Оценка генетической изменчивости плюсовых деревьев сосны обыкновенной на лесосеменных плантациях в Башкирском Предуралье

Изучены таксационные показатели клонов, семей плюсовых деревьев сосны обыкновенной и искусственных насаждений вида по основным морфометрическим признакам стволов. Выявлено преимущество в росте клонового потомства плюсовых деревьев, по сравнению с семейственным потомством и деревьями в культурценозах. В результате проведенных исследований по оценке генетической изменчивости сосны обыкновенной с использованием ISSR-маркеров, выявлен различный уровень полиморфных локусов. В потомстве плюсовых деревьев на ЛСП данный показатель варьировал от 67,71 до 70,83 %, в древостоях искусственных насаждениях – от 60,42 до 63,54 %. Обобщенные показатели для всех исследованных ЛСП по доле полиморфных локусов составили 82,29 %, искусственных насаждений – 61,98 %, генетическому разнообразию и индексу Шеннона 0,239 и 0,332 соответственно, что свидетельствует о достаточно высоком уровне изменчивости растений. В результате генетических исследований выявлен высокий полиморфизм клонов сосны обыкновенной на лесосеменных плантациях в Башкирском Предуралье. Полученные сведения о генетической и фенотипической неоднородности клонов плюсовых деревьев данного вида являются важной основой проведения научно обоснованного селекционного отбора и выделения ценных генотипов для паспортизации существующих и создания лесосеменных плантаций более высокого генетического уровня.  

1. Белоконь Ю. С., Гордеева Н. В., Гордон Н. Ю., Белоконь М. М., Политов Д. В. Применение ДНКмаркеров для паспортизации ЛСП и сертификации семян хвойных пород // Лесохозяйственная информация. 2008. № 3-4. С. 35–38.

2. Бондаренко А. С., Жигунов А. В. Статистическая обработка материалов лесоводственных исследований. СПб. : Политехнический университет, 2016. 125 с.

3. Боронникова С. В., Нечаева Ю. С., Пришнивская Я. В., Бобошина И. В. Генетическая изменчивость, структура и дифференциация популяций сосны обыкновенной (Рinus sylvestris l.) на Северо-Востоке Русской равнины по данным молекулярно-генетического анализа // Генетика. 2015. Т. 51, № 12. С. 1401–1409.

4. Буторина А. К., Машкина О. С., Камалова И. И. Использование молекулярных маркеров в генетике, селекции и семеноводстве лесных древесных растений // Лесные культуры, селекция древесных пород на юге Русской равнины : материалы Межрегион. конф., посвящ. 95-летию со дня рожд. доц. Еньковой Елизаветы Ивановны. Воронеж : ВГЛТА. 2007. С. 10–35.

5. Ефимов Ю. П. Современные проблемы и перспективы улучшения лесов селекционно-генетическими методами // Лесохозяйственная информация. 2008. № 3-4. С. 30–32.

6. Зацепина К. Г., Экарт А. К., Тараканов В. В. Генотипирование деревьев на клоновых плантациях хвойных лесообразующих видов в Западной Сибири // Хвойные бореальной зоны. 2012. Т. 30, № 1-2. С. 67–71.

7. Ивановская С. И., Хомченко Е. Н., Новикова О. М. Молекулярно-генетический анализ Pinus sylvestris L. на лесосеменных плантациях // Проблемы лесоведения и лесоводства: сборник научных трудов ИЛНАН Беларуси. Вып. 67. Гомель : ИЛНАН Беларуси, 2007. С. 155–162.

8. Ивановская С. И. Генетический потенциал сосновых насаждений Полесского лесосеменного района на основе молекулярно-генетического анализа // Труды БГТУ. Сер. 1: Лесное хозяйство. 2012. № 1(148). С. 168–171.

9. Ивановская С. И. Оценка генофонда сосны обыкновенной (Pinus sylvestris l.) в плюсовых насаждениях Беларуси по данным изоферментного анализа. [Электронный ресурс]. Электрон. дан. // Труды БГТУ. № 1. Лесное хозяйство. 2014. № 1(165). С. 130–134.

10. Кальченко Л. И., Тараканов В. В. Поэтапная паспортизация деревьев на клоновых плантациях сосны обыкновенной: использование метода фенетики // Хвойные бореальной зоны. 2010. Т. XXVII, № 1-2. С. 87–90.

11. Камалов Р. М., Петюренко М. Ю., Дегтярева А. П. Изменчивость показателей молекулярных маркеров у клонов плюсовых деревьев сосны обыкновенной Pinus sylvestris L. // Труды Санкт-Петербургского НИИ лесного хозяйства. 2022. № 3. С. 4–13.

12. Криворотова Т. Н., Шейкина О. В. Генетическая структура лесосеменных плантаций и насаждений сосны обыкновенной в Среднем Поволжье // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2014. № 1(21). С. 77–86.

13. Ларионова А. Я. Генетическая изменчивость сосны обыкновенной в юго-восточной части ареала // Генетика. 2002. Т. 38, № 12. С. 1641–1647.

14. Лакин Г. Ф. Биометрия. 3-е изд., перераб. и доп. М. : Высшая школа, 1980. 293 с.

15. Мамаев С. А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений на Урале (на примере сем. Pinaceae). М. : Наука, 1972. 284 с.

16. Милютина Т. Н., Шейкина О. В., Новиков П. С. Молекулярно-генетические исследования изменчивости клонов плюсовых деревьев Pinus sylvestris по ISSR-маркерам // Хвойные бореальной зоны. 2013. № 1-2. Т. XXXI. С. 102–105.

17. Новиков П. С., Шейкина О. В. ISSR-анализ деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) различных селекционных категорий // Научный журнал КубГАУ. 2012. № 82 (08). С. 100–112.

18. Новиков П. С., Шейкина О. В., Милютина Т. Н. Изменчивость плюсовых деревьев сосны обыкновенной на архиве клонов по ISSR-маркерам // Вестник Марийского гос. технич. ун-та. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2011. № 3. С. 82–87.

19. Политов Д. В. Применение молекулярных маркеров в лесном хозяйстве для идентификации, инвентаризации и оценки генетического разнообразия лесных ресурсов // Лесохозяйственная информация. 2008. № 3-4. С. 24–27.

20. Федорков А. Л. Геномный отбор в лесной селекции // Сибирский лесной журнал. 2020. № 6. С. 86–90.

21. Царев А. П., Лаур Н. В. Генотипическая оценка плюсовых деревьев сосны обыкновенной по росту их вегетативного потомства // Наука о лесе: история, современное состояние и перспективы развития (посвящена 75-летию института леса HAH Беларуси), 2005. Гомель: Беларусь. С. 252–254.

22. Цибульский В. Р., Арефьев С. П., Новиков В. П., Соловьев И. Г., Говорков Д. А. Определение индекса биоразнообразия Шеннона растительных сообществ, образованных деревьями-эдификаторами на примере лесов севера Западной Сибири // Вестник НВГУ. 2021. № 24(54). С. 32–38.

23. Шейкина О. В., Гладков Ю. Ф. Обоснование показателей генетического разнообразия для лесосеменных плантаций сосны обыкновенной в Республике Марий Эл // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. № 4(60). С. 73–76.

24. Шейкина О. В., Романов Е. М. SSR-анализ плюсовых деревьев сосны обыкновенной из Республики Марий Эл // Лесохозяйственная информация 2023. № 2. С. 91–101.

25. Шигапов З. Х., Бахтиярова Р. М., Янбаев Ю. А. Генетическая изменчивость и дифференциация природных популяций сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) // Генетика. 1995. Т. 31. № 10. С. 1386–1393.

26. Шигапов З. Х. Сравнительный генетический анализ лесосеменных плантаций и природных популяций сосны обыкновенной // Лесоведение. 1995. № 3. С. 19–24.

27. Шигапов З. Х., Тимерьянов А. Ш., Янбаев Ю. А., Шигапова А. И. Динамика генетической структуры потомства по годам на лесосеменной плантации и в природной популяции сосны обыкновенной Pinus sylvestris L. // Генетика. 1996. Т. 32, № 10. С. 1363–1370.

28. Шигапова А. И., Шигапов З. Х. Генетическое разнообразие популяций сосны обыкновенной Pinus sylvestris L. // Вестник ОГУ. 2009. № 6. С. 445–447.

29. Шишкина О. К., Завистева М. А., Рабцун А. С. Некоторые результаты практического применения анализа ДНК для генетической идентификации клонов на ЛСП сосны обыкновенной // Лесной вестник. 2012. № 7. С. 92–94.

30. Щерба Ю. А., Ибе А. А., Сухих Т. В., Шеллер М. А., Копченко Д. Е. Результаты анализа ДНК для генетической идентификации рамет на гибридносеменной плантации сосны кедровой сибирской // Хвойные бореальной зоны. 2022. Т. Xl, № 5. С. 424–429.

31. Androsiuk P., Zielinski R., Polok K. B-SAP markers derived from the bacterial KatG gene differentiate populations of Pinus sylvestris and provide new insights into their postglacial history. SilvaFennica, 2011, Vol. 45, No. 1, pp. 3–18. DOI: 10.14214/sf.29.

32. Doyle J. J., Doyle J. L. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue // Phytochem. Bull. 1987. 19, pp. 11–15.

33. Gömöry D., Bruchánik R., Longauer R. Fertility variation and flowering asynchrony in Pinus sylvestris: consequences for the genetic structure in seed orchards. Forest Ecology and Management, 2003, 174, pp. 117– 126. DOI: 10.1016/S0378-1127(02)00031-2.

34. Kimura M. The number of alleles that can be maintained in a finite population // Genetics (US). 1964. Vol. 49, рр. 725–738. DOI: 10.1093/genetics/49.4.725.

35. Li Bin., Gu Wanchun. Review on genetic diversity in Pinus (J) // Hereditas. 2003. Vol. 25(6), рр. 740–748.

36. Li Hui-yu, Jing, Liu Gui-frng end et al Genetic variation and division of Pinus sylvestris provenances by ISSR markers // Journal of Forest Research. 2005. Vol. 16(3), рр. 216–218. DOI: 10.1007/BF02856818.

37. Nei M. Genetic distance between populations // The American Naturalist. 1972. Vоl. 106, рр. 283–292. DOI: 10.1086/282771.

38. Nei M. Molecular population genetics and evolution / North Holland Publishing Company, Amsterdam Oxford; American Elsevier Publishing Company, Inc, New York, 1975. 234 р. DOI: 10.1016/00145793(77)80772-2.

39. Schannon C. E., Weaver W. The mathematical theory of communication Urbana // Univ. of Illinois Press. 1949. 284 p.

40. Huili W., Shuxue Y., Li G., Hailong L., Wei L. Genetic diversity assessment and fingerprint construction of superior tree populations of Pinus sylvestris var. mongolica. J. OF GANSU Agric. Univ., 2022, 57(3), 057. DOI: 10.13432/j.cnki.jgsau.2022.03.013.