Цитогенетическая оценка популяций Pinus sylvestris L. на Европейском Севере России (Республика Карелия)
Аннотация
В данной статье представлены результаты цитогенетического анализа семенного потомства Pinus sylvestris L. из 5 популяций, произрастающих в бореальных лесах Европейского Севера России (Республика Карелия). На основе изучения кариотипа растений было установлено, что, помимо диплоидных клеток, некоторые проростки содержали единичные тетраплоидные и анеуплоидные клетки. Главным образом, миксоплоидные растения были обнаружены в Шелтозерском и Амбарнском участковых лесничествах. Важно отметить, что для данных популяций были характерны высокие значения таких показателей, как частота патологий митоза на стадиях метафазы и ана-телофазы (5,3 ± 0,6 и 7,1 ± 0,6 % соответственно), а также доля клеток с микроядрами (0,2 ± 0,06 и 0,1 ± 0,04 % соответственно) в корневой меристеме Pinus sylvestris. Однако, несмотря на это, семена из Шелтозерского и Амбарнского участковых лесничеств имели высокие значения по всхожести. В результате анализа аберраций хромосом было выявлено 9 типов: фрагментация, мосты, кольцевые хромосомы, забегание, обособление, отставание, многополюсность и хаотическое расхождение хромосом, сложные (множественные) нарушения. У большинства изученных проростков наиболее распространенной патологией являлось забегание хромосом. Кроме того, исследование показало, что в популяциях Pinus sylvestris, произрастающих в подзоне северной тайги, доля мостов в общем спектре нарушений на стадии ана-телофазы митоза возрастает ~ в 3,5 раза по сравнению со среднетаежными популяциями. Таким образом, использование цитогенетического теста позволило оценить состояние генома Pinus sylvestris из разных популяций на территории Европейского Севера России и выявить ответные реакции на клеточном уровне, направленные на адаптацию растений к условиям внешней среды.
Скачивания
Metrics
Литература
Butorina A. K., Kalaev V. N., Mironov A. N., Smorodinova V. A., Mazurova I. E., Doroshev S. A., Sen’kevich E. V. 2001. Cytogenetic variation in populations of Scotch pine. Russian Journal of Ecology 32(3): 198–202. DOI: 10.1023/a:1011366328809
Буторина А. К., Ермолаева О. В., Черкашина О. Н., Мазурова И. Э., Белоусов М. В., Чернодубов А. И. Перспективы использования цитогенетического анализа в лесоводстве на примере оценки состояния островных боров Воронежской области // Успехи современной биологии, 2008. Т. 128, № 4. С. 400–408.
Daev E. V., Dukelskaya A. V., Barabanova L. V. 2015. Cytogenetic approaches for determining ecological stress in aquatic and terrestrial biosystems. Russian Journal of Genetics: Applied Research 5(5): 441–448. DOI: 10.1134/s2079059715050056
Evseeva T. I., Belykh E. S., Maistrenko T. A., Geras’kin S. A., Brown J. E. 2011. Assessment of the reproductive capacity of Pinus sylvestris trees growing under conditions of chronic exposure to radionuclides of uranium and thorium series. Russian Journal of Ecology 42(5): 382–387. DOI: 10.1134/S1067413611050055
Ganem N. J., Pellman D. 2012. Linking abnormal mitosis to the acquisition of DNA damage. Journal of Cell Biology 199(6): 871–881. DOI: 10.1083/jcb.201210040
Гераськин С. А., Дикарева Н. С., Удалова А. А., Спиридонов С. И., Дикарев В. Г. Цитогенетические эффекты в популяциях сосны обыкновенной из районов Брянской области, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС // Радиационная биология. Радиоэкология, 2008. Т. 48, № 5. С. 584–595.
Geras’kin S. A., Kim J. K., Oudalova A. A., Vasiliyev D. V., Dikareva N. S., Zimin V. L., Dikarev V. G. 2005. Bio-monitoring the genotoxicity of populations of Scots pine in the vicinity of a radioactive waste storage facility. Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis 583(1): 55–66. DOI: 10.1016/j.mrgentox.2005.02.003
Гераськин С. А., Кузьменков А. Г., Васильев Д. В. Временная динамика цитогенетических эффектов в хронически облучаемых популяциях сосны обыкновенной // Радиационная биология. Радиоэкология, 2018. Т. 58, № 1. С. 74–84. DOI: 10.7868/s0869803118010083
Geras’kin S., Volkova P., Vasiliyev D., Dikareva N., Oudalova A., Kazakova E., Makarenko E., Duarte G., Kuzmenkov A. 2019. Scots pine as a promising indicator organism for biomonitoring of the polluted environment: A case study on chronically irradiated populations. Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis 842: 3–13. DOI: 10.1016/j.mrgentox.2018.12.011
Горячкина О. В., Сизых О. А. Цитогенетические реакции хвойных растений в антропогенно нарушенных районах г. Красноярска и его окрестностей // Хвойные бореальной зоны, 2012. № 1–2. С. 46–51.
Государственный доклад о состоянии окружающей среды Республики Карелия в 2013 году. Петрозаводск: ООО «Версо», 2014. 300 с.
Государственный доклад о состоянии окружающей среды Республики Карелия в 2019 году. Петрозаводск: ООО «Версо». 2020. 248 с.
Громов Ю. А. Отчет о результатах прогнозно-геофизических работ масштаба 1 : 50000 партии № 8 и партии № 7 на Прионежской площади в 1977 и 1981 годах. ТГФ по Республике Карелия. 1982. Т. 1. Текст отчета. 157 с. Инв. № 3297.
Игнатенко Р. В. Цитогенетические исследования семенного потомства Pinus sylvestris L., произрастающей в районе Сегежского ЦБК // Труды Карельского научного центра РАН, 2021. № 11. С. 93–102. DOI: 10.17076/eb1499
Ильинских Н. Н., Новицкий В. В., Ванчугова Н. Н., Ильинских И. Н. Микроядерный анализ и цитогенетическая нестабильность. Томск: Изд-во Томского ун-та, 1992. 269 с.
Ивантер Э. В., Коросов А. В. Введение в количественную биологию: учебное пособие для студентов биологических специальностей. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2011. 304 с.
Kalashnik N. A. 2008. Chromosome aberrations as indicator of technogenic impact on conifer stands. Russian Journal of Ecology 39(4): 261–271. DOI: 10.1134/s106741360804005x
Калаев В. Н., Игнатова И. В., Калаева Е. А. Цитогенетический полиморфизм семенного потомства деревьев ели белой (Picea glauca (Moench) Voss) при интродукции в Воронежской области // Turczaninowia, 2020. Т. 23, № 3. С. 185–204. DOI: 10.14258/turczaninowia.23.3.16
Кунах В. А. Геномная изменчивость соматических клеток растений. 2. Изменчивость в природе // Биополимеры и клетка, 1995. Т. 11, № 6. С. 5–40.
Levine M. S., Holland A. J. 2018. The impact of mitotic errors on cell proliferation and tumorigenesis. Genes and development 32(9–10): 620–638. DOI: 10.1101/gad.314351.118
Машкина О. С., Калаев В. Н., Мурая Л. С., Леликова Е. С. Цитогенетические реакции семенного потомства сосны обыкновенной на комбинированное антропогенное загрязнение в районе Новолипецкого металлургического комбината // Экологическая генетика, 2009. № 3. С. 17–29. DOI: 10.17816/ecogen7317-29
Машкина О. С., Тихонова И. В., Муратова Е. Н., Мурая Л. С. Цитогенетические особенности семенного потомства карликовых сосен на Юге Восточной Сибири // Хвойные бореальной зоны, 2012. № 1–2. С. 127–135.
Муратова Е. Н. Хромосомные мутации у сосны обыкновенной в Южном Забайкалье // Известия Академии наук СССР. Серия биологическая, 1991. № 5. С. 689–699.
Муратова Е. Н., Зубарева О. Н. Цитогенетическое изучение сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в районе выбросов тепловой электростанции // Известия Академии наук СССР. Серия биологическая, 1990. № 3. С. 36–41.
Удалова А. А., Гераськин С. А. Временная динамика и эколого-генетическая изменчивость цитогенетических эффектов в испытывающих техногенное воздействие популяциях сосны обыкновенной // Журнал общей биологии, 2011. Т. 72, № 6. С. 455–471.
Pardayeva E. U., Mashkina O. S., Popov V. N. 2017. State of Pinus sylvestris L. generative sphere according to cytogenetic analysis in changing climate conditions on the territory of Voronezh oblast. Contemporary Problems of Ecology 3: 271–276. DOI: 10.1134/s1995425517030088
Пименов А. В., Седельникова Т. С. Аномалии митоза в проростках Pinus sylvestris (Pinaceae) на евтрофном осушенном болоте // Бот. журн., 2006. Т. 91, № 10. С. 1537–1544.
Правдин Л. Ф. Сосна обыкновенная. Изменчивость, внутривидовая систематика, селекция. М.: Изд-во «Наука», 1964. 192 с.
Правдин Л. Ф., Бударагин В. А., Круклис М. В., Шершукова О. П. Методика кариологического изучения хвойных пород // Лесоведение, 1972. Т. 2. С. 67–75.
Prus-Głowacki W., Chudzińska E., Wojnicka-Półtorak A., Kozacki L., Fagiewicz K. 2006. Effects of heavy metal pollution on genetic variation and cytological disturbances in the Pinus sylvestris L. population. Journal of Applied Genetics 47(2): 99–108. DOI: 10.1007/BF03194607
Пухальский В. А., Соловьев А. А., Бадаева Е. Д., Юрцев В. Н. Практикум по цитологии и цитогенетике растений. М.: Изд-во «Колос», 2007. 198 с.
Sedel’nikova T. S. 2016. Variability of genome size in conifers under extreme environmental conditions. Biology Bulletin Reviews 6(2): 177–188. DOI: 10.1134/S2079086416020079
Sedel’nikova T. S., Pimenov А. V. 2010. Chromosomal mutations in Scots pine (Pinus sylvestris L.) growing in a hydromorphic environment: first case of a giant chromosome detection. Biology Bulletin 37(4): 351–356. DOI: 10.1134/S1062359010040047
Седельникова Т. С., Пименов А. В. Изменчивость числа хромосом и хромосомные перестройки у Pinus sylvestris (Pinaceae) в засушливых условиях Нижнего Поволжья и Южной Сибири // Бот. журн., 2021. Т. 106, № 4. С. 353–362. DOI: 10.31857/S0006813621040116
Симаков Е. А. О пострадиацинном восстановлении цитогенетических повреждений в проростках семян разных форм картофеля // Радиобиология, 1983. Т. 23, вып. 5. С. 703–706.
Волков А. Д. Типы леса Карелии. Петрозаводск: КарНЦ РАН. 2008. 180 с.
Егоркина Г. И. Цитогенетические параметры сосны обыкновенной в Алтайском крае // Лесоведение, 2010. № 6. С. 39–45.
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.