Популяционно-генетический анализ бука восточного (Fagus orientalis Lipsky) с территории Крыма и Кавказа

  • Хабагин Укаилович Алиев Сочинский национальный парк
  • Анастасия Максимовна Колтунова Алтайский государственный университет
  • Максим Геннадьевич Куцев Алтайский государственный университет
  • Борис Сакоевич Туниев Сочинский национальный парк
Ключевые слова: видообразование, генетическое разнообразие, микросателлиты, олигоцен, плейстоцен, плиоцен, структура популяций

Аннотация

Изучена генетическая структура 20-и популяций бука восточного (Fagus orientalis Lipsky) с территории Крыма и Кавказа на основе полиморфизма микросателлитных повторов (SSR – simple sequence repeats). Тест на изоляцию дистанцией, проведенный в программе GenePop. показал высокую корреляцию генетических различий и логарифма географической дистанции в единицах географических координат на уровне 0,91. Межпопуляционная генетическая дифференциация Fagus orientalis (Fst) составила от 0,01 до 0,67. На основе полученных генетических данных и анализа литературы по фоссильным материалам представлена предварительная реконструкция возможных путей распространения и становления современного ареала вида в Крыму и на Кавказском перешейке в пределах Кавказского экорегиона. Наиболее раннее отделение произошло у популяций горного Крыма и Ставропольской возвышенности, которые в условиях островной изоляции сохранили уникальные черты генотипа предковой формы. Близки к предковой форме, по-видимому, и буки из реликтовых среднегорных популяций в рефугиумах мезофильной растительности: Колхидском (Авадхара, Абхазия) на западе и Кахетинском (Лагодехи, Грузия) на востоке. Наблюдаемое сходство на верхней границе букового пояса в различных районах Кавказского перешейка указывает на параллелизм в развитии и становлении высокогорных популяций вида.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Литература

Алиев Х. У., Туниев Б. С., Агасян А. Л. Геоботаническая характеристика и структура реликтового букняка в Шикахохском заповеднике (Южная Армения) // Takhtajania, 2018. Вып. 4. С. 31–36.

Арушанян Р. И. Реликты Нагорного Карабаха и новые местонахождения их // Бот. журн., 1973. Т. 58, № 5. С. 700–706.

Assyov B., Petrova A., Dimitrov D., Vassilev R. 2012. Conspectus of the Bulgarian Vascular Flora. Sofia. 489 pp.

Баранов В. И. О чем говорят песчаники Камышина и пески Ергеней. Сталинград, 1952. 46 с.

Davis P. H. 1982. Fagus L. In: Flora of Turkey. Vol. 7. Edinburgh: University Press. Pр. 657–658.

Denk Th., Frotzier N., Davitashvili N. 2001. Vegetational patterns and distribution of relict taxa in humid temperate forests and wetlands of Georgia (Transcaucasia). Biological Journal of the Linnean Society 72: 287–332. DOI: 10.1006/bijl.2000.0502

Denk Th., Grimm G., Stögerer K. K., Langer M., Hemleben V. 2002. The evolutionary history of Fagus in western Eurasia: Evidence from genes, morphology and the fossil record. Plant Systematics and Evolution 232: 213–236.

Earl D. A., Von Holdt B. M. 2012. Structure harvester: a website and program for visualizing STRUCTURE output and implementing the Evanno method. Conserv. Genet. Res. 4: 359–361. DOI: 10.1007/s12686-011-9548-7

Гаджиев В. Д., Алекперов А. М., Эфендиев М. Р., Мустафаева Р. К. Закатальский заповедник. М., 1985. 184 с.

Гроссгейм А. А. Анализ флоры Кавказа // Tр. ботан. ин-та Азерб. фил. АН СССР. Баку, 1936. № 1. С. 1–257.

Гвоздецкий Н. А. Кавказ. Очерк природы. М.: Географгиз, 1963. 264 с.

Колаковский А. А. К истории бука в Евразии // Бюл. МОИП. Отд. биол., 1960. Т. 3. С. 143–155.

Колаковский А. А. Некоторые данные по палеогеографии Кавказа в связи с формированием его флоры // Тр. Сухумс. бот. сада, 1974а. Вып. 20. С.115–131.

Колаковский А. А. Вертикальная поясность лесной растительности Колхиды в третичное время // Тр. Тбил. ин-та леса, 1974б. Т. 21. С. 98–115.

Колаковский А. А. Флора Абхазии. В 4-х т. Т. 2. Тбилиси: Мецниереба, 1982. 314 с.

Криштофович А. Н. Происхождение ксерофитных растительных формаций в свете палеоботаники // Пустыни СССР и их освоение. М.–Л.: АН СССР, 1954. Т. 2. С. 583–596.

Kumar S., Stecher G., Li M., Knyaz C., Tamura K. 2018. MEGA X: Molecular Evolutionary Genetics Analysis across computing platforms. Mol. Biol. Evol. 35(6): 1547–1549.

Кузнецов Н. И. Принципы деления Кавказа на ботанико-географические провинции // Записки Императорской АН, 1909. Т. 24, № 1. С. 1–174.

Laurent L. 1905. Flore Pliocene des Cinerites du Pas-de-la-Mougudo et de-Saint-Vincent-la-Sabie (Cantal), Avec une introduction géologique et paléontologique par P. Marty. Ann. du Musée Hist. Nat. de Marseille. Géologie 9: 313.

Mantel N. 1967. The detection of disease clustering and a generalized regression approach. Cancer Research 27: 209–220.

Margi D., Vendramin G. G., Comps B., Dupanloup I., Geburek Th., Gömöry D., Latalowa M., Litt Th., Paule L., Roure J. M., Tantau I., Knaap W. O., Petit R. J., Beaulieu J.-L. 2006. A new scenario for the Quaternary history of European beech populations: palaeobotanical evidence and genetic consequences. New Phytologist 171(1): 199–221. DOI: 10.1111/j.1469-8137.2006.01740.x

Марков К. К., Лазуков Г. И., Николаев В. А. Четвертичный период (ледниковый период – антропогеновый период). Т. 1. М.: Моск. ун-т, 1965. 371 с.

Маруашвили Л. И. Целесообразность пересмотра существующих представлений о палеогеографических условиях ледникового времени на Кавказе. Тбилиси: Мецниереба, 1956. 113 с.

Меницкий Ю. Л. Дубы Азии. Л.: Наука, 1984. 284 с.

Меницкий Ю. Л. Fagus L. // Конспект флоры Кавказа. Т. 3, ч. 2. СПб.–М.: тов. науч. изд. КМК, 2012. С. 286.

Metsalu T., Vilo J. 2015. ClustVis: A web tool for visualizing clustering of multivariate data using Principal Component Analysis and heatmap. Nucleic Acids Res. 43(1): 566–570. DOI: 10.1093/nar/gkv468

Müller M., Lopez P. A., Papageorgiou A. C., Tsiripidis I., Gailing O. 2019. Indications of genetic admixture in the transition zone between Fagus sylvatica L. and Fagus sylvatica ssp. orientalis Greut. & Burd. Diversity 11(6): 90. DOI: 10.3390/d110600090

Палибин И. В. Этапы развития флоры Прикаспийских стран со времени мелового периода // Сов. ботаника, 1935. № 3. С. 10–50.

Pastorelli R., Smulders M. J. M., Van’t Westende W. P. C., Vorman B., Giannini R., Vettori C., Vendramin G. G. 2003. Characterization of microsatellite markers in Fagus sylvatica L. and Fagus orientalis Lipsky. Mol. Ecol. Notes 3: 76–78.

Raymond M., Rousset F. 1995. GENEPOP (version 1.2): population genetics software for exact tests and ecumenicism. J. Heredity 86: 248–249.

Pritchard J. K., Stephens M., Donnelly P. 2000. Inference of population structure using multilocus genotype data. Genetics 155(2): 945–959.

Rousset F. 2000. Genetic differentiation between individuals. Evol. Biol. 13: 58–62.

Rousset F. 2008. Genepop’007: a complete reimplementation of the Genepop software for Windows and Linux. Mol. Ecol. Resources 8: 103–106. DOI: 10.1111/j.1471-8286.2007.01931.x

Сафаров И. В. Дзельква, ее биолого-экологические особенности и хозяйственное значение // Изв. АН Азерб. ССР, 1966. Вып. 1. С. 18–24.

Sagheb‐Talebi Kh., Schütz J.‐Ph. 2002. The structure of natural oriental beech (Fagus orientalis) forests in the Caspian region of Iran and potential for the application of the group selection system Forestry. International Journal of Forest Research 75(4): 465–472.

Соколов С. Я., Связева О. А., Кубли В. А. Ареалы деревьев и кустарников СССР. Т. 1. Л.: Наука, 1977. 163 с.

Тахтаджян А. Д. К истории развития растительности Армении // Тр. Бот. ин-та АН Арм. ССР, 1946. Т. 4. С. 51–107).

Тахтаджян А. Л. Флористические области Земли. Л.: Наука, 1978. 219 с.

Тимухин И. Н., Туниев Б. С. Плейстоценовые рефугиумы высокогорной флоры в предгорьях Северной Колхиды (Краснодарский край, Сочи) // Труды XIV Съезда Русского ботанического общества и конференции «Ботаника в современном мире». Махачкала: АЛЕФ, 2018. С. 201–203.

Tuniyev B. S. 1990. On the independence of the Colchis Center of Amphibian and Reptile speciation. Asiat. Herpet. Res. 3: 67–84.

Tuniyev B. S. 1997. About exact borders of the Colchis biogeographical province. Herpetology 4(2): 182–185.

Tuniyev B. S., Orlov N. L., Ananjeva N. B., Agasyan A. L. 2019. Snakes of the Caucasus: taxonomic diversity, distribution, conservation. St. Petersburg; Moscow: KMK Scientific Press Ltd. 278 pp.

Варданян Ж. А., Габриелян И. Г. Характерные черты формирования и развития дендрофлоры и древесной растительности Армении и сопредельных территорий // Takhtajania, 2011. № 1. С. 144–150.

Верещагин Н. К. Млекопитающие Кавказа. М.–Л.: АН СССР, 1959. 703 с.

Weir B. S., Cockerham C. C. 1984. Estimating F-Statistics for the Analysis of Population-Structure. Evolution 38: 1358–1370.

Wortemann R., Herbette S., Barigah T. S., Fumanal B., Alia R., Ducousso A., Gomory D., Roeckel-Drevet P., Cochard H. 2011. Genotypic variability and phenotypic plasticity of cavitation resistance in Fagus sylvatica L. across Europe. Tree Physiology 31: 1175–1182. DOI: 10.1093/treephys/tpr101

Опубликован
2020-12-16
Как цитировать
1. Алиев Х. У., Колтунова А. М., Куцев М. Г., Туниев Б. С. Популяционно-генетический анализ бука восточного (Fagus orientalis Lipsky) с территории Крыма и Кавказа // Turczaninowia, 2020. Т. 23. № 4. С. 17-31. URL: http://turczaninowia.asu.ru/article/view/9005.
Раздел
Научные статьи

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)