Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биосистематика семейства Lamiaceae во флоре Белгородской области

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Биосистематика семейства Lamiaceae во флоре Белгородской области"

На правах рукописи

¿67

МАСЛОВА Елена Владимировна

БИОСИСТЕМАТИКА СЕМЕЙСТВА ЬАМ1АСЕАЕ ВО ФЛОРЕ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

03.00.05 - ботаника

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Москва-2006

Работа выполнена на кафедре ботаники и методики преподавания биологии Белгородского государственного университета

Научный руководитель:

доктор биологических наук, М.С. Игнатов, Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина РАН, г. Москва

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук,

Е.В. Байкова, Центральный сибирский ботанический

сад СО РАН, г. Новосибирск; доктор биологических наук,

Ю.К. Виноградова,

Главный ботанический сад

им. Н.В. Цицина РАН, г. Москва

Ведущее учреждение: биологический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Защита диссертации состоится «2» ноября 2006 г. в 13 ч. на заседании диссертационного совета Д 002.028.01 в Главном ботаническом саду им. Н.В, Цицина РАН по адресу: 127276, Москва, ул. Ботаническая, 4. Факс: (495)-977-91-72

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина РАН.

Автореферат диссертации разослан 20 сентября 2006 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

доктор биологических наук

Ю.К. Виноградова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из основных направлений в изучении биологического разнообразия является исследование отдельных таксонов. В настоящее время актуально использование комплексного биосистематического анализа, позволяющего решить спорные вопросы таксономии, а также морфолого-географической, экологической и генетической дифференциации видов (Тахтаджян, 1970; Solbrig, 1970). Признаки, которые, на наш взгляд, могли бы помочь уточнить систематику отдельных групп, а также провести анализ их изменчивости на популяционном уровне, относятся к деталям рисунка венчика, форме и размерам отдельных частей цветка. Этот интереснейший признак на настоящий момент остается практически не изученным вследствие недоступности его для исследования в гербарных коллекциях. Современные цифровые технологии, однако, позволяют собрать большой материал из природных популяций и значительно расширить объем информации, важной как для уточнения границ отдельных видов, так и для понимания генетики популяций.

Семейство губоцветные (Lamiaceae Lindl.) по числу видов занимает одно из ведущих положений во флоре России. В наиболее полной отечественной обработке семейства (Шишкин, Юзепчук, 1954, 1955), равно как и в монографических обработках родов (Крестовская, 1987, 1989; Буданцев, 1987, 1989, 1990; Махмедов, 1984; Алешин, 2003 и др.), не имеется достаточно полного описания основных структур венчика и его рисунка. Кроме того, существует ряд спорных вопросов, касающихся статуса некоторых таксонов родов Galeopsis и Stachys. Использование генетических маркеров часто оказывается решающим в таксономических и популяционных исследованиях, позволяющих на основе сопоставления с данными классической морфологии получить объективное представление о границах видов, а также решить некоторые внутрипопуляционные проблемы.

Цель и задачи исследования. Цель работы — биосистематическое изучение семейства Lamiaceae во флоре Белгородской области с более детальным исследованием некоторых проблемных видов. Задачи:

1. Уточнить видовой состав и географическое распространение представителей семейства Lamiaceae во флоре Белгородской области.

2. Описать морфологическую структуру венчика и его частей у представителей семейства Lamiaceae.

3. Изучить, описать и классифицировать рисунки венчика у изученных видов представителей семейства Lamiaceae флоры Белгородской области.

4. Уточнить границы критических видов рода Galeopsis с помощью морфологических и молекулярных маркеров.

5. Дать оценку уровня значимости признака рисунка венчика полиморфного вида Stachys palustris L. на основе молекулярно-генетического анализа.

Научная новизна работы. Выявлены новые места нахождения большинства видов семейства Lamiaceae на территории Белгородской области. Впервые с помощью современных цифровых технологий зафиксированы рисунки венчиков, даны их развернутые описания и классификация, составлены морфологические описания венчиков и их отдельных структур.

Впервые проведен анализ генетической изменчивости проблемных видов Galeopsis tetrahit L. и G. bifida Boenn. e использованием ISSR и RAPD маркеров. Пересмотрены имеющиеся и выделены новые дополнительные диагностические морфологические признаки G. tetrahit и G. bifida. Впервые на основе сравнения результатов морфологического и молекулярного анализов уточнен видовой статус G. tetrahit и G. bifida и доказана возможность диагностики видов по морфологическим признакам, анализируемым в комплексе. Получены новые данные для науки по разнообразию рисунка венчиков полиморфного вида Stachys palustris, установлен его устойчивый характер и гетерогенность внутри большинства изученных популяций. Впервые выявлено наличие вариантов рисунка, внутри которых он относительно стабилен и характерен для группы растений в популяции. С помощью молекулярного анализа ISSR методом впервые установлена значимость данного признака и использование его в качестве хорошего маркера при разделении клонов внутри популяций по относительно стабильному рисунку.

Практическая значимость работы. Результаты работы могут применяться в природоохранной деятельности для сохранения мест распространения редких и исчезающих видов семейства Lamiaceae, включенных в Красные Книги Белгородской области и России, а также при определении критических видов G. tetrahit и G. bifida. Составленные нами карты ареалов позволяют уточнить биологические запасы и расширить представления о распространении изученных видов.

Работы по описательной морфологии венчиков вносят вклад в теоретические разделы ботаники. Выявленные отдельные признаки могут быть использованы для дополнения морфологических характеристик видов во флорах, а некоторые из них могут служить и для диагностики видов в критических группах.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на VIII и IX молодежных конференциях ботаников в Санкт-Петербурге (Санкт-Петербург, 2004, 2006), VIII международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы сохранения устойчивости живых систем" (Белгород, 2004), международной конференции "Изучение флоры Восточной Европы: достижения и перспективы" (Санкт-Петербург, 2005), международной конференции, посвященной 60-летию Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина РАН "Ботанические сады как центры сохранения биоразнообразия и рационального использования растительных ресурсов" (Москва, 2005), международной научно-практической конференции "Теоретические и прикладные исследования в ботанике и

методике преподавания биологии" (Белгород, 2005), юбилейной научной конференции российской академии наук естествознания "Современные проблемы науки и образования" (Москва, 2005), международной молодежной научно-практической конференции, посвященной 130-летию Белгородского университета и 40-летию биолого-химического факультета (Белгород, 2006), международной конференции, посвященной 75-летию ПАБСИ и 100-летию со дня рождения Н.А. Аврорина "Устойчивость экосистем и проблемы сохранения биоразнообразия на Севере" (Кировск, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ и 3 статьи находятся в печати.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 300 страницах, иллюстрирована 9 таблицами и 86 рисунками. Список использованной литературы включает 120 источников, из них 34 на иностранных языках.

ГЛАВА 1. РАЙОН ИССЛЕДОВАНИЯ И ЕГО ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ

Белгородская область расположена на юго-западных и южных склонах Среднерусской возвышенности, в бассейнах рек Днепра и Дона. Территория области в целом вытянута с северо-запада на юго-восток, граничит с юга и с запада с Украиной, с севера и северо-запада — с Курской, а с востока — с Воронежской областями. Территория области равнинная, расчлененная многочисленными речными долинами и густой овражно-балочной сетью, носит в целом волнисто-балочный, либо волнисто-увалистый характер (Чендев, 1997).

В Белгородской области представлены две ландшафтно-климатические зоны: лесостепная (северо-западная и центральная части) и степная (юго-восточная часть). Зональными типами растительности на территории области являются дубравы, луговые и разнотравно-типчаково-ковыльные степи (География Белгородской.., 1996). Существенную роль в сложении растительного покрова играют также ксерофитные травяно-кустарниковые сообщества, приуроченные к выходам мела и представленные "сниженными альпами", "тимьянниками", "иссопниками", последние из которых занимают юго-восточную часть области. Сосновые боры встречаются на песках надпойменных террас вдоль рек Оскол, Ворскла, Северский Донец, Нежеголь. Луговая растительность распространена главным образом вдоль низких берегов рек и на склонах северной экспозиции. Более 60% всей территории занято пашней, на месте которой раньше располагались луга и степи. В центральных и юго-восточных районах области на склонах речных долин и балок повсеместны выходы мела.

Климат области умеренно-континентальный с увеличением континентальности к юго-востоку (Атлас.., 2005). Среднегодовая температура воздуха возрастает от 5,4° на северо-западе до 6,7° на юго-востоке. Среднегодовое количество осадков изменяется в небольших

пределах: от 536 мм на юго-востоке до 546 мм на севере и 553 мм в центре области (Практические работы..., 1999).

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1 Изучение флористического состава

Работа основана преимущественно на материале, собранном в ходе экспедиций по территории Белгородской области; исследования велись традиционным маршрутно-флористическим методом (Алехин, 1938). Работа проводилась в период с 2003 г. по 2006 г., обследовано более чем 40 пунктов Белгородской области. Кроме того, были изучены гербарные образцы, хранящиеся в коллекциях Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина РАН (МНА), участка "Лес на Ворскле" заповедника "Белогорье" (WORSKL), Гербария им. Д.П. Сырейщикова МГУ (MW), Ботанического института им. B.JI. Комарова РАН (LE), а также в гербарных фондах Санкт-Петербургского, Орловского и Белгородского государственных университетов (LECB, OHHI, BSU соответственно).

2.2 Изучение морфологии венчиков представителей сем. Lamiaceae

Описание венчиков проводили по фотографиям (более 9600), снятым в естественных местах произрастания видов цифровым фотоаппаратом Minolta Dimage ZI в режиме супер макросъемки и цифровой камерой Nikon coolpix 4500, присоединяющейся к стереомикроскопу МБС1, с некоторыми уточнениями деталей на гербарных образцах. Измерения отдельных структур венчика осуществляли на разваренном гербарном материале с помощью окуляр-микрометра в стереомикроскопе МБС1.

Изучение изменчивости критических видов рода Galeopsis было проведено в 11 популяциях G. bifida и 2 популяциях G. tetrahit из Белгородской и Московской областей. Кроме собственных сборов, обработан гербарный материал, хранящийся в гербарных фондах МНА и MW.

Анализ рисунка венчиков полиморфного вида Stachys palustris проводили в 28 природных популяциях в Белгородской и Московской областях России, Харьковской и Луганской областях Украины.

2.3 Исследование генетического полиморфизма

Для выделения ДНК Galeopsis bifida и G. tetrahit было использовано 14 образцов растений из природных популяций из Белгородской и Московской областей, а также из гербария ГБС РАН (МНА). Для анализа ДНК Stachys palustris было использовано 17 образцов растений из природных популяций из Белгородской и Московской областей России и Луганской области Украины. В каждой точке сбора были взяты по два растения из двух групп, различающихся по рисунку на нижней губе венчика; исключение составили 3 выборки, откуда было взято по одному образцу.

Выделение растительной ДНК производили с помощью набора для экстракции растительной ДНК - Nucleospin Plant Extraction Kit (Macherey-Nagel, Германия), полностью следуя стандартному протоколу производителя,

с предварительным растиранием 20 мг растительного материала с небольшим количеством (0,3 г) АЬ03 в ступке пестиком.

Полимеразную цепную реакцию проводили с использованием 5 ISSR (UBC-840, 855, 853, 868, 881) и 10 RAPD (ОРА-О6, 08, 16, OPF-08, 14, 16, 17, 20, ОРР-20) праймеров. Условия ПЦР и электрофоретического разделения более подробно изложены в диссертации. По каждому из праймеров были составлены матрицы бинарных признаков, которые анализировали методом объединения соседей (neighbour-joining, NJ) с помощью программы TREECONW (Van de Peer & De Wachter, 1994) с применением 1000 реплик бутстрепа (Felsenstein, 1985). Результаты были также проанализированы методами кластерного (метод ближайшего соседа), факторного и дискриминантного анализа с помощью пакета программ Statistica 6.0.

ГЛАВА 3. КОНСПЕКТ СЕМЕЙСТВА LAMIACEAE ФЛОРЫ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Всего во флоре Белгородской области выявлено 57 видов, из них 52 изучены автором в природе, а 5 — по гербарным коллекциям. Составлены карты географического распространения в области каждого вида по гербарным и литературным данным (Сукачев, 1902, 1903; Алехин, 1926; Покровская, 1940; Левицкий, 1957; Самсонова, 1971; Доронина и др., 1992, 1993; Золотухин и др., 1995; Гусев, 2002; Еленевский и др., 2004 и др.).

Анализ распространения видов в области показал, что большая часть из них распределены относительно равномерно; при этом среди них есть как обычные (Origanum vulgare, Stachys recta, Stachys annua, Leonurus quinquelobatus, Ballota nigra. Prunella vulgaris, Acinos arvensis и др.), так и более редкие виды {Lycopus exaltatus, Chaiturus marrubiastrum, Lycopus europaeus) (рис. 1). Исключительно или почти исключительно в юго-восточной части области встречаются Salvia aethiopis, Hyssopus cretaceus, Sideritis montana, преимущественно к этому степному юго-восточному району приурочены Marrubium praecox, Scutellaria supina, Teucrium polium, Ajuga laxmannii. Десять видов, например, Lamium maculatum, Clinopodium vulgare и др., распространены в центральной и западной частях области, практически не заходя восточнее р. Оскол; преимущественно в центральной части области встречаются Prunella grandiflora и Teucrium chamaedrys. Два вида, Teucrium scordium и Marrubium vulgare, в области не находили уже более 100 лет. В большей или меньшей степени сократилось распространение Dracocephalum ruyschiana, Teucrium polium, Scutellaria supina, для которых в Белгородской области проходит граница распространения (рис. 1).

ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ И ОКРАСКИ ВЕНЧИКОВ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ СЕМЕЙСТВА LAMIACEAE ФЛОРЫ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Приведены описания структурных особенностей различных типов венчиков и их рисунков у представителей сем. Lamiaceae, с использованием

Рис. 1. Распространение видов на территории Белгородской области • - по гербарным экземплярам после 1950 г. О - по гербарным экземплярам до 1950 г. А - по литературным данным после 1950 г. Д - по литературным данным до 1950 г.

терминологии, приведенной в Атласе по описательной морфологии (Федоров, Артюшенко, 1975) и во Флоре СССР (1954, 1955).

Материал иллюстрирован фотографиями, сделанными в природных условиях; исключение составляют 5 видов, которые не были изучены автором в природе. У 33 исследуемых видов четко представлен рисунок, у 11 он отсутствует, а 6 видов имеют по 1-3 более темные продольные полосы, иногда едва заметные, тянущиеся вдоль основных жилок нижней губы.

По расположению рисунок занимает зев, проксимальную и центральную части нижней губы, реже ее дистальную часть. Для рисунков венчика изучаемых видов разработана классификация, основанная на наличии основных элементов (продольных и поперечных полос, пятен различной формы), взаимного их расположения, окраски фона венчика и элементов рисунка, которая включает следующие типы:

1. Рисунок полностью отсутствует (Scutellaria hastifolia, Marrubium praecox, Salvia verticillata, S. aethiopis, S. nutans, S. tesquicola и др.) или представлен в виде более интенсивно окрашенных основным пигментом жилок и в 50% случаев не проявляется за счет слияния с основным фоном (Ajuga genevensis, Teucrium chamaedrys, Prunella grandiflora, P. vulgaris, Phlomis pungens и др.).

2. Рисунок представлен в виде продольных прерывистых или цельных полос, расположенных вдоль жилок, или состоит из точечных элементов, расположенных в ряд вдоль или вблизи жилок:

a) Полосы имеют сходную, но более темную окраску, чем основной фон (Stachys officinalis, S. germanica, Phlomis tuberosa, Scutellaria galericulata, Lamium maculatum и др.);

b) Полосы имеют окраску, отличающуюся от основного фона (Stachys annua, S. recta, Ajuga laxmannii, A. chia, Scutellaria supina и др.).

3. Рисунок представлен крупными пятнами, занимающими среднюю лопасть или проксимальную часть нижней губы, либо в виде мелких пятен или точек, рассеянно расположенных на нижней губе или в виде узкой поперечной зоны в проксимальной части нижней губы:

a) Рисунок в целом той же окраски, что и основной фон, но значительно темнее его (Thymus cretaceus, Т. pallasianus, Т. marschallianus, Chaiturus marrubiastrum, Clinopodium vulgare и

др.);

b) Рисунок представлен иной окраской, отличающейся от основного фона (Nepeta pannonica, N. cataria, Lycopus exaltatus, L. europaeus и др.).

4. Рисунок сложно организован, расположен на нижней губе в виде продольных элементов, идущих вдоль жилок, а также поперечных полос и пятен разнообразной формы, расположенных не вдоль жилок (Stachys sylvatica, S. palustris, Galeopsis ladanum, G. bifida, G. tetrahit, Leormrus quinquelobatus).

В целом для рисунка венчика могут быть сформулированы следующие закономерности: (1) если рисунок имеет высокую организованность и структурированность в виде пятен, расположенных не вдоль жилок (тип 4), то он всегда присутствует и устойчив; (2) рисунок, представленный в виде продольных полос, расположенных вдоль жилок (тип 2 Ь) и пятен (тип 3 Ь), отличающихся цветом окраски от основного тона, также устойчив и всегда присутствует; (3) рисунок, представленный в виде полос, расположенных строго по жилкам (тип 1) и у некоторых видов (Stachys officinalis) вдоль жилок (тип 2 а), имеющий окраску более темного цвета, чем основной тон венчика, может быть не выражен. (4) У некоторых видов (Chaiturus marrubiastrum, Thymus pallasianus) выражен также рисунок в виде мелких пятен более темного оттенка, чем основной фон, расположенных в виде узкой поперечной зоны в проксимальной части нижней губы (тип 3 а).

ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ТАКСОНОМИЧЕСКОЙ РЕВИЗИИ ВИДОВ КОМПЛЕКСА GALEOPSIS TETRAHIT В СРЕДНЕЙ ЧАСТИ ЕВРОПЕЙСКОЙ РОССИИ 5.1. История таксономического изучения

Два вида рода Galeopsis, G. tetrahit L. и G. bifida Boenn., сходны между собой морфологически, что ведет к разнобою в их определении в гербарных коллекциях, т.к. у разных систематиков нет единства в оценке диагностической значимости отдельных признаков (Briquet, 1893; Porsch, 1903; Müntzing, 1928, 1930, 1932; Юзепчук, 1954; Гладкова, 1978). Некоторые авторы предлагают вообще не разделять эти виды (Еленевский и др., 2004). Детальное изучение морфологии пикульников приведено в трудах чехословацких ученых (Slavikova, 1963; Rehorek, 1974), которые отмечают высокую вариабельность их признаков и трудность в определении.

В настоящее время для решения такого рода дилемм используют ISSR (Inter Simple Sequence Repeats) и RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) методы (Williams et al., 1990; Zietkiewicz et al., 1994, и др.). Цель нашего исследования пикульников заключалась в решении вопроса об их видовой самостоятельности с помощью ISSR и RAPD макреров и сопоставлении генетической дифференциации с морфологической.

5.2. Молекулярно-генетический анализ с использованием ISSR и RAPD методов Из 5 использованных ISSR праймеров и 10 RAPD праймеров — 4 ISSR (UBC-868, UBC-855, UBC-840, UBC-881) и 2 RAPD (OPF-16, OPF-20) праймера обеспечивали синтез четких специфичных наборов фрагментов. В целом было проанализировано 85 фрагментов, из них 57 получены в ходе проведения ISSR анализа и 28 - RAPD анализа. Все праймеры обеспечивали синтез видоспецифичных воспроизводимых фрагментов (рис. 2).

Для определения генетической дифференциации и уровня дивергенции по бинарным матрицам состояний были рассчитаны матрицы различий, которые далее использовались для построения дендрограмм методом объединения соседей (NJ), как отдельно по данным ISSR и RAPD анализов, так и общей по результатам двух этих методов (рис. 3).

Рис. 2. Продукты амплификации ДНК Galeopsis bifida и G. tetrahit с UBC-855 ISSR праймером

Анализ по методу объединения соседей (рис. 3) выявил два четко различающихся кластера (поддержка бутстрепа 100%), один из которых включает только образцы G. bifida, второй — только G. tetrahit. Внутривидовые группировки не имеют дифференциации с высокой поддержкой бутстрепа и включают как образцы из Белгородской, так и из Московской областей, что свидетельствует в пользу отсутствия выраженной географической изменчивости в пределах G. bifida и G. tetrahit.

Distance 0.1

|-1

68

100

52]

^sr

31 Г-~31r

-Gb_Bel 12 -Gb Bel 7

■ Gb Lob 13

• Gb_Bel_ll

• Cb_Bel_10 -Gb Mask 1

• Gb Bel_8

40 24J i

4(J?i 69'

-Gt_Mnsk_9

■ Gt_JVfcs k_6 -- Gt jVbsk S

100

-Gt Knlug_4

-Gt_M>sk_2

-Gt_Psk_28

Gt Bel 3

Рис. 3. Дендрограмма различий между 14 образцами представителей Galeopsis bifida (Gb) и G. tetrahit (Gt), построенная NJ-методом по данным RAPD и ISSR анализов

В результате проведенных RAPD и ISSR анализов были обнаружены фрагменты как общие для всех образцов, полиморфные, так и характерные только для групп, соответствующих G. bifida и G. tetrahit, что свидетельствует о существующем различии между ними и подтверждает в целом правильность используемых признаков при их определении.

53. Морфологический анализ 5.3.1. Анализ качественных и количественных признаков

В анализ были включены следующие морфологические признаки: железистое опушение на нижней стороне листа, форма основания листовой пластинки, рисунок на средней доле (типичные варианты для каждого вида и всевозможные вариации, отклоняющиеся от выделяемого варианта), форма средней доли, форма боковых долей, форма дистального края средней доли, апофизы, размеры частей венчика.

Изучение большинства диагностических признаков вегетативной сферы показало их вариабельность в пределах видов, а иногда и неустойчивость в систематическом отношении. Так, например, округлое основание листьев, указанное для G. tetrahit в ключе C.B. Юзепчука (1954), обнаружено на одних и тех же растениях вместе с клиновидным у G. bifida.

Одним из важных видовых признаков является рисунок венчика, расположенный на средней доле нижней губы, явно отличающийся у G. tetrahit и G. bifida (рис. 4). Более подробные описания рисунков приведены в диссертации.

2 — боковая лопасть нижней губы.

3 — средняя лопасть нижней губы.

Рис. 4. Венчик Gaieopsis

G. bifida (В, D): 1 — апофиза,

tetrahit (А, С) и

Масштабные линейки-3 мм

— желтый

— пурпурный

Уточнены различия формы средней доли и ее дистального края. Нами были выявлены отличительные особенности формы и размеров боковых лопастей, не указанные ранее, а также отличия в строении апофиз.

Из таблицы 1 видно, что различия видов по многим количественным признакам достоверны с уровнем значимости более 99,9%.

Результаты канонического дискриминантного анализа количественных признаков венчика показаны на рисунке 5. Из графика видно разделение образцов G. tetrahit и G. bifida без какого-либо перекрывания.

Таблица 1. Средние размеры отдельных частей венчика Galeopsis tetrahit и G. bifida, их различия по критерию Сгьюдента (t), и уровень значимости этих различий (р), п - 185.

Признаки G. tetrahit G. bifida t р.%

Длина трубки венчика, мм И.06±0.22 7,2-14 9.36*0.12 6,5-12,2 2,15 >95

Ширина трубки венчика, мм в области зева 3.96*0.04 3,5(3,25)-4,75 3.00±0.02 2,25-3,5 21,82 >99,9

в средней части 1.26±0.02 1-1,6 1.12±0.02 0,7-2 5 >99,9

Длина верхней губы, мм 4.37±0.09 3,2-6,4 3.79±0.04 2,5-5 5,92 >99,9

Ширина верхней губы, мм 3.17±0.14 2-4 2.70*0.03 1,7-3,5 3,29 >99

Длина средней лопасти, мм 2.77*0.06 2,05-3,75 2.40tfc0,03 1,75-3,2 5,52 >99,9

Ширина средней лопасти, мм 2.60±0.05 2(!,75>3,4 1.86±0.02 1,25-2(2,6) 14,23 >99,9

Длина боковой лопасти, мм по наружной стороне 3.0±0.04 2-4,5 2.78±0.03 1,75-3,5 4,4 >99,9

в середине 2.23±0.04 1,7-3 1.93*0.02 1,3-2,5 6,67 >99,9

по внутренней стороне 1.39±0.03 1-2,2 1.27*0.02 0,9-1,75 3,33 >99,9

Ширииа боковой лопасти, мм 2.42±0.04 1,75-3,5 1.73±0.02 1,2-2(2,5) 15,33 >99,9

Длина апофиз, мм 0.72±0.02 0,6(0,3)-1 0.38*0.01 0,15-0,6(0,8) 15,45 >99,9

Установлено, что ширина трубки венчика в области зева у G. bifida не превышает 3,5 мм (2,25-3,5 мм), а у G. tetrahit она не меньше 3,5 мм (3,5-4,75 мм), единичным случаем была ширина 3,25 мм. Информативным показателем является ширина боковой лопасти, среднее значение для G. bifida составляет 1,7 мм, а для G. tetrahit — 2,4 мм, однако этот признак в некоторых случаях перекрывается. Так, у G. bifida пределы колебания составляют от 1,2 до 2,2 мм, единичны варианты 2,3 и 2,5 мм, а у G. tetrahit -от 1,75 до 3,5 мм. Также удалось подтвердить указанные Юзепчуком (1954) различия в ширине средней лопасти нижней губы по среднему показателю: для G. bifida — до 2 мм, для G. tetrahit — более 2 мм (2-3,4 мм), единичным

выявлен случай при ширине 1,75 мм. Однако у 26 (20%) экземпляров G. bifida из 128 обработанных ширина средней лопасти превышала 2 мм (от 2,05 до 2,6 мм).

Root 1 vs. Root 2

□ G. bifida • G. tetrahit

Рис. 5. Результаты анализа 12 количественных признаков 185 образцов Galeopsis tetrahit и G. bifida методом дискриминантного анализа с исполнением канонического анализа в программе STATISTICA 6.0.

По результатам анализа изменчивости морфологических признаков видно, что все они, несмотря на обнаруженные или подтвержденные границы различий, значительно вариабельны и могут иногда перекрываться, поэтому при определении образцов всегда необходимо учитывать комплекс всех диагностических признаков и исследовать их на нескольких цветках одного растения.

5.3.2. Анализ изменчивости морфологических признаков образцов, использованных в молекулярно-генетическом анализе

Из анализируемых 20 морфологических признаков образцов, использующихся в молекулярно-генетическом исследовании, 7 являются мономорфными специфичными на межвидовом уровне и присутствуют только у всех образцов одного, либо только у всех образцов второго вида, остальные 13 — полиморфны. Кластерный анализ методом ближайшего соседа (single linkage) показал обособление образцов G. bifida от G. tetrahit, которые в пределах вида формируют отдельные группировки (рис. 6).

Gb_Mosk_1 -

GbjWJB ■_

Gb_8eM1 • -

<3b_BefJ -

Gb_Bel_12--

Gb_Lob_13 ------

Gb.BeMO--

et_Mo*k_2--

Gt_Bel_3 -1__

Gt_Mosk_9 -1

GtJ<a!ug_4 ------

Gt_M06k_5 •_

Gt_Mosk_6 ■---

Gt_Psk_28 -

DP .0.1 0Л 0.3 0.4 0,5 0,6

Рис. 6. Дендрограмма различий между 14 образцами представителей Galeopsis bifida и G. tetrahit, построенная методом ближайшего соседа по морфологическим данным.

По оси абсцисс - сходство между образцами (Linkage distance).

5.4. Сравнительный анализ изменчивости морфологических и молекулярных признаков

Результаты, полученные в ходе проведения молекулярного анализа (рис. 3), полностью согласуются с количественными и качественными морфологическими показателями исследованных образцов (рис. 6), что свидетельствует в пользу существования двух выделяемых видов. Однако существуют различия во внутривидовых группировках при сравнении расположения образцов на двух дендрограммах, что не позволяет говорить об устойчивом внутривидовом полиморфизме у этих видов и свидетельствует об относительной гомогенности в пределах ареала каждого вида.

Многие из исследованных признаков не могут быть легко изучены на гербарном материале, поскольку во многих случаях окраска исчезает, а измерение отдельных частей венчика требует их разваривания и затем препарирования. В то же время, в природе многие из них можно исследовать без труда.

Использование RAPD и ISSR маркеров для выявления межвидового и внутривидового полиморфизма представляется весьма перспективным, поскольку именно молекулярные методы позволяют уточнить границы вариабельных морфологических характеристик и обосновать возможность применения более наглядных признаков при разделении видов.

ГЛАВА 6. ИЗУЧЕНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА РИСУНКА ВЕНЧИКА STACHYSPALUSTRIS И ОЦЕНКА ЕГО ЗНАЧИМОСТИ ISSR МЕТОДОМ 6.1. Морфологический анализ

Stachys palustris L., как отмечает в обработке для флоры СССР О.Э. Кнорринг (1955), — весьма полиморфный вид, нуждающийся в более глубоком и критическом его изучении. Рисунок венчика S. palustris — малоизученный признак, вариабельность которого не вполне ясна, поэтому нами была предпринята попытка его изучения, и, в частности, сопоставление изменчивости этой окраски с генетическими маркерами.

Изучение изменчивости рисунка показало его относительную стабильность как в пределах одного отдельно взятого соцветия, так и в пределах небольших компактных групп растений. Установлено, что рисунок присутствует у всех изученных особей, расположен на нижней губе венчика, в основном в проксимальной и центральной ее части. Рисунок образован б. ч. 3-4 поперечными волнисто-зигзагообразными пурпурными полосами, расположенными в зеве в месте разделения верхней и нижней губы, и продольной срединной полосой, прерывистой или непрерывной, идущей от поперечных полос, перпендикулярно им. В проксимальной части нижней губы расположены пятна различной формы: обычно их 2, по одному с каждой стороны от срединной линии, но каждое из них может разделяться на 2 и более мелких, расположенных отдельно друг от друга или частично сливающихся.

Вместе с тем, в пределах более крупных популяций обычно наблюдается несколько вариантов рисунка, отличия которых связаны с деталями отдельных элементов и их взаимным расположением. Среди многообразия вариантов рисунка наиболее контрастными являются два: первый — с б. м. крупными пятнами в области синуса средней и боковой лопастей нижней

Рис. 7. Венчик Stachys palustris. А - рисунок из крупных пятен; В - рисунок из мелких пятен

губы (Рис. 7, А), второй — с большим количеством мелких пятен на соответствующем месте (Рис. 7, В). С целью проверки гипотезы о том, что

популяции сорных и береговых местообитаний представляют собой генетически обособленные группы, а также гипотезы о том, что растения с двумя основными вариантами рисунка представляют собой монофилетические группы, был проведен молекулярный анализ.

6.2. Молекулярный анализ с использованием маркеров

В результате использования пяти ^БЯ праймеров (иВС-868, ЦВС-855, иВС-840, иВС-881, иВС-853) амплифицировалось 85 фрагментов, из них 10 - мономорфные и 75 — полиморфные, число фрагментов для каждого праймера варьировало от 13 до 20. Праймеры обеспечивали синтез специфичных воспроизводимых фрагментов для пар образцов, выбранных по сходству их рисунка в каждой отдельно взятой популяции. Для определения генетической дифференциации и уровня дивергенции по бинарным матрицам состояний были рассчитаны матрицы различий, которые далее использовались для построения дендрограммы методом объединения соседей (N1) (рис. 8).

Анализ выявил, что особи с двумя основными вариантами рисунка генетически не обособлены: образцы с крупным пятнами в области синуса средней и боковых лопастей нижней губы из разных популяций группируются в кластеры с образцами, имеющими рисунок в виде мелких пятен (Рис. 8). Не представляют какой-либо целостности и популяции сегетальные и околоводные.

—крупнопятнистые

1— мелкопятнистые I— крупнопятнистые

— мелкопятнистые

]— крупнопятнистые —мелкопятннстые

Рис. 8. Дендрограмма различий между 17 образцами Stachys palustris, построенная NJ-методом по данным ISSR анализа

Вместе с тем оказалось, что особи с одинаковым рисунком, взятые иногда из значительно удаленных друг от друга участков популяции, исключительно сходны между собой по электрофоретическим спектрам и формируют группы с высокой поддержкой бутстрепа, и, очевидно, представляют собой отдельные клоны.

Гетерогенные же по рисунку популяции гетерогенны также и генетически, т.е. представлены несколькими клонами, в пределах каждого из которых рисунок относительно однороден. Данный вывод, возможно, и не является неожиданным, поскольку S. palustris — длиннокорневищный многолетник, явно растущий большими клонами. Однако высокая консервативность рисунка интересна сама по себе и может быть использована для дальнейшего изучения генетики популяций вида, а также изучения причин, обуславливающих такую консервативность.

ВЫВОДЫ

1. Семейство Lamiaceae во флоре Белгородской области представлено 57 видами из 26 родов. Два вида в последние 100 лет на территории области не отмечались и, возможно, выпали из состава ее флоры (Teucrium scordium, Marrubium vulgare). По географическому распространению выделяются три группы видов: встречающиеся на всей территории; преимущественно в юго-восточной части; распространенные в западной и центральной частях области, не или почти не пересекающие р. Оскол.

2. Рисунок венчика присутствует у 33 из изученных представителей и имеет различную степень сложности. Элементы рисунка расположены большей частью в зеве, проксимальной и средних частях нижней губы, в проксимальной части средней лопасти, редко доходя до дистальной части средней лопасти. Предложена классификация рисунка венчика, основанная на наличии основных элементов рисунка (продольных и поперечных полос, пятен различной формы), взаимного их расположения, окраски фона венчика и элементов рисунка.

3. Уточнены границы различий между Galeopsis te trahit и G. bifida с помощью сравнительно-морфологического и молекулярно-генетического методов. ISSR и RAPD анализы дали сходные результаты. Показана возможность разделения видов по комплексам морфологических признаков.

4. С помощью молекулярных маркеров установлена высокая степень устойчивости рисунка венчика у полиморфного вида S. palustris, позволяющая использовать его для различения отдельных клонов в популяциях.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Маслова Е.В., Колчанов А.Ф. Флористический список сем. Lamiaceae Lindl. Бекарюковского бора Шебекинского района Белгородской области И Материалы VIII Молодежной конф. ботаников в Санкт-Петербурге. СПб., СПГУТД, 2004. С. 42-43.

2. Колчанов А.Ф., Колчанов P.A., Маслова Е.В., Ищенко Т.А. К вопросу об устойчивости некоторых редких видов флоры Белгородской области к антропогенным факторам среды // Научные ведомости. Сер. Экология. Белгород, 2005. №1(21). Вып. 3. С. 52-57.

3. Маслова Е.В., Игнатов М.С. Об отличиях Galeopsis tetrahit и G. bifida (Lamiaceae) // Ботанические сады как центры сохранения биоразнообразия и

рационального использования растительных ресурсов. Материалы конф. посвященной 60-летию ГБС им. Н.В. Цицина РАН. М., 2005. С. 334-336.

4. Маслова Е.В. Игнатов М.С. К изучению видов Galeopsis tetrahit и G. bifida (Lamiaceae) // Теоретические и прикладные исследования в ботанике и методике преподавания биологии. Материалы Междунар. научно-практич. конференции. Белгород: ООО ИПЦ "Политерра", 2005. С. 23-27.

5. Маслова Е.В. Особенности некоторых признаков цветка губоцветных (LAMIACEAE LINDL.) // Современные проблемы науки и образования, юбилейная конференция с международным участием / Успехи современного естествознания. М., 2006. №2. С. 52-53.

6. Маслова Е.В., Игнатов М.С. О генетической дифференциации Galeopsis tetrahit и G. bifida ISSR методом. И Материалы IX Молодежной конф. ботаников в Санкт-Петербурге. СПб., СПГУТД, 2006. С. 33.

7. Маслова Е.В. Результаты изучения проблемных видов рода Galeopsis (Lamiaceae) в средней части европейской России // Устойчивость экосистем и проблема сохранения биоразнообразия на севере. Материалы Междунар. конференции. Кировск, 2006. Т.1. С. 120-122.

8. Маслова Е.В. Предварительные итоги таксономической ревизии некоторых видов рода Galeopsis в средней части европейской России // Научные ведомости БелГУ. Сер. Биология и химия, (принята к печати)

9. Маслова Е.В. Изучение полиморфизма рисунка венчика Stachys palustris L. (Lamiaceae) методом ISSR // Бюл. Моск. общ-ва испыт. природы. Отд. биол. Т. 112. (принята к печати)

10. Маслова Е.В. О соотношении морфологической и генетической дифференциации по ISSR и RAPD маркерам между Galeopsis bifida Boenn. и G. tetrahit L. (Lamiaceae) // Генетика, (в печати)

Подписано в печать 15.09.2006. Формат 60x84/16. Гарнитура Times. Усл. печ. л. 1,00. Тираж 100 экз. Заказ № 196.

Оригинал-макет подготовлен и тиражирован в издательстве Белгородского государственного университета 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Маслова, Елена Владимировна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1.

Раздел 1.1. Раздел 1.2. Раздел 1.3. Раздел 1.4. Раздел 1.5. Раздел 1.5.1. Раздел 1.5.2.

ГЛАВА 2. Раздел 2.1. Раздел 2.2.

Раздел 2.3. Раздел 2.3.1. Раздел 2.3.2. Раздел 2.3.3. Раздел 2.4.

ГЛАВА 3.

ГЛАВА 4.

Раздел 4.1. Раздел 4.2.

ГЛАВА 5.

РАЙОН ИССЛЕДОВАНИЯ И ЕГО ПРИРОДНЫЕ 9 УСЛОВИЯ

Геологические особенности

Рельеф и речные ресурсы

Климат

Почвенный покров

Растительный покров

История формирования

Современный растительный покров

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучение флористического состава

Изучение морфологии представителей сем. 22 Lamiaceae \

Исследование генетического полиморфизма

Растительный материал

Выделение ДНК

Амплификация ДНК

Статистическая обработка данных

КОНСПЕКТ СЕМЕЙСТВА LAMIACEAE ВО 29 ФЛОРЕ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ И ОКРАСКИ 85 ВЕНЧИКОВ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ СЕМЕЙСТВА LAMIACEAE ФЛОРЫ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Описание венчиков

Анализ рисунков венчиков

РЕЗУЛЬТАТЫ ТАКСОНОМИЧЕСКОЙ РЕВИЗИИ 202 ВИДОВ КОМПЛЕКСА GALEOPSIS TETRAHIT В

Раздел 5.1. Раздел 5.2.

Раздел 5.3. Раздел 5.3.1. Раздел 5.3.2.

Раздел 5.4.

ГЛАВА 6.

Раздел 6.1. Раздел 6.2.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Биосистематика семейства Lamiaceae во флоре Белгородской области"

Актуальность темы. Одним из основных направлений в изучении биологического разнообразия является проблема исследования отдельных таксонов. Многие диагностические признаки видов требуют дополнительных уточнений, а системы родов и семейств - совершенствования на основе нахождения новых, не описанных ранее признаков.

Изучение видового разнообразия, уточнение границ отдельных таксономических групп в пределах региона, анализ изменчивости признаков на популяционно-генетическом уровне также лежит в основе проведения биологического мониторинга окружающей среды.

В настоящее время актуально использование комплексного биосистематического анализа, позволяющего решить спорные вопросы таксономии, а также морфолого-географической, экологической и генетической дифференциации видов (Stafley, 1969; Тахтаджян, 1970; Solbrig, 1970). ^

Признаки, которые, на наш взгляд, могли бы помочь уточнить систематику отдельных групп, а также провести анализ их изменчивости на популяционном уровне, относятся к деталям рисунка венчика, форме и размерам отдельных частей цветка. Как ни парадоксально, этот интереснейший признак на настоящий момент остался практически не изученным. Причина этого очевидна - гербарные коллекции, с которыми работают исследователи, не дают возможности этот признак изучить, поскольку при гербаризации цветки теряют форму, а часто также и окраску. Современные цифровые технологии, однако, позволяют собрать большой материал из многих природных популяций и, таким образом, значительно расширить объем информации, важной как для уточнения границ отдельных видов, так и для понимания генетики популяций.

Семейство губоцветные (Lamiaceae Lindl.) по числу видов занимает одно из ведущих положений как во флоре России в целом, так и во флоре Средней полосы европейской части России. Наиболее полная обработка отечественных представителей семейства Lamiaceae принадлежит Б.К. Шишкину и С.В. Юзепчуку (1954, 1955). Она была выполнена для "Флоры СССР" и в известной мере не имеет достаточно полного описания основных структур венчика, и в том числе рисунка, присутствующего в большинстве случаев на нижней губе у большинства представителей. В последующих региональных "Флорах." ряд видов приводится без детальных морфологических описаний венчиков, нет их и в отдельных монографических обработках родов, в частности, Leonurns (Крестовская, 1987, 1988, 1989, 1990), Nepeta, Dracocephalum (Буданцев, 1987, 1989, 1990), Salvia (Махмедов, 1984; Чернявский, 1985), Thymus (Клоков, 1973; Меницкий, 1973; Гогина, 1990), Phlomis (Камелии и др., 1990), Sideritis (Сластя, 2002), Ajuga (Алешин, 2003). Традиционно используемый набор признаков весьма невелик, так что потребность расширения признаков, особенно репродуктивной сферы, имеющей первостепенное значение для описательной морфологии видов, весьма актуальна.

Все это затрудняет как исследование биоразиообразия России, так и практическое использование видов Lamiaceae, среди которых есть лекарственные и пищевые (пряно-ароматические) растения, известные как источники эфирных масел и других биологически активных соединений.

Система семейства Lamiaceae разработана достаточно хорошо. Однако существует ряд спорных вопросов, касающихся статуса некоторых таксонов родов Galeopsis и Stachys.

Использование генетических маркеров часто оказывается решающим в таксономических исследованиях. Однако отсутствие таких данных по систематически спорным видам затрудняет решение данного вопроса. Только на основе сопоставления данных молекулярно-геиетического анализа и данных классической морфологии можно получить наиболее объективное представление о таксономической границе на видовом уровне, а так же решить некоторые внутрипопуляционные проблемы.

Цель и задачи исследования. Цель работы - биосистематическое изучение семейства Lamiaceae во флоре Белгородской области с более детальным исследованием некоторых проблемных видов. Задачи:

1. Уточнить видовой состав и географическое распространение представителей семейства Lamiaceae во флоре Белгородской области.

2. Описать морфологическую структуру венчика и его частей у представителей семейства Lamiaceae.

3. Изучить, описать и классифицировать рисунки венчика у изученных видов представителей семейства Lamiaceae флоры Белгородской области.

4. Уточнить границы критических видов рода Galeopsis с помощью морфологических и молекулярных маркеров.

5. Дать оценку уровня значимости признака рисунка венчика полиморфного вида Stachys palustris L. на основе молекулярно-генетического анализа.

Научная новизна работы. Выявлены новые места нахождения большинства видов семейства Lamiaceae на территории Белгородской области. Впервые с помощью современных цифровых технологий зафиксированы рисунки венчиков, даны их развернутые описания и классификация, составлены морфологические описания венчиков и их отдельных структур.

Впервые проведен анализ генетической изменчивости проблемных видов Galeopsis tetrahit и G. bifida с использованием ISSR и RAPD маркеров. Пересмотрены имеющиеся и выделены новые дополнительные диагностические морфологические признаки G. tetrahit и G. bifida. Впервые на основе сравнения результатов морфологического и молекулярного анализов уточнен видовой статус G. tetrahit и G. bifida и доказана возможность диагностики видов по морфологическим признакам, анализируемым в комплексе. Получены новые данные для науки по разнообразию рисунка венчиков полиморфного вида Stachys palustris, установлен его устойчивый характер и гетерогенность внутри большинства изученных популяций. Впервые выявлено наличие вариантов рисунка, внутри которых он относительно стабилен и характерен для группы растений в популяции. С помощью молекулярного анализа ISSR методом впервые установлена значимость данного признака и использование его в качестве хорошего маркера при разделении клонов внутри популяций.

Практическая значимость работы. Результаты работы могут применяться в природоохранной деятельности для сохранения мест распространения редких и исчезающих видов семейства Lamiaceae, включенных в Красные Книги Белгородской области и России. Составленные нами карты ареалов позволяют уточнить биологические запасы и расширить представления о распространении изученных видов.

Работы по описательной морфологии венчиков вносят вклад в теоретические разделы ботаники. Выявленные отдельные признаки могут быть использованы для дополнения морфологических характеристик видов во флорах, а некоторые из них могут служить и для диагностики видов в критических группах (G. tetrahit и G. bifida).

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на VIII и IX молодежной конференции ботаников в Санкт-Петербурге (Санкт-Петербург, 2004, 2006), VIII международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы сохранения устойчивости живых систем" (Белгород, 2004), международной конференции "Изучение флоры Восточной Европы: достижения и перспективы" (Санкт-Петербург, 2005), международной конференции, посвященной 60-летию Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина РАН "Ботанические сады как центры сохранения биоразнообразия и рационального использования растительных ресурсов" (Москва, 2005), международной научно-практической конференции "Теоретические и прикладные исследования в ботанике и методике преподавания биологии" (Белгород, 2005), юбилейной научной конференции российской академии наук естествознания "Современные проблемы науки и образования" (Москва, 2005), международной молодежной научно-практической конференции, посвященной 130-летию Белгородского университета и 40-летию биолого-химического факультета (Белгород, 2006), международной конференции, посвященной 75-летию ПАБСИ и 100-летию со дня рождения Н.А. Аврорина "Устойчивость экосистем и проблемы сохранения биоразнообразия на Севере" (Кировск, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ и 3 статьи находятся в печати.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 300 страницах, иллюстрирована 9 таблицами и 86 рисунками. Список использованной литературы включает 120 источников, из них 34 на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Ботаника", Маслова, Елена Владимировна

253 ВЫВОДЫ

1. Семейство Lamiaceae во флоре Белгородской области представлено 57 видами из 26 родов. Два вида в последние 100 лет на территории области не отмечались и, возможно, выпали из состава ее флоры (Teucrium scordium, МаггиЫит vulgare). По географическому распространению выделяются три группы видов: встречающиеся на всей территории; преимущественно в юго-восточной части; распространенные в западной и центральной частях области, не или почти не пересекающие р. Оскол.

2. Рисунок венчика присутствует у 32 из изученных представителей и имеет различную степень сложности. Элементы рисунка расположены большей частью в зеве, проксимальной и средних частях нижней губы, в проксимальной части средней лопасти, редко доходя до дистальной части средней лопасти. Предложена классификация рисунка венчика, основанная на наличии основных элементов рисунка (продольных и поперечных полос, пятен различной формы), взаимного их расположения, окраски фона венчика и элементов рисунка.

3. Уточнены границы различий между Galeopsis tetrahit и G. bifida с помощью сравнительно-морфологического и молекулярно-генетического методов. ISSR и RAPD анализы дали сходные результаты. Показана возможность разделения видов по комплексам морфологических признаков.

4. С помощью молекулярных маркеров установлена высокая степень устойчивости рисунка венчика у полиморфного вида S. palustris, позволяющая использовать его для различения отдельных клонов в популяциях.

254

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Маслова, Елена Владимировна, Белгород

1. Алехин В.В. Растительность Курской губернии. Курск, 1926. 114 с.

2. Алехин В.В. Сырейщиков Д.П. Методика полевых ботанических исследований. Вологда: "Северный печатник", 1926. 141 с.

3. Алехин В.В. Флора Центрально-Черноземного заповедника // Тр. Центр.-Черноз. гос. запов. М., 1940. вып. 1. С. 8-144.

4. Алешин А.В. Биосистематическое исследование рода Ajuga L. в объеме флоры северного Кавказа: Автореф. дис. . канд. биол. наук. Ставрополь, 2003.16 с.

5. Атлас "Природные ресурсы и экологическое состояние Белгородской области": Учебно-справочное картографическое пособие. Белгород, 2005.179 с.

6. Ахтырцев Б.П., Соловиченко В.Д. Почвенный покров Белгородской области: структура, районирование и рациональное использование. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1984.268 с.

7. Баева В.М., Боброва В.К., Троицкий А.В., Антонов А.С. RAPD-анализ ДНК рода манжетка // Фармация. 1998. № 2. С. 38-41.

8. Байкова Е.В. Морфология цветка некоторых шалфеев как отражение его адаптации к опылителям и основа системы рода // Бюл. Моск. об-ва испытат. прир. Отд. биол. 1998. Т. 103. Вып. 4. С. 52-58.

9. Байкова Е.В. Морфология соцветий в роде Salvia (Lamiaceae) Ботанические исследования в Азиатской России // Материалы XI съезда Русского ботанического общества. Т. 2. Барнаул, 2003. С. 10-11.

10. Байкова Е.В. Структурные типы и морфогенез тычинок в роде Salvia (Lamiaceae) // Бот. жури. 2004. Т. 89. № 6. С. 881-895.

11. П.Белгородоведение: Учеб. пособие / Под ред. В.А. Шаповалова. Белгород: Изд-во БелГУ, 2002. 710 с.

12. Буданцев А.Л. Виды рода Dracocephalum L. флоры СССР (систематика, география, возможности исследования): Автореф. дис. . канд. биол. наук. Л, 1987. 22 с.

13. Н.Буданцев A.JI. Конспект рода Dracocephalum L. (Lamiaceae), 1 // Новости систематики высших растений. Л., 1989. Т. 26. С. 135-142.

14. М.Буданцев A.JI. Систематика рода Nepeta L. (Lamiaceae). Виды секции Schyzocalyx Pojark. // Новости систематики высших растений. Л., 1990. Т. 27. С. 121-124.

15. Буданцев А.Л. Конспект рода Dracocephalum L. (Lamiaceae), 2 // Новости систематики высших растений. Л., 1990. Т. 27. С. 125-135.

16. Виноградов Н.П., Голицын С.В. Сниженные альпы и тимьянники Среднерусской возвышенности // Бот. журн. 1954. Т. 39. № 5. С. 423-430.

17. Галимская К.К. География Белгородской области: Учеб. пособие. Воронеж: Центр-Черноземное кн. изд-во, 1976. 104 с.

18. География Белгородской области: Учеб. пособие / Под ред. Г.Н. Григорьева. Белгород: Изд-во БГУ, 1996. 144 с.

19. Гладкова В.Н. Губоцветные Lamiaceae Lindl. // Флора европейской части СССР. Т. 3. 1978. С. 124-209.

20. Гогина Е.Е. Изменчивость и формообразование в роде Тимьян. М.: Наука, 1990. 208 с.

21. Голицын С.В. "Сниженные альпы" и меловые иссопники Среднерусской возвышенности: Докл. о работах, предст. на соиск. уч. ст. канд. биол. наук. Воронеж, 1965. 16 с.

22. Григорьевская А.Я. Современное состояние растительного покрова мелового бора Стенки-Изгорья (юг Среднерусской возвышенности) и его охрана // Самарская Лука: Бюл. 1993. № 4. С. 136-162.

23. Губанов И.А., Киселева К.В., Новиков B.C., Тихомиров В.Н. Иллюстрированный определитель растений Средней России. Т. 3. М.: Т-во научных изданий КМК, Ин-т технол. исслед., 2004. 520 с.

24. Гусев А.В. Новые местонахождения редких растений Новооскольского района Белгородской области // Флора и растительность Центрального Черноземья. Курск, 2002. С. 4-6.

25. Гусев А.В., Колчанов А.Ф. Материалы по формированию каркаса экологической сети Новооскольского района Белгородской области // Флора и растительность северной лесостепи: мат. научн. конф., Курск, 22 февр. 2000 г. Тула, 2000. С. 24-25.

26. Доронина Ю.А., Нешатаев Ю.Н., Ухачева В.Н. Сосудистые растения заповедника " Лес на Ворскле" / Флора и фауна заповедников. М., 1992. 48 с.

27. Доронина Ю.А., Нешатаев Ю.Н., Ухачева В.Н. Флористический список степной балки "Астрасьев яр" / Вестник Санкт-Петербург, ун-та. 1993. Сер. 3. Вып. 4. № 24. С. 50-55.

28. Еленевский А.Г., Радыгина В.И., Чаадаева Н.Н. Растения Белгородской области (конспект флоры). М. 2004. 120 с.

29. Журавлев Ю.Н., Козыренко М.М., Артюкова Е.В., Реунова Г.Д., Илюшко М.В. ДНК-копирование дальневосточных видов рода Iris L. с помощью RAPD-PCR // Генетика. 1998. Т. 34. № 3. С. 368-372.

30. ЗО.Золотухн Н.И., Золотухина И.Б. Сосудистые растения // Природа Лысых Гор нового заповедного участка в Белгородской области: Труды Центрально-Черноземного заповедника. М., КМК Scientific Press Ltd., 1995. Вып. 14. С. 29-44.

31. Казакова М.В. Губоцветные Labiatae Juss. // Флора средней полосы европейской части России. 10 изд. М.: КМК. 2006. С. 429-443.

32. Камелин Р.В., Махмедов A.M. Новая систематика рода Phlomis (Lamiaceae) // Бот. журн. 1990. Т. 75. № 8. С. 1163-1167.

33. Камышев Н.С. Флора Центрального Черноземья и ее анализ. Воронеж: изд. Воронежского ун-та, 1978. 116 с.

34. Клоков М.В. Губоцветные Labiatae Juss. // Флора УРСР. Т. 9. 1960. С. 5-364.

35. Клоков М.В. Расообразование в роде тимьянов Thymus L. на территории Советского Союза. Киев: "Наукова думка", 1973. 190 с.

36. Кнорринг О.Э. Чистец Stachys L. // Флора СССР. Т. 21. 1954. С. 194237.

37. Красная книга Белгородской области. Редкие и исчезающие растения, грибы, лишайники и животные. Официальное издание / Общ. науч. ред. А.В., Присный, Белгород, 2005. 532 с.

38. Крестовская Т.В. Что такое Leonurus heterophyllus Sweet (Lamiaceae) // Новости систематики высших растений. Л., 1987. Т. 24. С. 156-158.

39. Крестовская Т.В. Критический обзор пустырников (Leonurus L., Lamiaceae) флоры СССР из подрода Cardiochilium V. Krecz. et Kuprian. // Новости систематики высших растений. Л., 1988. Т. 25. С. 131-134.

40. Крестовская Т.В. Система и конспект рода Leonurus L. (Lamiaceae), 1 // Новости систематики высших растений. Л., 1989. Т. 26. С. 142-149.

41. Крестовская Т.В. Конспект рода Leonurus L. (Lamiaceae), 2 // Новости систематики высших растений. Л., 1990. Т. 27. С. 139-144.

42. Кузнецов Н. Белгородская область. Воронеж: Центр-Черноземное кн. изд-во, 1979. 259 с.

43. Кузнецова О.И., Аш О.А., Хартина Г.А., Гостимский С.А. Исследование растений-регенерантов гороха (Pisum sativum L.) с помощью молекулярных RAPD- и ISSR-маркеров // Генетика. Т. 41. № 1. С. 71-77.

44. Лазуков Г.И. Плейстоцен. М.: Высшая школа, 1989. 320 с.

45. Левицкий С.С. Список сосудистых растений Центрально-Черноземного государственного заповедника / Труды Центр.-Черн. гос. запов. Курское книжное изд-во, 1957. Вып. IV. С. 110-173.

46. Маевский П.Ф. Флора средней полосы европейской части СССР. 9-е изд. Л.: Колос, 1964. 880 с.

47. Маевский П.Ф. Флора средней полосы европейской части России. 10-е изд. М.: КМК, 2006. 600 с.

48. Мальцев А.И. К флоре Корочанского уезда курской губернии // Тр. Бот. сада Юрьев, ун-та. 1907. Т. 7. Вып. 1. С. 7-10.

49. Махмедов A.M. Заметки о видах рода Salvia L. (Lamiaceae) из подрода Macrosphace Pobed. // Новости систематики высших растений. Л., 1984. Т. 21. С. 140-145.

50. Меницкий Ю.Л. Надвидовые таксоны рода Thymus L. (Labiatae). I // Бот. журн. 197. Т. 58. № 6. С. 794-805.

51. Мильков Ф. Н., Гвоздецкий Н.А. Физическая география СССР. Общий обзор. Европейская часть СССР. Кавказ. М.: Мысль, 1969. 461 с.

52. Мильков Ф.Н. Природные зоны СССР. М.: Мысль, 1977. 293 с.

53. Мильков Ф.Н. Ландшафтные особенности Среднерусского Белогорья // Среднерусское Белогорье. Воронеж, 1985. С. 79-96.

54. Мильков Ф.Н. Физическая география: учение и географическая зональность. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1986. 328 с.

55. Первухина Н.В. Околоцветник покрытосеменных. Л., 1979. 111 с.

56. Покровская В.М. Описание растительности Ямской степи / Тр. Центрально-Черноземного гос. заповедника. М., 1940. Вып. 1. С. 369-407.

57. Практические работы школьников по экологии: ч 4. Красная книга Белгородской области и земли Северный Рейн Вестфалия / Научный ред. А.В. Присный. Белгород: Изд-во Белгород, гос. ун-та, 1999. 52 с.

58. Прозоровский Н.А., Покровская В.М. Изменение в растительности Ямской степи (за 1926-1966 гг.) // Материалы к изучению природных экосистем центральной лесостепи русской равнины. Воронеж, 1977. Вып. XIII. С. 3-11.

59. Раункиер Raunkiaer С. Life forms of plants and statistical plant geography. Oxford, 1934. 632 p.

60. Самсонова Л.И. Сосудисто-споровые и цветковые растения учлесхоза "Лес на Ворскле" / Комплексные исследованя лесостепной дубравы " Лес на Ворскле" // Тр. лесостеп. науч.-исслед. секции Лен. ун-та. Сер. биол. науки. Л., 1971. Т. V. Вып. 52. С. 40-97.

61. Сластя Э.А. Систематика роду Sideritis L. (Lamiaceae) флори Крыму Швшчного Кавказу: Автореф. дис. . канд. биол. наук. Ялта, 2002. 16 с.

62. Состояние окружающей среды и использования природных ресурсов Белгородской области в 2001 году / под ред. Е.Г. Глазунова. Белгород, 2002. 148 с.

63. Состояние окружающей среды и использование природных ресурсов Белгородской области в 2003-2004 годах / под ред. С.В. Лукина, Ф.Н. Лисецкого, М.В. Терентьева. Белгород: изд-во БелГУ, 2005. 182 с.

64. Сукачев В.Н. О болотной и меловой растительности юго-восточных уездов Курской губ. // Труды Харьков, общ-ва испыт. природы. 1902. Т. 37. С. 25-31,43.

65. Сукачев В.Н. Ботанико-географические исследования в Грайворонском и Обоянском уездах Курской губ. // Труды Харьков, общ-ва испыт. природы. 1903а. Т. 38. С. 25-31, 38-40, 42,43.

66. Сукачев В.Н. Очерк растительности юго-восточной части Курской губ. // Изв. СПб. Лесного института. 19036. Вып. IX. 264 с.

67. Тахтаджян А.Л. Биосистематика: прошлое, настоящее. Будущее // Бот. журн. 1970. Т. 55. № 3. С. 331-344.

68. Троицкий А.В. Исследование по молекулярной филогенетике растений: от внутривидового полиморфизма до макросистематики: Автореф. дисс.д-ра биол. наук. М.: МГУ, 1999. 64 с.

69. Тюнникова Н.В. Об бъеме рода Galeopsis (Lamiaceae) // Бот. журн. 2006. Т. 91. №2. С. 290-296.

70. Федоров А.А., Артюшенко З.Т. Атлас по описательной морфологии высших растений. Цветок. Л., 1975. 352 с.

71. Флора СССР // Под ред. Б.К. Шишкина, С.В. Юзепчук. Т. XX. М.-Л., 1954. 555 с.

72. Флора СССР // Под ред. Б.К. Шишкина, С.В. Юзепчук. Т. XXI. М.-Л., 1954. 703 с.

73. Цвелев Н.Н. Stachys L. // Определитель сосудистых растений СевероЗападной России (Ленинградская, Псковская и Новгородская области). СПб.: Издательство СПХФА, 2000. С. 574-575.

74. Чендев Ю.Г. Изменение во времени компонентов географической среды Белгородской области. Белгород, Изд-во БелГУ, 1997. 84 с.

75. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). С-Пб.: "Мир и семья 95", 1995. 992 с.

76. Чернявский А.В. Род Salvia L. Во флоре Украины (критико-систематическое изучение естественно-видовой дифференциации): Автореф. дис. канд. биол. наук. Киев, 1985. 16 с.

77. Awasthi А.К., Nagaraja G.M., Naik G.V., et al. Genetic diversity and relationships in mulberry (genus Morus) as revealed by RAPD and ISSR marker assays // BMC Genetics. 2004. V. 5. P 1486-1495.

78. Bornet В., Branchard M. Nonanchored Inter simple sequence repeat (ISSR) markers: reproducible and specific tools for genome fingerprinting // Plant Molecular Biology reporter. 2001. V. 19. P. 209-215.

79. Briquet J. Monographic du genre Galeopsis. Bruxelles. 1893. 319 p.

80. Changtragoon S., Smidt A.E., Wang X. The use of molecular markers in the study of genetic diversity in rattan: preliminary results // Molecular genetic techniques for plant genetic resources. 1997. P. 39-43.

81. Felsenstein J. Confidence limits on phylogenies: An approach using the bootstrap //Evolution. 1985. V. 38. P. 783-791.

82. Hollingsworth M.L., P.M. Hollingsworth, G.I. Jenkins, J.P. Bailey, C. Ferris The use of molecular markers to study patterns of genotypic diversity in some invasive alien Fallopia spp. (Polygonaceae) // Molecular Ecology. 1998. V. 7. P. 1681-1691.

83. Huck R.B. Overview of pollination biology in the Lamiaceae // Advances in Labiate science. Kew, 1992. P. 167-181.

84. Lacerda D.R., Acedo M.D.P., Lemos J.P., Lovato M.B. Genetic diversity and structure of natural populations of Plathymenia reticulate (Mimosoidaea), a tropical tree from the Brazilian Cerrado // Molecular Ecology. 2001. V. 10. P. 1143-1152.

85. Lin J.J., Kuo J., Ma J. et al. Identification of molecular markers in soybean comparing RFLP, RAPD and AFLP DNA mapping techniques // Plant Mol. Biol. Rep. 1996. V. 14. № 2. P.156-169.

86. Miintzing A. Chromosome number, nuclear volume and pollen grain size in Galeopsis II Hereditas. 1928. 10. P. 241-260.

87. Muntzing, A. Outlines to a genetic monograph of the genus Galeopsis II Hereditas. 1930. 13. P. 185-341.

88. Miintzing A. Cyto-genetic investigations on synthetic Galeopsis Tetrahit // Hereditas. 1932. 16. P. 73-104.

89. Nagaoka Т., Ogihara Y. Applicability of inter-simple sequence repeat polymorphisms in wheat for use as DNA markers in comparison to RFLP and RAPD markers // Theor Appl Genet. 1997. V. 94. P. 597-602.

90. Nebauer S.G., del Castillo-Agudo L., Segura J. RAPD variation within and among natural population of outcrossing willow-leaved foxglove {Digitalis obscura L.) I I Theor. Appl. Genet. 1999. V. 98. P. 985-994.

91. Nei M., Li W.-H. Mathematical model for studying genetic variation in term of restriction endonucleases // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1979. V. 76. P. 5269-5273.

92. Nicolosi E., Deng Z.N., Gentile A., La Malta S., Continella G., Tribulato E. Citrus phylogeny and genetic origin of important species as investigated by molecular markers. //Tcor. Appl. Genet. 2000. V. 100. P. 1155-1166.

93. Parani M., Lakshmi M., Senthilkumar P., Nivedita Ram., Ajay Parida. Molecular phylogeny of mangroves V. Analysis of genome relationships inmangrove species using RAPD and RFLP markers // Theor. Appl. Genet. 1998. V. 97. P. 617-625.

94. Paton A. The adaptive significance of calyx and nutlet morphology in

95. Scutellaria II Advances in Labiate science. Kew, 1992. P. 203-209.

96. Porsch, O. 1903. Die osterreichische Galeopsisarten der Untergattung Tetrahit Reichb. Abh. zool.-bot. Ges. Wien, 2, 2, p. 76-92.

97. Poulsen G.B., Kahl G. and Weising K. Differential abundance of simple repetitive sequences in species of Brassica and related Brassicaceae. Plant Syst. Evol. 1994. V. 190. P. 21-30.

98. Solbrig O. Principles and methods of plant biosystematics. L.:Macmillian. 1970. 228 p.

99. Stafley F. Biosystematic pathways anno 1969. Taxon, 1969. V. 18. P. 485608.

100. Van de Peer Y., De Wachter R. Treecon for Windows: a software package ( for the construction and drawing of evolutionary trees for Microsoft Windowsenvironment // Comput. Appl. Biosci. 1994. V.10. P. 569-570.

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

102. Wolfe A.D., Xiang Q-Y., Kephard S.R., Assessing hybridization in natural population of Pestemon (Scrophulariaceae) using hypervariable inter-simple sequence repeat (ISSR) bands // Mol. Ecol. 1998. V. 7. P. 1107-1125.

103. Wolff K., Morgan-Richards M. PCR markers distinguish Plantago majer subspecies //Theor. Appl. Genet. 1998. V. 96. P. 282-286.

104. Wunsch A., HormazaJ.I. Molecular characterization of sweet cherry {Prunus avium L.) genotypes using peqch Prunus persica (L.) Batsch. SSR sequences //Heredity. 2002. V. 89. P. 56-63.

105. Zebrowska J.I, Tyrka M. The use of RAPD markers for strawberry identification and genetic diversity studies // Food, Agriculture & Environment. 2003. V. 1(1). P. 115-117.

106. Zietkiewicz E., Rafalski A., Labuda O. Genome finger printing by simple sequence repeat (SSR)-anchored polymerase chain reaction amplification // Genetics. 1994. V. 19. P. 137-144.