Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Филогения и систематика подпорядка Jungermanniineae на основе анализа нуклеотидных последовательностей ITS1-2 ядерной и TRNL-F хлоропластной ДНК

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Филогения и систематика подпорядка Jungermanniineae на основе анализа нуклеотидных последовательностей ITS1-2 ядерной и TRNL-F хлоропластной ДНК"

□ОЗ166953

на правах рукописи

Вильнет Анна Алексэндровна

ФИЛОГЕНИЯ И СИСТЕМАТИКА ПОДПОРЯДКА ЛЖСЕ1ШАК1Ч1ШЕАЕ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА НУКЛЕОТИДНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ 1ТБ1-2 ЯДЕРНОЙ И Т1*1Ч1_,-Р ХЛОРОПЛАСТНОЙ ДНК

03 00 05 - ботаника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук ^ ¡3 Д[~|р 2ССЗ

Москва - 2008

003166953

Работа выполнена в лаборатории флоры и растительных ресурсов Полярно- альпийского ботанического сада-института Кольского научного центра РАН

Научные руководители

доктор биологических наук, Константинова Надежда Алексеевна

доктор биологических наук, Троицкий Алексей Викторович

Официальные оппоненты

доктор биологических наук, Ткаченко Олег Борисович

кандидат биологических наук, Бакалин Вадим Андреевич

Ведущая организация

Биологический факультет Московского государственного университета им М В Ломоносова

Защита диссертации состоится 24 апреля 2008 г в /У ч ¿V мин на заседании Диссертационного совета Д 002 028 01 в Главном ботаническом саду им Н В Цицина РАН по адресу 127276, Россия, г Москва, ул Ботаническая, 4, ГБС РАН, конференц-зал лабораторного корпуса Тел /факс (095) 977-91-72

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

Автореферат разослан марта 2008г

Ученый секретарь Диссертационного совета

доктор биологических наук

Общая характеристика работы Актуальность исследования

Представители подпорядка Jungermanmmeae (Jungermanniopsida, Marchantiophyta), широко распространены в Голарктике Вариабельность анатомо-морфологических признаков большинства видов изучена недостаточно Разнообразие точек зрения на значение признаков отражается в существовании различных трактовок объемов родов и видов В целом, в современной систематике подпорядка можно выявить две основные концепции выделения родов широкая, которой вслед за Schuster (1969) придерживаются большинство западных исследователей (Schumacker, Vana, 2005, Damsholt, 2002) и узкая (Buch, 1933, Arnell, 1956, Шляков, 1980) В последнее время некоторые бриологи принимают только часть «узких» родов (Patón, 1999, Grolle, Long, 2000) Переоценка таксономического веса признаков, установление естественных границ родов и их положения в системе являются актуальными Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей ДНК является одним из самых современных и эффективных подходов в решении проблем филогении и систематики Долгое время лишь небольшое число видов печеночников было включено в молекулярные исследования Только в начале XXI века опубликованы первые работы по крупным систематическим группам печеночников, позволившие переоценить и пересмотреть существующие ранее представления (He-Nygren et al, 2004, Forrest, Crandall-Stotler, 2004, Davis, 2004) Практически одновременно начинают появляться исследования по молекулярной филогении отдельных групп печеночников Результаты первых филогенетических исследований trnL-F и atpB хпДНК не более полусотни видов подпорядка Jungermanniineae опубликованы всего в двух работах (Yatsentyuk et al, 2004, Schill et al, 2004) Более подробно филогения Jungermanniineae изучена в работе De Roo с сотр (2007), основанной на анализе trnG и rps4 хпДНК значительно большего числа таксонов Цель и задачи исследования

Целью исследования является оценка возможностей использования последовательностей внутренних транскрибируемых спейсеров (ITS1-2) ядерного рибосомного оперона (яд-рДНК) и участка trnL-F хлоропластной ДНК (хпДНК) для уточнения филогенетических связей в подпорядке Jungermanniineae Для ее достижения были поставлены следующие задачи

1 Определить последовательности ITS 1-2 яд-рДНК и trnL-F хпДНК таксонов подпорядка Jungermanniineae

2 Построить филогенетические деревья по последовательностям ДНК для максимального количества таксонов подпорядка Jungermanniineae

3 Сравнить топологии филогенетических деревьев, построенных разными методами

4 Оценить и сопоставить полученные результаты с существующими системами печеночников, основанными на анатомо-морфологических данных, и с результатами других молекулярно-генетических исследований подпорядка Jungermanniineae

5 Оцепить уровень внутривидового полиморфизма изученных локусов ДНК у ряда таксонов

Научная новизна и практическая значимость работы

Впервые проведен филогенетическии анализ большого числа таксонов и образцов подпорядка Jungermanniineae (137 видов и внутривидовых таксонов, принадлежащих 35 родам) на основе нуклеотидных последовательностей ITS 1-2 яд-рДНК в объединенной матрице с данными по trnL-F хпДНК Определены последовательности ITS 1-2 для 223 образцов, trnL-F для 198 образцов, из которых последовательности ITS 1-2 47 образцов и trnL-F 44 образцов уже депонированы в международную базу данных GenBank Показана

информативность ITS 1-2 яд-рДНК и trnL-F хпДНК для изучения филогении печеночников нодпорядка Jungermanniineae Впервые с использованием последовательное гей ITS I -2 подтверждена полифилетичность семейств Lophoziaceae Cavers и Jungermanmaceae Rchb, а также монофилстичность Scapaniaceae Mig, и Gymnomitnaceae Н Klmggr Выделение семейств Mesoptychuceae Inoue et Steere и Diplophyllaceae Potemkin не обосновано Показана целесообразность включения Scapaniaceae в Lophoziaceae, а также выделения узких родов в подпорядке Уточнены филогенетические связи некоторых родов, положение в системе которых на основе анагомо-морфологических признаков было неясным Показана согласованность эволюции исследованных локусов ДНК с эволюцией структурных признаков в некоторых таксонах печеночников Впервые на большом числе образцов изучена внутривидовая вариабельность нуклеотидных последовательностей ДНК двенадцати видов семейства Lophoziaceae, четырех видов семейства Gymnomitnaceae, и по одному виду семейств Jungermanmaceae и Scapaniaceae Видовая самостоятельность ряда бчизких таксонов подтверждается на основе особенностей их нуклеотидных последовательностей

Полученные результаты являются вкладом в разработку филогенетической системы подпорядка Jungermanniineae и могут быть использованы при обработке отдельных таксонов и изучении решональных флор Апробация работы

Материалы диссертации были представлены автором в докладах на российских и зарубежных международных конференциях международное совещание посвященного 90-летию со дня рождения Анастасии Лаврентьевны Абрамовой «Актуальные проблемы бриологии» (Санкт-Петербург, 2005), I (IX) международная конференция молодых ботаников (Санкт-Петербург, 2006), международная конференция «Устойчивость экосистем и проблема сохранения биоразнообразия на Севере» (Кировск, 2006), 17-й международный симпозиум «Biodiversity and Evolutionary Biology» (Бонн, 2006), конференция по морфологии и систематике растений, посвященная 300-летию со дня рождения Карла Линнея (Москва, 2007), международная конференция «Вычислительная филогенетика и геносистематика» (Москва, 2007), рабочее совещание «Молекулярные методы в ботанике» в ГБС (Москва, 2008) Публикации

По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 2 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК, 6 статей в тематических сборниках и 1 тезисы Структура и объем работы

Диссертация изложена на страницах и состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы и приложения Работа содержит 7 таблиц и 11 рисунков Список литературы включает^// наименований цитированных работ Благодарности

Я выражаю свою искреннюю благодарность научным руководителям за всестороннюю помощь при проведении исследования, сотрудникам лаборатории флоры ПАБСИ КНЦ РАН, гербария Главного ботанического сада РАН, лаборатории геносистематики растений НИИ ФХБ МГУ за ценные советы и помощь в работе Большое спасибо моей семье и друзьям за понимание и поддержку Содержание работы Материалы и методы исследования Исходный материал и выделение ДНК

Для выделения ДНК использованы растения, отобранные из образцов гербариев KPABG, МНА и VLA Препараты ДНК получали с применением

цетилтриметиламмонийбромида или с использованием набора для экстракции растительной ДНК - NucleoSpin Plant Kit (Machercy-Nagcl, Germany) Амплификация и секвенипование ДНК

Для амплификации участка ITS1-5 8S рДНК-1Т52 испочьзовали пару внешних и внутренних праймеров (White et al, 1990) Участок trnL-F хпДНК амплифицировали с использованием пары праймеров С и F, позволяющих получить полные последовательности интрона и З'-экзона гена trnl. и спейсер между генами tml, и trnF (Taberlet et al 1991)

Для амплификации использовали смесь MaGMix (Диалат ЛТД, Россия), содержащую 200 мкМ каждо! о dNTP, 2,0 мМ MgCh, 2,5 ед SmarTaq полимеразы, внося в нее 10 пмолей каждого праймера и 10-20 нг ДНК, объем амплификата составлял 20 мкл Амплификацию проводили в приборе "Терцик MC-11" ("ДНК-технология", Россия) по следующей схеме 3 мин- 94°С, 30 циклов (30 с - 94°С, 40 с - 58°С, 60 с - 72°С), 2 мин -72°С Амплификаты анализировали электрофорезом в 1% агарозном геле в IxTAE с бромистым этидием и очищали с использованием набора реагентов GFX™ PCR DNA and Gel Band Purification Kit (Amersham Bioscience, USA) Секвенирование ДНК проводили с использованием набора реагентов ABl PRISM® BigDye™ Terminator v 3 1 в Центре коллективного пользования «Геном» (Институт молекулярной биологии РАН им В А Энгельгарда) с последующим анализом продуктов реакции на секвенаторе ABI PRISM 3100-Avant

Филогенетический анализ

Выравнивание нуклеотидных последовательностей осуществляли вручную с использованием программы BioEdit (Hall, 1999), с помощью которой таюке проводили сравнение последовательностей пар образцов и подсчитывали степень их различия Эволюционные модели нуклеотидных замен для полученного выравнивания выбирали с помощью программы Modclgcnerator (Keane, 2004) Филогенетический анализ проводили методами объединения соседей (neighbor-joining, NJ) максимальной экономии (maximum parsimony, MP), максимального правдоподобия (maximum likelihood, ML) и метода Байсса (BI) Были использованы следующие пакеты программ TREECON v 1 3 b (Van de Peer, De Wächter, 1997), TNT (Goloboff et al, 2000), PHYML (Guindon, Gascuel, 2003), MrBayes v 3 12 (Ronquist, Huelsenbeck, 2003) соответственно Для оценки надежности реконструкций, проводимых разными методами, использовали бутстреп-анализ, джеккнайф-анализ и значения апостериорной вероятности Для построения вторичных структур шпильки Р8 интрона trnL использована программа RNAstructure ver 4 5 (Mathews et al, 2004)

Результаты и обсуждение

В исследовании были использованы 230 образцов 137 видов и внутривидовых таксонов подпорядка Jungermannuneae в смысле Schuster (1984) Нами определены нуклеотидные последовательности ITS 1-2 для 223 образцов, tmL-F для 198 образцов Также использованы ранее определенные последовательности irnL-F 20 образцов (Yatsentyuk et al, 2004)

Характеристика исследуемых в работе участков генома

Длина выравнивания, объединяющего в себе последовательности ITS 1-2 и trnL-F, состоит из 2025 позиций, среди которых 33,23% консервативные, 56,3% вариабельные, 45,38% парсимониально-информативные Нуклеотидный состав полного набора 23,5% (Т), 24,9% (С), 23,8% (А), 27,9% (G) Данные о длине выравнивания, нуклеотидном составе и количестве вариабельных позиций в каждом исследуемом участке генома приведены в таблице 1

Табчица 1

Характеристика обще!о выравнивания, использованною для фило!енетического анализа

Хараь терис-гнка/ участок генома Д-iHiia >чистка пи Длини выр» вм и пиния Консершпив иые пшвции Ввривбсяьные позиции Парсимо-нивльнп-киформати иные по знцни Нук.1ГОГИ IM !.1М смпвв, % Трин !ИЦИН/ трвпс версия

mm max п н п к % „н % п н % т С Л О R

ITS1 342 414 650 165 : м.ч 197 61 07 117 51.84 177 12 9 150 34 4 1 4

ITS2 184 333 551 105 19 06 371 67.33 308 $5 9 17 9 294 159 36 8 1 4

* 8S рДНК 154 158 158 126 79 75 32 20 25 12 76 21 8 266 247 269 -

ПЫ-2 71» 877 1159 396 2914 800 51187 657 48.34 186 10 5 172 13 7 1 4

5 жзон irnL 26 26 26 16 6154 10 38 46 4 15.38 214 23 3 26 0 27 3

Irnl Н Н1 рои 247 114 426 151 35 92 237 55 61 187 419 32 2 12 1 381 176 1 4

lint 49 51 51 43 8JJI 8 J56J* 2 19 28 5 30 6 20 7 20 1

irnl f uicflicp 44 76 88 9 10 23 70 79 5« 66 75 41 4 122 37 5 89 1 2

trnh 61 64 64 47 73 44 14 21 8Я 3 4 69 208 21 7 28 9 28 6 -

trnL I 453 527 660 271 41 06 140 51 52 262 397 115 15 6 14 7 18 2 1 1

USl 2UrnL F 1205 1394 2023 671 33 23 1140 56.1 919 45.18 215 24 9 23 8 279 1 4

Сравнение топологий филогенетических деревьев

Филогенетические деревья были построены методами NJ, MP, ML и BI В результате анализа методом ML построено единственное дерево (loglk = -31901 396176) По результатам анализа методом ВТ для каждого из двух независимых расчетов значения функции правдоподобия равны loglk=-31167 48 и loglk=-31184 31 MP методом получено 30 равно парсимониальных деревьев длиной 9185 Топологии реконструированных деревьев в целом сходны В автореферате мы приводим BI дерево с указанием значений апостериорной вероятности в качестве статистической поддержки узлов (рис 1) Основное отличие NJ дерева заключается в наличии сестринской связи Scapamaceae и Lophoziaceae, имеющей низкую поддержу бутстрепа, в то время как на MP, ML и Bi деревьях клада Scapamaceae «разбивает» Lophoziaceae на две клады MP дерево отличается от ML и BI положением родов Schistochilopsis (Kitag ) Konstant, Tritomaria Schiffn emend H Buch, Saccobasis H Buch, Lophozia (Dumort) Dumort s str, Leiocolea (Mull Frib) H Buch, Mesoptychm (Lindb) A Evans Филогенетические связи семейств подпорядка Jungermannnneae

Система и объем подпорядка Tungermanmmeae в рамках традиционной систематики неоднозначны Результаты проведенного нами филогенетического анализа представителей четырех семейств (Lophoziaceae, Jungermanniaceae, Gymnomitriaceae, Scapamaceae) не согласуются с представлениями о системе подпорядка, основанными на анатомо-морфологических данных Широкая трактовка семейства Jungermanniaceae с включением Lophoziaceae (Schuster, 1970) не поддерживается тополо!ией филогенетических деревьев Семейство Scapamaceae монофилетично, выделение самостоятельного семейства Diplophyllaccae Potemkin (Potemkm, 1999) с родами DiplophyUum и Douima не подтверждается Показано, что семейство Scapamaceae вклинивается в Lophoziaceae, образуя общую кладу с родами Lophozia s str, Tritomaria и Saccobasii, в то время как другие роды семейства Lophoziaceae локализованы в сестринской кладе Таким образом, семейства Scapamaceae и Lophoziaceae следует

объединять в одно, как предложено He-Nygren с сотр (2006), или выделять несколько мелких самостоятельных семейств Род Leiocolea, долгое время считавшийся близким к Lophozia s I и даже входивший в его состав в качестве подрода (Schuster, 1969) локализован в базапьной части дерева среди таксонов семейства Jungermanniaceae s str Род Mesoptythia на построенных нами деревьях также расположен в Jungermanniaceae s str Вероятно, Mesoptychia и Leiocolea следует включать в семейство Jungermanniaceae s str, выделение самостоятельного семейства Mesoptychiaceae не подтверждается Семейство Jungermanniaceae s str полифилетично за счет обособления родов Nardia Gray и Мука Gray Семейство Gymnomitnaceae монофилетично и является филогенетически близким к Jungermanniaceae s str

Филогенетические связи в семействе Lophoziaceae Cavers

Семейство Lophoziaceae является крупнейшим в подпорядке Jungermannimeae По мнению Kitagawa (1965), семейство Lophoziaceae находится в основании системы подпорядка Jungermnnnneae благодаря наличию примитивных признаков Schuster (1984) рассматривает его как подсемейство в семействе Jungermanniaceae s 1, а Шляков (1980) и Grolle и Long (2000) - как самостоятельное семейство

Нами изучено 65 таксонов (126 образцов) семейства Lophoziaceae в смысле Шлякова (1980) На реконструированных филогенетических деревьях Lophoziaceae удалено от Jungermanniaceae и локализовано в одной кладе с видами Scapaniaceae Топологии деревьев свидетельствуют о полифилетичности семейства Lophoziaceae, таксоны которого локализованы в нескольких кладах а) род Leiocolea расположен среди таксонов семейства Jungermanniaceae, б) Saccobasis, Tntomaria, Lophozia s str и Sthistochihpsis группируются в одной кладе с семейством Scapaniaceae, в) клада, содержащая большую часть родов семейства Lophoziaceae является сестринской предыдущей

Tntomaria Schiffn. emend. Н. Buch, Saccobasis H. Buch

Большинство исследователей рассматривают Saccobasis как подрод Tritomana (Schustcr, 1969, Patón, 1999, Grolle, Long, 2000, Engel, 2006) В России придерживаются мнения Н Buch (1933) и принимают Saccobasis как самостоятельный род (Шляков, 1980, Константинова и др , 1992) В отличие от предыдущих геносистематических работ в нашем исследовании проанализировано подавляющее большинство видов Tritomana и Saccobasis (5 и 2 вида соответственно) Род Tntomaria полифилетичен за счет обособления Tntomaria heterophylla RM Schust Предложенное Kitagawa (1966) сближение Г heterophylla с Т qumquedentata (Huds) Н Buch не подтверждается Традиционно помещаемая в отдельную секцию Т qumquedentata локализована в одной кладе с видами секции Tntomaria Эта клада является сестринской роду Lophozia s str на MP дереве (рис не показан) или «разбивает» его на две клады на ML и В1 (рис 1) деревьях Уровень дивергенции нуклеотидных последовательностей Saccobasis от Tntomaria значителен, что подтверждает мнения о выделении его в отдельный род (Buch, 1933, Шляков, 1980) Anastrophyllum (Spruce) Steph s. str., Sphenolobus (Lindb.) Berggr, Crossocalyx Meyl.

Вслед за Schuster (1951, 1961) зарубежными гепатиколагами поддерживается широкая трактовка рода Anastrophyllum с включением Sphenolobus и Crossocalyx в качестве подродов (Engel, Braggins, 1998, Grolle, Long, 2000, Long, 2003) Российские систематики следуют Müller (1951-58) и признают существование трех отдельных родов (Шляков, 1980, Константинова и др, 1992) Предыдущие исследования филогении разных локусов хпДНК не привели к однозначным результатам В работе Yatsentyuk с сотр (2004) показана полифилетичность Anastrophyllum s 1 На дереве Anastrophyllum s str, Sphenolobus и Crossocalyx отделены друг от друга таксонами Lophozia s I В исследование

Schill с сотр (2004) монофилия Anastrophyllam s 1 имеет слабую поддержку, таксоны, относящиеся к Sphenolobus, явтяются сестринскими кладе Anastrophyllum s sir +Crossotalyx Полифилетичность Anastrophyllum s 1 и необходимость выделения Sphenolobus в самостоятельный род подтверждена при анализе большого числа таксонов и образное (De Roo et al, 2007)

Нами проанализированы нуклеотидные последовательности трех видов рода Anastrophvlhim, двух видов рода Sphenolobus и Crossocalyx hellerianus (Nees ex I indenb ) Meyl На построенных деревьях Anastrophyllum s I полифилегичен Anastrophyllum s str и Sphenolobus расположены в разных кладах, положение Crossocalyx нестабильно на ML и NJ деревьях он является сестринским кладе Sphenolobus, а на MP и BI (рис 1) отделяется от Sphenolobus и Anastrophyllum кладами, образованными видами других родов Таким образом, топологии построенных нами деревьев свидетельствуют о необходимости узкой трактовки рода Anastrophyllum с признанием родов Sphenolobus и Crossocalyx Gymnocolea Dumort

Gymnocolea является достаточно четким и хорошо обособленным родом, однако положение Gymnocolea в системе Lopho/iaceae неясно Muller (1905-1911), опираясь на сходство листьев, связывает Gymnocolea с Leiocolea Schuster (1951) показывает возможное родство Gymnocolea с Isopaches Н Buch Kitagawa (1965) считает Gymnocolea промежуточным звеном между Lophoziaceae и Jungermanniaceae из-за редуцированных амфигастриев, двуслойной стенки коробочки и редко развивающихся выводковых почек Положение G inflata (Huds) Dumort нестабильно на деревьях, построенных De Roo с corp (2007), однако вид не выходит за пределы клады Lophoziaceae+Scapaniaceae На реконструированных нами деревьях, Gymnocolea inflata (Huds) Dumort расположена в кладе семейства Lophoziceae и является сестринской Orthocauhs kunzeamis (Huebener) Н Buch

Anastrepta (Lindb ) Schifn.

Schuster (1951) предполагал филогенетическое родство древнего монотипного рода Anasttepta с родом Lophozia s 1 В предыдущих исследованиях на основе локусов хпДНК »та точка зрения находит подтверждение род Anastrepta локализован в одной кладе с Lophozia ventricosa (Schill et al, 2004), видами рода Isopaches или Orthocauhs quadrilobus (Lindb) H Buch (De Roo et al, 2007) На построенных нами ML и BI (рис 1) деревьях Anastrepta локализована в одной кладе с Anastrophyllum s 1 и видами рода Orthocauhs Н Buch, на MP и NJ топологиях эта связь имеет слабую поддержку Tetralophozia (R М. Schust) Schljakov, Phcanthus R M. Schust

Подрод Tetralophozia рода Chandonanthus был описан Schuster (1960) Позднее Шляков (1976) поднимает статус Tetralophozia до рода В настоящее время из рода Chandonanthus Schuster (2002) выделяет род Phcanthus, отмечая его сходство с Tetralophozia Нами исследован только один вид этого рода - Phcanthus birmensis Steph RM Schust

По результатам изучения филогении локусов хпДНК положение Tetralophozia в семействе Lophoziaceae нестабильно род либо является сестринским Anastrophyllum s 1 (Schill et al, 2004), либо Barbilophozia Loeske (Yatsentyuk et al, 2004) Tetralophozia setiformis (Ehrh) Schljakov и Phcanthus hirtellus (Web) R M Schust располагаются в удаленных филумах одной клады как показано Schill с сотр (2004) или сформированная этими видами клада имеет слабую поддержку в работе De Roo с сотр (2007) По результатам анализа с привлечением ITS 1-2 яд-рДНК впервые использованная нами Tetralophozia filiformis (Steph) Urmi локализована в одной кладе с Phcanthus birmensis, сестринской которой является Т setiformis На деревьях эти таксоны близки к кладам

родов Orthocauhs и Anastrophyllum s 1 Нуклеотидные последовательности Р bnmensis и двух видов Tetralophozia в большой степени сходны По-видимому, Р birmensis следует относить к роду Tetralophozia Lophozia (Dumort.) Dumort. s. I.

К настоящему моменту существуют три точки зрения на объем рода Lophozia широкая трактовка рода с выделением в нем подродов (Schuster, 1969, Damsliolt, 2002), промежуточная - с признанием родов Barbilophozia Loeske и Leincolca (Mull Fnb) H Buch (Grolle, Long, 2000, Paton, 1999), и узкая концепция скандинавских авторов (Buch, 1933, Arnell, 1956), принимающих существование самостоятельных родов Lophozia (Dumort) Dumort s str, Leiocolea (Mull Frib) H Buch, Barbilophozia Loeske, Isopaches H Buch, Obtusifolium (H Buch) S W Arnell, Orthocauhs H Buch , Protolophozia (R M Schust) Schljakov, Schistochilopsis (Kitag ) Konstant, поддерживаемая рядом российских авторов (Штяков, 1980, Константинова и др , 1992, Бакалин, 2005) Ранее, основываясь на анализе нуклеотидных последовательностей trnL-F хлоропластной ДНК (хпДНК) небольшого числа видов семейства Lophoziaceae, было показано, что «узкая» трактовка родов в семействе, более корректна (Yatsentyuk et al, 2004) К подобному выводу пришли De Roo с сотр (2007) в результате анализа хлоропластных генов rps4 и trnG На построенных нами филогенетических деревьях род Lophozia s 1 полифилетечен, большинство клад соответствуют подродам, выделяемым по анатомо-морфологическим признакам Таким образом, нами при анализе объединенного набора последовательностей ITS 1 -2 яд-рДНК и trnL-F хпДНК подтверждена целесообразность узкой трактовки рода Lophozia Isopaches Н. Buch

Buch (1933) описал hopachei как самостоятельный род Позднее Schuster (1951) понизил его до подрода в роде Lophozia s 1 В настоящее время Isopaches в качестве рода принимается российскими исследователями (Шляков, 1980, Константинова и др , 1992), а в качестве подрода - европейскими (Grolle, Long, 2000) При изучении филогении подпорядка на основе локусов хпДНК установлено отсутствие близких связей Isopaches с Lophozia s 1 (Yatsentyuk et al, 2004, De Roo et al, 2007) На построенных нами деревьях клада, сформированная двумя видами рода Isopaches имеет нестабильное положение она является сестринской кладе Scapaniaceae+Lophoziaceae на ML и BI (рис 1) деревьях или сестринской кладе, образованной большинством родов Lophoziaceae на MP и NJ деревьях Тем не менее, локализация в обособленном филуме и удаленность от таксонов Lophozia s 1 является дополнительным подтверждением родовой самостоятельности Isopaches Orthocaulis Н. Buch

Schuster (1951) рассматривает Orthocauhs как подрод рода Lophozia s 1 Учитывая анатомо-морфологических особенности таксона, он предполагает возможную близость Orthocauhs к гипотетической предковой форме и помещает в основание системы рода Lophozia s 1 (Schuster, 1969) Шляков (1980) принимает родовой статус Orthocauhs, следуя Buch (1933) Grolle и Long (2000) включают Orthocauhs в качестве подрода в род Barbilophozia Loeske Исследования, основанные на анализе trnL-F, rps4 и trnG хпДНК небольшого числа видов и образцов, показали полифилетичность рода Orthocauhs (Yatsentyuk et al, 2004, De Roo et al, 2007) и его удаленность от Barbilophozia

Нами проанализированы нуклеотидные последовательности пяти видов рода Orthocauhs представленных 24 образцами Полученные результаты свидетельствуют об обособленности Orthocauhs от рода Barbilophozia и близости к Anastrophyllum s 1 Виды рода Orthocauhs локализованы в трех кладах первая из них сформирована видами О ßoerkei (Е Weber & D Mohr) Н Buch, О attenuatus (Mart) A Evans и О bmsteadu

Рис I Филогенетическое дерево лля почпорядка .7ш1йеппаппипеае, построенное методом Баиеса по объединенным последовательностям 1Т81-2 и /гя/,-/7 Показаны значения апостериорной вероятности Д™ сокращенных ветвей значения длины указаны под ветвями

Scapaniaceae Lophoziaceae Gymnomitriaceae Jungermanniaceae

Scapania in-igua Бурятия

Scapania heh/etica Кавказ 488-3-05 pama helvetica Кавказ K414-1-05 capanta irrigua Марии-Эл Scapania frrigua Пермская обп Scapania imaua Мурманская обл ' "'----коми

Бсвралй ерИгЬегдеяей ■Бсарагна зргЬЬегделвга Шпицберген всарап!а каиг1пн

всамта^ттопвй_ _ , ^ .

............™ всарапй 4ипйгае

Эсарата раЫкюа всарата ЬурегЬогэа Якутия Эсарап1а ЬурегЬогеа Мурманская обл

<

Scapania apiculata

Scapania undulata ■ Scapania paludosa Пермская обл Scapania paludosa Кемеровская обп ' Sea pama subalpina Пермская of Scapania subalpina Бурятия

продолжение

Schislochilopsis opacifolia Мурманская обл * Schtstochiiopsís opaófoiia Шпицберген Schtstochlkspsis opacrfoiia Кавказ Л" S incisa Кавказ

S Incisa Мурманская обл

Lophozia eustro-sibmca Lophozia ventncosa var guttuJata Lophozia wenzelii varJitoralis Lophozia heteromorpha Lophozia cf lacerata Lophozia wenzelii vargroeniandtca Lophozia wenzelii var massularioktes Lophozia wenzeft var lapponica Lophozia shusteriana Lophozia cf wenzeto var groeoiandtca Lophozia sfMcola

Lophozia cf ventrioosa Lophozia ascendera Lophozia lantratoviae

1 00 л

продолжение

Obtuslfoltum obtusum

Protolophozia elongala

T quinquedentata Карелия

1 00 ^ Tritomarta quinquedentata f gracilis Шпицберген К 118-2-06 Tntomaria quir^quedentata f graces Шпицберген К 72-2-06 Tntomarta exsecbformes Trftomaria exsecta

Tntomana scrtula

lO^pi Lophozia exclsa Шпицберген 104-1-04 100 I Lophozia excisa Шпицберген K21-2-05

Lophozia excisa Мурманская обл Lophoza excisa Марий-Эл LlongKtens Lopho2ja propagulrfera

Lophozia pelluctda Коми Lophozia pellucida Мурманская обп Lophozia polaris var sphagnowm Lophozia polans

SchistochHopsis laxa

1 Schlstochitopsis capitata

m ц m

0141

1 00 I

1 00 • // «

ВагЫ1орЬог(а & гиЬевсепз Мурманская обл ВвгЫк>рЬо21а с? гиЬеасепв Чукотский Н О ВагЬ|1орЬоаа Ьа1сИвг1 Камчатка ВагЫк>рЬог}д Шпицберген

ВагЫорГкша ЬагсЬег! Бурятия

ВагЫ!орЬог1а tycopodkжles Пермская область ■ВагЪНорЬода 1усорос!|(ж1в8 Мурманская обп 100-94 1Р-ВагЫк>рИо2а 1усор<х11Сййе$ Мурманская обп 16-4-00

0 16Ь ВагЫ1орИог1а 1усорос11оИв8 Курильские о-ва 014Х»ВагЫ1орЬог1а 1усоро<1!о1(1ва Карелия

ВагЪ|1орЬо21а гиЬевсепз Мурманская обл 2655 ВагЪПорЬойа гиЬевсепз Мурманская обп 2465 ВагЫорЬойа Ьа1сЬег1 Магадан обл

л -ВаЛЯорЪох^ ЬагаЬйа Камчатка

ВагЬНорЬоаа ЬагаЬа1а Амурская обл ' ВагЬНорИоЯа ЬагаЬа1а Марий-Эл ВагЫ1орЬог1а ЬагаЬа1а Пермская область ВагЫ1орЬог1а ЬагаЬа(а Бурятия 1 ВагЬИорЬойа ЬагаЬа1а Нидерланды 0.20 f ^-орЬогИв вийейса Мурманская обп РгоЬЬрЬояа <1еЬ|11Л>гт1а Камчатка Рго№1орЬог1а с^еЫ1№>ггг||$ Мурманская обл 0 7в| 11 об*" РгсЛокэрЬода йеЬ1Могт1з Кавказ

1 00 П 1орЬог]а вийвАса Кемеровская обл ЬорГто^а вийейса Шпицберген

■1орЬог]а Командорские о-ва

100 * АпазггорЬуПит 8рЪепо1оЬок1е5 Шпицберген

АлавЬорЬуИит врЬепоЬэЬоИвв Мурманская обп Апаа1горЬу11ит тюЬаихН

100

100

" Anastrophyllum assimile

COrthocaulls quadnlobus Тува Orthocaulis quadnlobus Коми Anastrepta oread ensjs ■■ Sphenolobus saxícola Sphenolobus minutus Карелия Sphenolobus minutus Шпицберген —ятятштшяштштттяшшяштттш GymnOCOfea inflate

О кипгеапиэ Камчатка Ог№осаи1|$ кигаеапив Кемеровская область Ог^осаиИв кипгеапиэ Мурманская обл 507-14 04 ОПЬосаиНв килгеалиэ Мурманская обл. 181-02 ОйЬосаиЬз кипгеапив Карелия 'ОАЬосаиПв кипгеапив Читинская обл

Сгов8оса1ух ЬеИег1алив [■ ОгЯюсаиИ$ аНепиаШз Мурманская обл 169-1-02 I ОЛЬосви^ аНепиа1и$ Мурманская обл 29-3-97 5 Ог№осаи11з аПепиаШэ Мурманская обл 172-4-68 [ Ог№осаи11в а«ег»иа1ив Сахалин 1 Ог№осаи11в вйепиа^из Камчатка * 0(1Ьосаи11а а«епиай1в Пермская область К 401-04 р ОАЬосаиНз айепиаШз Бурятия ьОПЬосаиИз аМепиайга Пермская область К 323-1-04 Ог#юсаи113 айепиай]3 Кемеровская область ' ОПКосаиИ5 Ыпзйэайй Мурманская обл 65-2-91 ОПЬосаи1з Ыпэ1еай|1 Мурманская обп 8-3-02 ОгЙтосаи!« Ь1п$Ша<]11 Архангельская обл 0{1Ьосаи1в Ы^еасЛ! Амурская область

tOгthocaull$ Аоегке! Мурманская обп 191-1-02 ОЛЬосаиНз Аоегке) Пермская область Ог№осаи1|& Аоегке! Мурманская обп 214-02

_fmmmmmm Tetralophozla setiformes

Tetratophozia filiformes

л то -

* Plicanthue birmensle

jj^^Jamesonlella undulifolla Бурятия

m Jamesoníella undul/folia Кемеровская обпя

Isopaches decoloraría Кавказ 1 Isopaches bicrenatus Якутия

продолжение

i"nnV Marsupeila emarginata Мурманская обл 1 Marsupeila emarginata Бурятия 44-01 MarsupeUa emarginata Бурятия 23-4-02 ■ MarsupeUa aquatica Кавказ Marsupeila aquatica Мурманская обл Marsupeila arctsca Marsupeila boecKÜ Шпицберген **> Marsupetta boeckji Мурманская обл Gynmomitnon apicufatum Шпицберген Gymnomitrion aptculatum Читинская обл

пл1 Marsupeila spftacetata Мурманская обл 58-5-97 „Marsupeila sphacelate кемеровкая обл о 87Я Marsupeila sphacelate Мурманская обл 25-1-03 ort wie*« Marsupeila spruce! Marsupeila funckii _ ^Marsupeila disilch« Prasanthus suecicus

0 96« Marsupeila alpina Бурятия 1.00 Marsupeila alpma Камчатка К 51-7-03

f Marsupeila alpina Сахалин 0 341. Marsupeila alpina Камчатка К-57-14-02

Marsupeila commutata Хабаровский Край f" Gymnomrtnon conanatum Мурманская обл

Marsupeila brevissima Мурманская обл 28-94 0 93* Marsupeila brev*ss»ma Мурманская сбл G 8171 ~ Marsupeiia brevissima Камчатка 13Ö4» Marsupeila brevissima Швеция Gymnomrtnon pacificum compressa

Plectocolea cf subelhpüca Кавказ ' ,P obovata Buryatiya 30-2-01 S confertissimum Кавказ

CSotenostoma fusiforme Камчатка

■ Solenostoma handeln Япония Plectocolea obovata Пермская обл 'Plectocolea obovata Мурманская обл 196-6-02 ' Plectocolea obovata Кемеровская обл Plectocolea obovata Бурятия 70-2-01 Plectocolea subelliptica Камчатка

Jungermanrua atrovirens Кавказ

J borealis Бурятия

CJ atrovirens Камчатка J exsertifoiia Кавказ

L badens» Амурская обп Letocolea badensis Коми _

■ Herbertus sakurai

MyUa taiiori

(Kaal) H Buch, вторая, сестринская Anastrophyllum s str, - двумя образцами О quadrilobus (Lindb) H Buch, третья, сестринская родам Gymnocolea и Sphenolobus, -образцами О kimzeanus (Huebener) Н Buch Топологии реконструированных деревьев не поддерживают представления о секционном делении рода (Schuster, 1969) Впервые проведенное изучение внутривидовой вариабельности ITS 1-2 и trnL-F образцов видов рода Orthocauhs из удаленных регионов показало ее низкий уровень, однако, у О attenuatus можно выделить три, а у О kunzeanus два гаплотипа Уровень межвидовой вариабельности по локусам ДНК среди видов О floerkei, О attenuatus и О binsteadii не превышает 2% Последовательности О quadrilobus и О kunzeanui отличаются на 4-5% как между собой, так и по сравнению с вышеуказанными видами рода Таким образом, использование ITS 1-2 позволило установить полифилетичность Orthocauhs и его связи с Anastrophyllum s ] Barbtlophozia Loeske

Следуя широкой трактовке рода Lophozia s 1 Schuster (1951, 1969) рассматривает Barbtlophozia как подрод лого рода Grolle и Long (2000) признают за Barbtlophozia родовую самостоятельность, но включают в его состав подрод Orthocauhs Российские исследователи понимают Barbtlophozia как отдельный род, насчитывающий в настоящее время четыре вида (Шляков, 1980, Константинова и др 1992) В исследованиях по локусам хпДНК небольшого набора таксонов была показана монофилетичность Barbtlophozia (Yatsentyuk et al, 2004) и ее близкие филогенетические связи с L sudetica (Nees ex Huebener) Grolle и Protolophozia debiliformes (R M Schust) Konstant (De Roo et al, 2007) Для изучения уровня внутривидовой вариабельности последовательностей ITS1-2 и trnL-F с целью уточнения связей и границ видов нами проанализировано 19 образцов всех видов рода из удаленных регионов России Помещаемая в отдельную секцию Barbtlophozia barbota (Schmidel ex Schreb ) Loeske (Schuster, 1969, Grolle, Long, 2000) не обособлена от трех других видов рода Недавно описанная Schuster (1987) В rubescens (R М Schust et Damsh) Kartt et L Soderstr на построенных нами деревьях является сестринской В barbota Сестринские связи выявлены между В hatcheri и В lycopodioides Уровень внутривидовой вариабельности локусов ДНК среди Barbtlophozia крайне низок Только в пределах В barbota хорошо обособлены дальневосточные образцы за счет характерных замен в интроне trnL и межгенном спейсере trnL-F Уровень межвидовых различий по последовательностям YTS\-2+trnL-F достигает 4-5% у В barbota, В lycopodioides и В hatchert Видовая самостоятельность В hatcheri, которая некоторыми исследователями рассматривалась как разновидность В lycopodioides (Joergensen, 1934, Шляков, 1980), находит подтверждение Напротив, последовательности ITS 1-2 у В barbata и В rubescens идентичны, а в trnL-F отмечены всего лишь 12 замен (уровень дивергенции менее 2%), что не может являться одним из доводов в пользу видовой самостоятельности В rubescens

Lophova (Dumort) Dumort. s. Str., Schistochtlopsis (Kitag ) Konstant, Obtustfolium (H. Buch) S.W. Arnell, Protolophozia (R.M Schust.) Schljakov

Филогенетические связи группы таксонов близкого окружения Lophozia s str были изучены на основе анализа trnL-F хпДНК (Yatsentyuk et al, 2004) или rps4 и trnG хпДНК (De Roo et al, 2007) небольшой выборки таксонов и образцов Показанные в этих работах полифилетичность Lophozia s str, обособленность Obtustfolium от Schistochilopsts и сестринские связи Protolophozia debihformis и Lophozia sudetica подтверждены нами в результате филогенетического анализа комбинированной матрицы ITS 1-2+trnL-F значительно большего набора таксонов На построенных нами филогенетических деревьях виды рода Lophozia s str, за исключением L sudetica, расположены в двух кладах, состав

которых в основном совпадает с распределением признака окраски выводковых почек Другим маркером, подтверждающим распределение видов рода Lophozia s str по двум кладам являются комбинации инделей в шпильке Р8 интрона trnL Вследствие большого числа делеций вторичная структура этого локуса ДНК вариабельна даже среди близких видов Lophozia s str, но может быть испотьзована в качестве дополнительного признака для характеристики некоторых таксонов на родовом уровне Клада, сформированная видами с красно-коричневыми выводковыми почками, согласуется с объемом секции Excisae в смысле Бакалин (2005), с включением L longidens (Lindb ) Macoun, которую он не относил к этой секции За исключением L propaguhfera (Gottsche) Steph, уровень внутри- и межвидовой вариабельности нуклеотидных последовательностей видов этой клады достаточно высок по сравнению с таковым во второй кладе, что совпадает с большей морфологической обособленностью видов Связи между морфологически трудно различимыми таксонами комплекса видов Lophozia ventricosa (Dicks) Dumort - L Hemeln (Nees) Steph, а также L schusteriana Schljakov и L heteromorpha R M Schust с минимальными различиями по локусам ДНК слабо разрешены в нашем исследовании Специфика нуклеотидных последовательностей L lantratoviae Bakalin свидетельствует о ее видовом статусе На основании отсутствия различий по нуклеотидным последовательностям L austro-sibiiica Bakalm (проанализирован паратии) и L ventricosa var guttulata (Lmdb et Arnell) Bakalin (только 1 замена в гене trnF) и максимального морфологического сходства они, вероятно, являются синонимами Таксоны, часто объединяемые в L ventricosa, разбросаны в различных фи пумах, поэтому более правомерно признание L ventricosa var guttulata, L ventricosa var longiflora (Nees) Macoun, L silvícola H Buch в качестве самостоятельных видов Обособленная на дереве Lophozia silvicoloides Kitag характеризуются отсутствием внутривидовой вариабельности локусов ДНК у образцов из крайне удаленных регионов Lophozia sudetica удалена от основной клады рода и локализована совместно с недавно описанной Protolophozia debihformts (Schuster, 1988) в кладе, сестринской Barbilophozia Внутривидовые различия нуклеотидных последовательностей Р debihformis насчитывают всего две замены, а у L sudetica отмечено от 5 до 17 замен Различия между Р debihformis и L sudetica не превышают уровня внутривидовой вариабельности L sudetica Возможно, эти два таксона являются одним видом, который, учитывая сходные результаты, полученные при анализе генов хпДНК (De Roo et al, 2007), по-видимому, следует включить в Barbilophozia

Род Schistochilopsis полифилетичен Пять исследованных таксонов локализованы в двух кладах, видовой состав которых соответствует делению Schistochilopsis на секции Heterogemma (Jorg) Potemkm (Marshicae R M Schust) и Jncisae (CEO Jensen) Potemkin, причем Schistochilopsis laxa (Lindb) Konstant и S capitata (Hook) Konstant, формируя длинные ветви, локализованы в одной кладе с родом Tritomaria Положение клады, сформированной видами секции Incisae, нестабильно она занимает базалъное положение к кладе Scapamaceae+Lophoziaceae (MP и NJ деревья), либо, вклиниваясь в эту кладу, является сестринской Scapaniaceae (ML, ВТ деревья (рис 1)) Вследствие нестабильного положения на деревьях филогенетические связи Schistochilopsis окончательно не выявлены, однако, его независимость от Lophozia s 1 не вызывает сомнений

Obtusifohum рассматривали как монотипный род (Arnell, 1956, Schljakov, 1980, Konstantinova et al, 1992, Бакалин, 2005) или секцию в роде/подроде Schistochilopsis (Masmla) (Schuster, 1969, Bissang, 1991, Потемкин, 2005) На построенных нами филогенетических деревьях Obtusifohum стабильно формирует филум, крайне удаленный от рода Schistochilopsis что, скорее всего, поддерживает его трактовку в качестве самостоятельного рода

Филогенетические связи в семействе Scapaniaceae Mig

Система крупного, преимущественно голарктического, семейства Scapaniaceae пересматривалась в 20 веке неоднократно Для севера Европы и Сибири H Buch (1928) принимал четыре рода Douima H Buch, Diplophyllum (Dumort ) Dumort, Scapamella H Buch, Scapama (Dumort ) Dumort Persson (1949) повысил ранг подрода MacrodiplophyUum H Buch до рода Schuster (1984) внутри Scapaniaceae выделил два подсемейства Scapanioidea (роды Scapama, Diplophyllum, MacrodiplophyUum) и Douinioideae (Douima) АД Потемкин пересмотрел систему Scapaniaceae (Potemkin, 1999) по его мнению, семейство Scapaniaceae содержит только один род Scapama, включая MacrodiplophyUum в качестве подрода, Diplophyllum и Domina объединяются в отдельном семействе Diplophyllaceae Potemkin

Данных по молекулярной филогении Scapaniaceae немного На основе анализа нуклеотидных последовательностей локусов хпДНК малой выборки таксонов (не более десяти) показана монофилетичность семейства Scapaniaceae, которое «вклинивается» в Lophoziaceae (Yatsentyuk et al, 2004, Schill et al, 2004, De Roo et al, 2007) Ha реконструированных нами деревьях с использованием 30 таксонов Scapama, 3 видов MacrodiplophyUum, 3 видов Diplophyllum и Douima ovata (Dicks ) H Buch семейство Scapaniaceae монофилегично На NJ дереве Scapaniaceae и Lophoziaceae являются сестринскими, на MP, ML и BI (рис 1) деревьях Scapaniaceae входит в кладу Lophoziaceae, что согласуется с результатами, полученными ранее по хпДНК Общая топология построенных деревьев свидетельствует о монофичетичности родов Diplophyllum и Scapama, а гакже полифилегичносги рода MacrodiplophyUum Diplophyllum (Dumort ) Dumort, Doumia H Buch,

Виды рода Diplophyllum и Douima локализованы в основании семейства и обособлены друг от друга двумя видами рода MacrodiplophyUum Таким образом, выделение самостоятельного семейства Diplophyllaceae с родами Diplophyllum и Douima не обосновано Дополнительным подтверждением монофилетичности семейства Scapaniaceae является наличие дупликаций трех крупных мотивов на 5'-конце ITS2 у Diplophyllum, MacrodiplophyUum microdontmm, M plicatum, Douima ovata, Scapama bolandert и S ferrugmea Межвидовые различия но локусам ДНК среди исследованных нами видов рода Diplophyllum - D albicans, D taxifohum и D obtusifohum составляют 5-7% по ITS 1-2 и 4-12% no irnL-F, что вполне согласуется со значительной морфологической обособленностью этих таксонов MacrodiplophyUum (H Buch ) Perss

Морфологические исследования притихоокеанского рода MacrodiplophyUum, включающего три вида, не привели к единой точке зрения на его положение в системе семейства Анализ последовательностей trnL-F двух видов показал полифилетичность MacrodiplophyUum (Yatsentyuk et al, 2004) Изученные нами последовательности 1TS1-2 всех трех видов рода подтверждают полифилетичность MacrodiplophyUum, за счет обособления M microdontium (Mitt) Perss в базальном филуме к роду Scapama, и указывают на его обособленность от Diplophyllum Тем не менее, окончательное решение по таксономическому статусу MacrodiplophyUum и его объему требует дополнительного исследования с привлечением данных по морфологии и другим последовательностям ДНК

Scapama (Dumort.) Dumort.

Деревья, построенные разными методами, имеют различные топологии внутри клады, образованной видами рода Scapama, что не позволяет надежно выявить связи между отдельными константными группировками видов рода Scapama Базальное

положение занимают Scapania ferrugmea (Lehm et Lindenb ) Gotische, Lindenb et Nees и S bolanderii Austin Эти два вида имеют характерные вставки в начале ITS2, что сближает их с Diplophyllum, Macrodiplophyllum и Douinia Распределение таксонов Stapama в филумах частично согласуется с секциями, выделяемыми на основе анатомо-морфологических признаков Так, клада, образованная S undidata (L ) Dumort, S paludosa (Mull Frib ) Müll Frib, S subalpina (Nees ex Lindenb ) Dumort, S rufidula Warnst полностью соответствует секции Undulatae в смысле H Buch (1928) S hyperborea Jorg , S paluduola Loeske et Mtlll Frib , S tundra (S W Arnell) H Buch формируют кладу, соответствующую секции Irrigua (Mull Frtb) H Buch, принимаемой большинством гепатикологов (Arnell, 1956, Schuster, 1974, Grolle, Long, 2000, Шляков, 1981), однако, типовой вид секции - S irrigua (Nees) Nees размещается в другой кладе Объединение в одной кладе S calcicola (Arnell & J Perss ) Ingham с 5 gymnostomophyla Kaal согласуется с выделением этих видов в секцию Calcicolae MuH Frib ex RM Schust emend Potemkin (Potemkm, 1998) Изученные виды секции Curiae (Müll Frib ) H Buch emend Potemkin S curta (Mart ) Dumort, 5 obcordata (Berggr)SW Arnell, 5 helvélica Gottsche, S mucronata H Buch локализованы вместе, но в той же кладе оказались S uliginosa (Lmdenb ) Dumort и S irrigua Распределение остальных исследованных видов не сопасуются ни с одной из существующих классификаций Топологии построенных деревьев и сравнение нуклеогидных последовательностей нескольких образцов из 3 пар близкородственных и иногда объединяемых видов Scapania hyperborea - S tundra, 5 paludosa - S uliginosa и Scapania crasuretis - S nemorea подтверждает трактовку этих таксонов в качестве отдельных видов Филогенетические связи в семействе Gvmnomitnaceae H Klinggr.

Семейство Gymnomitriaceae включает таксоны, распространенные преимущественно в Северном полушарии, большинство из них являются пионерами зарастания различных субстратов Представления об объеме семейства и составляющих его родах, системе и филогенетических связях в традиционной систематике давно устоялись (Muller, 1906-1911, Schuster, 1974, Grolle, Long, 2000, Шляков, 1981) В предшествующих гсносистематических исследованиях по хпДНК семи таксонов была показана монофилетичность семейства Gymnomitriaceae и установлена полифилетичность рода Marsupella Dumort (Yatscntyuk et al, 2004, Schill et al, 2004, De Roo et al, 2007) В своем исследовании мы впервые осуществили филогенетический анализ трех, представленных на севере Голарктики, родов с привлечением большого количества таксонов и образцов и подтвердили показанную ранее монофилетичность Gymnomitriaceae Род Gymnomitrion Corda, так же, как и ранее изученный Marsupella, полифилетичен G apiculatum (Schiffn ) Mull Frib расположен в кладе с видами рода Marsupella, что согласуется с наличием у него хорошо развитых периантия и перигиния -признака свойственного большинству видов из рода Manupella, в противоположность видам из рода Gymnomitrion С другой стороны, кладу последнего рода разбивают 3 вида из рода Marsupella, объединяемых в подрод Homocraspis (Lindb ex Schiffn ) Grolle У большинства этих видов периантий и перигиний редуцированы или отсутствуют, что давало основание некоторым авторам и ранее относить их к роду Gymnomitnon (Muller, 1906-1911) Таким образом, подтверждено существенное значение признаков развития/редукции периантия и наличия/отсутствия перигиния в систематике семейства

M aquatica (Lindenb ) Schiffn следует рассматривать в качестве самостоятельного вида на основании уровня дивергенции его нуклеотидных последовательностей от таковых M emarginata (Ehrh ) Dumort

Принадлежность монотипного рода Eremonotus Lindb et Kaal ex Pearson к семейству Gymnomitriaceae, обоснованная Schuster (1984), не поддерживается

топологиями построенных филогенетических деревьев, на которых этот род тяготеет к Jungermanma s str

Филогенетические связи в семействе Jungermanniaceae Rchb s str.

В настоящее время семейство Jungermanniaceae трактуется в широком (Schuster, 1970,1984, Crandall-Stotler, 2000) или в узком смысле с признанием некоторых таксонов, в частности Lopho7iaceae, на уровне самостоятельных семейств (Grolle, Long, 2000, Шляков, 1981) В исследованиях локусов хпДНК показано отсутствие близких филогенетических связей между полифилетичными семействами Lophonaceae и Jungermanniaceae (Yatsentyuk et al, 2004, Schill et al, 2004, De Roo et al, 2007) Нами на основе анализа ITS 1-2 и trnL-F шести родов семейства Jungermanniaceae, представленных 17 таксонами, установлено, что широкая трактовка семейства Jungermanniaceae с включением в его состав Lophoziaceae не обоснована, более того в узком смысле Jungermanniaceae полифилетично Mylia Gray

Myha является морфологически обособленным родом в семействе Jungermanniaceae, часто рассматриваемым в отдельном подсемействе (Schuster, 1969, Grolle, Long, 2000) В нашем исследовании клада, образованная Myha verrucosa Lindb и М tailori (Hook) Gray, расположена в основании деревьев и обособлена от других таксонов Jungermanniaceae Это согласуется с результатами работы De Roo с сотр (2007) и не противоречит выделению Myha в отдельное семейство, как было предложено Шляковым (1982) и поддержано на основе ультраструктурных признаков (Engel, Braggms, 2005)

Nardia Gray

На построенных нами филогенетических деревьях три вида Nardia, по мнению Schuster (1969) примитивного рода среди Jungermanniaceae, локализованы в кладе сестринской семейству Gymnomitriaceae Развитие мощного перигиния, сходного с марсупием у Gymnomitriaceae, сближает эти таксоны на морфологическом уровне Филогенетические связи Nardia и Gymnomitriaceae были показаны ранее (Davis, 2004, Не-Nygren et al, 2006, Forrest et al, 2006, Schill et al, 2004, De Roo et al, 2007) Jungermanma L.

Анализ trnL-F не позволил четко установить филогенетические связи и положение Jungermanma и Plectocolea в системе подпорядка (Yatsentyuk et al, 2004), однако комбинированные данные по rps4 и trnG выявили полифилетичность Jungermanma s 1 (De Roo et al, 2007) На реконструированных нами деревьях род Jungermanma s 1 разделяется на два филума, в одном из которых локализованы Jungermanma s str, а в другом - Solenostoma и Plectocolea Таким образом, не подтверждается ни широкая трактовка рода Jungermanma L (Schuster, 1984), ни существование трех самостоятельных родов Jungermanma L emend Schljakov, Solenostoma Mitt emend Zerov, Plectocolea (Mitt) Mitt, поддерживаемое российскими исследователями (Шляков, 1981, Константинова и др, 1992) По-видимому, следует выделять два рода Jungermanma и Solenostoma Jamesontella (Spruce) F. Lees

Положение рода Jamesontella в системе Jungermannnnea долгое время оставалось неопределенным либо это подсемейство в Jungermanniaceae (Schuster, 1972, Шляков, 1980), либо подсемейство в Lophoziaceae (Grolle, Long, 2000), либо на основании анализа ДНК - самостоятельное семейство Jamesoniellaceae (He-Nygren et al, 2006) В предыдущих работах использовалась только J autimnalis (DC ) Steph и южнополушарные таксоны рода (Yatsentyuk et al, 2004, Schill et al, 2004, He-Nygren et al, 2006, De Roo et al, 2007), ни в одну работу не была включена J unduhfoha (Nees) Mull Frib Представленные

в нашем исследовании несколькими образцами Jamewmella autimnahs и J undulifolia, в традиционных системах относящиеся к разным секциям, на филогенетических деревьях удалены друг от друга J undulifolia локализована среди Lophoziaceae, a J autimnahs занимает базальное положение в подпорядке Таким образом, род Jamesomella полифилетичен, а его положение в системе остается неясным Liochlaena Nees

Schuster (1984) признает Liochlaena как самостоятельный род, a Grolle и Long (2000) помещают его в качестве подрода в род Jungermanma s 1 Одновременно с нами Hentschel с сотр (2008) на основе анализа rhcL хпДНК показал необходимость трактовки Liochlaena как самостоятельного рода На посгроснных нами деревьях L lancealata Nees занимает базальное положение в кладе с видами родов Leiotolea, Mesoptichia, Eremonotus, филумы которых отделяют ее от видов Jungermanma s str на NJ, ML, B[ (рис 1) деревьях, или сестринское кладе Jungermanmaceae+Gymnomotriaceae на MP дереве

Выводы

1 Включение в анализ высоко вариабельных последовательностей ITS 1-2 яд- рДНК и значительное расширение круга исследованных таксонов позволило существенно углубить представления о молекулярной филогении Jungermanmineae

2 Топотогии филогенетических деревьев, построенных разными методами, в основном, сходны, но согласуются с традиционными представлениями о филогении и системе подпорядка Jungermannimeae Широкая трактовка семейства Jungermanmaceae с включением Lophoziaceae не подтверждена Lophoziaceae и Scapamaceae следует объединять в одно семейство или выделять на их основе несколько мелких семейств Gymnomitnaceae монофилетично и является близким к полифилетичному Jungermanniaccae s str

3 Выделение семейств Diplophyllaceae и Mesoptichiaceae не обосновано, поддержана самостоятельность Myliaceae

4 Подтверждены представления о цетесообразности использования узкой трактовки родов Lophozia, Anastrophyllum, Tritomaria, Jungermanma и выделение в самостоятельные роды lsopaches, Schntothilopsis, Obtmifolium, Barbilophozia, Sphenolobus, Crossocalyx, Saccobasis, Solenostoma и Liochlaena

5 Роды Lophozia s str, Tritomaria s str, Orthocaulis, Jamesomella, Macrodiplophyllum, Marsupella и Gymnomitrion полифилетичны

6 Подтвержден видовой статус ряда таксонов, рассматриваемых как разновидности или подвиды Marsupella aquatica, Lophozia silvícola, Scapania hyperborea, S tundra, S paludosa, S uliginosa, S nemorea и S crassiretis С другой стороны, Lophozia austro-sibirica, по-видимому, следует включить в L ventricosa var guttulata, a Protolophozia debiliformis - в L sudetica Недавно описанная Lophozia lantratoviae является четко обособленным видом, в то время как Barbilophozia rubescens, возможно, следует считать внутривидовым таксоном В barbota

7 Показана филогенетическая близость родов Eremonotin, Leiocolea, Mesoptychia к роду Jungermanma s str

8 Уровень внутривидовой вариабельности нуклеотидных последовательностей среди таксонов подпорядка различен и обусловлен, в основном, точечными заменами Наименьшая вариабельность характерна для нуклеотидных последовательностей видов из родов Marsupella и Gymnomitrion Последовательности ITS1 и 1TS2 более вариабельны по сравнению с интроном trnL и спейсером между генами trnL и trnF

9 Установлен высокий уровень полиморфизма размера шпильки Р8 интрона trnL для рода Lophozia s 1, что свидетельствует о ее малой функциональной нагрузке

Список опубликованных работ

1 Вильнет А А , Константинова Н А О молекулярной филогении семейства Scapaniaceae Mig (Hepaticae) // Материалы конференции по морфологии и систематике растений, посвященной 300-летию со дня рождения Карла Линнея Москва, 2007 с 53-54

2 Вильнет А А , Константинова Н А , Троицкий А В К молекулярной филогении семейства Gymnomitriaceae Н Klmggr (Hepaticae) // Материалы международной конференции «Вычислительная филогенетика и геносистематика» МГУ Москва, 2007 с 24-29

3 Вильнет А А , Милютина И А , Константинова Н А, Игнатов М С , Троицкий А В Филогения рода Lophozia (Dumort) Dumort s str на основе анализа ядерных и хлоропластных последовательностей, ITS 1-2 и IrnL-F // Генетика 2007 43 (И) С 1556-1564

4 Вильнет А А , Милютина И А, Троицкий А В , Константинова Н А К филогении и систематике рода Lophozia (Dumort) Dumort s str на основании анализа последовательностей trnL-trnF хлоропластной ДНК и ITS 1-2 ядерной ДНК// Актуальные проблемы бриологии Сборник статей по материалам международного совещания, посвященного 90-летию со дня рождения Анастасии Лаврентьевны Абрамовой СПб, 2005 -с 37-43

5 Константинова Н А, Вильнет А А, Троицкий А В О филогении и систематике печеночников в свете молекулярных данных (Hepaticae) // Материалы конференции по морфологии и систематике растений, посвященной 300-летию со дня рождения Карла Линнея Москва, 2007 с 68-70

6 Vilnet А А , Konstantinova N А, Troitsky А V Phytogeny and systematics of the genus Lophozia s str (Dumort) Dumort (Hepaticae) and related taxa from nuclear ITS 1-2 and chloroplast trnL-F sequences // Molecular Phytogeny and Evolution/ doi 10 1016/jympev 2007 12 013

7 Vilnet A A , Milyutma I A The contribution of different molecular markers to the drawing of the phytogeny of liverworts an example genus Lophozia (Dumort) Dumort s str // Материалы I (IX) международной конференции молодых ботаников в Санкт-Петербурге, май 2006 г Санкт-Петербург, 2006 - С 40-41

8 Vilnet А А , Konstantinova N А , Troitsky А V The molecular divergence between some closely allied taxa of genus Scapama (Dumort) Dumort //Устойчивость экосистем и проблема сохранения биоразнообразия на Севере Материалы международной конференции Кировск, 2006 - с 49-53

9 Vilnet А А , Konstantinova N А , Troitsky А V, Milyutma IА, Ignatov М S ITS 1-2 and trnL-F sequence data as a tool for studying the phytogeny of Lophozia (Marchantiophyta) // 17th International Symposium Biodiversity and Evolutionary Biology of the German Botanical Society Bonn, 2006-P 83

Подписано в печать 19 03 2008 г Формат бум 60х84'/1б Печ л 1 Заказ 984 Тираж 100

Отпечатано в ООО "Апатит-Медиа" г Апатиты, ул Ленина, 20

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Вильнет, Анна Александровна

ВВЕДЕНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ГЛАВА 1. ФИЛОГЕНИЯ И СИСТЕМАТИКА ПОДПОРЯДКА

JUNGERMANNIINEAE В ИСТОРИЧЕСКОМ АСПЕКТЕ.

1.1. Подпорядок Jungermanniineae, его объем и положение в системе Hepaticae.

1.2. Семейство Lophoziaceae Cavers, его объем и положение в системе.

1.3. Семейство Jungermanniaceae Rchb., его объем и положение в системе.

1.4. Семейство Scapaniaceae Mig., его объем и положение в системе.

1.5. Семейство Gymnomitriaceae Klinggr. его объем и положение в системе.

1.6. Филогенетические связи в подпорядке Jungermnniineae на основе анатомо-морфологических данных.

ГЛАВА 2. МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕЧЕНОЧНИКОВ.

2.1. Положение печеночников в системе высших растений.

2.2. Молекулярная филогения печеночников.

2.3. Геносистематические исследования печеночников на уровне семейств.

2.4. Геносистематические исследования печеночников на уровне родов и видов.

2.5. Геносистематические исследования подпорядка Jungarmanniineae.

ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Отбор образцов.

3.2. Выделение ДНК.

3.3. Амплификация ДНК.

3.4. Электрофорез в агарозном геле.

3.5. Элюция и очистка ПЦР продукта из агарозных гелей и секвенирование.

3.6. Филогенетический анализ.

3.7. Анализ вторичной структуры интрона trnL.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ.

ГЛАВА 5. ФИЛОГЕНИЯ И СИСТЕМАТИКА ПОДПОРЯДКА JUNGERMANNIINEAE НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА НУКЛЕОТИДНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ITS 1-2 ядДНК И TRNL-F хпДНК.

5.1. Филогенетические связи семейств подпорядка Jungermanniineae.

5.2. Филогенетические связи в семействе Lophoziaceae Cavers.

5.2.1. Роды Tritomaria Loeske emend H. Buch,

Saccobasis H. Buch.

5.2.2. Роды Anas trophy Hum (Spruce) Steph.,

Sphenolobus (Lindb.) Berggr., Crossocalyx Meyl.

5.2.3. Род Gymnocolea Dumor.

5.2.4. Род Anastrepta (Lindb.)Schiffn.

5.2.5. Роды Tetralophozia (R.M. Schust.) Schljakov,

Plicanthus R.M. Schust.

5.2.6. Род Lophozia (Dumort.) Dumort.s. 1.

5.2.7. Роды Lophozia s. str., Protolophozia (R.M. Schust.) Schljakov.

5.2.8. Род Schistochilopsis (Kitag.) Konstant.

5.2.9. Род Obtusifolium (H. Buch) S.W. Arnell.

5.2.10. Род Isopaches H. Buch.

5.2.11. Род Orthocaulis Н. Buch.

5.2.12. Род Barbilophozia Loeske

5.2.13. Род Leiocolea (Mull. Frib.) H. Buch.

5.3. Филогенетические связи в семействе Scapaniaceae Mig.

5.3.1. Род Diplophyllum (Dumort.) Dumort.

5.3.2. Род Douinia H. Buch.

5.3.3. Род Macrodiplophyllum (H. Buch.) Perss.

5.3.4. Род Scapania (Dumort.) Dumort.

5.3.4.1. Секция Calcicolae Mull. Frib. ex

R.M. Schust. emend. Potemkin.Ill

5.3.4.2. Секция Nemorosae (Mull. Frib.)

H. Buch emend. Potemkin.Ill

5.3.4.3. Секция JJndulatae H. Buch.

5.3.4.4. Секция Curtae (Mull. Frib.) H. Buch emend. Potemkin.

5.3.4.5. Секция Irriguae (Mull. Frib.) H. Buch.

5.3.4.6. Секции Ciliatae Grolle, Sphaeriferae Mull. Frib. ex Konst. et Potemkin,

Verrucosae Potemkin, Incurvae Potemkin.

5.4. Филогенетические связи в семействе Gymnomitriaceae Н. Klinggr.

5.4.1. Род Gymnomitrion Corda.

5.4.2. Род Marsupella Dumort.

5.4.3. Род Prasanthus Lindb.

5.4.4. Род Eremonotus Lindb. et Kaal. ex Pearson.

5.5. Филогенетические связи в семействе Jungermanniaceae Rchb. s. str.

5.5.1. РодМуНа Gray.

5.5.2. Род Nardia Gray.

5.5.3. Род Liochlaena Nees.

5.5.4. Род Jungermannia L. s. 1.

5.5.5. Род Jamesoniella (Spruce) F. Lees.

ГЛАВА 6. АНАЛИЗ ВТОРИЧНОЙ СТРУКТУРЫ ШПИЛЬКИ Р8 НИТРОНА

TRNL хпДНК РОДА LOPHOZIA S. STR.

6.1. Структура интрона tmL.

6.2. Эволюция шпильки Р8 интрона tmL рода Lophozia s. str.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Филогения и систематика подпорядка Jungermanniineae на основе анализа нуклеотидных последовательностей ITS1-2 ядерной и TRNL-F хлоропластной ДНК"

Актуальность. исследования. Представители подпорядка Jungermanniineae (Jungermanniopsida, Marchantiophyta), широко распространены в Голарктике. Вариабельность анатомо-морфологических признаков большинства видов изучена недостаточно. Разнообразие точек зрения на значение признаков отражается в существовании различных трактовок объемов родов и видов. В целом, в современной систематике подпорядка можно выявить две основные концепции выделения родов: широкая, которой вслед за Schuster (1969) придерживаются большинство западных исследователей (Schumacker, Vana, 2005; Damsholt, 2002) и узкая (Buch, 1933; Arnell, 1956; Шляков, 1980). В последнее время некоторые бриологи принимают только часть «узких» родов (Paton, 1999; Grolle, Long, 2000). Переоценка таксономического веса признаков, установление естественных границ родов и их положения в системе являются актуальными. Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей ДНК является одним из самых современных и эффективных подходов в решении проблем филогении и систематики. Долгое время лишь небольшое число видов печеночников было включено в молекулярные исследования. Только в начале XXI века опубликованы первые работы по крупным систематическим группам печеночников, позволившие переоценить и пересмотреть существующие ранее представления (He-Nygren et al., 2004; Forrest, Crandall-Stotler, 2004; Davis, 2004). Практически одновременно начинают появляться исследования по молекулярной филогении отдельных групп печеночников. Результаты первых филогенетических исследований trnL-F и atpB хпДНК не более полусотни видов подпорядка Jungermanniineae опубликованы всего в двух работах (Yatsentyuk et al., 2004; Schill et al., 2004). Более подробно филогения Jungermanniineae изучена в работе De Roo с сотр. (2007), основанной на анализе trnG и rps4 хпДНК значительно большего числа таксонов.

Целью исследования является оценка возможностей использования последовательностей внутренних транскрибируемых спейсеров (ITS 1-2) ядерного рибосомного оперона (яд-рДНК) и участка trnL-F хлоропластной ДНК (хпДНК) для уточнения филогенетических связей в подпорядке Jungermanniineae.

Для ее достижения были поставлены следующие задачи:

1. Определить последовательности ITS 1-2 яд-рДНК и trnL-F хпДНК таксонов подпорядка Jungermanniineae.

2. Построить филогенетические деревья по последовательностям ДНК для максимального количества таксонов подпорядка Jungermanniineae.

3. Сравнить топологии филогенетических деревьев, построенных разными методами.

4. Оценить и сопоставить полученные результаты с существующими системами печеночников, основанными на анатомо-морфологических данных, и с результатами других молекулярно-генетических исследований, подпорядка Jungermanniineae.

5. Оценить уровень внутривидового полиморфизма изученных локусов ДНК у ряда таксонов.

Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые проведен филогенетический анализ большого числа таксонов и образцов подпорядка Jungermanniineae (137 видов и внутривидовых таксонов, принадлежащих 35 родам) на основе нуклеотидных последовательностей ITS 1-2 яд-рДНК в объединенной матрице с данными по trnL-F хпДНК. Определены последовательности ITS 1-2 для 223 образцов, trnL-F для 198 образцов, из которых последовательности ITS 1-2 47 образцов и trnL-F 44 образцов уже депонированы в международную базу данных GenBank. Показана информативность ITS 1-2 яд-рДНК и trnL-F хпДНК для изучения филогении печеночников подпорядка Jungermanniineae. Впервые с использованием последовательностей ITS 1-2 подтверждена полифилетичность семейств Lophoziaceae Cavers, и Jungermanniaceae Rchb., а также монофилетичность Scapaniaceae Mig., и Gymnomitriaceae Н. Klinggr. Выделение семейств Mesoptychiaceae Inoue et Steere и Diplophyllaceae Potemkin не обосновано. Показана целесообразность включения Scapaniaceae в Lophoziaceae, а также выделения узких родов в подпорядке. Уточнены филогенетические связи некоторых родов, положение в системе которых на основе анатомо-морфологических признаков было неясным. Показана согласованность эволюции исследованных локусов ДНК с эволюцией структурных признаков в некоторых таксонах печеночников. Впервые на большом числе образцов изучена внутривидовая вариабельность нуклеотидных последовательностей ДНК двенадцати видов семейства Lophoziaceae, четырех видов семейства Gymnomitriaceae, и по одному виду семейств Jungermanniaceae и Scapaniaceae. Видовая самостоятельность ряда близких таксонов подтверждается на основе особенностей их нуклеотидных последовательностей.

Полученные результаты являются вкладом в разработку филогенетической системы подпорядка Jungermanniineae и могут быть использованы при обработке отдельных таксонов и изучении региональных флор.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены автором в докладах на российских и зарубежных международных конференциях: международное совещание посвященного 90-летию со дня рождения Анастасии Лаврентьевны Абрамовой «Актуальные проблемы бриологии» (Санкт-Петербург, 2005), I (IX) международная конференция молодых ботаников (Санкт-Петербург, 2006), международная конференция «Устойчивость экосистем и проблема сохранения биоразнообразия на Севере» (Кировск, 2006), 17-й международный симпозиум «Biodiversity and Evolutionary Biology» (Бонн, 2006), конференция по морфологии и систематике растений, посвященная 300-летию со дня рождения Карла Линнея (Москва, 2007), международная конференция «Вычислительная филогенетика и геносистематика» (Москва, 2007), рабочее совещание «Молекулярные методы в ботанике» в ГБС (Москва, 2008).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 2 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК, 6 статей в тематических сборниках и 1 тезисы.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 183 страницах и состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа содержит 7 таблиц и 11 рисунков. Список литературы включает 211 наименований цитированных работ.

Заключение Диссертация по теме "Ботаника", Вильнет, Анна Александровна

выводы

1. Включение в анализ высоко вариабельных последовательностей-ITS 1-2 яд- рДНК и значительное расширение круга исследованных таксонов-позволило существенно углубить представления о молекулярной филогении Jungermanniineae.

2. Топологии филогенетических деревьев, построенных разными методами, в основном, сходны, но согласуются с традиционными представлениями о филогении и системе подпорядка Jungermanniineae. Широкая трактовка семейства Jungermanniaceae с включением Lophoziaceae не подтверждена. Lophoziaceae и Scapaniaceae следует объединять в одно семейство или выделять на их основе несколько мелких семейств. Gymnomitriaceae монофилетично и является близким к полифилетичному Jungermanniaceae s. str.

3. Выделение семейств Diplophyllaceae и Mesoptichiaceae не обосновано, поддержана самостоятельность Myliaceae.

4. Подтверждены представления о целесообразности использования узкой трактовки родов Lophozia, Anastrophyllum, Tritomaria, Jungerrnannia и выделение в самостоятельные роды Isopaches, Schistochilopsis, Obtusifolium, Barbilophozia, Sphenolobus, Crossocalyx, Saccobasis, Solenostoma и Liochlaena.

5. Роды Lophozia s. str., Tritomaria s. str., Orthocaulis, Jamesoniella, Macrodiplophyllum, Marsupella и Gymnomitrion полифилетичны.

6. Подтвержден видовой статус ряда таксонов, рассматриваемых как разновидности или подвиды: Marsupella aquatica, Lophozia silvicola, Scapania hyperborea, S. tundra, S. paludosa, S. uliginosa, S. nemorea и S. crassiretis. С другой стороны, Lophozia austro-sibirica, по-видимому, следует включить в L. ventricosa var. guttulata, a Protolophozia debiliformis — в L. sudetica. Недавно описанная Lophozia lantratoviae является четко обособленным видом, в то время как Barbilophozia rubescens, возможно, следует считать внутривидовым таксоном В. barbata.

7. Показана филогенетическая близость родов Eremonotus, Leiocolea, Mesoptychia к роду Jungermannia s. str.

8. Уровень внутривидовой вариабельности нуклеотидных последовательностей среди таксонов подпорядка различен и обусловлен, в основном, точечными заменами. Наименьшая вариабельность характерна для нуклеотидных последовательностей видов из родов Marsupella и Gymnomitrion. Последовательности ITS1 и ITS2 более вариабельны по сравнению с интроном trnL и спейсером между генами trnL и trnF.

9. Установлен высокий уровень полиморфизма размера шпильки Р8 интрона trnL для рода Lophozia s. 1., что свидетельствует о ее малой функциональной нагрузке.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Вильнет, Анна Александровна, Кировск

1. Антонов А.С. Существуют ли молекулярные предпосылки ревизии-филогении и системы высших растений // Журнал общей биологии. 1999. Т. 60. №3. С. 245-276.

2. Антонов А.С. О возможны причиах расхождения взглядов фено- и геносистематиков на филогению и систему высших растений // Ботанический журнал. 2000. Т. 85. № 1. С. 3-11.

3. Антонов А.С. Геносистематика растений. М., 2006. 294 с.

4. Бакалин В.А. Монографическая обработка рода Lophozia (Dum.) Dum. s. str. (Lophoziaceae, Hepaticae). M., 2005. 238 c.

5. Вильнет А.А., Константинова- H.A. О молекулярной филогении семейства Scapaniaceae Mig. (Hepaticae) // Материалы конференции по морфологии и систематике растений, посвященной 300-летию со дня рождения Карла Линнея. Москва, 2007. С. 53-54.

6. Вильнет А.А., Константинова Н.А., Троицкий А.В. К~ молекулярной филогении семейства Gymnomitriaceae Н. Klinggr. (Hepaticae) // Материалы международной конференции «Вычислительная филогенетика и геносистематика» МГУ. Москва, 2007. С. 24-29.

7. Вильнет А.А., Милютина И.А., Константинова Н.А., Игнатов М.С., Троицкий А.В. Филогения рода Lophozia (Dumort.) Dumort. s. str. на основе анализа ядерных и хлоропластных последовательностей, ITS 1-2 и trnL-FIIГенетика. 2007. Т. 43. № 11. С. 1556-1564.

8. Константинова Н.А. Анализ ареалов печеночников севера Голарктики // Arctoa. 2000. Т. 9. С.29-94.

9. Константинова Н.А. Род Tetralophozia (R.M. Schust.) Schljakov (Lophoziaceae, Hepaticae) в России // Arctoa. 2002. Т. 11. C.45-52.

10. Константинова Н.А. Печеночники Керженского заповедника (Нижегородская область, Европейская-часть России) // Arctoa. 2004. Т. 13. С. 89-99.

11. Константинова Н.А. Новый для России род Anastrepta (Lindb.) Schiffn. (Lophoziaceae, Hepaticae) // Бот. журнал. 2007. Т. 92. №12. С. 1934-1938.

12. Константинова Н.А., Потемкин А. Д., Шляков Р.Н. Список печеночников и антоцеротовых территории бывшего СССР// Arctoa. 1992. Т. 1-2. С. 87-127.

13. Ней М., Кумар С. Молекулярная эволюция и филогенетика. Киев: КВ1Ц. 2004.418 с.

14. Потемкин А.Д. Эволюция, филогения и классификация семейства Scapaniaceae (Hepaticae). Автореф. дис. . д-ра биол. наук. С-Пб., 2001.

15. Потемкин А.Д. О систематическом положении и таксономическом статусе родов Schistochilopsis (N. Kitag.) Konstantinova и Obtusifolium S.W. Arnell (Lophoziaceae, Hepaticae) // Новости систематики низших растений. 2005. Т.38. С. 362-365.

16. Потемкин А.Д. Marchantiophyta, Bryophyta, Anthocerotophyta особые пути гаметофитного направления эволюции высших растений //Бот. Журнал. 2007. Т. 92. № 11. С. 1625-1651.

17. Троицкий А.В., Игнатов М.С., Боброва В.К., Милютина И.А. Вклад геносистематики в современное представление о филогении и системе моховидных//Биохимия. 2007. Т. 72. № 12. С. 1690-1704.

18. Шляков Р.Н. Massula (К. Mull.) Schjak.- новый род комплекса Lophozia Dum. s.l. // Нов. сист. низш. раст. 1972. Т. 9. С. 310-318.

19. Шляков Р.Н. Систематичекие заметки по семейству Lophoziaceae Cavers // Нов. сист. низш. раст. 1973. Т. 10. С. 287-302.

20. Шляков Р.Н. Заметки по систематике печеночников (Hepaticae s. str.) // Нов. сист. низш. раст. 1975. Т.12. С.307-317.

21. Шляков Р.Н. Печеночные мхи. Морфология, филогения, классификация. JL, 1975. 148 С.

22. Шляков Р.Н. Новые комбинации и таксоны антоцеротовых и печеночников//Новости сист. низш. раст. 1976. Т. 13. С. 225-229.23