Биологические особенности природных популяций Arabidopsis в условиях Карелии

Грицких, Марина Витальевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Биологические особенности природных популяций Arabidopsis в условиях Карелии
ВАК РФ 03.01.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Биологические особенности природных популяций Arabidopsis в условиях Карелии"

На правах рукописи

ГРИЦКИХ Марина Витальевна

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИРОДНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ ARABIDOPSIS В УСЛОВИЯХ КАРЕЛИИ

03.01.04 - биохимия 03.01.05 - физиология и биохимия растений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 7 ЩР ?01]

Петрозаводск - 2011

4840646

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте биологии Карельского научного центра РАН (ИБ КарНЦ РАН)

Научный руководитель: член-корреспондент РАН,

доктор биологических наук, профессор ТИТОВ Александр Федорович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

ШПАКОВ Александр Олегович

доктор биологических наук, доцент ВЕТЧИННИКОВА Лидия Васильевна

Ведущая организация:

Учреждение Российской академии наук Институт биологии развития им Н.К. Кольцова РАН

Защита состоится «22» марта 2011 года в 15 часов на заседании диссертационного совета (ДМ 212.087.02) при Карельской государственной педагогической академии по адресу: 185680, Республика Карелия, г. Петрозаводск, ул. Пушкинская, 17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Карельской государственной педагогической академии (185680, Республика Карелия, г. Петрозаводск, ул. Пушкинская, 17).

Автореферат разослан «у/» февраля 2011 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета,

кандидат медицинских наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема адаптации живых организмов к изменяющимся факторам внешней среды является одной из центральных в биологии. Данное понятие охватывает широкий круг вопросов и рассматривается, как способность растений и животных приспосабливаться к условиям окружающей среды с одновременным повышением вероятности выживания и самовоспроизведения. Адаптации, как универсальный биологический феномен, формируются и проявляются на самых различных уровнях организации живого и изучаются в рамках разных биологических дисциплин, включая биохимию, физиологию, генетику (Селье, 1972; Хочачка, Сомеро, 1988). В целом, приспособленность каждого отдельного организма зависит от генотипа, определяющего его адаптивные возможности, тогда как на популяционном уровне приспособленность во многом связана с величиной генетического полиморфизма (Майр, 1968; Тимофеев-Ресовский и др., 1977; Айала, 1984).

Механизмы формирования внутривидового полиморфизма в пределах популяций и филогенетическая дивергенция природных популяций родственных видов изучаются уже многие годы. Для решения этих задач наиболее информативны исследования, проводимые на модельных объектах. Один из них - Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. - стал широко использоваться в популяционно-генетических исследованиях сравнительно недавно (Abbot, Gomes, 1989; Kuittinen et al., 1997a; Innan et al., 1997; Le Corre et al., 2002; Stenoien et al., 2002; Gazzani et al., 2003; Stinchcombe et al., 2004; Nordborg et al., 2005). В последнее время усилился также интерес к родственным ему аутбредным видам - Arabidopsis lyrata ssp. lyrata и A. lyrata ssp. petraea (L.) O'Kane & Al-Shehbaz (Van Treuren et al., 1997; Kuittinen et al., 19976; Riihimaki et al, 2005; Clauss, Mitchell-Olds, 2006). Очевидно, перекрестноопыляемые представители того же рода, что и вы-сокосамофертильный вид A. thaliana, являются хорошим дополнением в качестве объекта исследований при решении различных научных задач.

Как известно, в природных популяциях существует огромная скрытая генетическая изменчивость, без которой невозможна адаптивная эволюция (Левонтин, 1978; Айала, 1984; Кимура, 1985; Алтухов, 2003). В настоящее время для изучения генетического разнообразия широко используются биохимические и молекулярно-генетические методы. Один из них - полимеразная цепная реакция с участием произвольных праймеров (RAPD-анализ) выявляет полиморфные состояния в большом числе локу-сов, сканируя весь геном в целом, а также позволяет анализировать и не-кодирующие последовательности ДНК (Williams, 1990; Tingey, Tufo,

1993; Дорохов, Клоке, 1997; Гостимский и др., 1999). Другой широко используемый метод - электрофоретический анализ белков и ферментов, дает возможность оценивать биохимический полиморфизм (Корочкин и др., 1977; Левонтин, 1978; Созинов, 1985). При одновременном использовании этих методов можно получить качественно новую информацию о внутривидовой генетической дифференциации, расширяя тем самым существующие представления об адаптационных и микроэволюционных процессах. Привлечение наряду с ними традиционных методов физиологии и морфологии растений и сопоставление количественной изменчивости по морфо-физиологическим признакам в пределах популяций с уровнем популяционного полиморфизма по изоферментам и ЯАРВ-маркерам позволяет исследовать и вьивлять биологические особенности популяций, в том числе, с различным уровнем панмиксии и расположенных в северной части ареала, т.е. находящихся в силу "пограничного" положения в природно-климатических условиях, существенно отличающихся от центральной части ареала вида.

Цель исследования: изучение биологических (морфо-физиологиче-ских, биохимических и генетических) особенностей природных популяций Л. ЛаНапа и А. 1.ре1гаеа в условиях Карелии.

Задачи:

1. Исследовать особенности проявления морфо-физиологических признаков растений в природных популяциях АгаЫс!орз15.

2. Оценить уровень и характер биохимического полиморфизма и генетического разнообразия природных (континентальных и островных) популяций А. гЬаИапа.

3. Сравнить степень генетической гетерогенности карельских популяций А. ЛаПапа и А. 1.ре1гаеа, различающихся уровнем панмиксии.

4. Охарактеризовать приспособленность популяций А. ЛаИапа на основе анализа выживаемости и репродуктивной способности растений и действие естественного отбора в популяциях ЛгаЬ/фр^и.

Научная новизна. Впервые проведено комплексное исследование биологических особенностей АгаЫс1ор.т в условиях Карелии, включающее изучение морфологического, физиологического, биохимического и генетического разнообразия островных и континентальных природных популяций А. /ЬаНапа, находящихся на северной периферии ареала вида. С помощью ЯАРО-РСЯ метода исследована популяционно-генетическая структура двух близкородственных видов АгаЫ^р.т, различающихся уровнем панмиксии -А. ЖаИапа и А. I. реКаеа. Изучена структура природных популяций А. IкаИапа по времени зацветания и выявлена их неоднородность по реакции

растений на яровизацию (действие низких положительных температур). Дана оценка степени приспособленности растений северных популяций А. йгаИапа и действия стабилизирующей формы естественного отбора.

Практическая значимость работы. Полученные данные расширяют существующие представления о биологических особенностях периферических популяций и о процессах адаптации растений к неблагоприятным условиям внешней среды, а также дополняют имеющиеся сведения о биологических особенностях модельного генетического объекта А. ¡ИаНапа. Результаты исследований могут быть использованы в образовательном процессе при чтении общих и специальных курсов по физиологии и биохимии растений, общей и популяционной генетике.

Апробация работы. Материалы работы представлены и обсуждены на научной конференции, посвященной 60-летию КарНЦ РАН «Северная Европа в XXI веке: природа, культура, экономика» (г. Петрозаводск, 2006); на Всероссийской конференции XII съезда РБО «Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале XXI века» (г. Петрозаводск, 2008); на съезде генетиков и селекционеров, посвященном 200-летию со дня рождения Ч. Дарвина (г. Москва, 2009); на Международной научно-практической конференции «Экологическое равновесие и устойчивое развитие территории» (г. Санкт-Петербург, 2010).

Положения, выносимые на защиту:

1. Природные популяции А. ЛаИапа в условиях Карелии характеризуются высоким уровнем межпопуляционного и внутрипопуляционного фенотипического (морфологического, физиологического, биохимического) и генетического разнообразия.

2. Высокое биохимическое и генетическое разнообразие островных популяций А. ЛаИапа (расположенных на островах Онежского озера), как правило, не характерное для естественных изолированных популяций, связано с особенностями произрастания растений на северной границе ареала вида и обеспечивает их выживаемость.

3. Приспособленность А. ШаНапа к специфическим условиям произрастания на северной границе ареала этого вида осуществляется за счет двух адаптивных стратегий: высокой выживаемости организмов и/или высокой их плодовитости.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 2 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 152 страницах машинописного текста, содержит 34 таблицы и 21 рисунок. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследования,

3 глав результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения и выводов. Библиографический список включает 258 источников, в том числе 178 иностранных.

Благодарности. Выражаю глубокую и искреннюю признательность чл.-корр. д.б.н., профессору А.Ф. Титову, моему научному руководителю, к.б.н. О.Н. Лебедевой за ценные советы и рекомендации. Самые теплые слова благодарности к.б.н. О.М. Федоренко и к.б.н. Т.С. Николаевской за всестороннюю помощь, а также сотрудникам лаборатории генетики и группы молекулярной биологии ИБ КарНЦ РАН за помощь при постановке экспериментов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В главе рассмотрена роль генетического полиморфизма как основы адаптационных процессов и формирования приспособленности природных популяций. Обсуждаются основные факторы микроэволюции определяющие уровень генетического разнообразия. Проведен анализ методов выявления полиморфизма: морфологического, биохимического и генетического. Отдельный раздел посвящен популяционно-генетическим исследованиям модельного объекта Л. хЬаИапа и его аутбредного родственного вида/!. /. 1уга1а, а также основам адаптации популяций АгаЫс1орж.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследований явились природные популяции двух видов араби-допсиса -ЛгаШорда 1каИапа (Ь.) НеупЬ. и ЛгаШорш \yrata виЬвр ,ре(гаеа (Ь.) О'Капе & А^ЬеЬЬаг - различающиеся между собой рядом признаков, в т.ч. способом размножения и продолжительностью жизненного цикла.

Растения А. IЬаИста анализировали из 7 популяций, находящихся в Карелии. Популяции Радколье и Климецкий расположены на островах Онежского озера (о. Радколье, о. Климецкий), континентальные популяции Шуйская, Царевичи, Косалма, Кончезеро и Медвежьегорск названы в соответствии с близлежащими населенными пунктами. Единственная известная в Карелии популяция А, I. ре^аеа располагается в пригороде г. Медвежьегорска.

Анализ морфо-физиологических признаков. Растения выращивали по общепринятым методикам культивирования арабидопсиса в лабораторных условиях (Иванов, 1966). Анализ морфологических признаков проводили в лабораторных и полевых условиях, исследуя по 30 растений, случайно выбранных из каждой популяции. В полевых условиях измеряли высоту растений, длину соцветия и стручка. По количеству стручков

на растение оценивали плодовитость. В условиях лаборатории анализ осуществляли по 30 семьям, в каждой семье у 4 растений измеряли диаметр розетки, количество розеточных листьев, длину и ширину листа, длину черешка, а также вычисляли индекс листа (отношение ширины к длине листа). При изучении физиологических признаков — энергии прорастания и всхожести - семена каждого из 30 материнских растений проращивали в чашках Петри в 4-х повторностях по 50 штук в каждой. Количество семян, проросших на 5-й день, характеризовало энергию прорастания, а на 10-й день - всхожесть.

Время зацветания определяли у 30 растений каждой популяции, не подвергавшихся холодовой обработке и у 30 растений семена, которых были яровизированы (в течение 30 дней при 2-4°С) в лабораторных условиях (Kuittinen et al., 19976; Michaels, Amasino, 1999; Lempe et al., 2005).

Оценка действия естественного отбора. Для оценки действия естественного отбора (стабилизирующей формы) вычисляли среднюю арифметическую, а также разность между средним и конкретным значением соответственно для каждого признака. Полученные ряды разностей ранжировали. По диаграммам рядов разностей от средней вычисляли тренды (линии рассеивания) и по углу их наклона (крутизны) устанавливали степень различий между группами индивидуумов в отношении действия стабилизирующего отбора (Алтухов и др., 1976; Олимпиенко и др., 2005). Отклонения от средних в большинстве случаев значимо отличались друг от друга при р<0,05, что вместе со значениями коэффициента детерминации позволяет считать результаты статистически достоверными.

Изоферментный анализ. Для электрофоретического анализа ферментов использовали листья 4-недельных растений. Электрофоретическое разделение изоферментов и окрашивание белков проводили по общепринятым методикам (Show, Prassard, 1970; Корочкин и др., 1977) в вертикальном блоке полиакриламидного геля. Электрофорез осуществляли в трис-ЭДТА-боратной (TBE) буферной системе, pH 8,3 при напряжении 200 В, в течение 2-2,5 ч. в зависимости от анализируемой ферментной системы.

Удовлетворительные результаты гистохимического окрашивания были получены для четырех ферментных систем: изоцитратдегидрогеназы (ШН), эстеразы (EST), лейцинаминопептидазы (LAP) и кислой фосфатазы (АСР).

RAPD-анализ (random amplified polymorphic DNA). ДНК выделяли из листьев 30 взрослых растений каждой популяции (в вегетативной фазе) по методу Мёллера с соавт. (Möller et al., 1992). Полимеразную цепную реакцию осуществляли в термоциклере Robocycler® ("Stratagene", США). Для RAPD-анализа использовали следующие олигонуклео-тидные праймеры ("Синтол", Россия): №2 (5'-GTGTCGAGTC-3'), №4

(5'-AGGTCTGACG-3'), №7 (5'-GTCGATCGAG-3'), №8 (5'-CGAGCCGATC-3'), №OPC-5 (5 '-GATGACCGCC-3'), №P-01D (5'-AGCAGCGTCG-3'). ПЦР проходила в следующих условиях: первичная денатурация - 2 мин при 94°С; далее 35 циклов: денатурация - 1 мин при 94°С, отжиг - 40 с при 35°С, синтез - 40 с при 72°С; достраивание фрагментов - 10 мин при 72°С. Продукты амплификации выявляли методом элеирофореза в 2%-ном агарозном геле в TBE буферном растворе с добавлением бромистого этидия и фотографировали в УФ-свете. Анализ молекулярной массы фрагментов осуществляли относительно маркера молекулярной массы (100 bp -1 КЬ) ("Силекс", Россия). Аналогичный метод исследования использовался при изучении генетической структуры островных природных популяций Festuca pratensis Huds. (Федоренко и др., 2009).

Статистическая обработка данных. Данные по морфо-физиологиче-скому анализу признаков обрабатывали общепринятыми методами вариационной статистики (Зайцев, 1984) с применением пакета программ MS Excel и Ку Plot Statistics.

Обработку результатов изоферменшош анализа проводили по стандартной методике с помощью компьютерной программы BIOSIS-l (Swofford, Seiander, 1981). Элеюрофореграммы фрагментов ДНК анализировали с использованием программы Kodak ГО. При статистической обработке полученных результатов применялись стандартные подходы, принятые в популяционно-генетаческих исследованиях (Живоговский, 1983), и пакеты программ POPGENE (Yeh, Boyle, 1997) и PHYLIP (http-i/evolutioagcnetics.washington.edu). О достоверности различий между популяциями судили по х2-критершо (Зайцев, 1984). На основании полученных данных для изоферментного и RAPD-анализа были вычислены показатели уровня генетического разнообразия, генетическое сходство (IN) и расстояние (Dm) между популяциями по Нею (Nei, 1972), а также оценена степень генной дифференциации внутри и между изученными популяциями (Nei, 1973). Значения генетического сходства использовали для построения дендро-грамм методом Neighbor-Joining для изоферментного анализа и невзвешенным парно-групповым методом (UPGMA) в программе PHYLIP для RAPD.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Фенотипическое разнообразие растений природных популяций

Arabidopsis

Морфологический анализ растений показал, что все исследованные популяции А. thaliana, расположенные на территории Карелии, характеризуются высоким уровнем изменчивости. Фенотипические особенности растений континентальных и островных популяций выражены различиями

в экспрессии морфо-физиологических признаков (табл. 1). В целом, растения островных популяций отличаются от континентальных большими значениями диаметра розетки, длины листовой пластинки и черешка листа. Растения континентальных популяций выделялись большим количеством розеточных листьев и высоким индексом листа.

Таблица 1

Морфологические признаки островных и континентальных популяций А. ЛаНапа

Признак Популяции

островные континентальные

М±Шм V М±тм V

Диаметр розетки, мм 70,3±0,9 19,8 58,4±0,8 19,1

Количество розеточных листьев 17,9±0,3 18,8 19,6±0,5 21,5

Длина листа, мм 25,7±0,7 44,9 21,3±0,4 24,6

Ширина листа, мм 10,1 ±0,2 23,8 9,9±0,2 20,9

Индекс листа 0,42±0,01 20,8 0,48±0,01 20,8

Длина черешка, мм 13,6±0,2 26,9 9,7±0,2 29,8

Высота растений, мм 109,6±7,1 40,7 99,3±7,4 49,8

Длина соцветия, мм 56,3±4,4 49,3 55,0±4,7 59,7

Длина стручка, мм 8,5±0,2 24,9 8,5±0,2 24,6

Примечание. М - среднее арифметическое, гпм - ошибка среднего, V - коэффициент вариации. Полужирным шрифтом выделены значимые различия островных и континентальных популяций р < 0,001.

Морфологические особенности растений островных и континентальных популяций могут быть обусловлены различиями микроклиматических условий произрастания: среднемесячные температуры в летне-осенний период, время наступления заморозков, становления и схода устойчивого снежного покрова (Семенов, 1993).

В наших исследованиях была проведена оценка действия стабилизирующей формы естественного отбора по величине отклонений значений морфологических признаков от их средней арифметической. На графиках (рис. 1) это находит отражение в большей или меньшей крутизне принадлежащих им линейных трендов: чем меньше была величина отклонения от среднего значения, тем сильнее проявлялось действие стабилизирующего отбора. Действие естественного отбора на экспрессию морфологических признаков арабидопсиса было неоднозначным. Наименее жестко отбор действовал в отношении диаметра розетки, высоты растения, длины цветоноса. Более сильное влияние отбор оказал на количество листьев, ширину листа, длину черешка и стручка. В целом такое влияние стабилизирующего

отбора обнаруживалось во всех островных и континентальных популяциях, а также в популяции А. I. реКаеа. Однако в ряде случаев для одних и тех же признаков в разных популяциях давление отбора несколько отличалось. Так, популяция Медвежьегорск характеризовалась наиболее слабым действием отбора на такие признаки как количество листьев и плодовитость.

Рис. 1. Морфологические признаки популяций A. thaliana в форме ранжированных отклонений от средней арифметической. Популяции: 0 - Климецкая, □ - Радколье, Д - Царевичи, х - Шуйская, о - Косалма, * - Кончезеро, + - Медвежьегорск. По оси ординат - отклонения значений признаков от средней арифметической, по оси абсцисс - ранг растений.

Таким образом, формирование фенотипического облика популяций A. thaliana и А. I. petraea связано с различной интенсивностью стабилизирующего отбора в отношении отдельных признаков, а особенности внутри- и межпопуляционных различий вызваны условиями местообитания популяций (периферия ареала, изоляция и др.) и отражают уровень и характер их генетического полиморфизма.

Полиморфизм A. thaliana по времени зацветания

Среди многочисленных физиологических признаков - "время зацветания" по мнению многих исследователей, является определяющим в адаптации арабидопсиса к условиям окружающей среды (Koornneef et al., 1991; Coupland, 1995; Koornneef et al., 1998; Kuittinen et al., 19976). По времени зацветания в популяциях A. thaliana отмечена высокая вариабельность (Pigliucci, 1998). Растения естественных популяций считаются раннецветущими, если зацветают в течение 28 дней (Cetl, 1990) или через 30-75 дней от прорастания (Jalas, 1994; Johanson et al., 2000). Массовое цветение карельских популяций растений A. thaliana происходило через 90-180 дней. Это подтверждает вывод Кранца и Киршхейма

(Kranz, Kirchheim, 1987) о том, что самые поздние экотипы арабидопси-са часто произрастают в самых северных регионах, имея селективное преимущество в условиях короткого и холодного лета по сравнению с раннецветущими формами. Одна популяция (Царевичи) оказалась полиморфной по времени начала цветения. Она представлена как поздне-цветущими, так и относительно раннецветущими формами: 16% растений зацветали на 36-45 день, через 2,5 месяца зацветала большая часть растений этой популяции, а на долю позднецветущих (зацветали через 90 дней и более) приходилось 13,5%.

Успешное воспроизведение популяций А. thaliana расположенных в северных широтах на северной границе его ареала в значительной степени определяется генетически обусловленной способностью растений реагировать на низкие положительные температуры, поскольку яровизация способствует ускорению развития и зацветания растений. Мы изучали влияние яровизации на изменение сроков до начала цветения. Холодовая обработка семян показала значительное, но неодинаковое сокращение периода времени до начала цветения в исследованных популяциях (рис. 2).

Климе цкт

Шуйская 3845 4в-еа 8» 61-75 12t

Цзревми >90 38-45 76-00 5» 3% 3*

Косалма

61-75' 28»

46-60 60 t

Кснчезеро >90 20-35

Рис. 2. Влияние яровизации (30 сут при 2-4 °С) на продолжительность периода до начала цветения у растений А. ЛаНапа в карельских популяциях. Напротив секторов указана продолжительность периода до начала цветения и доля растений (в %) с этим сроком зацветания.

У растений двух островных (Радколье и Климецкий) и одной континентальной (Кончезеро) популяции яровизация существенно сократила время до начала цветения. Так, в популяции Кончезеро в группе поздно цветущих (более 90 дней) осталось менее 6% растений. В островных популяциях доля позднецветущих была выше и составляла 21% в Радколье и 34% в Климецком. В популяциях Шуйская и Косал-ма у 70-75% растений не произошло сокращение сроков до начала цветения. Особым образом на яровизацию отозвались растения популяции Царевичи, где доля растений зацветающих через 46-60 дней увеличилась в 2 раза.

Таким образом, северные природные популяции арабидопсиса представлены в основном позднецветущими формами растений. Однако неодинаковая реакция на яровизацию в отдельных популяциях свидетельствует о полиморфизме по генам, контролирующим время зацветания и потребность в яровизации, что может служить основой адаптивных изменений онтогенеза при тех или иных условиях вегетации растений.

Биохимический полиморфизм карельских популяций A. thaliana

Изоферментный анализ. Основным проявлением биохимического полиморфизма являются множественные молекулярные формы ферментов, присутствующие у одного организма. Генетические различия по локусам ферментов имеют, как правило, адаптивную природу. Об этом свидетельствуют данные по биохимическим адаптациям к факторам внешней среды у различных организмов (Хочачка, Сомеро, 1988). Исследованные нами ферменты выполняют разнообразные функции в метаболических путях и довольно хорошо изучены (Ленинджер, 1974; Диксон, Уэбб, 1982). В частности, изоцитратдегидрогеназа (ЮН) является ферментом энергетического метаболизма. Для таких специализированных ферментов не свойственна высокая степень изменчивости. Эсте-раза (EST), кислая фосфатаза (АСР), лейцинаминопептидаза (LAP) участвуют в катаболических процессах и функционально менее «нагружены». При этом для них характерен высокий полиморфизм, что может рассматриваться как проявление биохимической адаптации к изменениям условий среды обитания (Корочкин и др., 1977). Биохимический полиморфизм исследовали по шести изоферментным локусам (Idh-1, Est-1, Est-3, Аср-1, Аср-2, Lap-2). Электрофоретический анализ проведен в двух островных популяциях арабидопсиса - Радколье и Климецкий и одной континентальной - Царевичи. Все локусы оказались полиморфными (табл. 2).

Таблица 2

Полиморфизм ферментных локусов в популяциях A thaliana (частоты аллелей)

Локус Аллель Популяции

Радколье Климецкий Царевичи

ldh-1 F S 0,955 0,045 0,823 0,177 0,891 0,109

Esl-1 F S 0,955 0,045 1 0,068 0,932

Esl-3 F S 0 0,591 0,409 0,355 0,645 0,821 0,160 0,019

Аср-1 F S 0,944 0,056 0,963 0,037 0,027 0,973

Аср-2 F S I 0,944 0,056 0,963 0,037 0,490 0,510

Lap-2 F S 0,833 0,167 1 -

Примечание. Р, 1,5 - быстрый, промежуточный и медленный аллели, соответственно; 0 - ноль аллель.

Аллозимный полиморфизм карельских популяций арабидопсиса изучался ранее в лаборатории генетики ИБ КарНЦ РАН (Федоренко и др., 2001). Наши данные показали, что в среднем уровень биохимического полиморфизма природных популяций A. thaliana, расположенных на северной периферии ареала вида, с учетом полученных ранее данных, в 2-3 раза превышает изменчивость популяций центральной части ареала: р99% = 16,5; Нехр = 0,055 (Abbott, Gomes, 1989), а также средние популяцнонные характеристики других самоопыляющихся видов растений (Hamrick et al., 1979) (табл. 3).

Таблица 3

Уровень биохимического полиморфизма и гетерозиготности в популяциях A. thaliana

Популяция Количество изученных локусов А Р95%,% Нмр

Радколье 6 2 66,7 0,196 ±0,066

Климецкий 6 1,7 33,3 0,151 ±0,076

Царевичи 6 1,9 50,0 0,205 ±0,125

Среднее 6 1,9 50,0 0,184 ±0,089

Карельские популяции А. ЖаНапа (Федоренко и др., 2001) 8 1,6 35,0 0,124 ±0,056

Среднее по 33 видам самоопыляющихся растений (Натиск е1 а1., 1979) 17 1,3 18,9 0,058

Примечание. А - число аллелей на локус, Р95% - доля полиморфных локусов при 95 %-ом критерии, Н^ - средняя ожидаемая гетерозиготность по всем локусам.

Процент перекрестного опыления в исследованных популяциях в среднем составил 0,89%. Согласно данным литературы, значения этого показателя в природных популяциях A. thaliana может достигать 2,8% (Gomes, Abbott, 1987; Riihimaki et al., 2005), однако в центральной части ареала этого вида выявлена невысокая частота перекрестного опыления - 0,3% (Abbott, Gomes, 1989). Перекрестное опыление способствует перекомбинации генетического материала популяций и увеличению гетерозиготности, в результате чего увеличивается уровень полиморфизма. Увеличение частоты перекрестного опыления и гетерогенности в популяциях самоопыляющихся видов растений, как представляется, является одним из механизмов обеспечивающих их приспособленность к нестабильным условиям окружающей среды.

Значения генетической идентичности (IN) и генетических расстояний (Dn) по Нею (Nei, 1972) между популяциями позволили сделать вывод о том, что популяции Радколье и Климецкий, несмотря на различия в уровне полиморфизма, генетически близки (1м = 0,982), а популяция Царевичи значительно отличается от островных (In= 0,506; Dn= 0,680).

Генетическая структура карельских популяций A. thaliana RAPD-анализ. Проведен анализ генетической изменчивости 121 RAPD-локуса в семи северных природных популяциях Л. thaliana. В результате было установлено значительное генетическое разнообразие (Р95% = 35,18%; Нехр = 0,126), что не характерно для инбредных видов растений (табл. 4).

Таблица 4

Показатели генетической изменчивости в карельских популяциях A. thaliana

Популяция Кол-во полиморфных фрагментов ДНК Р95%» % Нехр

Радколье 68 56,20 0,205 ±0,017

Климецкий 54 44,63 0,164 ±0,018

Царевичи 59 48,76 0,170 ±0,017

Шуйская 42 34,71 0,121 ±0,016

Косалма 36 29,75 0,110 ±0,016

Кончезеро 21 17,36 0,048 ±0,010

Медвежьегорск 18 14,88 0,063 ±0,018

Среднее 35,18 0,126 ±0,016

Примечание. Р95% - доля полиморфных локусов при 95% критерии, Нехр -средняя ожидаемая гетерозиготность по всем локусам.

В отличие от этого, полиморфизм британских популяций арабидопси-са, расположенных в центральной части ареала, находится на уровне других самоопыляющихся видов (Abbot, Gomes, 1989). Средние популяцион-

ные характеристики иибредных видов растений, полученные с использованием аллозимного анализа составили Р95% = 18,3%; Hobs = 0,001 (Gottlieb, 1981). Правомерность подобных сравнений основана на анализе данных литературы (Torres et al., 2003; Артюкова и др., 2004), в которых показано, что аллозимный и RAPD-анализы дают сходные результаты в отношении генетической структуры и уровня генетического разнообразия популяций. Для ряда видов растений выявлена положительная корреляция между показателями генетической изменчивости, полученными на основе аллозимных и RAPD-маркеров (Ayres, Ryan, 1999; Lee et al., 2002). Результаты изучения генетического разнообразия, полученные нами с помощью RAPD- и аллозимного анализа, оказались сопоставимыми.

В среднем островные популяции оказались более полиморфными по сравнению с континентальными: доля полиморфных локусов составила 50,42% и 29,09%; ожидаемая гетерозиготность - 0,185 и 0,102, соответственно. Среди континентальных популяций наименьшее разнообразие проявили самые северные популяции Кончезеро (Р?5%= 17,36%; Нехр = 0,048) и Медвежьегорск (Р95%= 14,88 %; Нехр = 0,063) (табл. 4). Неожиданно высокое генное разнообразие было выявлено в островной популяции Радколье. Вероятно, это связано с особенностями природно-климатических условий произрастания растений этих популяций, как уже отмечалось.

Повышенное разнообразие островных популяций не соответствует традиционным представлениям о генетической структуре изолированных популяций, в которых важными факторами распределения частот аллелей являются изолированность и случайный дрейф генов. Ослабление миграционных процессов, дрейф генов и, в некоторых случаях, малая численность таких популяций способствуют снижению уровня генетического разнообразия и способны привести к формированию уникальных особенностей их генофонда (Хедрик, 2003). По-видимому, природные условия настолько сложны и многогранны, что популяционно-генетические характеристики видов не всегда укладываются в рамки общих закономерностей. Поэтому необходимо проведение независимого исследования каждого вида в конкретных условиях среды его обитания (Torres et al., 2003).

Оценка степени генной дифференциации внутри и между исследуемыми популяциями, произведенная с помощью статистик генного разнообразия Нея (Nei, 1973) показала, что распределение разнообразия внутри и между изученными популяциями оказалось типичным для самоопылителей: большую часть его составляет межпопуляционная компонента (50,7%). Общее генное разнообразие (Нт), среднее по всем локусам составило 0,258. Внугрипопуляционное разнообразие (Hs) показало характерный для самоопылителей уровень - 0,125

(Хедрик, 2003). Относительная величина межпопуляционной дифференциации (Gst = 0,507) оказалась немного ниже по сравнению с другими популяциями арабидопсиса: GST = 0,563 (Abbott, Gomes, 1989) и с популяциями ряда видов самоопыляющихся растений: Gsr= 0,523 (Gottlieb, 1981). Полученные данные указывают на некоторое ослабление инбридинга в популяциях арабидопсиса на северной границе его ареала. Этот вывод подтверждается нашими результатами и исследованиями О.М. Федоренко и сотр. (2001), в которых установлена повышенная частота перекрестного опыления в карельских популяциях A. thaliana по сравнению с британскими и популяциями других самоопыляющихся видов растений.

Таким образом, высокий популяционный полиморфизм A. thaliana в Карелии выявленный с помощью как изоферментного, так и RAPD-ана-лиза, может быть обусловлен особенностями условий произрастания растений на северной периферии ареала вида. Генетический и биохимический полиморфизм при колебаниях факторов внешней среды, прежде всего температуры, может обеспечить биохимические изменения на тканевом, клеточном и молекулярном уровне, обеспечивающие сохранение метаболического гомеостаза (Хочачка, Сомеро, 1988).

Сравнительный анализ уровня генетического разнообразия популяций A. thaliana и A. l.petraea

Медвежьегорскую популяцию Arabidopsis lyrata subsp. petraea (L.) исследовали с помощью тех же праймеров, которые использовали для анализа близкородственного вида - A. thaliana. Выявленный уровень генетического разнообразия карельской популяции А. 1. petraea (Р95% = 48,43%; НеХр = 0,169) сопоставим с другими перекрестноопыляемыми видами. Значения этих показателей, вычисленные в среднем по 36 видам, составили: Р95% = 51,07%; Нехр = 0,185 (Hamrick et al., 1979). Исследование попу-ляционно-генетической структуры A. I. petraea в Европе на основе 20 микросателлитных локусов (Clauss, Mitchell-Olds, 2006) показало высокую гетерозиготность (Нехр= 0,520; Hobs = 0,480) и внутрипопуляционное разнообразие (Р95%= 83%). Несколько пониженный уровень полиморфизма медвежьегорской популяции A. I. petraea можно объяснить тем, что она пространственно изолирована. Ближайшие соседние популяции находятся на о. Коткано в Белом море, на Кольском полуострове и в Швеции. Кроме того, популяция невелика по численности. Однако хорошо развитая система самонесовместимости и постоянное перекомбинирование генетического материала при скрещиваниях позволяет сохранять генное разнообразие на оптимальном для перекрестников уровне. Изученное ра-

нее нами генетическое разнообразие изолированных популяций (острова Онежского озера) другого перекрестноопыляемого вида - Festuca pratensis Huds., показало более низкий уровень изменчивости: Р95% = 30,2%; Н„р = 0,093 (Федоренко и др., 2009) по сравнению с изолированной популяцией А. 1. petraea. Как нам представляется, пониженный уровень генного разнообразия овсяницы луговой явился результатом ослабления потока генов и усиления инбридинга островных популяций.

Величина генного разнообразия А. 1. petraea (Р93% = 48,43%; Н„р = 0,169) превышает средние значения показателей уровня изменчивости для карельских популяций Л. thaliana (Р95% = 35,18%; Нехр= 0,126). Тем не менее, в целом полиморфизм последних в северных широтах достаточно велик, а отдельные исследованные популяции показали даже более высокие значения полиморфности и гетерозиготности по сравнению с пере-крестноопыляемым видом А. I. petraea. Наиболее высокое разнообразие А. thaliana выявлено в популяциях Радколье (Р95% = 56,20%; Нехр = 0,205) и Царевичи (Р95% = 48,76%; Нехр= 0,170).

Оценку степени генетического родства двух видов Arabidopsis проводили на основе значений генетического сходства (IN) и генетических расстояний (Dn). Дифференциация А. 1. petraea и А. thaliana существенно превышала генетические расстояния между популяциями арабидопсиса, среднее DN составило 0,494. Дифференциация отдельных популяций А. thaliana была значительно ниже - 0,195. Полученные дистанции между исследуемыми видами почти в 2 раза ниже по сравнению со средними генетическими расстояниями между другими видами растений - 0,808 (Ай-ала, Кайгер, 1988). Небольшая величина Dn подтверждает тесное родство А. thaliana и А. I. petraea, установленное с помощью молекулярно-генети-ческих методов (Price et al., 1994, Koch et al., 1999, 2000, 2001) и их близкое систематическое положение.

На основе матриц значений генетических расстояний Нея (Nei, 1972) была построена дендрограмма (рис. 3). На ней четко видно обособленное положение двух видов: популяция А. I. petraea образует отдельное плечо, а все популяции A. thaliana формируют один большой кластер. В этом кластере популяция Медвежьегорск существенно изолирована, что свидетельствует о своеобразии генетической структуры самой северной из исследованных популяций A. thaliana. Остальные популяции этого вида разделены на два подкластера. Один из них включает две континентальные популяции - Кончезеро и Косалма. Во втором подкластере максимальное генетическое родство показали островные популяции: Радколье и Климецкий.

Л. /. ре)гаеа Радколье

Клиыецкнй _Царевпчи _ Шуйская _Косалма

Кончезеро _Медвежьегорск

О?

0.3

0.2

0.1

Рис. 3. Дендрограмма генетических взаимоотношений природных популяций А. ЖаПапа и А. I. реггаеа, построенная на основе значений дистанций Нея (Им).

Оценка приспособленности природных популяций А. IИаНапа

Адаптация на популяционном уровне выражается приспособленностью живых организмов к конкретным условиям окружающей среды, которая оценивается жизнеспособностью, выживаемостью и плодовитостью (Хедрик, 2003). В своей работе жизнеспособность и выживаемость растений мы оценивали, используя показатели энергии прорастания и всхожести семян. Исследованные популяции арабидопсиса в целом характеризовались довольно высоким для природных популяций уровнем жизнеспособности и выживаемости растений (табл. 5). Значения этих показателей колебались у всех изученных популяций в пределах 57-95% и 74—96%, соответственно. Самая северная популяция Медвежьегорск отличается очень высокой плодовитостью (в среднем 30 стручков на растение) при низкой жизнеспособности (56,8%), что, вероятно, отражает стратегию растений при адаптации к действию неблагоприятных факторов среды на границе ареала и обеспечивает выживаемость популяции. Низкий уровень плодовитости Шуйской популяции (в среднем 5 стручков на растение) компенсируется относительно высокой выживаемостью (87,6%). Выявленные в популяции Царевичи невысокие показатели энергии прорастании и всхожести семян (69,7% и 74,6%, соответственно), возможно, являются следствием наличия у растений высокой частоты мутаций по морфо-физиологическим признакам, таким как карликовость,

многорозеточность, положительный геотропизм, пигментные мутации. Однако уровень плодовитости (в среднем 11 стручков на растение) достаточен для воспроизводства популяции, которая возобновляется (сохраняется), как показывают наблюдения, в течение многих лет.

Таблица 5

Морфо-физиологические признаки (компоненты приспособленности) популяций А. tha.lia.na

Популяция Признак

энергия прорастания семян, % всхожесть семян,% плодовитость

Радколье 94,5 ± 0.8 95,8 ± 0,6 11,7 ±0,8

Климецкий 95,4 ± 0,9 96,1 ±0,9 12,1 ±0,9

Царевичи 69,7 ±2,7 74,6 ±2,8 10,9 ±0,7

Шуйская 78,0 ±1,7 87,6 ±1,3 4,6 ±0,8

Косалма 87,2 ± 1,4 89,1 ± 1,3 11,2 ±1,2

Кончезеро 59,8 ± 2,9 92,2 ±0,8 10,5 ±0,7

Медвежьегорск 56,8 ± 1,5 80,4 ± 1,8 30,2 ±2,8

Примечание. Плодовитость - количество стручков на растение.

Таким образом, приспособленность А. ЛаИапа к специфическим условиям произрастания на северной границе ареала этого вида осуществляется за счет двух адаптивных стратегий: высокой выживаемости организмов или высокой их плодовитости.

Оценка состояния популяций арабидопсиса и их приспособленность к условиям произрастания была дополнена изучением корреляционных связей между морфо-физиологическими признаками у этих растений. Обычно большое число скоррелированных признаков свидетельствует о сформировавшихся в процессе эволюции интегрированных комплексах генов, что является показателем адаптированное™ популяций к условиям окружающей среды. В ин-бредных популяциях комплексы генов формируются быстрее и в большем количестве, чем в аугбредных (Животовский, 1984). В нашем исследовании в островных популяциях, характеризующихся снижением миграционных процессов и усилением инбридинга, количество коррелирующих пар признаков преобладало по сравнению с континентальными. Таким образом, растения популяций Радколье и Климецкий, имеющие большое количество корреляционных связей, вероятно, лучше приспособлены к микроклиматическим условиям произрастания, по сравнению с другими исследованными популяциями. Небольшое количество корреляционных пар в популяции Медвежьегорск, по-видимому, указывает на незавершенность процесса адаптации и отсутствие сформированной системы коадаптированных комплексов генов.

выводы

1. Природные популяции А. ЖаИапа, находящиеся на территории Карелии, характеризуются высоким межпопуляционным и внутрипопуляционным разнообразием по морфологическим и физиологическим признакам. При этом формирование их фенотипического облика связано с различной интенсивностью стабилизирующего отбора в отношении отдельных признаков.

2. Карельские природные популяции А. ЛаНапа представлены в основном позднецветущими формами растений. Гетерогенность по срокам начала цветения растений одной из изученных популяций (Царевичи), и различия в реакции на яровизацию растений отдельных популяций свидетельствуют о полиморфизме по генам, контролирующим время зацветания и потребность в яровизации.

3. В карельских природных популяциях А. ИгаНапа выявлен высокий уровень биохимического полиморфизма (на основе аллозимного анализа) и генетического разнообразия (на основе ЛАРО-анализа) не характерный для самоопыляющихся видов растений, причем островные популяции оказались более полиморфными по сравнению с континентальными.

4. Приспособленность карельских популяций А. ЛаНапа к условиям окружающей среды на северной периферии его ареала обеспечивается различными биологическими механизмами: увеличением частоты перекрестного опыления растений, высоким биохимическим полиморфизмом и генетическим разнообразием, высокой выживаемостью организмов и/или высокой их плодовитостью, интенсивностью действия стабилизирующей формы естественного отбора. При этом островные популяции отличаются более высокой приспособленностью по сравнению с континентальными.

5. Популяция А. I. ре!гаеа в условиях Карелии имеет сопоставимый с другими перекрестноопыляемыми видами растений уровень полиморфности. Успешному выживанию изолированной популяции А. I. реШеа способствует совмещение семенного и вегетативного способов размножения.

Работа выполнялась в рамках темы Плана НИР ИБ КарНЦ РАН «Механизмы выживаемости и жизнеспособности растительных популяций с естественным и индуцированным генетическим грузом», (2006-2009 гг.) №. г.р. 01.2.006 06525, а также при финансовой поддержке программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Биоразнообразие и динамика генофондов», Подпрограмма: «Динамика генофондов» № г.р. 01.2.006 08830.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах

1. Федоренко О.М., Грицких М.В. Генетическое разнообразие природных популяций АгаЫс1ор,т МаЧапа (Ь.) НсупЬ. на северной границе ареала его распространения: ЯАРО-анализ // Генетика. - 2008. - Т. 44, № 4. - С. 496-499.

2. Федоренко О.М., Грицких M.B., Малышева И.Е., Николаевская Т.С. Генетическое разнообразие островных природных популяций Festuca pratensis Huds.: RAPD-анализ // Генетика. - 2009. - Т. 45, № 9. - С. 1-5.

Работы, опубликованные в сборниках трудов, в материалах российских и международных конференций

3. Федоренко О.М., Грицких М.В. Генетическое разнообразие природных популяций арабидопсиса в Карелии: RAPD-анализ // Материалы международной конференции, посвященной 60-летию КарНЦ РАН «Северная Европа в XXI веке: природа, культура, экономика». Петрозаводск, 2006. С. 224-226.

4. Федоренко О.М., Грицких М.В. Генетические механизмы адаптации популяций Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.: фитохромная регуляция // Материалы Международной конференции «Генетика в России и мире», посвященной 40-летию Института общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН. Москва, 2006. С. 203.

5. Титов А.Ф., Лебедева О.Н., Федоренко О.М., Топчиева Л.В., Грицких М.В. Выживаемость популяций высших растений с различным уровнем панмиксии и генетического груза на северной границе их ареала: сравнительный анализ генетической структуры природных популяций арабидопсиса, произрастающих на северной границе его ареала // Сборник материалов по Программе фундаментальных исследований Президиума РАН № 11 «Биоразнообразие и динамика генофондов». Подпрограмма II «Динамика генофондов». ФИАН, Москва, 2006. С. 84-85.

6. Федоренко О.М., Грицких М.В. Генетическое разнообразие северных природных популяций арабидопсиса (островных и континентальных): RAPD-анализ // Тез. докл. междунар. конф., посвященной 100-летию Гос. Дарвиновского музея «Современные проблемы биологической эволюции». Москва, 2007. С. 146-147.

7. Титов А.Ф., Лебедева О.Н., Федоренко О.М., Грицких MB., Николаевская Т.С. Выживаемость популяций высших растений с различным уровнем панмиксии и генетического груза на северной границе их ареала: морфо-физиологические особенности природных (островных и континентальных) популяций арабидопсиса // Сб. матер, по Программе фундаментальных, исследований Президиума РАН № 11 «Биоразнообразие и динамика генофондов». Подпрограмма П «Динамика генофондов», ФИАН, Москва, 2007. С. 67-69.

8. Грицких М.В. Генетическое разнообразие северных природных популяций Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.: аллозимный и RAPD-анализы // Тез. докл. Всероссийской конф. молодых ученых, посвященной 50-летию СО РАН «Экология в современном мире: взгляд научной молодёжи». Улан-Удэ, 2007. С. 22-23.

9. Грщких М.В., Федоренко О.М, Николаевская Т.С. Островные и континентальные популяции Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. (Brassicaceae). Материалы международной научной конференции, посвященной 135-летию со дня рождения И.И. Спрыгина «Биоразнообразие: проблемы и перспективы сохранения». Пенза, 2008. С.104-106.

10. Федоренко О.М., Грицких М.В. Сравнительный анализ генетической структуры природных популяций растений с разной степенью панмиксии // Материалы III Всероссийской научной конференции «Принципы и способы сохранения биоразнообразия». Пущино, 2008. С. 382-383.

11. Грицких М.В., Федоренко О.М., Николаевская Т.С. Морфо-физиологиче-ские особенности природных (островных и континентальных) популяций АгаЫ-dopsis thaliana (L.) Heynh. (Brassicaceae) // Материалы всероссийской конференции 12 съезда РБО «Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале XXI века». Петрозаводск, 2008. С. 39-42.

12. Титов А.Ф., Лебедева О.Н., Федоренко О.М., Топчиева Л.В., Грицких М.В., Малышева И.Е., Николаевская Т.С. Выживаемость популяций высших растений с различным уровнем панмиксии и генетического груза на северной границе их ареала: генетическое разнообразие и приспособленность островных природных популяций овсяницы луговой // Сб. матер, по Программе фундаментальных, исследований Президиума РАН № 11 «Биоразнообразие и динамика генофондов». Подпрограмма II «Динамика генофондов», ФИАН, Москва, 2008. С. 74-76.

13. Грицких М.В., Николаевская Т.С., Федоренко О.М. Генетические и морфо-физиологические особенности северных природных популяций Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. II Материалы съезда генетиков и селекционеров, посвященного 200-летию со дня рождения Ч. Дарвина. Москва, 2009. С. 158.

14. Грицких М.В., Николаевская Т.С., Топчиева Л.В., Федоренко О.М. Генетические и морфофизиологические особенности северных природных популяций Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. II Труды КарНЦ РАН. Серия экспериментальная биология. - 2009. - № 3. - С. 38-45.

15. Грицких М.В., Федоренко О.М. Полиморфизм северных природных популяций Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. по времени начала цветения // Материалы международной научно-практ. конф. «Экологическое равновесие и устойчивое развитие территории». Санкт-Петербург, 2010. С. 352.

16. Kupriyanova E.V., Ezhova Т.А., Fedorenko О.М., Gritskikh M.V. Diversity of Arabidopsis thaliana AtPrx53 and AtPrx54 peroxidase genes in natural population at the northern limits of the species range // Япония, 2010. http://www.arabidopsis.org/servlets/TairObject?type=publication&id=501737436

17. Грицких M.B., Федоренко O.M., Топчиева Л.В., Лебедева О.Н. Генетическое разнообразие северных природных популяций Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.: аллозимный и RAPD-анализы // Материалы всероссийской молодёжной научн. конф. «Фундаментальные и прикладные аспекты современной биологии». Томск, 2010 С. 27-29.

Формат 60x84 Vl6 Бумага офсетная. Гарнитура «Times». Уч.-изд. л. 1,2. Усл. печ. л. 1,3. Подписано в печать 17.02.11. Тираж 100 экз. Изд. № 178. Заказ № 936.

Карельский научный центр РАН Редакционно-издательский отдел 185003, Петрозаводск, пр. А. Невского, 50

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Грицких, Марина Витальевна

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Генетический полиморфизм как основа формирования приспособленности природных популяций.

1.2. Методы выявления полиморфизма.

1.3. АгаЫ^рБгй как модельный объект для изучения полиморфизма и приспособленности природных популяций растений.

1.3.1. Популяционно-генетические исследования АгаЫйорвгБ.

1.3.2. Генетические основы адаптации популяций АгаЫ^р81Б

Глава 2. Объекты и методы исследования.

2.1. Объекты исследования.

2.2. Характеристика мест произрастания.

2.3. Выращивание растений в лабораторных условиях.

2.4. Методы выявления полиморфизма.

2.5. Статистическая обработка данных.

Глава 3. Результаты и обсуждение.

3.1. Фенотипическое разнообразие растений природных популяций АгаЫйорз\8.

3.1.1. Морфологические особенности растений северных популяций А. {каНапа и популяции А. I. ре^аеа.

3.1.2. Полиморфизм А. МаИапа по времени зацветания.

3.2. Генетическая изменчивость северных популяций А. гкаИапа.

3.2.1. Биохимический полиморфизм природных популяций

А. МаИапа: изоферментный анализ.

3.2.2. Генетическая структура островных и континентальных популяций А. 1каИапа\ БАРР-анализ.

3.2.3. Сравнительный анализ уровня генетического разнообразия популяций А. thaliana vi А. I. petraea.

3.3. Оценка приспособленности природных популяций А. thaliana.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Биологические особенности природных популяций Arabidopsis в условиях Карелии"

Механизмы формирования внутривидового полиморфизма в пределах популяций и филогенетическая дивергенция природных популяций родственных видов изучаются уже многие годы. Для решения этих задач наиболее информативны исследования, проводимые на модельных объектах. Один из них - Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. - стал широко использоваться в популяционно-генетических исследованиях сравнительно недавно (Abbot, Gomes, 1989; Kuittinen et al., 1997a; Innan et al., 1997; Le Gorre et al., 2002; Sten0ien et al., 2002; Gazzani et al., 2003; Stinchcombe et al., 2004; Nordborg et al., 2005). В последнее время усилился также интерес к родственным ему аутбредным видам - Arabidopsis lyrata ssp. lyrata и A. lyrata ssp. petraea (L.) O'Kane & Al-Shehbaz (Van Treuren et al., 1997; Kuittinen, 1997; Riihimaki et al., 2005; Clauss, Mitchell-Olds, 2006). Очевидно, перекрестноопыляемые представители того же рода, что и высокосамофертильный вид A: thaliana, являются хорошим дополнением в качестве объекта исследований при решении различных научных задач.

Как известно, в природных популяциях существует огромная« скрытая генетическая изменчивость, без которой невозможна адаптивная эволюция (Левонтин, 1978; Айала, 1984; Кимура, 1985; Алтухов, 2003). В настоящее время для изучения генетического разнообразия широко- используются биохимические и молекулярно-генетические методы. Один из них -полимеразная цепная реакция с участием произвольных праймеров (RAPD-анализ) выявляет полиморфные состояния в большом числе локусов, сканируя весь геном в целом, а также позволяет анализировать и некодирующие последовательности ДНК (Williams, 1990; Tingey, Tufo, 1993; Дорохов, Клоке, 1997; Гостимский и др., 1999). Другой широко используемый метод - электрофоретический анализ белков и ферментов, дает возможность оценивать их полиморфизм (Корочкин и др., 1977; Левонтин, 1978; Созинов, 1985). При одновременном использовании этих методов можно получить качественно новую информацию о внутривидовой генетической дифференциации, расширяя тем самым существующие представления- об адаптационных и микроэволюционных процессах. Привлечение наряду с ними традиционных методов физиологии и морфологии растений и сопоставление количественной изменчивости по морфо-физиологическим признакам в пределах популяций, с уровнем популяционного полиморфизма по изоферментам и RAPD-маркерам позволяет исследовать и выявлять биологические особенности популяций, в том. числе, с различным уровнем панмиксии и расположенных в северной части ареала, т.е. находящихся в силу "пограничного" положения в природно-климатических условиях, существенно отличающихся от центральной части ареала вида.

Цель исследования: изучение биологических (морфо-физиологических, биохимических и генетических) особенностей природных популяций А. thaliana и A. l.petraea в условиях Карелии.

Задачи:,

1. Исследовать особенности проявления морфо-физиологических признаков растений в природных популяциях ЛгаЫфрялу.

2. Оценить уровень и< характер биохимического полиморфизма и генетического разнообразия- природных (континентальных и. островных) популяций'А ШаИапа.

3. Сравнить степень генетической гетерогенности карельских популяций А. ЖаНапа и А. I. ре1гаеа, различающихся уровнем панмиксии.

4. Охарактеризовать приспособленность популяций А. ЖаНапа на основе анализа выживаемости и репродуктивной способности растений, и действие естественного отбора в популяциях АгаЫс1ор818.

Научная новизна. Впервые проведено комплексное исследование биологических особенностей АгаЫ<Зорз{з в условиях Карелии, включающее изучение морфологического, физиологического; биохимического и генетического разнообразия островных и континентальных природных популяций'А //гаНапа, находящихся на северной периферии-ареала вида. О помощью^ КАРБ-РСК метода исследована популяционно-генетическая структура двух близкородственных видов АгаЫс^орБгз, различающихся уровнем панмиксии - А. IкаИапа и А. /. ре^аеа. Изучена структура природных популяций- А. гкаИапа по времени зацветания и выявлена- их неоднородность по реакции растений на яровизацию (действие низких положительных температур). Дана оценка степени приспособленности растений северных популяций арабидопсиса и действия стабилизирующей формы естественного отбора.

Практическая значимость работы. Полученные данные расширяют существующие представления о биологических особенностях периферических популяций и о процессах адаптации растений к неблагоприятным условиям внешней среды, а также дополняют имеющиеся сведения о биологических особенностях модельного генетического объекта А. МаНапа. Результаты исследований могут быть использованы в образовательном процессе при чтении общих и специальных курсов по физиологии и биохимии растений, общей и популяционной генетике.

Положения, выносимые на защиту:

1. Природные популяции A. thaliana в условиях Карелии характеризуются высоким уровнем межпопуляционного и внутрипопуляционного фенотипического (морфологического, физиологического, биохимического)>и генетического разнообразия.

2. Высокое биохимическое и генетическое разнообразие островных популяций A. thaliana (расположенных на островах Онежского озера), как правило, не характерное для естественных изолированных популяций, связано с особенностями произрастания растений на северной границе ареала вида и обеспечивает их выживаемость.

3. Приспособленность A. thaliana к специфическим условиям произрастания на северной границе ареала этого вида осуществляется за счет двух адаптивных • стратегий: высокой выживаемости организмов и/или высокой их плодовитости.

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Грицких, Марина Витальевна

ВЫВОДЫ

1. Природные популяции А. thaliana, находящиеся на территории Карелии, характеризуются высоким межпопуляционным и внутрипопуляционным разнообразием по морфологическим и физиологическим признакам. При-этом формирование их фенотипического облика связано с различной интенсивностью стабилизирующего отбора в отношении отдельных признаков.

2. Карельские природные популяции А. thaliana представлены в основном позднецветущими формами растений. Гетерогенность по срокам начала цветения растений одной из изученных популяций (Царевичи), и различия в реакции на яровизацию растений отдельных популяций свидетельствуют о полиморфизме по генам, контролирующим время зацветания и потребность в яровизации.

3. В карельских природных популяциях А. thaliana выявлен высокий, уровень биохимического полиморфизма (на основе аллозимного анализа) и генетического разнообразия (на основе RAPD-анализа) не характерный для самоопыляющихся видов растений, при чем островные популяции оказались более полиморфными по сравнению с континентальными.

4. Приспособленность. карельских популяций^ А. thaliana к условиям окружающей среды на северной периферии его ареала обеспечивается различными биологическими механизмами: увеличением частоты перекрестного опыления растений, высоким биохимическим полиморфизмом и генетическим разнообразием, высокой выживаемостью организмов и/или высокой их плодовитостью, интенсивностью действия стабилизирующей формы естественного отбора. При этом островные популяции отличаются более высокой приспособленностью по сравнению с континентальными.

5. Популяция А. I. petraea в условиях Карелии имеет сопоставимый с другими перекрестноопыляемыми видами растений уровень полиморфности. Успешному выживанию изолированной популяции А. I. petraea способствует совмещение семенного и вегетативного способов размножения.

119

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Грицких, Марина Витальевна, Петрозаводск

1. Алтухов Ю.П. Об иммуногенетическом подходе к проблеме внутривидовой дифференциации рыб // Успехи современной генетики. - 1969. - Вып. 2. - С. 161-195.

2. Алтухов Ю.П., Рычков Ю.Г. Генетический мономорфизм вида и его биологическое значение // Журн. общ. биологии. 1972. - Т. 33, №3. -С. 281-300.

3. Алтухов Ю.П. Популяционная генетика рыб. М.: Пищ. пром-сть, 1974.-245 с.

4. Алтухов Ю.П., Животовский Л.А., Садыков С.С. и др. Эффекты модального и направленного отбора по совокупности признаков у хлопчатника Gossipium hirsutum II Докл. АН СССР. 1976. - Т. 227, №1.-С. 212-215.

5. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях. М.: Академ книга, 2003.-431с.

6. Айала Ф., Введение в популяционную и эволюционную генетику. М.: Мир, 1984.-230 с.

7. Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. М.: Мир, 1988. -Т. 3. -335 с.

8. Артюкова Е.В., Холина А.Б., Козыренко М.М., Журавлев Ю.Н. Анализ генетической изменчивости редкого эндемичного вида Oxytropis chankaensis Jurtz. (Fabaceae) на основе RAPD-маркеров II Генетика. -2004 (а). Т. 40, № 7. - С. 877-884.

9. Артюкова Е. В., Козыренко М. М., Корень О. Г. и др. RAPD- и аллозимный анализ генетической изменчивости Panax dinseng С.А. Meyer и P. quinquefolius L. // Генетика. 2004 (б). - Т. 40, № 2. - С. 239-247.

10. Атлас Карельской АССР. М., 1989. - 40 с.

11. П.Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества. М.: Мир, 1989. - Том. 2. - 477с.

12. Богословский Б.Б., Георгиевский Ю.Н. Онего. JL: Гидрометеоиздат, 1969.- 120 с.

13. Бронникова С.В., Кокаева З.Г., Гостимский С.А. и др. Анализ ДНК-полиморфизма реликтового вида Урала наперстянки крупноцветковой (Digitalis grandiflora Mill.) с помощью RAPD- и ISSR-маркеров // Генетика. 2007. - Т. 43, № 5. - С. 653-659.

14. Воронцов Н.Н., Ляпунова Е.А. Широтная изменчивость хромосом и вспышки хромосомного видообразования в сейсмически активных районах //Докл. АН СССР.- 1984.- Т. 227, №1.- С. 217-221.

15. Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. М.: Мир, 2002. - 589 с.

16. Гостимский С.А. Кокаева З.Г. Боброва В.К. Использование молекулярных маркеров для анализа генома растений // Генетика. 1999. - Т. 35, № 11. - С. 1538-1549.

17. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты. -М.: Мир, 1982.-920 с.

18. Динамика популяционных генофондов при антропогенном воздействии / под ред. Ю.П.Алтухова. М.: Наука. 2004. - 619 с.

19. Дорохов Д.Б., Клоке Э. Быстрая и экономичная технология RAPD-анализа растительных геномов // Генетика. 1997. — Т. 33, № 6. - С. 443-450.

20. Дубинин Н.П. Общая генетика. 3-е изд. М.: Наука, 1986. - 558с.

21. Животовский JLA. Статистические методы анализа частот генов в природных популяциях // Итоги науки и техники. Общая генетика. -М.: ВИНИТИ, 1983. Т. 8. - С. 76-104.

22. Животовский Л.А. Интеграция полигенных систем в популяциях. М.: Наука, 1984.- 182 с.24.3айцев Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. -М.: Наука, 1984.-423 с.

23. Иванов В.И., Касьяненко А.Г., Санина A.B. и др. Краткая характеристика A. thaliana и некоторые сведения о его культивировании, технике скрещиваний и учете изменчивости // Генетика. 1966. - Т. 8. - С. 115-120.

24. Иванов В. И. Радиобиология и генетика арабидопсиса. — М.: Наука, 1974.- 191 с.

25. Использование ПЦР-анализа в генетико-селекционных исследованиях: Научно-методическое руководство / Под ред. Ю. М. Сиволапа. Киев: Аграрна наука, 1998. - 156 с.

26. Ишбирдин А.Р., Ишмуратова М.М. Адаптивный морфогенез и эколого-ценотические стратегии выживания травянистых растений // Методы популяционной биологии: Сб. материалов VII Всерос. популяц. семинара. Сыктывкар, 2004. - Ч. 2. - С. 113-120.

27. Кимура М. Молекулярная эволюция: теория нейтральности. М.: Мир, 1985.-398 с.

28. Кокаева З.Г., Боброва В.К., Петрова Т.В., Гостимский С.А., Троицкий A.B. Генетический полиморфизм сортов, линий и мутантов гороха по данным RAPD-анализа // Генетика. 1998. - Т. 34, №6. - С. 771-777.

29. Корочкин Л.И., Серов О.Л., Пудовкин А.И., и др. Генетика изоферментов. -М.: Наука, 1977. С. 217-224.

30. Кочиева Е.З., Рыжова H.H., Легкобит М.П., Хадеева H.B. RAPD- и ISSR- анализ видов и популяций рода Stachys II Генетика. 2006. - Т. 42, № 7. - С. 887-892.

31. Красная Книга Республики Карелия. Петрозаводск: Карелия, 2007. -С. 57.

32. Кретович В. Л. Введение в энзимологию. М.: Наука, 1986. - 350 с.

33. Кузнецов О.Л. Флора и растительность кижских шхер / Растительный мир Карелии и проблемы его охраны. Петрозаводск: 1993. - С. 107— 141.

34. Кузнецова О.И., Аш O.A., Хартина Г.А. и Гостимский С.А. Исследование растений-регенерантов гороха {Pisum sativum L.) с помощью молекулярных RAPD- и ISSR-маркеров // Генетика. 2005. -Т.41, №1. - С. 60-65.

35. Кулаева О.Н. Как свет регулирует жизнь растений // Соросовский образовательный журнал. 2001. - Т. 7, № 4. - С. 6-12.

36. Левитес Е.В. Генетика изоферментов растений. Новосибирск: Наука, 1986.-С. 5-6,58-75.

37. Левонтин P.C. Генетические основы эволюции. М.: Мир, 1978. -351 с.

38. Ленинджер А. Биохимия. Молекулярные основы структуры и функций клетки. М.: Мир, 1974. - 956 с.

39. Ли Ч. Введение в популяционную генетику. М.: Мир, 1978. - 217 с.

40. Лобашев М. Е. Генетика. 2 изд. Л., 1967.

41. Майо О. Теоретические основы селекции растений. М.: Колос, 1984. -295 с.

42. Майр Э. Зоологический вид и эволюция. М.: Мир, 1968. - 598 с.

43. Малышев С.В., Картель H.A. Молекулярные маркеры в генетическом картировании растений // Молекулярная биология. 1997. - Т. 31, №62.-С. 197-208.

44. Мамаев С.А. Уровни изменчивости анатомо-морфологических признаков сосны и их колебания в различных природно-климатических зонах // Зап. Свердл. отд-ния ВБО. -1970. Вып. 5. - С 59-67.

45. Мамаев С.А., Махнев А.К. Изучение популяционной структуры древесных растений с помощью метода морфофизиологических маркеров: Сб. науч. тр. / Фенетика популяций / Отв. ред. A.B. Яблоков. -М.: Наука, 1982.-295 с.

46. Медведев С.С. Физиология растений. С.-Пб.: Изд-тво С.-Петербургского университета, 2004. - 334 с.

47. Полевой В.В. Физиология растений. М.: Высш. шк., 1989. - 464 с.

48. Полякова Е.Б. Белковый полиморфизм и гетерозис // Успехи совр. биол.- 1985.-Т. 99.-Вып. 2.-С. 180-193.

49. Редкие и нуждающиеся- в охране животные и растения Мурманской области. Мурманск: Мурманское кн. издательство, 1979. - С. 80.

50. Сеитова A.M., Игнатов А.Н., Супрунова Т.П. и др. Оценка генетического разнообразия дикорастущей сои (Glycine soja Siebold et Zucc.) в Дальневосточном регионе России // Генетика. 2004. - Т. 40, №2.-С. 224-231.

51. Селье Г. На уровне целого организма. М.: Наука, 1972. - 122 с.

52. Семенов В.Н. Климат и гидрология поверхностных вод // Кижский вестник. Петрозаводск, 1993. - № 2. - С. 53-59.

53. Сиволап Ю.М., Солоденко А.Е., Бурлов В.В. RAPD-анализ молекулярно-генетического полиморфизма подсолнечника {Helianthus annuus) II Генетика. 1998. - Т. 34, № 2. - С. 266-271.

54. Созинов A.A. Полиморфизм белков и его значение в генетике и селекции. -М.: Наука, 1985 С. 3-4, 12, 25-26.

55. Смиряев A.B., Кильчевский A.B. Генетика популяций и количественных признаков. М.: Колос, 2007. - 269 с.

56. Тимофеев-Ресовский Н.В., Воронцов H.H., Яблоков A.B. Краткий очерк теории эволюции. М.: Наука, 1977. - 299 с.

57. Трувеллер К.А., Нефедов Г.И. Многоцелевой прибор для вертикального электрофореза в параллельных пластинах полиакриламидного геля // Научн. докл. высш. школы, Биол. Науки. -1974.-Т. 9.-С. 137.

58. Федоренко О.М. Изучение генетического разнообразия природных популяций растений и его значение для адаптации к экстремальным факторам среды: Дис. .канд. биол. наук. М.: 1991. 138 с.

59. Федоренко О. М., Савушкин А. И., Олимпиенко Г. С. Генетическое разнообразие природных популяций Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. в

60. Карелии // Генетика. 2001. - Т. 37. - № 2. - С. 223-229.

61. Федоренко О. М., Савушкин А. И., Олимпиенко Г. С. Популяционно-генетическая структура некоторых луговых растений Заонежья: Сб./ Экологические проблемы освоения месторождения Средняя Падма. -Петрозаводск, 2005. С. 103.

62. Федоренко О.М., Савушкин А.И. Генетические аспекты фитохромной регуляции процессов фотоморфогенеза у высших растений // Успехи Современной Биологии. 2006. - Т. 126, № 2. - С. 201-212.

63. Федоренко О.М., Грицких М.В., Малышева И.Е., Николаевская Т.С. Генетическое разнообразие островных природных популяций Festuca pratensis Huds.: RAPD-анализ // Генетика. 2009. - Т. 45, № 9. - С. 1-5.

64. Хедрик Ф. Генетика популяций. -М.: Техносфера, 2003. 592 с.

65. Хочачка П., Сомеро Дж. Биохимическая адаптация. М.: Мир, 1988. — 568 с.

66. Чегамирза К. Молекулярно-генетическое картирование локусов качественных и количественных признаков у гороха: Автореф. дис. . канд. биол. наук. М., 2004. 21 с.

67. Шилов И.А. Экология. М.: Высшая школа, 2003. - 512 с.

68. Шмальгаузен И.И. Факторы эволюции. Теория стабилизирующего отбора. М.: Наука, 1969. - 451 с.

69. Шмидт В.М. О корреляциях. Сущность, онтогенетический и филогенетический аспекты явления биологических корреляций // Вестн. Ленингр. ун-та. 1979. - № 3. - С. 77-85.

70. Яблоков А.В. Популяционная биология. — М.: Высшая школа, 1987.- С. 208-222.

71. Abbott R.J., Gomes M.F. Population genetic structure and outcrossing rate of Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. // Heredity. 1989. - V.62. - P. 411-418.

72. Allard R.W., Jain S.K., Workman P. The genetics of inbreeding species // Adv. Genetics. 1968.-№ 14.-P. 55-131.

73. Arcade A., Anselin F., Faivre, Rampant P., besage M.C., Paques L.E., Prat D. Application of AFLP, RAPD and ISSR markers to genetic mapping of European and Japanese larch // Theor. Appl. Genet. 2000. - V. 100. - P. 299-307.

74. Ayala F.J., Powell J.R. Dobzhansky Th. Polymorphism in continental and island populations of Drosophila willistoni II Proc. Nat. Acad. Sei. US. -1971.-V.68.-P. 2480-2483.

75. Ayres D.R., Ryan F.J. Genetic diversity and structure of the narrow endemic Wyethia reticulate and its congener W. bolanderi (.Asteraceae) using RAPD and allozyme techniques // Amer. J. Bot. 1999. - V. 86. - P. 344-353.

76. Bai D. Three novel Nicotiana debneyi specific repetitive DNA elements derived from a RAPD marker // Genome. 1999. V. 42, №1. - P. 104109.

77. Bell С .J., Ecker J.R., Assignment of 30 microsatellite loci to the linkage map of Arabidopsis // Genomics. -1994. -V. 19.-P. 137-144.

78. Bennett M.D., Leitch I.J. Angiosperm DNA C-values database (release 5.0). 2004. Режим доступа: http//www.rbgkew.org.uk/cval/homepage.html.

79. Bergelson J., Stahl E., Dudek S., Kreitman M. Genetic variation within andamong populations of Arabidopsis thaliana ecotypes // Genetics. — 1998. -V. 148.-P. 1311-1323.

80. Bergmann F., Leinemann L. Nutzen molekularer Marker bei der Ausweisung von Genreserveten (Genressourcen) // Forstliche Genreserrvate. Birmensdor: Swiss Federal Research Institute WSL, 2000. - P. 115-120.

81. Bucci G., Menozzi P. Genetic variation of RAPD markers in a Norway spruce {Picea abies Karst.) population // Heredity. 1995. - V. 75. - P. 188-197.

82. Bucci G., Kubisiak T.L., Nance W.L., Menozzi P. A population "consensus" partial linkage map of Picea abies (Karst.) based on RAPD markers // Theor. Appl. Genet. 1997. - V. 95. - P. 643-654.

83. Burn J.E., Bagnall D.J., Metzger J.D., Denis E.S., Peacock W.J. Genes conferring late flowering in Arabidopsis thaliana II Genetica. 1993. - V. 90.-P. 147-155.

84. Caetano-Anolles G., Bassam B.J., Gresshoff P.M. High resolution DNA amplification using very short arbitrary oligonucleotide primers // Biotechnology. 1991. - V. 9. - P. 553-557.

85. Caetano-Anolles G., Bassam B.J., Gresshoff P.M. Primer-template interactions during DNA amplification fingerprinting with single arbitrary oligonucleotides // Mol. Gen. Genet. 1992. - V. 235. - P. 157-165.

86. Caetano-Anolles G. Amplifying DNA with arbitrary oligonucleotide primers // PCR Methods Applic. 1993. - V. 3. - P. 85-94.

87. Cammaerts D., Jacobs M. A study the polymorphism and the genetic control of the glutamate dehydrogenase isozymes in Arabidopsis thaliana II Plant science letters. 1983. - V. 31, № l.-P 65-73.

88. Carson H. L. Genetic The population genetics of Drosophila robusta II Advan. Genet. 1958. - V. 9. - P. 1-40.

89. Castiglione S., W^ang G., Damiani G., Bandi C., Bisoffi S., Sala F. RAPD fingerprints for identification and for taxonomic studies of elite poplar (.Populus spp.) clones I I Theor. Appl. Genet. 1993. - V. 87. - P. 54-59.

90. Casal J.J., Luccioni L.G., Oliverio K.A., Boccalandro H.E. Light, phytochrome signaling and photomorphogenesis in Arabidopsis II Photochem. Photobiol. Sci. 2003. - V. 2. - P. 625-636.

91. Cetl I. Genoclinal character of flwering-time variability in Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. // AIS 1978. - № 5. - P. 92-109.

92. Cetl I. Genetic polymorphism for allels of floweringtime in natural populations of Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. // AIS. — 1990. № 27. - P. 27-42.

93. Chan K.F., Sun M. Genetic diversity and relationships detected by isozyme and RAPD analysis of crop and wild species of Amaranthus II Theor. Appl. Genet. 1997. - V. 95. - P. 865-873.

94. Clarke J. H., Dean C. Mapping FRI, a locus controlling flowering time and vernalization response in Arabidopsis thaliana // Molecular and General Genetics. 1994.-V. 242.-P. 81-89.

95. Clauss M.J., Cobban H., Mitchell-Olds T. Cross-species microsatellite markers for elucidating population genetic structure in Arabidopsis and Arabis (.Brassicaceae) II Molecular Ecology. 2002. - V. 11. - P. 591-601.

96. Coupland G. Genetic and environmental control of flowering time in Arabidopsis II Trends Genet. 1995. - V. 11. - P. 393-397.

97. Dart S., Kron P., Mable B.K. Characterizing popyploidy in Arabidopsis lyrata using chromosome counts and flow cytometry 11 Canadian Journal of Botany 2004.-V. 82.-P. 185-197.

98. Demeke T., Adams R.P., Chibbar R. Potential taxonomic use of random amplified polymorphic DNA (RAPD) a case study in Brassica II Theor. Appl. Genet. - 1992. -V. 84. - P. 990-994.

99. Dobzhansky Th. Genetics and the origin of species. New York: rev. Columbia, 1951.-364 p.

100. Dudley S.A. Differing selection on plant physiological traits in response to environmental water availability: a test of adaptive hypotheses // Evolution. 1996. -V. 50.-P. 92-102.

101. Endler J.A. Geographic variation, speciation, and clines. . Princeton: Princeton University Press, 1977. - 255 p.

102. Endler J.A. Natural selection in the wild. Princeton: Princeton University Press, 1986.-336 p.

103. Falconer D.S. Quantitative genetics in Edinburgh: 1947-1980 // Genetics. -1993.-V.133.-P. 137-142.

104. Falconer D.S., Mackay T.F.C. Introduction to Quantitative Genetics. -Harlow: Longman Group Ltd, 1996.

105. Fischer M., Matthies D. RAPD variation in relation to population size in plant performance in ther are Gentianella germanica // American Journal of Botany. 1998.-V.85.-P. 811-819.

106. Fischer M., Husi R., Prati D. et al. RAPD variation among and within small and large populations of the clonal plant Ranunculus reptans (Ranunculaceae) II American Journal of Botany. 2000. - V.87. - P. 1128— 1137.

107. Forest G.I. Biochemical markers in tree improvement programmers // Forestry Abstracts. 1994. -V. 55. - P. 123-153.

108. Fuglevicz A., Kilian A. Variability of enzymatic sistems in natural populations of Arabidopsis thaliana in Poland //Arabid. Inf. Serv. 1985. -№ 22. - P. 87-90.

109. Galande A.A., Tiwari R., Ammiraju J.S.S. et al. Genetic analysis of kernel hardness in bread wheat using PCR-based markers // Theor. Appl. Genet. -2001. V. 103, № 4. - P. 601-606.

110. Gallois A., Audran J.C., Burrus M. Assessment of genetic relationships and population discrimination among Fagus sylvatica L. by RAPD // Theor. Appl. Genet. 1998. - V. 97, № 1. - P. 211-219.

111. Gazzani S. Gendall A.R., Lister C., Dean C. Analysis of the molecular basis of flowering time variation in Arabidopsis accessions // Plant Physiology. -2003.-V. 132.-P. 1107-1114.

112. Gillet E.M. Genmarker als Entscheidungshilfen fiir die Genkonservierung. 1. Zweckdienliche Auswahl von Merkertypen // Allg Forst- u J-Ztg. 1993. -V. 164.-P. 30-35.

113. Glaubtz C., Moran G. Genetic tools The use of biochemical and molecular markers. // A.Young, D.Boshier, T.Boule (Hrsg.). Forest conservation genetics - principles and practice. - Wallingford S.: CSIRO Publ., Collingwood, CABI Publ. -2000. - P. 39-59.

114. Goff S.A., Ricke D., Lan T.H., Presting G., Wang R., Dunn M. et al. A draft sequence of the rice genome (Oryza sativa L. ssp .japónica) II Science. 2002. - V. 296, № 5565. - P. 92-100.

115. Gomes M.F., Abbott R.J. Genotypic diversity in British populations of Arabidopsis thaliana based on a survey of isozyme variation // Arabid. Inf. Serv. 1987. - № 23. - P. 25-30.

116. Gottlieb L.D. Electrophoretical evidence and plant // Prog. Phytocem. -1981. V.7. -P. 1-46.

117. Grover N.S. Characterization of Arabidopsis thaliana ecotypes on the basis of genetic variation at ten isozyme loci // Arabid. Inf. Serv. -1975. № 12. -P. 19-21.

118. Hadrys H., Balick M., Schierwater B. Applications of random amplified polymorphic DNA (RAPD) in molecular ecology. // Mol. Ecol. 1992. -V. l.-P. 55-63.

119. Hallden C., Nilsson N.O., Rading I.M., Sail T. Evaluation of RFLP and RAPD markers in a comparision of Brassica napus breeding lines I I Theor. Appl. Genet. 1994. - V. 88. - P. 123-128.

120. Hamrick J.L., Linhart Y.B., Mitten J.B. Relationship between life history characteristic and electrophoreticully detectable genetic variation in plants //Annu. Rev. Ecol. Syst. 1979. V.10. -P. 173-200.

121. Hamrick J.L., Godt M.J.W. Allozyme diversity in plant species // Eds A.H.D. Brown, M.T. Clegg, A.L. Kahler, B.S. Weir. Plant population genetics, breeding, and genetic resources. Sunderland (Massachusetts): Sinauer Associates, 1990. - P. 43-64.

122. Hamrick J.L., Godt M.J.W. Effects of life history traits on genetic diversity in plant species // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series Biological Sciences. 1996. -V. 350. - P. 1291-1298.

123. Hedrick P.W. Hitch-hiking: a comparison of linkage and partial selfing // Genetics. 1980. - V. 94. - P. 791-808.

124. Hereford J., Hansen T.F., Houle D. Comparing strengths of directional selection: how strong is strong // Evolution. 2004. - V. 58. - P. 21332143.

125. Hicks M., Adams D., O'Keefe S., Macdonald E., Hodgetts R. The development of RAPD and microsatellite markers in lodgepole pine {Pinus contorta var. latifolia) H Genome. 1998. - Y. 41. - P. 797-805.

126. Hoffmann M.H. Biogeography of Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. (Brassicaceae) // Journal of Biogeography. 2002. - V. 29. - P. 125-134.

127. Hu J., Quiros C.F. Identification of brokkoli and cauli-flower cultivars with RAPD markers//Plant Cell Rep. 1991. - V.10. - P. 505-511.

128. Hulten E., Fries M. Atlas of North European Vascular Plants North of the Tropic of Cancer. Konigstein: Koetltz, 1986.

129. Irzikowska L., Wolko B. and Swi^cicki W.K. Interval mapping of QTLs controlling some morphological traits in Pea II Cell. Mol. Biol. Lett. 2002. -V. 7.-P. 417-422.

130. Jacobs M., Schwind F. Biochemical genetics of acid phosphatase isozymes in Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. // Arabid. Inf. Serv. 1976. - № 13. -P. 56-76.

131. Jalas J., Suominen J. Atlas Florae Europaea. Distribution of vascular plants in Europe. Cruciferae (Sisymbrium to Aubrieta). Helsinki: Helsinki University Printing House, 1994. - V. 10. - 224 p.

132. Johnson G.B. Importance of substrate variability to enzyme polymorphisms // Nature. New Biol. 1973. - V. 243. - P. 151-153.

133. Johanson U., West J., Lister C., Michaels S., Amasino R., Dean C. Molecular analysis of FRIGID A, major determinant of natural. variation in Arabidopsis flowering time // Science. 2000. - V. 290. - P. 344-347.

134. Jones B.M.G. Experimental taxonomy of the genus Arabis: Ph.D. thesis Leicester. Univ. of Leicester, 1963.

135. Jones M.E. The population genetics of Arabidopsis thaliana II Heredity. -1971.-V.27.-P. 51-58.

136. Juenger T., Perez-Perez J.M., Bernal S., Micol J.L. Quantitative trait loci mapping of floral and leaf morphology traits in- Arabidopsis thaliana: evidence for modular genetic architecture // Evolution Development. 2005. -V. 7.-P. 259-271.

137. Kahler A.L., Allard R.W. Worldwide patterns of genetic variation among four esterase loci in barley (Hordeum vulgare L.) // Theoret. appl. Genet-1981- V.59, № 2. P. 101-111.

138. Karp A., Isaac P., Ingram D. Molecular tools for screening biodiversity // Plants and animals. London, 1998.

139. Karlsson B.H., Sills G.R., Nienhuis J. Effects on photoperiod and vernalization on the number of leaves at flowering in 32 Arabidopsis thaliana {Brassicaceae) ecotypes // American Journal of Botany. 1994. -V. 80.-P. 646-648.

140. Kawecki T., Ebert D. Conceptual issues in local adaptation // Ecology Letters. -2004. -V. 7. P. 1225-1241.

141. Kazan K., Manners J.M., Cameron D.F. Genetic variation in agronomically important species of Stylosanthes determined using random amplified polymorphic DNA markers // Theor. Appl. Genet. 1993. - V. 95. - P. 643-654.

142. Karkkainen K., Kuittinen H., van Treuren R., Vogl C., Oikarinen S., Savolainen O. Genetic basis of inbreeding depression in Arabis petraea II Evolution. 1999. - V. 53. - P. 1354-1365.

143. Killian A., Maluszynski M. Genetic variability of Arabidopsis thaliana population from regions of different pollutions level // Arabid. Inf. Serv. -1987. -№25. -P. 57-66.

144. Kimura M., Maruyama T. Pattern of neutral polymorphism in a geographically structured population // Genet. Res. 1971. - V.18. - P. 125-131.

145. Kingsolver J.G., Hoekstra H.E., Hoekstra J.M. et al. The strength of phenotypic selection in natural populations // The American Naturalist. -2001. V. 157, № 3. - P. 245-261.

146. Koch M.A., Bishop J., Mitchell-Olds T. Molecular systematics and evolution of Arabidopsis and Arabis II Plant Biol. 1999. - V. 1. - P. 529537.

147. Koch M., Haubold R., Mitchell-Olds T. Comparative evolutionary analysis of chalcone synthase and alcohol dehydrogenase loci in Arabidopsis, Arabis, and related genera {Brassicaceae) II Mol. Biol. Evol. 2000. - V. 17. - P. 1483-1498.

148. Koch M., Haubold R., Mitchell-Olds T. Molecular systematics of the Brassicaceae\ evidence from coding plastidic Mat K and nuclear CHS II Amer. J. Bot. — 2001. — V. 88.-P. 534-544.

149. Koch M.A., Al-Shebaz I.A., Mummenhoff K. Molecular systematics, evolution, and'population biology in-the mustard family (Brassicaceae). I I Annals of the Missouri Botanical Garden. 2003. - V. 90.-P. 151-171.

150. Koller B., Lehmann A., McDermott J.M., Gessler C. Identification of apple cultivars using RAPD markers // Theor. Appl. Genet. 1993. - V. 85. - P. 901-904.

151. Koornneef M., Hanhart C.J., van der Veen J.H. A genetic and physiological analysis of late flowering mutants in Arabidopsis thaliana II Mol. Gen. Genet.-1991.-№229.-P. 57-66.

152. Koornneef M., Alonso-Blanco C., Peeters A.J.M., Soppe W. Genetic control of flowering time in Arabidopsis II Annual Review in Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 1998. - V49. - P. 345-370.

153. Kranz A.R. Spontaneous and induced genetic resources in Arabidopsis: model and tool to study certain problems of gene exploration // AIS. 1976. -№ 13.-P. 12-17.

154. Kranz A.R., Kircheim B. Genetic resources in Arabidopsis II AIS. — 1987. № 24. - 249 p.

155. Krawetz S.A. The polymerase chain reaction: opportunities for agriculture // Ag. Biotech News Info. 1989. - V.l. - P. 897-902.

156. Kresovich S., Williams J.G.K., McFerson J.R., Routman E.J., Schaal B.A. Characterization of genetic identities and relationships of Brassica oleracea L. via random amplified polymorphic DNA assay // Theor. Appl. Genet. -1992.-V. 85.-P. 190-196.

157. Kuittinen H., Mattila A., Savolainen O. Genetic variation at marker loci and in quantitative traits in natural populations of Arabidopsis thaliana II Heredity. 1997 (a). - № 79. - P. 144-152.

158. Kuittinen H., Sillanpaa M.J., Savolainen O. Genetic basis of adaptation: flowering time in Arabidopsis thaliana II Theor. Appl. Genet. 1997 (6). -V. 95.-P. 573-583.

159. Kuittinen H., Aguade M. Nucleotide variation at the CHALCONE ISOMERASE locus in Arabidopsis thaliana II Genetics. 2000. - V>. 155. -P. 863-872.

160. Kusaba M., Dwyer K., Hendershot J. et al. Selfmcompatibility in the genus Arabidopsis: characterization of the S locus in the outcrossing A. lyrata and its autogamous relative A. thaliana II Plant Cell. 2001. - V. 13. - P. 627643.

161. Lanner C., Bryngelsson T., Gustafsson M. Genetic validity of RAPD markers at the intra- and interspecific level in wild Brassica species with n=9 II Theor. Appl-. Genet. 1996. - V. 93. - P. 9-14.

162. Lanza L.L.B., de Souza C.L., Ottoboni L.M.M., Vieira M.L.C., de Souza A.P. Genetic distance of inbred lines and prediction of maize single-cross performance using RAPD markers // Theor. Appl. Genet. 1997. - V. 94. -P. 1023-1030.

163. Law C.N. The location of genetic factors controlling a number of quantitative characters in wheat // Genetics 1967 - V. 56 - P.445-461.

164. Le Corre V., Roux F., Reboud X. DNA polymorphism at the FRIGID A gene in Arabidopsis thaliana: extensive nonsynonymous variation is consistent with local selection for flowering time II Mol. Biol. Evol. 2002. -V. 19(8).-P. 1261- 1271.

165. Lee I., Bleecker A., Amasino R. Analysis of naturally occurring late flowering in Arabidopsis thaliana II Molecular and General Genetics. — 1993.-V. 237.-P. 171-176.

166. Lee, I., Amasino, R.M. Effect of vernalization, photoperiod and light quality on the flowering phenotype of Arabidopsis plants containing the FRIGIDA gene II Plant Physiol. 1995. - Y.108. - P. 157-162.

167. Lee S.W., Ledig F.T., Johnson D.R. Genetic variation at allozyme and RAPD markers in Pinus longaeva (Pinaceae) of the White Mountains (California) // Amer. J. Bot -2002. -V. 89. -P. 566-577.

168. Lehner A., Campbell M.A., Wheeler N.C., Pöykkö T., Glössl J., Kreike J., Neale D.B. Identification of a RAPD marker linked to the pendula gene in Norway spruce (Picea abies (L.) Karst, f. pendula) II Theor. Appl. Genet. -1995.-V. 91.-P. 1092-1094.

169. Lempe J., Balasubramanian S., Sureshkumar S., Singh A., Schmid M., Weigel D. Diversity of flowering responses in wild Arabidopsis thaliana strains//PLoS Genetics. -2005.-V. 1,№ l.-P. 109-118.

170. Levy Y.Y., Dean C. The Transition to Flowering // The Plant Cell. 1998. -V. 10.-P. 1973-1989.

171. Lodhi M.A., Daly M.J., Ye G.N. et al. A molecular marker based linkage map of Vitis II Genome. 1995. - V. 38. - P. 786-794.

172. Markert C.L., Moller F. Multiple forms of enzymes: tissue, ontogenetic and species specifi c patterns // Proc. Natl Acad. Sei. USA. 1959. - V. 45. - P. 753-763.

173. Martin R. Elektrophorese von Nukleinsäuren. Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag, 1996.

174. McClelland M., Welsh J. DNA fingerprinting by arbitrary primed PCR // PCR Methods Applic. 1994. - V. 4. - P. 59-64.

175. Meyerowitz E.M. Arabidopsis, a useful weed II Cell. 1989. - V. 56. - P. 263-269.

176. Michaels S.D. Amasino R.M. FLOWERING LOCUS C encodes a novel MADS domain protein that acts as a repressor of Flowering // The Plant Cell. 1999.-V. 11.-P. 949-956.

177. Mitton J.B. Selection in natural populations. Oxford: Oxford Univ. press, 1997.-240 p.

178. Möller E.M., Bahnweg G., Sandermann H., Geiger H.H. A simple and efficient protocol for isolation of high molecular weight DNA fromfilamentous fungi, fruit bodies, and infected plant tissues // Nucl. Acids Res. 1992.-V. 20, №22.-P. 6115-6116.

179. Muller-Starck G., Schubert R. Genetic markers as a tool for biondication in forest ecosystems // A. Young, D. Bosher, T. Boyle (Hrsg.). Forest conservation genetics principles and practice. - Oxford. S.: CABI Publ., 2000.-P. 227-237.

180. Napp-Zinn K. Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. // L. T. Evans. The induction of flowering; some case histories. Melbourne: McMillan, 1969. -P. 291-304.

181. Napp-Zinn K. Vernalization environmental and genetic regulation // J.G. Atherton. Manipulation of flowering. - Butterworths, 1987. - P. 123-304.

182. Neale D.B., Harry D.E. Genetic mapping in forest trees RFLPs, RAPDs and beyond // AgBiotech News Inf. - V. 6. - P. 107-114.

183. Nei M. Genetic distance between populations // Amer. Natur. 1972. - V. 106.-P. 283-292.

184. Nei M. Analysis of gene diversity in subdivided populations // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1973. - V. 70. -P. 3321-3323.

185. Nei M. Molecular evolutionary genetics N. Y.: Columbia Univ. press, 1987.-512 p.

186. Nesbitt K.A., Potts B.M., Vaillancourt R.E. Partitioning and distribution of RAPD variation in a forest tree species, Eucalyptus globules (Myrtaceae) // Heredity. 1995. - V. 74, № 6. - P. 628-637.

187. Norborg M., Bergelson J., The effect of seed and rosette cold treatment on germination and flowering time in some Arabidopsis thaliana (Brassicaceae) ecotypes // American Journal of Botany. 1999. -V. 86, № 4.-P. 470-475.

188. Nordborg M., Hu T.T., Ishino Y. et al. The pattern of polymorphism in Arabidopsis thaliana //Plos Biology. 2005. - V. 3. - P. 1289-1299.

189. Prakash S. Patterns of gene variation in central and marginal populations of Drosophila robusta II Genetics. 1973. -V. 75. - P. 347-369.

190. Pico F.X., Mendez-Vigo B., Martinez-Zapater J.M., Alonso-Blanco C. Natural genetic variation of Arabidopsis thaliana is geographically structured in the Iberian peninsula. // Genetics. 2008. - V. 180. - P. 10091021.

191. Pigliucci M. Ecological and evolutionary genetics of Arabidopsis I I TREE.- 1998.-№3.-P. 485-489.

192. Pigliucci M., Hayden:K. Phenotypic plasticity is the major determinant of changes in phenotypic integration in Arabidopsis II New Phytologist. -2001.-V. 152.-P. 419-430.

193. Price R.A., Palmer J.D., Al-Shehbaz I.A. Systematic relationships of Arabidopsis // E.M. Meyerowitz, C. Somerville. Arabidopsis. NY: Cold Spring Harbor Press, 1994. - P. 7-19.

194. Prosser C.L. Comparative Animal Physiology. Philadelphia, 1973.

195. Rafalski J.A., Tingey S.V., Williams J.G.K. RAPD markers a new technology for genetic mapping and plant breeding // AgBiotech News Info.- 1991. — V. 3, № 4. P. 645-648.

196. Rafalski J.A., Hanafey M.K., Tingey S.V., Williams J:G.K. Technology for molecular breeding RAPD markers, microsatellites and machines // Triends Genet - 1993. - V. 9. - P. 275-278.

197. Rafalski J.A. Randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis // G. Caetano-Anollees, P.M. Gresshoff (Hrsg.). DNA markers Protocols, applications and overviews. - New York: John Wiley and Sons, 1997. - P. 75-83.

198. Reed J.W., Nagalani A., Elich T.D., Fagan M., Chory J. Phytochrome A and phytochrome B have overlapping but distinct functions in Arabidopsis development//Plant Physiol; 1994.-V. 104.-P. 1139-1149.

199. Reiter R.S. Williams JiG;K., Feldman,K.A; et al. Global and local genome mapping in Arabidopsis thaliana by using recombinant inbred? lines and; random amplified polymorphic DNAs // Proc. Natl Acad. Sei. USA. 1992. -V. 89.-P. 1477-1481.

200. Riegel R. Entwichhang molekurargenetischer marker bei der Fichte {Picea abies (L.) Karst.) und deren Anwendung; für genetische Erhebungen in umweltbelasteten Populationen: Dissertation. Technische Universität München-Weihenstephan. - München, 2001.

201. Riihimäki Mi, Podolsky R., Kuittinen Hi, Koelewijn Hi, Savolainen O. Studying genetics of adaptive variation in model organisms: flowering; time variation in Arabidopsis lyrata // Genetica. 2005.- № 123. - P. 63-74.

202. Robertson A. The nature of quantitative genetic; variation, // Brink R.A. Heritage from Mendel. University of Wisconsin Press, 1967. - P. 265280.

203. Roy A., Frasearía; N., MacKay J., Bousquet J. Segregating random amplified polumorphic DNAs (RAPDs) in Betula alleghaniensis; II Theor. Appl. Genet. 1992'. - V. 85. - Pi 173-180.

204. Saliba-Colombani V., Causse;Mi, Gervais L., and Philouze J. Efficiency of RFLP, RAPD? and AFLP markers; for the construction of an intraspecific map of the: tomato genome // Genome. 2000; - V. 43. - P. 29-40.

205. Schierup MiH. The effect of enzyme heterozygosity on growth in a strictly outcrossing species, the self-incompatible Arabis petraea {Brassicaceaé) II Hereditas- 1998. V.128. -P. 21-31.

206. Sharbel T.F., Haubold B., Mitchell-Olds T. Genetic isolation by distance in Arabidopsis thaliana: biogeography and postglacial colonization of Europe 11 Molecular Ecology. 2000. - V 9. - P. 2109-2118.

207. Sheldon C.C., Burn J. E., Perez P.P: et al. The FLC MADS box gene. A repressor of flowering in Arabidopsis by vernalization and methylation // Plant Cel. 1999. - V. 11. - P. 445-458.

208. Shindo Ch., Aranzana M.J., Lister C. et al. Role of FRIGIDA and FLOWERING LOCUS C in determining variation in flowering time of Arabidopsis II Plant Physiology. 2005. - V. 138. - P. 1163-1173.

209. Simpson G.G., Dean C. Arabidopsis, the Rosetta stone of flowering time? // Science. 2002. - V. 296. - P. 285-289.

210. Show C. R., Prassard R. Starch gel electrophoresis of enzymes a compilation of recipes // Biochem. Genet. - 1970. -V. 4. - P.297-320.

211. Sten0ien H.K., Fenster C., Kuittinen H., Savolainen O. Quantifying latitudinal clines to light responses in natural populations of Arabidopsis thaliana (Brassicaceae) II Amer. J. Bot. 2002. - V. 89, №10. - P. 16041608.

212. Sten0ien H.K., Fenster C., Tonteri A., Savolainen O. Genetic variability in natural population Arabidopsis thaliana in northen Europe // Molecular Ecology.-2005.-V. 14.-P. 137-148.

213. Stinchcombe J.R., Weinig C., Ungerer M. et al. A latitudinal cline in flowering time in Arabidopsis thaliana modulated by the flowering time gene FRIGIDA I IPNAS. 2004. - V. 101, № 13. - P. 4712- 4717.

214. Suh H.S., Sato Y.I., Morishima H. Genetic characterization of weedy rice {Oriza sativa L.) based on morpho-physiology, isizymes and RAPD markers // Theor. Appl. Genet. 1997. - V. 94. - P. 316-321.

215. Sunnucks P. Efficient genetic markers for population biology // Trends in Ecology and Evolution 2000. - V. 15. - P. 199-203.

216. Swofford D. L., Selander R. B. BIOSIS-1: a FORTRAN program for the comprehensive analysis of electrphoretic data in population genetics andsystematics 11 J. Heredity 1981. - V. 72. - P. 281-283.

217. Symodines E. Population dynamics of annual plants 11 A.J. Davy, M.J. Hutchings, A.R. Watkinson. 28th Symposium of the British Ecological Society. Sussex: Blackwell, 1987. - P. 221-248.

218. The Arabidopsis Genome Initiative. Analysis of the genome sequence of the flowering plant Arabidopsis thaliana H Nature. 2000. - V. 408. - P. 796-815.

219. Tingey S.V., Tufo J.P. Cenetic Analysis with Random Amplified Polymorphic DNA Markers // Plant Physiol. 1993. - V. 101. - P. 349-352.

220. Todokoro S., Tekauchi R., Kawano S., Microsatellite polymorphisms in natural populations of Arabidopsis thaliana in Japan. // Jpn. J. Genet. -1995.-V. 70.-P. 543-554.

221. Torres E., Iriondo J.M., Perez C. Genetic structure of an endangered plant, Antirrhinum microphillum (Scrophulariaceae): allozyme and RAPD analysis // Amer. J. Bot. -2003. V. 90, № 1. - P. 85-92.

222. Tulsieram L.K., Glaubits J.C., Kiss G., Carlson J.E. Single tree genetic linkage analysis in conifers using haploid DNA from megagametophytes // Bio. Technolody. 1992. - V. 10. - P. 686-690.

223. Van Treuren R., Kuittinen H., Karkkainen K., Baena-Gonzalez E., Savolainen O. Evolution of microsatellites in Arabis petraea and A. lyrata, outcrossing relatives of Arabidopsis thaliana. II Molecular Biology and Evolution. 1997. - V. 14. - P. 220-229.

224. Veleminsky J., Gichner T. Sterile culture of Arabidopsis on agar medium // Arabidopsis Inform. Service. 1964. - №1. - P. 34.

225. Vogel C., Chothia C. Protein family expansions and biological complexity II PLoS Comput. Biol. 2006. - V. 2. - P. 0370-0382.

226. Vornam B. Genmarker als Entscheidungshilfen fur die Genkonservierung. RFLPs als Genmarker fur die Ausweisung forstlicher Genressourcen // Allg Forst- u J-Ztd 1993. - V. 164, № 9-10. - P. 186190.

227. Weir B.S., Allard R.W., Kahler A.L. Analysis of complex allozymes polymorphisms in barley population // Genetics. 1972. - V. 72. - N.3. - P. 505-523.

228. Weising K., Nybom H., Wolff K., Meyer W. DNA fingerprinting in plants and fungi. Boca Raton: CRC Press, 1995. - 322 p.

229. Welsh J., McClelland M. Fingerprinting genomes using PCR with arbitrary primers //Nucleic Acids Res. 1990. -V. 18. -P. 7213-7218.

230. Welsh J., Honeycutt R.J., McClelland M., Sobrall B.W.S. Parentage determination in maize hybrids using the arbitrarily primed polymerase chain reaction (AP-PCR) // Theor. Appl. Genet. 1991. - V. 82. - P. 473476.

231. Williams J.G.K., Kubelik A.R., Livak K.J. et al. DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers // Nucl. Acids Res. 1990. -V. 18. - P. 6531-6535.

232. Williams J.G.K., Rafalski J.A., Tingey S.V. Genetic analysis using RAPD markers. // Methods Enzymol. 1993. - V. 218. - P. 704-740.

233. Wright S. Evolution and the genetics of populations. Vol. 2. The theory of gene frequencies. Chicago: University of Chicago Press, 1969.

234. Yeh F.C., Boyle T.J.B. Population genetic analysis of codominant and dominant markers and quantitative traits // Belgian J. Bot. 1997. - V. 129. -P. 157.

235. Yu J., Hu S., Wang J., Wong G.K., Li S. et al. A draft sequence of the rice genome {Oryza sativa L. ssp. indica) I I Science. 2002. - V. 296, № 5565. - P. 79-92.1. Царевичи о и о "3

236. Признак Радколье к и ег и 55 К й Шуйская Косалма Р< <и <и ¡г я о « О и <и л * <и со <и А. 1. ре (гае

237. Количество листьев 0,42 0,43 0,68 0,39 0,46 0,39 1,26 0,31

238. Диаметр розетки 2,00 1,65 2,07 1,72 0,68 0,96 1,53 3,23

239. Длина листа 1,21 1,17 1,10 0,73 0,64 0,57 0,58 0,46

240. Ширина листа 0,39 0,26 0,39 0,30 0,18 0,18 0,25 0,16

241. Длина черешка 0,52 0,47 0,65 0,33 0,34 0,23 0,30 0,87

242. Высота растения 8,81 6,00 5,43 5,02 7,24 6,41 7,95 6,59

243. Длина цветоноса 5,13 4,37 4,15 2,14 4,34 3,88 6,37 4,57

244. Длина стручка 0,41 0,24 0,31 0,23 0,22 0,20 0,34 0,69

245. Энергия прорастания 0,79 1,21 4,84 3,28 2,26 5,17 1,72 3,21

246. Всхожесть 0,65 0,92 5,01 2,07 2,07 1,62 2,18 2,62

247. Плодовитость 1,12 0,68 0,71 0,68 1,75 0,73 2,99 0,31

248. Примечание. Уравнение регрессии: у=а+Ьх, где у разность между средним и конкретным значением признака; а - значение пересечения линии тренда с осью У; Ь -tg угла наклона линии тренда, х - номер ранга особи; коэффициент детерминации Я2 = 0,690,99 .

Информация о работе

Грицких, Марина Витальевна
кандидата биологических наук
Петрозаводск, 2011
ВАК 03.01.04

Диссертация

Биологические особенности природных популяций Arabidopsis в условиях Карелии - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы