны представить точный отчет о выполненной работе, в сопровождении объективного обсуждения его значения. Основополагающие данные должны быть представлены точно и полно в рукописи. Рукопись должна содержать достаточно подробные данные и ссылки, чтобы позволять другим дублировать работу. Подтасовка результатов и изготовление поддельных или заведомо неточных утверждений является неэтичным поведением и может быть причиной для отклонения или изъятия рукописи или опубликованной статьи.
Там, где в статьях есть отчеты о использовании коммерческого программного обеспечения, аппаратных средств или других продуктов, авторы должны подать декларацию в начале рукописи, в которой они должны заявить, что никакого конфликта интересов не существует или описать характер любого потенциального конфликта. Все источники финансовой поддержки для исследования также должны быть раскрыты в рукописи.
Автор (ы) рукописи соглашаются, что, если рукопись принята к публикации в "Turczaninowia", опубликованная статья будет характьеризоваться авторскими правами с использованием "Attribution-Unported" лицензии Creative Commons. Эта лицензия позволяет автору (ам) сохранить авторские права, но и позволяет другим свободно копировать, распространять и отображать произведение и производные работы, основанные на ней, при определенных заданных условиях.
Имена авторов должны быть перечислены на статье в порядке их вклада в статью, и все авторы берут на себя ответственность за свои собственные результаты. Только те люди, которые внесли существенный вклад, должны быть перечислены в качестве авторов; те, чьи вклады являются косвенными или маргинальными (например, коллег или руководителей, которые рассмотрели проекты работы или оказывали помощь в корректуре, и руководители научно-исследовательских институтов / центров / лабораторий) должны быть названы в разделе «Выражение признательности» в конце статьи, непосредственно предшествующему Списку литературы.
Автор, подающий статью, должен обеспечить, чтобы все соавторы былм включены в статью, и что все соавторы видели и одобрили окончательный вариант статьи и согласились на его публикацию.
Там, где автор обнаруживает существенную ошибку или неточность в статье, которая была уже опубликована в "Turczaninowia", он / она обязана незамедлительно уведомить редакцию и сотрудничать с ними, чтобы исправить статью или отозвать ее в случае необходимости.
ОБЯЗАННОСТИ РЕЦЕНЗЕНТОВ
В журнале "Turczaninowia" рецензенты выполняют работу для журнала на добровольной основе. Учитывая, что большинство из этих людей находятся в полной занятости, их рецензирование для "Turczaninowia" должна выолняться по мере необходимости, а не быть их главным приоритетом. Рецензенты могут свободно отклонять приглашения для рассмотрения конкретных рукописей по своему усмотрению, например, если их текущая нагрузка, занятость и / или другие обязательства могут сделать ее непомерно высокой для того, чтобы завершить обзор своевременно и уделить должное время рецензированию. Они также не должны принимать рукописи на рецензию, в тематике которых они не чувствуют себя подходящим специалистом.
Рецензенты, которые приняли рукописи, как правило, должны предоставить свои рецензии в течение трех недель. Они должны отказаться от рецензии, если становится очевидным для них на любой стадии, что они не обладают необходимыми знаниями для выполнения рецензии, или что они могут иметь потенциальный конфликт интересов при проведении рецензии (например, в результате конкурентных исследований, совместных или других отношений или связей с кем-либо из авторов, учреждений или компаний, связанных с рукописью).
Информация или идеи, полученные рецензентами в процессе рецензирования должны храниться в тайне и не используются для личной выгоды. Любые рукописи, полученные для рассмотрения, должны рассматриваться как конфиденциальные документы, и не должны быть показаны или обсуждены с другими, если только это не санкционировано редакторами "Turczaninowia".
При проведении своих рецензий, рецензентам необходимо сделать это как можно более объективно, воздерживаться от участия в личной критики автора (ов). Им предлагается высказать свое мнение четко, объясняя и оправдывая все рекомендации. Они всегда должны пытаться представить подробную и конструктивную обратную связь, чтобы помочь автору (ам) в повышении эффективности их работы, даже если рукопись, по их мнению, не подлежит опубликованию.
Рецензенты должны определить в своих рецензиях соответствующие опубликованные работы, которые не были названы автором (ами), вместе с любыми примерами, где не было сделано надлежащее цитирование источников. Они должны привлечь внимание ответственного редактора в отношении каких-либо серьезных сходств между рукописью, поданной на рассмотрение и других опубликованных статей, или статей, о которых им известно, а также предотвратить любые проблемы, которые могут иметь место по отношению к этической приемлемости исследований, представленных в рукописи.
ОБЯЗАННОСТИ РЕДАКЦИИ
Редактор журнала "Turczaninowia" несет полную ответственность за решение о публикации рукописи, которая представляется в "Turczaninowia", и при этом руководствуется политикой журнала, и в соответствии с определенными редакцией "Turczaninowia" юридическими требованиями в отношении клеветы, нарушения авторских прав и плагиата. Редактор может проконсультироваться с заместителями Редактора и другими членами редакционной коллегии, а также с рецензентами, для принятии решений о публикации.
Редакция будет оценивать рукописи с точки зрения ее интеллектуального содержания без учета расы, цвета кожи, пола, сексуальной ориентации, религиозных убеждений, этнического происхождения, гражданства или политической философии автора (ов). Они не будут никому разглашать какую-либо информацию о рукописи, кроме автора (ов), рецензентов и потенциальных рецензентов, а в некоторых случаях членов редакционной коллегии "Turczaninowia" и членов команды управления журналом, в зависимости от обстоятельств. Кроме того, редакция будет прилагать все усилия, чтобы обеспечить целостность процесса слепого рецензирования, не раскрывая личности автора (ов) рукописи для рецензентам этой рукописи, и наоборот.
При оценке рукописи для публикации, в дополнение к рассмотрению стандартных критериев, относящихся к строгости рукописи, качеству ее предоставления, а также ее вклад в область научных знаний, редакторы также будут руководствоваться тем, насколько этические нормы были соблюдены, и вред был сведен к минимуму при проведении исследования. Они также оценивают насколько полученные научные и практические выгоды перевешивают вред в случае конкретного исследования.
Так как "Turczaninowia" приветствует предоставление рукописей из любой страны, необходимо признать, что законы и нормативные акты, касающиеся этики научных исследований и этического утверждения, различаются во всем мире. Таким образом, редакторам, возможно, придется обратиться за разъяснениями в связи с этим к автору (ам) с просьбой о том, чтобы они представили письмо от соответствующего институционального комитета по этике или совета, который одобрил исследование.
Редакция будет руководствоваться Руководством CORE для изъятия статей при рассмотрении любых спорных вопросов, которые были опубликованы в AASRJ. Редакторы готовы работать в тесном сотрудничестве с научно-исследовательскими организациями и учреждениями в соответствии с рекомендациями CORE о сотрудничестве между научно-исследовательскими институтами и журналами в области публикационной этики и этики проведения исследований.
"Turczaninowia" является журналом открытого доступа, что означает, что все его содержимое свободно и доступно бесплатно для пользователя или его / ее учреждения. Пользователи могут читать, загружать, копировать, распространять, печатать, выполнять поиск, делать ссылки на полные тексты статей в этом журнале, не спрашивая предварительного разрешения от издателя или автора. Это легитимно в соответствии с определением BOAI об открытом доступе.
Наш сайт демонстрирует знак Creative Commons, и это исключительное право автора, если он / она хочет, чтобы его / ее статьи были в свободном доступе или нет. Но мы должны опубликовать Резюме и метаданные статьи в полном доступе в любом случае.
