Популяционная структура и молекулярная систематика видов Larix Mill

Семериков, Владимир Леонидович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Популяционная структура и молекулярная систематика видов Larix Mill
ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Популяционная структура и молекулярная систематика видов Larix Mill"

□03056058

На правах рукописи

Семериков Владимир Леонидович ПОПУЛЯЦИОННАЯ СТРУКТУРАМ МОЛЕКУЛЯРНАЯ СИСТЕМАТИКА ВИДОВ

ЬАЫХЫШ,.

03.00.05 - ботаника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Екатеринбург - 2007

003056058

Работа выполнена в Институте экологии растений и животных Уральского отделения РАН

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Махнев Африка» Кузьмич

доктор биологических наук, профессор

Мухин Виктор Андреевич

доктор биологических на}« Путепихпн Валерий Петрович

Ведущая организация - Институт общей генетики им.

Н.И. Вавилова РАН

Защита состоится « 2007 г. в час. на заседании диссерта-

ционного совета Д 004.005.01 при Институте экологии растений и животных УрО РАН по адресу:

620144, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202 Fax: 8 (343) 260-82-56 E-mail: common@ipae.uran.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института экологии растений и животных УрО РАН

Автореферат разослан

¿г

» 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук

М.Г.Нифонтова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. История биоты является важнейшей целью эволюционной науки. Изучение эволюционных преобразований живых организмов неотделимо от изучения динамики ландшафтов, климата и всей географической обстановки, в которой происходят эти преобразования. На протяжении всего четвертичного периода умеренные широты находятся под воздействием климатических циклов оледенений и межледниковий. Эти флуктуации сильнейшим образом влияют на расположение ареалов и демографию видов животных и растений, что оставляет отпечаток на структуре их генетической изменчивости. Благодаря этому анализ генетической изменчивости того или иного вида даёт возможность получения информации о его прошлом и прошлом вмещающих его ландшафтов. Исследования ряда представителей европейской и североамериканской биот выявили особенности структуры генетической изменчивости этих видов, указывающие на расположение ледниковых рсфугиумов - районов, где теплолюбивые виды скрывались в холодные эпохи, и на пути их расселения из этих рсфугиумов в послеледниковое время (Comparative phylogeography..., 1998; Hewitt, 2000). Результаты этих исследований дополняют данные палеогеографии, полученные с помощью стратиграфии, палинологии, палеозоологии и климатологии, что важно в связи с присущими последним методам ограничениями, главное из которых - неполнота данных. В отличие от Западной Европы и Северной Америки, палеогеография востока Северной Евразии и биогеография видов животных и растений этой области исследована недостаточно. В настоящей работе я представляю результаты изучения структуры генетической изменчивости представителей рода Laiix - важных элементов бореальных лесов Евразии и Северной Америки.

Цели и задачи работы. Перед исследованием были поставлены следующие задачи:

1. Оценить величину и структуру изменчивости маркеров ядерного, хлоро-пластного и митохондриального геномов у наиболее распространенных видов Larix.

2. Проверить гипотезу о подразделенное™ сибирской лиственницы на две географические расы - западную {L. sukaczewii Dyl.) и восточную (L. sibirica Ldb.).

3. Определить возможные области расположен!«; ледниковых рсфугиумов лиственницы сибирской и пути её расселения по современному ареалу.

4. Исследовать характер генетического взаимодействия лиственниц сибирской и даурской (I. gmelinii Rupr.) и особенности генетических потоков, связанных с переносом пыльцы и семян в зоне интрогрессивной гибридизации этих видов.

5. Исследовать генетическую структуру восточно-сибирских и дальневосточных лиственниц, определить генетические взаимоотношения отдельных видов, проверить гипотезу о гибридном происхождении некоторых дальневосточных популяций.

6. Изучить филогению видов Ьапх, подтвердить или опровергнуть гипотезу о конфликте филогенетических реконструкций, основанных на хлороггластной и ядерной ДНК.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Подобно многим ветроопыляемым видам растений, имеющим большие размеры популяций и протяженные ареалы, лиственницы характеризуются значительной внутрипопуляционной изменчивостью и невысокой долей межпопу-ляционного внутривидового разнообразия по ядерным генетическим маркерам. В то же время по цитоплазматическим маркерам внутрипопуляционная изменчивость может быть снижена, а доля межпопуляционного разнообразия увеличена, по сравнению с ядерными маркерами.

2. Характер дифференциации популяций лиственницы сибирской по ядерным, хлоролластным и митохондриальным генетическим маркерам подтверждает самостоятельность её западной расы - лиственницы Сукачева, а генетические отношения митохондриальных галлотипов лиственниц сибирской и Сукачева указывают на происхождение последней от сибирской лиственницы.

3. Географическое распределение митохондриальных гаплотипов у лиственницы сибирской позволяет делать выводы о расположении рефугиумов лесной растительности во время последнего оледенения. Выделяются области, населенные популяциями, имеющими относительно однородные частоты митохондриальных гаплотипов:

Урал и прилегающие территории Западной Сибири, Алтай и Тянь-Шань,

район, примыкающий к южной оконечности Байкала, оставшаяся часть ареала сибирской лиственницы.

Наличие этих группировок популяций, вероятно, обусловлено их индивидуальным происхождением яз отдельных популяций - рефугиумов. В частности, единство пула митохондриальных гаплотипов севера Сибири и саянских популяций может быть объяснено расселением лиственницы в послеледниковое время из горных рефугиумов юга Сибири, а сходство популяций Алтая и Тянь-Шаня позволяет предполагать их общее послеледниковое происхождение.

4. Асимметрия в пространственном распределении ядерных видоспеци-фичных маркеров, митохондриальных и хлоропластных гаплотипов в зоне ин-трогрессивной гибридизации лиственниц сибирской и даурской подтверждает вывод о вытеснении первого вида вторым.

5. В гибридной популяции обнаружены гаплотипы, возникшие путем рекомбинации митохондриальных гаплотипов сибирской и даурской лиственниц.

6. Структура изменчивости митохондриальной и ядерной ДНК проливает свет на взаимоотношения сибирских и дальневосточных лиственниц: митохон-дриальные гаплотипы ольгинской лиственницы являются предковыми по отношению к гаплотипам сибирской, даурской и камчатской (¿. кшЫяскаПса (Влрг.) Сагг.) лиственниц. На Дальнем Востоке имеется зона интрогрессивной гибридизации лиственниц даурской и ольгинской. Гибридные популяции имели промежуточные по отношению к родительским видам значения частот алло-зимных локусов, у них были специфичные митохондриальные гаплотипы,

предположительно являющиеся продуктами рекомбинации гаплотипов родительских видов. В то же время подтверждается генетическая самостоятельность популяций юга Сахалина (L. kamtschatica) и популяции окрестностей г. Магадана (L. ochotensis Kolesn.).

7. Филогенетические реконструкции рода Larix, основанные на изменчивости ядерной ДНК и хлоропластной ДНК, были не конгруэнтны в отношении позиции лиственницы сибирской. В остальном обе реконструкции соответствуют друг другу и позволяют сделать выводы об истории происхождения современных таксонов.

Научная новизна. В работе впервые получены сравнимые данные по ал-лозимной изменчивости у большинства видов лиственниц. Впервые изучена структура изменчивости хлоропластной, митохондриалыюй и ядерной ДНК видов Larix. Впервые для популяциояных исследований лиственниц применены такие молекулярные маркеры, как RFLP (полиморфизм длин рестриктных фрагментов) с использованием метода Саузерн-блот, PCR-RFLP (рестриктный анализ ПЦР-продукта), анализ хлоропластных микросателлитных локусов, AFLP (полиморфизм длин амплифицированных фрагментов). Впервые найдено генетическое подтверждение существования западной расы сибирской лиственницы - лиственницы Сукачева (L. sukaczewii). Впервые с помощью генетических маркеров трех геномов - ядерного, хлоропластного и митохондриально-го - изучены популяции в зоне интрогрессивной гибридизации лиственниц сибирской и даурской. Впервые получено генетическое подтверждение интрогрессивной гибридизации между лиственницами Дальнего Востока и Восточной Сибири и гибридного происхождения некоторых ранее выделенных таксонов. Впервые для хлоропластного и ядерного геномов получены филогенетические реконструкции рода Larix, имеющие высокое разрешение. Впервые для филогенетических реконструкции лиственниц использованы маркеры AFLP и PCR-RFLP.

Практическое значение. Результаты исследований имеют важное значение для разработки программ по сохранению генетического разнообразия лесо-образуюгцих видов, поскольку выявляют исторически обособленные, уникальные группы популяций, нуждающиеся в сохранении их генетической самобытности. Результаты исследований могут быть использованы в ВУЗах для преподавания ботаники, популяционной генетики, экологии, биогеографии и лесоведения.

Апробация работы. Основные результаты и положения работы были представлены и обсуждались на семи научных конференциях:

Трёх международных: « "Larix-9%" TUFRO International Symposium», Красноярск, Россия, 1998; "Dynamics and Conservation of Genetic Diversity in Forest Ecosystems", Strasbourg, France, 2002; международная конференция «Лесные экосистемы Северо-Восточной Азии и их динамика», Владивосток, Россия, 2006;

Четырёх всероссийских: «Вид и его продуктивность в ареале», VI совещание ио программе ЮНЕСКО "Человек и биосфера", С.-Петербург, 1993; «Жизнь популяций в гетерогенной среде», 2 Всерос. популяц. семинар, Йош-

кар-Ола, 1998; «Структурно-функциональная организация и динамика лесов» всерос. конф., посвящ. 60-летию Ин-та леса им. В. Н. Сукачева и 70-летию образования Краснояр. края, Красноярск, 2004; К популяционный семинар, Уфа, 2006.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 256 страницах, состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы (377 наименований, в том числе 296 на иностранных языках), иллюстрирована 20 рисунками, содержит 22 таблицы.

Глава 1. ИЗУЧЕНИЕ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ИСТОРИИ ВИДОВ РАСТЕНИЙ С ПОМОЩЬЮ ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ

1.1. Послеледниковая реколонизация Северной Евразии лесными видами и её генетические эффекты. Климату Земли характерны значительные циклические колебания с периодами порядка 100 000 лет, обусловленные особенностями орбитального движения планеты (Bennett, 1997). В ходе последнего ледникового максимума около 18 000 лет назад значительная часть Северной Америки, Скандинавия и часть шельфа северных морей были заняты покровными ледниками, и даже территории, удаленные от края ледника, имели суровые условия, не пригодные для существования растительности современного облика. Только вокруг Средиземного моря (Huntley, Birks, 1983; Comparative phylogeography..., 1998; Hewitt, 1999), в Карпатах, на северном побережье Черного моря, на Кавказе, на Южном Урале, в Монголии, на юге Дальнего Востока климатические условия позволяли сохраняться рефугиумам древесной растительности (Last glacial maximum..., 2000).

Опосредованная ледниковыми циклами, длительно-периодическая динамика популяций теплолюбивых видов имеет вполне определенные последствия для их генетической структуры. В ходе ледниковых фаз дрейф генов в изолированных, малочисленных популяциях рефугиумов приводит к накоплению генетических различий между ледниковыми популяциями. В межледниковые фазы виды расселяются из рефугиумов, и генетические потоки постепенно выравнивают эти различия, но при этом возникают новые неоднородности в пространственном распределении генетической изменчивости, обусловленные эффектом основателя, сопровождавшем процесс расселения (Colonisation..., 1997; Clark, 1998). Характер генетической изменчивости и её пространственное распределение может служить источником информации о демографическом прошлом того или иного вида - расположении ледниковых рефугиумов, времени начала по-пуляционного роста, путях послеледникового расселения вида и т.д. Многочисленные исследования генетической изменчивости представителей умеренной биоты Европы выявили характерные черты в географическом распределении изменчивости, указывающие на расселение видов из ледниковых рефугиумов (Hewitt, 1999; Comparative phylogeography... 1998). Таким образом, резуль-

таты молекулярно-генетических исследований дополняют данные палинологии, биостратиграфии, палеозоологии в палеогеографии.

1.2. Популяционные эффекты гибридизации у растений и их изучеиие. Гибридизация между родственными видами и между исторически обособившимися внутривидовыми подразделениями представляет собой частое явление в жизни растений, имеющее разнообразные эволюционные и популяционно-генетнческие эффекты. Интрогрессия, при которой обеспечивается перенос генов между видами, продуцирует новые генные комбинации и, соответственно, расширяет иоле деятельности естественного отбора (Avis, 1994). При гибридизации также могут возникать виды, репродуктивно изолированные от родительских и способные существовать независимо (Grant, 1989).

1.3. Молекулярные маркеры, используемые в популяционно-генетических и филогенетических исследованиях растеши! Точность пространственно-временных реконструкций определяется разрешением метода в отношении географической структуры и филогении. Географическое разрешение обусловлено величиной генетических потоков, сопутствующих используемым маркерам - меньшая величина генетических потоков определяет лучшее географическое разрешение маркеров, при том что наследуемость маркера по линии одного пола улучшает возможности филогенетических реконструкций. В связи с этим унипарентально наследуемая хлоропластная ДНК имеет особую ценность в филогеографических исследованиях большинства покрытосеменных растений. В отличие от них, у видов сем. Pinaceae митохондриальная ДНК наследуется по материнской линии, а хлоропластная - по отцовской. Митохондриальная ДНК успешно используется для выявления прошлых колонизационных процессов у многих видов хвойных (например, Direct and indirect..., 1998; Tsumura, Suyama 1998; Wu et al. 1998; Latta, Mitton 1999; Mitton et al., 2000; Patterns in variation..., 2000; Haplotype variation..., 2001; Tandem repeats..., 2001; Richardson et al, 2002; Maternal lineages..., 2002; Burban, Petit, 2003; Johansen, Latta, 2003; Genetic diversity of nuclear..., 2003; Jaramillo-Correa et al., 2004; A mitochondrial DNA..., 2005). Поскольку генетические потоки по митохондриаль-ной ДНК у Pinaceae опосредованы переносом относительно малоподвижных семян, митохондриальные маркеры позволяют более эффективно, чем хлоро-пластные и ядерные маркеры, выявлять прошлые колонизационные процессы. Однако, в силу низкой скорости точковых мутаций мтДНК и её склонности к внутримолекулярным рекомбинациям (Newton, 1988; Palmer, 1992), хлоропластная ДНК (хлДНК) может быть хорошей альтернативой при выборе маркеров филогеографических исследований, благодаря наличию высокоизменчивых хлоропластных микросателлитных локусов (A set of primers..., 1996).

Хотя цитоплазматические маркеры и являются во многих отношениях идеальными для изучения фитогеографии растений, следует учитывать то обстоятельство, что ДНК цитоплазматического генома представляет собой один ло-кус, независимо от того, как много маркеров анализируется. Это означает, что для получения надежных выводов об истории популяции необходимо иметь большое количество неспепленных маркеров, что возможно только при использовании ядерных маркеров (Nordborg, 2001). В их числе, помимо аллозимов,

для популяционно-генетических и филогеографических исследований широко применяются ядерные микросателлиты и AFLP (полиморфизм длин амплифи-цированных фрагментов).

ГЛАВА 2. ВИДЫ LARIX Я ИЗУЧЕНИЕ ИХ ИЗМЕНЧИВОСТИ

2.1. Ареалы и систематика видов лиственниц. Род Larix Mill. (Pinaceae) включает около 15 видов листопадных хвойных деревьев, входящих в состав широтного и высотного пояса таёжных лесов Северного Полушария (Рис. 1). Морфологическому разнообразию и систематике лиственниц посвящен целый ряд работ: Patschke, 1913; Szafer, 1913; Сукачев, 1924, 1931; Pilger, 1926; Ostenfeld, Syrach-Larsen, 1930; Колесников, 1946; Дылис, 1947, 1959, 1961; Бобров, 1972; Круклис, Милютин, 1977; Абаимов, Коропачинский, 1984; Farjon, 1990; Путенихин и др., 2004. Род традиционно разделяют на основании признака соотношения длин кроющих и семенных чешуй женских шишек на две секции Multiseriales и Pauciseriales (Patschke, 1913). Кроющие чешуи лиственниц секции Multiseriales превышают по длине семенные чешуи, а у лиственниц секции Pauciseriales нет. Виды обоих секций присутствуют как в Северной Америке, так и в Евразии, но Multiseriales обитают в более низких широтах (26° -36° с.ш..) по сравнению с видами Pauciseriales (35° -73° с.ш..). Отсутствие у видов лиственниц репродуктивных барьеров, как полагает Е.Г.Бобров (1972), определяет широкое распространение на значительной части русского Дальнего Востока и в северо-восточном Китае гибридов лиственниц ольгинской, даурской, Каяндера (L. cajanderi) и камчатской, которые, благодаря гибридизации, образуют множество морфологически различных форм, описанных В.Н.Сукачевым (1931), Б.П.Колесниковым (1946) и Н.В.Дылисом (1961): L. maritima Sukacz., L. lubarskii Sukacz., L. ochotensis Kolesn., L. middendorfii Kolesn., L. amurensis Kolesn., L. komarovii Kolesn.

Опубликованные работы по филогении Larix с использованием анализа хлоропластной ДНК (Interspecific relationship..., 1995; Qian et al., 1995; Wei, Wang, 2003; Species-diagnostic markers..., 2005) давали довольно неожиданные результаты, хотя и не имели достаточной статистической поддержки клад. В частности, секции Pauciseriales и Multiseriales оказались парафилетичными. Выявлялось три основные клады - лиственницы Северной Евразии, Америки и Южной Азии. L. sibirica не входила в состав североевроазиатской клады, и её филогенетическое положение было неопределенным. Анализ филогении с использованием последовательностей внутреннего транскрибируемого спейсера рибосомальной ДНК (ITS) (Gemandt, Liston, 1999; Wei, Wang, 2004a) делит род на евроазиатскую и американскую группы видов с подразделением евроазиатской клады на североевразиатскую и южноазиатскую субклады, и включает L. sibirica в североевроазиатскую субкладу.

Недостаток уровня разрешения полученных филогенетических реконструкций и противоречия между хлоропластными и ядерными данными потребовали дополнительных исследований молекулярной систематики рода Larix с использованием изменчивости ядерного и хлоропластных геномов.

60 80 100 120 Рис. i. Ареалы видов Larix, согласно Е.Г.Боброву a) L. decidua Mill.; b) L sibirica Ldb.; c) L. gmetinii Rtipr.; d) cajanderi Mayr; e) L. olgcnsis A. Henry; f) L. kamtschaííca (Ruprj Carr, ; g) L. leplolepis Sieb, et Zucc.; h) L. principis-rupprechtii Mayr; i) L. griffithiana (Lindl, et Gord.) Carr.; j) L. potaninii Batal,; k) L. maslersiana Rehd. et Wils.; I) L. laricina (Du Roi) C, K.och; m) L. occidentals Nutt.; n) L. lyallii Pari.; к) гибриды L. gmelinii, L. cajanderi, L, olgensis и L. kam-tschalica. Пунктирной линией проведена примерная граница ареалов западной расы L. sibirica - (£. sukaczewii Dyl.) и восточной. Цифрами отмечены изученные популяции.

2.2. Геологическая история лиственниц. Самые ранние находки лиственниц были обнаружены в эоценовых отложениях острова Аксель-Хейберг в канадском арктическом архипелаге (LePage, Basinger, 1995) и в Айдахо (Axelrod, 1998; Erwin, Schorn, 2005). В олигоцене лиственница всё ещё редка. Она отмечалась на Камчатке (Гладенков и др., 1991), на Урале (Дорофеев, 1970) и в отложениях бух. Сизиман в Хабаровском крае (Блохина, 1985). В связи с активизацией орогенеза, в миоцене климатическая обстановка существенно изменилась. В умеренном поясе Северного Полушария неогеновое похолодание привело к сокращению обилия видов Taxodiaceae и началу господства Pinaceae (Толмачев, 1954; The Geobiology..., 2005). С миоцена Larix встречается во многих местах Северной Евразии, включая Западную Европу, Урал, Восточную Сибирь, Камчатку, Японию (Криштофович, 1934; Маско, 1957; Tanai, Опое, 1961; Gaussen, 1966; Дорофеев, 1969,1970,1972; Ахметьев, 1973; Бобров, 1978; Блохина, 1984, 1985; Пименов, 1986, 1990; LePage, Basinger, 1995) и Северную Америку (Wolfe, 1964; Axelrod, 1964, 1991; Matthews, 0venden,1990).

Изучение позднетретичных флор северо-востока Азии (Васьковский, 1959; Дорофеев, 1969) обнаружило их явное сходство с современными умеренными флорами Северной Америки и Японии, благодаря присутствию в них ряда американских и японских видов сосен, елей, тсуги, ореха серого. Лиственница, найденная среди этих экзотических видов, была определена как L. omoloica Dorof. = L. occidentalis Nutt. foss. — вид, ныне распространенный в горах запада Северной Америки. Это позволяет предполагать, что ещё в плиоцене сохранялись условия для миграций и генетических обменов между популяциями лиственниц Евразии и Северной Америки. Дальнейшее похолодание привело к разрыву единой зоны бореальных лесов и возникновению барьера между её азиатской и американской частями. Оценки времени дивергенции между родственными видами - представителями умеренной флоры Восточной Азии и Северной Америки, сделанные на основе последовательностей фрагментов хлоропла-стной ДНК (Timing..., 2000), варьируют от середины до конца третичного периода. Учитывая то обстоятельство, что лиственницы являются более холодостойкими растениями по сравнению с включенными в указанный обзор видами, можно полагать, что дивергенция американских и евроазиатских лиственниц произошла в конце третичного периода. С начала плейстоцена (Васьковский, 1959) лиственницы северо-востока Сибири уже имели облик, близкий современным сибирским видам.

Лиственница сибирская (или возможно её предок) присутствовала на северо-востоке Сибири до второго межледниковья, а в более позднее время там отмечалась только даурская (L. gmelinii) лиственница (Васьковский, 1959; Дылис, 1961). В своих публикациях Дылис (1947, 1959, 1961), отмечая палеонтологические свидетельства восточносибирского происхождения сибирской лиственницы и её последующего замещения лиственницей типа L. gmelinii, приводит данные по современной границе между этими двумя видами лиственниц. Он указывает на ряд фактов, свидетельствующих о прогрессирующем вытеснение даурской лиственницей лиственницы сибирской.

2.3. Фенотипическая изменчивость лиственниц. Изучение фенотипиче-ской изменчивости сибирских и дальневосточных видов лиственниц (Колесников, 1946; Дылис, 1947, 1959, 1961; Круклис, Милютин, 1977; Путенихин и др., 2004) выявило некоторые черты географической структуры популяций этих видов и позволило сформулировать ряд гипотез, касающихся истории, систематики, эволюции этих видов, гибридных процессов, происходящих в зонах контактов ареалов видов и долговременных трендов в их фитоценотических позициях.

Опираясь на огромный массив данных по изменчивости морфометриче-ских признаков генеративных и вегетативных органов образцов лиственницы сибирской, собранных практически со всего ареала, Н.В.Дылис (1947) исследовал географические закономерности этой изменчивости. Была показана дифференциация сибирской лиственницы на западную (L. sukaczewii) и восточную (L. sibirica) географические расы и очерчены их границы (Дылис, 1947). Также на основе изучения пространственного распределения видоспецифических морфологических признаков была подробно исследована зона интрогрессивной гибридизации между даурской и сибирской лиственницами, и изучен характер изменчивости признаков внутри неё (Дылис, 1959; Круклис, Милютин, 1977).

Было изучено многообразие морфологических форм лиственниц Восточной Сибири и Дальнего Востока (Колесников, 1946; Дылис, 1961). Показано, что наибольшей величины оно достигает на юге Дальнего Востока и вдоль побережья Японского и Охотского морей. Эти работы, благодаря большому фактическому материалу, позволили описать границы распространения бесспорных видов - лиственниц даурской, ольгинской и камчатской, выявить внутривидовую структуру отдельных видов, высказать предположение о генетической самостоятельности лиственницы охотского побережья (Колесников, 1946), сформулировать гипотезу о роли интрогрессивной гибридизации в формировании структуры изменчивости дальневосточных лиственниц.

2.4. Изучение генетической изменчивости лиственниц с применением молекулярных и кариологических методов. Молекулярные исследования видов лиственниц с целью оценки генетической изменчивости, изучения попу-ляциошгой структуры, гибридогенных процессов и филогенетических реконструкций проводились с конца 80-х годов в России и за рубежом.

Наиболее многочисленны были исследования аллозимного полиморфизма (Cheliak et al., 1988; Аллозимный полиморфизм..., 1989; Lewandowski, Mejnartowicz, 1991а, 1991с; Liu, Knowles, 1991; Ying, Morgenstern, 1991; Maier, 1992; Семериков, Матвеев, 1995; Study of natural..., 1995; Потенко, Разумов, 1996; Генетическая структура уральских..., 1998; Semerikov et al., 1999; Semerikov, Lascoux, 1999; Zhao et al., 2001; Путенихин и др., 2004; Ларионова и др., 2004; и др.). Относительно недавно для популяционно-генетических исследований лиственниц стали применяться методы, учитывающие изменчивость ДНК: RAPD (random amplified polymorphic DNAs - случайно амплифицированные изменчивые фрагменты ДНК) (Генетическая изменчивость..., 2004). Khasa et al. (Isolation... 2000) и Isoda, Watanabe (2006) разработали 14 и 19 ядерных микросателлитных маркеров для L. kaempferi (Lamb.) Sarg, и L. lyallii, соответственно. Ряд работ было направлено на изучение у видов лиственниц изменчивости рибосомальной ДНК

(Gernand, Liston, 1999; Wei et al., 2003; Wei, Wang, 2004a), изменчивости последовательностей гена 4-кумарат: коэизим А лигаза (Wei, Wang, 2004b). Wei и Wang (2003) изучали филогенетические отношения видов Lara на основании сиквенса фрагмента tmT-trnF.

Глава 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

3.1. Материалы и методы, использованные при изучении генетической изменчивости видов Larix с помощью аллозимиого анализа. На Рис. 1. представлены изученные виды, число популяций и их местоположение. В 40 популяциях было проанализировано по 30-50 отдельных растений. Использовано 12 ферментных систем и идентифицировано 16 аллозимных локусов. Белки электрофоретически разделяли в полиакриламидном геле с использованием трис-ЭДТА-боратной буферной системе (pH 8.0). Данные анализировались с использованием программ BIOSIS-2 (Swofford, Seiander, 1981), NTSYS-pc (Rohlf, 1998), GENEPOP(version 2; Raymond, Rousset 1995), Fstat (version 1.2; Goudet, 1995), PHYLIP (Felsenstein, 1993).

3.2. Материалы и методы, использованные при изучении генетической изменчивости Larix на видовом уровне с помощью анализа ДНК. Популяции видов Larix были представлены образцами хвои и семян (Рис. 2). Собранная хвоя первоначально хранилась в жидком азоте, а затем при -70°С. ДНК выделяли из 0.2-0.5g хвои в соответствии с протоколом (A genetic linkage map..., 1996), с небольшими модификациями. После измерения концентрации ДНК с помощью флуорометра (Hoefer DyNaQuant 200) были приготовлены образцы ДНК с концентрацией Юнг/мкл в буфере ТЕ0.1. (ЮтМ трис-HCl pH 8.0, O.lmM EDTA).

3.2.1. Материалы и методы, использованные в анализе генетической изменчивости с помощью AFLP. Протокол AFLP (AFLP..., 1995) включал пять этапов: 1) Рестрикция ДНК двумя рестриктазами - EcoRl и Ms el с одновременным дотированием адаптеров. Адаптер Eco состоял из двух олигонуклеоти-дов: EI-ol.l - CTCGTAGACTGCGTACC и EI-ol.2 AATTGGTACGCAGTC. Адаптер Mse состоял из Msel-ol.l GACGATGAGTCCTGAG и Msel-ol.2 TACTCAGGACTCAT. 2) ПЦР амплификация получившихся фрагментов с помощью нрсселективных праймеров, несущих два селектирующих нуклеотида Eco-pre AGACTGCGTACCAATTC+AC и Msel-pre

GATGAGTCCTGAGTAA+CC.

3) Амплификация разбавленных продуктов с помощью трёх пар селективных праймеров Eco+ACG, Msc+CCTC; Eco+ACG, Mse+CCAC; Eco+ACG, Mse+CCCA. Праймер Eco был радиоактивно меченым с помощью уЗЗР АТР.

4) Элсктрофоретпческое разделение фрагментов в денатурирующем 6% полиакриламидном геле.

5) Радиоавтография геля. В результате интерпретации радиоавтографов была получена матрица бинарных признаков присугствия-отсутствия фрагментов у каждого индивидуума размером 188 фрагментов на 361 индивидуум. Дальнейший анализ проводился с помощью программы GenAlEx 6 (Peakall,

Рис. 2. Ареалы видов 1апх в Северной Евразии и расположение выборок, изученных с помощью АИи1, хлоропласт пых микросатс плитных локусов и маркеров митохондриальной ДНК, основанных па методике ПДРФ-Саузерн-блот (шесть комбинаций проба/энзим) и методике ПЦР-ПДРФ (три ПЦР фрагмента). Представлены также частоты митохондрмальпых гаплотипов в популяциях (круговые диаграммы)

Smouse, 2005), NTSYS-pc v. 2.02h (Rohlf, 1998) и PHYLIP (ver. 3.6. http://evolution.gs.washington.edu/phylip.html, Felsenstein, 1993). Для популяци-онных сравнений применялся РСА, использующий генетические дистанции D (Nei, 1972), вычисленные на основании частот фрагментов в популяциях. Использовалась также кластеризация популяций с помощью метода невзвешен-ных парно-групповых средних (UPGMA).

3.2.2. Материалы и методы, использованные в анализе изменчивости хлоропластной ДНК с помощью микросателлитных локусов. Были оценены возможности амплификации и полиморфизм у Larix для следующих пар прай-меров хлоропластных микросателлитных локусов: Pt9383, Ptl5169, Pt26081, Р130204, Pt36480, Pt41093, Pt45002, Pt48210, Pt51873, Pt63718, Pt71936, Pt87268 и Pt 110048, разработанных на основе полного сиквенса хлоропластного генома сосны Тунберга (Pinus thunbergii) (A set of primers..., 1996). Изменчивыми и устойчиво амплифицируемыми были признаны Pt9383, Pt26081 и Pt30204. Продукты ПЦР-амплификации микросателлитных фрагментов разделялись в 6% полиакриламидном денатурирующем геле и выявлялись посредством серебряного окрашивания.

Четвертый микросателлитный локус был получен путем разделения на полиакриламидном геле и серебряного окрашивания продукта рестриктной реакции с помощью рестриктазы Hpall фрагмента trnL-trnV (Parducci, Szmidt, 1999). Микросателлит содержался в одном из рестриктных фрагментов.

При интерпретации размерных вариантов микросателлитов наиболее короткому из фрагментов присваивался номер 1, фрагменту длиннее на один нук-леотид — номер 2, и т.д. Каждая комбинация вариантов размеров четырёх анализируемых микросателлитов интерпретировалась как гаплотип.

Статистическая обработка полученных результатов анализа осуществлялась с использованием пакета программ Arlequine 2.000 (Shneider et al., 2000). Для каждой популяции вычислялись число гаплотипов и параметр внутрипопу-

ляционной изменчивости Н = —— íl-Уг |, где п - размер выборки, к — число

л-Ч tí )

гаплотипов, и p¡ - частота г'-го гаплотипа в популяции (Nei, 1987). Анализ молекулярной вариации AMOVA (Weir, Cockerham, 1984) использовался для изучения распределения суммарной генетической изменчивости по иерархическим уровням: F[S - внутрипопуляционная изменчивость, FST - межпопуляционная изменчивость, Fsc - компонента изменчивости, связанная с различием популяций внутри априорно сформированных групп (в данном случае - таксонов), FCT - компонента изменчивости, связанная с межгрупповыми различиями (различиями между таксонами). Статистическая значимость индексов фиксации оценивалась с помощью непараметрического подхода (Excoffieret al., 1992).

При вычислении F-статистик помимо частот гаплотипов учитывалось генетическое расстояние между гаплотипами, в качестве меры которой использовалась сумма квадратов разниц в числе повторов по всем четырем микросателлитам (Slatkin, 1995). Информация о числе повторов также использовалась для вычисления парных RSj. Парные FST использовались в качестве межпопуляци-онных генетических дистанций. На их основе осуществлялась ординация попу-

ляций посредством анализа главных координат (РСА) с использованием NTSYS-pc (Rohlf, 1998).

3.2.3. Методы, использованные в анализе изменчивости митохондриальной ДНК с помощью методик Саузерн-блот и ПЦР-ПДРФ. Порции по 3-5мкг ДНК расщеплялись по отдельности рестриктазами EcoRV, ВатШ, Hind III and Dra I согласно протоколу производителя (Fermentas). Рестриктные фрагменты разделялись при 1.5V/cm в 0.8% агарозном геле в течение 12 часов в IX буфере ТАЕ. После электрофореза ДНК переносилась на нейлоновую мембрану HybondN+ с помощью щелочного метода. Пробы (зонды) митохондриальной ДНК готовились посредством ПЦР из геномной ДНК Larix с использованием пар «универсальных» праймеров. Они включали: второй интрон гена NAD1 (nadl(B-C)), (Demesure et al., 1995), третий интрон гена NAD4 (nad4(3c-4r)), первый и четвертый интроны гена NAD5 (nad5(l-2) и nad5(4-5)) (Dumolin-Lapegue et al., 1997), кодирующие последовательности генов COXI и COXIII (Tsumura, Suyama, 1998), АТР1, АТР6, СОВ, NAD3 и RPS14 (Wu et al., 1998).После гибридизации с меченной 32Р пробой мембраны экспозировались с рентгеновской пленкой для получения радиоавтографа.

В качестве дополнительных митохондриальных маркеров были использованы два митохондриальных генных интрона, ПЦР - амплифицируемых посредством «универсальных» праймеров - nad5(l-2) (Universal primers..., 1991) и nad4(3c-4r) (Dumolin-Lapégue et al., 1997), и маркер UBC460 (RAPD-derived..., 2006).

3.2.4. Материалы и методы, использованные при изучении структуры популяций лиственницы сибирской с помощью анализа изменчивости митохондриальной ДНК (посредством вновь разработанных маркеров). Выборки 3-30 растений были проанализированы в 99 популяциях лиственницы сибирской и гибридов лиственниц сибирской и даурской. Для сравнения взяты две популяции лиственницы европейской (L. decidua). Материал происходил из нескольких источников: из коллекций, использованных при изучении изменчивости видов Larix с помощью AFLP, хлоропластных микросателлитов и маркеров митохондриальной ДНК, а также из географических культур Воронежского лесотехнического университета (Дерюжкин, 1970), из географических культур стационара «Погорельский Бор» Института Леса СО РАН (Ирошников, 1977), а также из сборов в природных популяциях (Рис. 3). Для разработки маркеров митохондриальной ДНК у Larix (RAPD-derived..., 2006), основанных на ПЦР, было использовано то обстоятельство, что эксперименты с RAPD (случайно амплифицируемые изменчивые фрагменты ДНК) часто дают фрагменты мито-хондриального происхождения (Mitochondrial DNA..., 1995). Мы учитывали корреляцию между RAPD -фенотипами и основанными на методе Саузерн-блот митохондриальными генотипами (Глава 4) деревьев лиственницы в гибридной популяции «Северобайкальск». По результатам анализа отбирались фрагменты, присутствующие в продукте ПЦР особей, имеющих гаплотип L. si-birica, и отсутствующие у особей с гаплотипом L. gmelinii, или наоборот. Было отобрано четыре RAPD праймера, продуцирующих такие фрагменты: UBC460, ОРВ11, ОРС8 и OPR11. Фрагменты были клонированы и секвенированы. Далее

Т:

JCTV ^

! ty i.|

//ist«

5 vxw^'o- — ^

WVVVx ^

Cr \ / -Хк^^Шк \ / '

'ЖЛ

<\Д 1 \уЛ ,V . ^ JMVMI

X > f/r- v / Я

М . С?-

... \ /

к АН ш

ЩГ

[аплотипы _____

Н SO Y///77X)i сумма гаплспипов L2-L24 СГХ1 D

L0 U

Рис. 3. Ареалы видов Larix, расположение проанализированных выборок и частоты митохондриаяьных гаплотмпов в выделенных пунктирной линией районах (указаны в виде круговых диаграмм). Штриховой заливкой обозначена предполагаемая зона »«прогрессивной гибридизации (L aibirica х L. gmelinii) и зона контакта занадной и восточной расы U sibirtca. Прямоугольником обозначен район, представленный на

Рис. 10.

с помощью метода обратной ПЦР (Sambrook et al., 1989) были охарактеризованы их фланкирующие области и разработаны новые, специфичные прайме-ры, позволяющие амплифицировать более длинные изменчивые участки ми-тохондриальныой ДНК: UBC460 (5'- AACCTAGAGCCAACAGCAGCACCT-3' и 5 '-CCCAACTTCCTCGAAAGCAGATG-3 '), R11 (5'-

С ATCCCGTCGCTTGTTTAAT-3 ' и 5'-CCGGTTGGCACCTAAATAGA-3'), С8 (5 ' -GGATCGTAGCGTGGGA АСТА-3 ' и 5'-

AGGGAACTTGTGAACGTTGG-3'). Кроме вновь разработанных, в последующем анализе применялись два митохондриальных маркера nad5(l-2) и nad4(3c-4r) (Dumolin-Lapegue et al., 1997).

Изучение пространственной структуры изменчивости mtDNA лиственницы в пределах ценопопуляции проводилось на трансекте из 57 деревьев с расстоянием около 50 м одно от другого, заложенной вблизи пос. Туруханск.

3.3 Материалы и методы, использованные в анализе филогении видов Larix. Хвоя и семена были собраны у большинства видов Larix (Рис. 1) и у Pseudotsuga menziesii. Двадцать четыре фрагмента хлоропластной ДНК амплифицировались с использованием десяти опубликованных универсальных хлоропластных праймеров (Universal primers..., 1991; Démesure et al., 1995; Dumolin-Lapégue et al., 1997; Parducci, Szmidt, 1999). Кроме того, 14 пар праймеров были разработаны заново на основе опубликованной полной последовательности хлоропластных геномов сосны Тунберга (Loss of all ndh genes..., 1994), или созданы путем модификации существующих праймеров, взятых из работ: Demesure et al., (1995), Morton, Clegg, (1993), или неопубликованных, взятых с сайта http://www.pierroton.mra.fr/genetics/labo/cpdna.html). Последовательности праймеров и детали режима ПЦР указаны в Табл. 1. От 7 до 10 рестриктаз (из списка: A lui, НаеIII, Hinfl, Hpall, Mbo\, Rsa\, Sß3I, AspLEI, AspS9I, MseI, Taq\) было использовано для анализа каждого из ПЦР фрагментов. Продукты рестрикции разделялись в 6% полиакриламидном денатурирующем геле в течение 5000 вольт-часов с последующим «серебряным окрашиванием».

Хлоропластные данные анализировались с помощью программы PHYLIP 3.63 (Felsenstein, 2004) и методов MP и NJ.

Для анализа AFLP, использованного в филогенетическом исследовании, было взято 6 комбинаций селективных праймеров: Eco ACG х Mse ССТС, ССАС, CCGC, СССА, CCTG, CCAG. AFLP данные были представлены в виде матрицы присутствия/отсутствия (1/0) и далее анализировались с помощью программы Treecon (Van de Peer, De Wächter, 1994). Для всех пар проанализированных индивидов вычислялась генетическая дистанция (Genetic

Nx + Nv

diversity..., 1995) GDxy =--—, где NK -число «бондов», имеющихся у

N х + N у + N-çy

индивидума х, но отсутствующих у индивидуума у, Ny - то же самое для индивида у, и Nxу - число бэндов, общих для обоих индивидов. Для построения дерева использовался метод NJ, а статистическая поддержка оценивалась с помощью "bootstrap" и 1000 репликаций матрицы данных.

Таблица 1.

Фрагменты хлоропластной ДНК, использованные для филогенетического исследования Ьапх. Приведены: положение праймеров в хлоропластном геноме Р. ¡/шпЬег&у, кодирующая область, в которой расположен сайт прай-мера; последовательность праймера; предполагаемый размер фрагмента;

температура отжига "С.

Фрагмент Прай- Положение Коди- Последовательность праймера Раз- Tann

хлоропл. мер праймера в рующая мер °c

ДНК послед, хлоропл. генома Р. thunbergii послед. фрагмента

1 2 3 4 5 6 7

TF4 1 69214 tniX CATTACAAATGCGATGCTCT 1476 45

2 67738 trnf ATTTGAACTGGTGACACGAG

KQ5 1 4043 trn К2 TAAAAGCCGAGTACTCTACCGTTG 2590 46

2 6633 trnQ CTATTCGGAGGTTCGAATCCTTCC

К1К2' 1 1507 trn К GGGTTGCCCGGGACTCGAAC 2559 60

2 4066 trnK. CAACGGTAGAGTACTCGGCTTTTA

DC' 1 26429 trnC CCAGTTCAAATCTGGGTGTC 2042 56

2 28471 trnD GGGATTGTAGTTCAATTGGT

LV6 1 106059 trnL CTGCTTCCTAAGAGCAGCGT 2333 50

2 108292 trnV TTGACATGGTGGAAGTCATCA

rptëOtrnW6 1 31301 rpllO TTTTCGAACTGCTAACCAACG 2190 49

2 33491 trnW ACCTACGGCATCAGGTTTTG

psbD16S6 1 82479 psbü CCACAAAAACGAAACGGTCT 2083 49

2 84562 16S ACTAACTAATCAGACGCGAGCC

rpoCl6 1 20022 rpoCl TCGATTGAAACGAGTACGACC 2853 49

2 22875 rpoB CACTGGAGGGCCAATACCTA

es1 1 81491 psbC GGTCGTGACCAAGAAACCAC 1560 56

2 79931 trnS GGTTCGAATCCCTCTCTCTC

ST1 I 70465 IrnS CGAGGGTTCGAATCCCTCTC 1270 54

2 69195 trriT AGAGCATCGCATTTGTAATG

RF 1 9880 trnK GCGTCCATCGTCTAATGGAT 2075 55

2 11954 atp¥ GGAAATGATAGCGGACGAAA

FI 1 11802 atp¥ TGGTCAAATGCTCTTTGCTG 2837 59

2 14638 atp\ CAGGTGCTCTTCTTCCTTGG

IC2 1 14619 atp\ CCAAGGAAGAAGAGCACCTG 2604 55

2 17222 rpoC2 TGCAGGAACATCATTTCCAA

WF 1 33476 tmW ACCTGATGCCGTAGGTTCAA 2136 55

2 35611 psbF AACGGCCAACCATCTAACTG

FA 1 35642 psbV TTGGGATCAATATCGGCAAT 2287 55

2 37928 petA TGCACAGCAGGGTTATGAAA

Aorfl84 1 37910 pelA TTCATAACCCTGCTGTGCAA 1871 55

2 39780 ORF184 GAACAGAAAGCCGCTGAATC

IF I 65940 trn] CATCCAGCAGGAATTGAACC 1857 55

2 67796 trnY CCGGGATAGCTCAGTTGGTA

16SA 1 85756 16S RNA GAAGGCTGGGCTAGTGACTG 2446 62

2 88201 trnK GAGATAAGCGGACTCGAACC

4.5SChiL 1 91331 4.5S RNA GGCATCCTAACAGACCGAGA 1988 55

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4 5 6 7

2 93318 chiL AAACCTCCACAGACCACGTC

нк1 1 119000 trn H ACGGGAATTGAACCCGCGCG 1614 50

2 1521 (гаК CCGACGAGCTCCGGGTTCGA

QR2 1 6605 írnQ GGGACGGAAGGATTCGAACC 3349 59

2 9932 trnK ATTACGTCCAATAGGATTTGAA

rbcLV2 1 44448 rbcL GCTTTAGTCTCTGTTTTTGG 3585 55

2 48013 trnV CGAACCGTAGACCTTCTCGG

IL3 1 40826 psal GTAATTGCCGGAAGTAATAAGC 2445 59

2 43239 rbcL TTTGGTGGGGGAACTTTGGGACAT CCTTGGGG

СТ2 1 80627 psbC GAGCTTGAGAGGCTTCTGGG 3313 59

2 83920 trríX GCCCTTTTAACTCAGTGGTA

Demesure et al., 1995; неопубликовано; Morton, Clegg, 1993; Universal primers..., 1991; 5Dumolin-Lapegue et al., 1997; 6 Parducci, Szmidt, 1999

Глава 4. ВНУТРИ - И МЕЖВИДОВАЯ СТРУКТУРА ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ЯДЕРНОГО, ХЛОРОПЛАСТНОГО И МИТОХОН-ДРИАЛЬНОГО ГЕНОМОВ ЛИСТВЕННИЦ СЕВЕРНОЙ ЕВРАЗИИ И СЕВЕРНОЙ АМЕРИКИ, ЕЁ СВЯЗЬ С ПРОШЛОЙ И СОВРЕМЕННОЙ ДИНАМИКОЙ ПОПУЛЯЦИЙ

4.1. Структура изменчивости ядерных кодоминантных маркеров (аллозимные локусы) видов Larix. Имеется тенденция к снижению генетической изменчивости у видов, имеющих ограниченные ареалы, таких, как лиственницы ольгинская и субальпийская (L. lyallii) (Нехр =0.088 и 0.094, соответственно), хотя вид, также имеющий ограниченный ареал - лиственница европейская - имела одни из наивысших значений этих параметров: ожидаемая гетерозиготность в двух популяциях была /7ехр =0.134 и 0.194, соответственно. В то же время L. laricina, хотя и имеет один из наибольших среди изученных лиственниц размер ареала, тем не менее, характеризуется весьма невысокой изменчивостью (//схр = 0.048-0.100).

Довольно сходные значения параметров полиморфизма (среднее число аллелей, процент полиморфных локусов, наблюдаемая и ожидаемая гетеро-зиготности) обнаружены у евроазиатских видов и американской L. occiden-talis (Табл. 2).

Статистически значимый недостаток гетерозигот (Р<0.05) найден в ло-кусах Gópdh, Skdh, Pgm-A, Pgm-B, Sod-A и F-Est (глобальный тест по всем популяциям). Избыток гетерозигот при этом не обнаружен ни в одном локу-се. Обобщенные тесты по всем локусам также обнаружили недостаток гетерозигот во многих популяциях. Ясно выражены межвидовые различия в уровне межпопуляционной дифференциации: большие значения FST обнаружены у L. occidentalis и у L. sibirica в широком смысле (0.100 и 0.079), и гораздо меньшие у L. laricina, L. sukaczewii и L. gmelinii (0.026, 0.039 и 0.021 соответственно). UPGMA - дендрограмма (Рис. 4), построенная на основе частот аллелей выборок североевроазиатских лиственниц, иллюстрирует

сходство между ними. Наиболее дивергировавшими таксонами являются лиственницы японская (L. leptolepis), европейская и камчатская. Оставшиеся выборки разбиваются на ряд групп:

западные выборки лиственницы сибирской восточные выборки лиственницы сибирской

выборки лиственницы ольгинской и другие выборки континентальной части юга Дальнего Востока

выборки даурской лиственницы выборка окрестностей г. Магадана Сходство популяций лиственницы сибирской севера Западной Сибири с популяциями юга Сибири и сходство популяций Полярного Урала и Нижней

Таблица 2.

Средний размер выборки на локус, среднее число аллелей на локус (А), доля полиморфных локусов (Р), наблюдаемая и ожидаемая гетерозиготности (#obs и #exp) в 14 таксонах (40 популяций) Larix, проанализированых по локу-сам Got-A, Got-B, Dia, Pgi-A, Pgi-B, Gópdh, 6-Pgd, Skdh, Pgm-A Pgm-B, Sod-A, Sod-B, Est-F, Idh, Gdh, за исключением L. laricina, для которой отсутствуют данные по Gópdh. У L. laricina, L. occidentalis и L. lyallii дополнительно проанализирован Fdh.

Средние значения

Колич. Объем

Таксоны выбор. выборки А р* Н *

L. decidua 2 58.8 2.2 53.3 0.157 0.164

L. sukaczewii 7 51.5 1.9 60.0 0.151 0.161

L. sibirica 8 45.8 2.0 64.2 0.149 0.158

L. x czekanovskii 1 32.6 2.1 73.3 0.147 0.167

L. gmelinii 6 46.8 2.2 65.6 0.154 0.158

L. cajanderi 1 34.8 2.0 53.3 0.126 0.120

L. olgensis 3 49.3 1.8 55.6 0.099 0.098

L. kamtchatica 1 49.8 1.8 73.3 0.160 0.160

L. amurensis 1 44.4 2.3 66.7 0.160 0.178

L. ochotensis 1 47.6 2.1 66.7 0.155 0.181

L. leptolepis 1 50.8 1.8 53.3 0.117 0.133

L. laricina 3 40.6 1.6 40.0 0.076 0.076

L. occidentalis 4 46.0 1.6 43.8 0.124 0.150

L. lyallii 1 29.0 1.4 37.5 0.082 0.094

* локус считается полиморфным, если обнаружено более одного аллеля. ** Ожидаемая гетерозиготность при условии соблюдения Харди-Вайнберга. Несмещенные оценки (Nei, 1987)

■ 1 Blehnbahta! • 2 Muran

13 Иремель

4 Северна

5 Аять — 6 Вижай

.— 8 Полуй 1— 11 Пангоды

-7 Собь

Р 14 Онгудай I- 15 Пенва

-9Хадыта

j- 10 Яда 1— 16Мергень

Í12 Нумгы

17 Усть-Кут 13 Хадуто

18 Букукун f— 25 Берелех

J - 27 Кавалерово IfL 28 Шуфан 1— 30 Ванино

-26 Ольга

-19 Северобайкштьск М 23 Сковородимо "1 * 20 Муякан 421 Чара

■ 22 Нерюнгри 24 Ургал

31 Магадан 29 L. kamtschatica

32 L. leptolepis

L decidua

L. sukaczewü

L. sibiríca

L. olgensis и

гибридогенные

популяции

L. gmetinit

I L. ochotensis

-r-|

0.00

I I I I I I 1 I I I . I I L I I I I I I

0.12 0.09 0.06 0.03

Генетические расстояния D (Nei, 1978)

Рис. 4. UPGMA дендрограмма 32 евроазиатских популяций Larix, полученная на основании частот аллелей 15 аллозимных локусов и генетических расстояний Ней, D (Nei, 1987).

Оби с популяциями Среднего и Южного Урала, выявляемое по всем типам генетических маркеров, указывает на преобладание миграций юг - север (вероятно, происходивших в послеледниковое время) над миграциями восток -запад, имевших место значительно раньше.

Эти результаты подтверждают выводы Н.В.Дылиса о диффренциации сибирской лиственницы на два таксона - лиственницу Сукачева и лиственницу сибирскую. Подтверждается также генетическая индивидуальность ольгинской лиственницы, а также чрезвычайная близость к ней других дальневосточных популяций, за исключением популяций юга Сахалина (лиственница камчатская) и лиственницы охотского побережья (лиственница охотская в терминах Б.П.Колесникова).

Ординация изученных выборок с помощью РСА (Рис. 5) дополняет эти выводы:

популяции 8, 9, 11 (Полуй, Хадыта и Пангоды) имеют промежуточные значения частот, что свидетельствует об их гибридном происхождении

популяция 18 (Букукун) является гибридом лиственниц сибирской и даурской, что подтверждается её промежуточным положением на скаттер-плоте

- поп. 14 и 15 (Алтай и Западная Тува) тяготеют к лиственнице Сукачева

- поп. 25 и 30 (Индигирка и порт Ванино) являются промежуточными между даурской и ольгинской лиственницами. Это подтверждает выводы, сделанные Колесниковым, Дылисом и Бобровым на основе изучения изменчивости морфологических признаков, что на Дальнем Востоке располагается обширная зона интрогрессивной гибридизации лиственниц ольгинской и даурской.

3.0

1.5

<ч

8 о.о

е.

-1.5

-3.0

-3.0 -1.5 0.0 1.5 3.0

Рсо 1

Рис. 5 Ординация 32 популяций Larix, построенная с помощью многомерного шкалирования и матрицы генетических расстояний D (см. текст).

Номера популяций соответствуют указанным на рис. 1.

Значительное сходство между собой популяций континентальной части Дальнего Востока заставляет считать, что выделение множества морфологических форм на Дальнем Востоке в качестве отдельных видов является чрезмерным, и можно признать оправданным выделение в качестве видов лиственниц ольгинской, камчатской, охотской и даурской.

L gmelinii

L. decidua

у i L. ochotensis

,24 -V

L. kamtschatica

29 28т V-- sibirica

' L. sukaczewii

LJeptolepis

Генетические различия между L. ochotensis (Магадан) и группой таксонов L. olgensis, L. gmelinii, L. cajanderi определяются главным образом разницей в частоте единственного аллеля (Pgi-B тд) (50% в популяции Магадана (№ 31) и менее 13% во всех других популяциях), что позволяет предполагать близкое родство L. ochotensis с указанной группой. Как иллюстрирует денд-рограмма UPGMA (Рис. 4) и ординация с помощью многомерного шкалирования (Рис. 5), оценки генетических дистанций Ней и выводы классической систематики (Бобров, 1972) приводят к сходным выводам относительно близкого родства дальневосточных видов. И, наконец, генетические различия между сахалинской L. kamtschalica и японской L. leptolepis оказались значительно больше, чем между L. kamtschatica и континентальными таксонами L. cajanderi, L. ochotensis и L. amurensis (Рис. 5), подтверждая более существенное генетическое влияние на сахалинские популяции генетических потоков континентального происхождения по сравнению с возможным влиянием японской лиственницы.

4.2. Анализ генетической изменчивости видов Larix с помощью маркеров AFLP. Было проанализировано 29 популяций: 2 популяции L. decidua, 6 популяций L. sukaczewii, 9 популяций L. sibirica, 1 популяция гибридов L. sibirica х L. gmelinii, 4 популяции L. gmelinii, 1 популяция L. amurensis, 1 популяция L. kamtschatica , 4 популяции L. olgensis, 1 популяция L. leptolepis. Из 188 фрагментов AFLP 175 были полиморфны. Распределение выборок в пространстве трёх главных координат, полученное на основе частот фрагментов и генетических дистанций Nei (1978) (Рис. 6), отражает их видовую принадлежность. Основные таксоны отчётливо разделяются между собой: L. sukaczewii, L. sibirica, L. decidua; и группа восточно-сибирских и дальневосточных популяций (L. gmelinii, L. olgensis, L. kamtschatica и L. amurensis в совокупности) и L. leptolepis.

Популяция Пангоды занимает промежуточное положение между L. sukaczewii и L. sibirica. Аналогично, популяция Северобайкальск, хотя и находится в восточно-сибирской группе, однако имеет отчетливое уклонение в направлении кластера L. sibirica. Как и в случае аллозимных данных, эти результаты отражают принадлежность указанных популяций к зонам вторичного контакта лиственниц Сукачева - сибирской и сибирской - даурской соответственно. UPGMA - дендрограмма (Рис. 7) указывает на наличие естественных групп: L. sibirica- L. sukaczewii, и видов Восточной Сибири и русского Дальнего Востока, что, хотя частично и противоречит аллозимным данным, но более объяснимо с точки зрения географического расположения видов. Неожиданным, в сравнении с аллозимными данными, представляется также базальное положение L. sibirica — L. sukaczewii в отношении группы, образованной L. leptolepis и другими дальневосточными таксонами. С высокой статистической поддержкой (94%) континентальные популяции образуют монофилетическую группу (L. amurensis, L. gmelinii, L. olgensis), однако L. gmelinii и L. olgensis являются парафилетичными в отношении друг к другу. Популяция L. olgensis Кавалерово входит в группу, сформированную в основном популяциями даурской лиственницы, что можно рассматривать как

Mu гая о

"Blubnbahtal

L. si biricú Нсизвсетн:

L.sukaczewii

.Онгуг Пе*

Ег0рши1Ю

fri.mi iep

Плесецк^ Ревда

.pací

L. decidua

о Лебяжье (Л. kamt.schatica)

юярск

»j^t o , .

jKbíibúi-Можал bi к ')ребск 'Мергень ТандинскиЛ годы

Муя!

_ ,.. - Кавалере Северобапкальск ^

(L. sibirica X L gmelin?i[

L. gmelinii, /,. olgensis •Q .гибридные таксоны рХатанга ?Р90льга

1Н0 р/Шуфан

L. leptolepis

Рис. 6 Ординация изученных популяций Ьаг1х с помощью генетических дистанций 1978, вычисленных на основании частот аллелей АБЬР локусов и анализа главных координат.

j}£j-Muran

'- Bluhnbahtal

Г^ J4-;

92 И'- I

_J~ 1-Pe

L. sukaczewii

L. decidua

Верхнеуральск Егоршино Северка Ревда Плесецк Длапаевск

i-Неизвестный

'—I i-Красноярск

Щ j--Пангоды

j-Он гуда й

Мергень

711-Кызыл-Можалык

- Пенва

721- Тандинскии

I 89

L. sibirica

' Эребек Ванино I L.amurensis

611-Северобайкальск

«гО

70 '-Xa

Рис. 7 Консенсус-дерево, созданное на основе 1000 иРОМА дендрограмм, построенных для 1000 "бутстрап" репликаций матрицы частот аллелей 188 АШ> фрагментов. Числа при точках ветвления указывают на статистическую поддержку данного кластера.

Муякзн Чара

-Ургал

Кавалерово! L. olgensis Хатанга I L. gmelinii SOj—Ольга .

п 54Г Корея

L Шуфан olgensis

-Лебяжье I L. kamtschatica

L. leptolepis

L. gmelinii

свидетельство гибридного влияния на популяцию Кавалерово даурской лиственницы. Популяционные сравнения, основанные на частотах фрагментов (Рис. 7), указывают на наличие комплекса слабо дифференцированных популяций лиственниц даурской и ольгинской. Наметившееся обособление кластера L. olgensis (популяции Ольга и Шуфан) и кластера западной расы даурской лиственницы («Муякан», «Чара», «Хатанга») может быть интерпретировано либо как указание на процесс дивергентного видообразования, либо как признак вторичного контакта и гибридного поглощения одного из видов. Ординация популяций Larix подтверждает генетическую самостоятельность сахалинской L. kamtschatica, и её более близкое родство с группой L. gmelinii - L. olgensis по сравнению с японской L. leptolepis.

4.3. Результаты изучения изменчивости хлоропластной ДНК с помощью микросателлитных локусов. Двадцать девять популяций Larix были проанализированы с помощью четырёх микросателлитных локусов. Генетическая изменчивость была весьма неравномерно распределена по популяциям. Большинство популяций изученных видов лиственниц характеризуются высоким уровнем внутрипопуляционной изменчивости в хлоропластных микросателлитных фрагментах, варьирующим от 0.42 до 1.00. Исключение составляют две популяции - Muran (L. decidua) из Словакии (Н=0.00) и популяция японской лиственницы L. leptolepis (Н=0.25). Низкая изменчивость, вероятно, обусловлена небольшим размером и, в целом, маргинальным характером ареалов этих видов.

: \ Muran О.

L. decidua \ '■■

'• ^Blehnbahlal \ О.

Неизвестней с?всРкЛ>Егоршйно ÍJ прев.

верхнёуральск

О Плесецк

(Алапаевск L. leptolepis

j__"ОршйН

ОРевда

L. sukaczewii

шуфан

Красноярск Q онгудай панг'о^ыо пенва ребек рТандине'кий ^ мерсе'нь , кызыл-можалык

L sibirica

о \

Корея

L. gmelinii;. L. olgensis,\ L. kamtschatica, L amurensis'-. и т.п.

"о ,

чара Ольгг

0.00 1

гСеверо-байкальск

Рис. 8. Ординация популяций 1*апх на основании частот хлоропластных гаплотипов, выявленных с помощью четырёх микросателлитных локусов.

На Рис. 8 отражены генетические взаимоотношения популяций лиственницы по хлоропластным микросателлитным локусам. Популяции лиственниц европейской, Сукачева, сибирской и даурской образуют отдельные компактные кластеры, за исключением популяции Хатанга, что может быть вызвано малым объемом выборки. Популяции дальневосточных таксонов образуют диффузную группу вокруг кластера даурской лиственницы. Такой характер изменчивости в дальневосточных популяциях, отчасти, может являться артефактом небольшого размера выборок. Тем не менее, можно сделать ряд заключений. Во-первых, набор гаплотипов и их частоты в популяциях Ольга и Кавалерово (X. с/^еаш') весьма близок к таковым в популяциях типичной Ь. gmelinii. Это заставляет предполагать, что генетическое влияние даурской лиственницы на дальневосточные популяции очень велико, и затрагивает даже популяции «типичной» Ь. о^етгз, что объясняет чрезвычайное сходство дальневосточных популяций и популяций Ь. gmelinii по ядерным маркерам (по данным АРЬР).

Во-вторых, некоторые популяции Дальнего Востока (Корея, Шуфан, Ва-нино и Ь. кат1зс)шйса) имеют определенное сходство друг с другом (Рис.8), при заметном отличии от «типичной» даурской лиственницы. Как мне представляется, эти популяции являются генетическим реликтом эпохи, предшествующей активной экспансии даурской лиственницы на восток, когда на юге Дальнего Востока обитал вид, предковый Ь. о^епя!.? и Ь. капй.чсЬаНса.

Обращает на себя внимание отсутствие проявления «гибридности» в составе хлоропластных гаплотипов в популяции Северобайкальск: в ней были обнаружены только гаплотипы, свойственные даурской лиственнице, и отсутствовали гаплотипы сибирской лиственницы. В популяции, переходной по отношению к лиственницам Сукачева и сибирской (гибридность показана на основании аллозимных данных и АРЬР), были обнаружены хлоропласт-ные гаплотипы только одного таксона - Ь. я&тса.

4.4. Результаты анализа изменчивости митохондриальной ДНК в популяциях североевроазиатских видов ЬагЬс, проведенного с использованием методик Саузерн-блот и ПЦР-ПДРФ. Сравнение с данными по хлоропластному и ядерному геномам. Анализ изменчивости девяти мито-хондриальных маркеров, соответствующих двенадцати митохондриальным локусам, выявил 36 гаплотипов. Дерево минимальной длины митохондри-альных гаплотипов (Рис. 9) состоит из трех основных ветвей:

- ветвь, состоящая из гаплотипов даурской лиственницы и части гаплотипов лиственниц, родственных ольгинской и даурской (№ 15, 16,18, 20, 21, 22, 23, 38, 26)

- две значительно обособленные ветви гаплотипов лиственницы сибирской; первая из них включает только гаплотипы сибирской лиственницы (№ 6, 7, 8, 9, 10, 8+, 12, 27), вторая включает помимо гаплотипов сибирской лиственницы (№ ЗЬ, 5, 11, 11а, 13), два гаплотипа лиственницы Сукачева (№ 3 и За). Все три ветви соединяются между собой через группу гаплотипов ольгинской лиственницы: 30, 30', 37, 39, 39а, к которым примыкают гаплотипы камчатской (№29, 30а), японской (№41) лиственниц, и гаплотип

-я

I. дтеНпп

С о1депз!з, атигвтщ ' и х ¡иЬагзкИ

I. каггЦзсЬаНса

'/Л 1.1ер!о1ер1'8 : \ (¡еас!иа

з1Ыпса

I.. зикасге\л/И

г/Ыпса х I. дтеИпн ШИШ втигеПШ

Рис. 9, Дерево минимальной длины митохондрналы 1ЫX гаплотипов евроазиатских видов лиственниц. Гаплотипы были определены на основе изменчивости 9 изменчивых маркеров, основанных на методе Саузерн-блот и ПЦР-ПДРФ, Диаметр диаграммы пропорционален частоте соответствующего гаплотипа. Цвет диаграмм соответствует таксономической принадлежности г аплотипа.

единственного индивида L. laricma (№43). Позиция гаплотипов европейской лиственницы (№1 и 2) довольно неопределенна, и гаплотип 2 оказывается наиболее близким к гаплотипу американской L. laricina. Дерево минимальной длины указывает на независимое происхождение митотипов сибирской, даурской и камчатской лиственниц от митотипов ольгинской лиственницы. Если филогенетическая близость ольгинской лиственницы и лиственниц даурской и камчатской представляется правдоподобной с учетом их географического соседства, то близкое родство ольгинской и сибирской лиственниц на первый взгляд не выглядит логичным, если иметь в виду отсутствие общих границ между этими видами. Однако, учитывая значительное морфологическое сходство L. sibirica и L. olgensis, а также некоторые, хотя и отрывочные сведения о геологической истории лиственниц в Северо-Восточной Азии, это родство представляется вполне очевидным (Дылис, 1961). Нахождение двух гаплотипов лиственницы Сукачева (№3 и За) внутри одной из двух группы многочисленных гаплотипов сибирской лиственницы заставляет предполагать недавнее отделение L. sukaczewii от L. sibirica, причем почти полный мономорфизм L. sukaczewii указывает на сильные "bottleneck" в её истории. Митохондриальные данные, как и данные по ядерным и хлоропла-стным маркерам, подтверждают самостоятельность лиственницы Сукачева.

Распределение митохондриальпых гаплотипов между видами. Подобно структуре изменчивости ядерных и хлоропластных маркеров, распределение гаплотипов митохондриальной ДНК определяется таксономической принадлежностью рассматриваемых популяций. Число гаплотипов сильно варьировало от вида к виду: от одного или двух (при явном доминировании одного) у «маргинальных» видов - лиственниц европейской, Сукачева и японской, до пятнадцати у сибирской лиственницы (Рис. 2, 9). Примечательно, что при сходных уровнях внутрипопуляционной изменчивости по маркерам ядерного генома (аллозимы и AFLP), у изученных видов и популяций наблюдаются резкие различия по цитоплазматическим маркерам (хлоропластные микросателлиты и митохондриальная ДНК). Интересно, что лиственница Сукачева оказалась в числе «маргинальных» видов, с почти полным отсутствием внутривидовой изменчивости, при том, что ядерная изменчивость и изменчивость хлоропластных маркеров у этого вида близка к наблюдаемой у сибирской лиственницы, и также при том, что оба эти вида имеют сходные по размеру ареалы. Примечательно, что оба вида нигде не имеют общих гаплотипов, за исключением предположительно гибридной популяции Пангоды. Помимо гаплотипа 3, специфичного для лиственницы Сукачева, эта популяция содержит также гаплотипы 6 и 7, распространенные у лиственницы сибирской. Кроме митохондриальной ДНК, маркеры хлоропластной ДНК, AFLP и аллозимы также указывают на гибридную природу популяции Пангоды. Гаплотип 8, наиболее частый на Алтае и в Туве, отсутствует повсеместно к северу от Саян — в «Красноярске», в «Пангодах» и в «Северобайкальске», где доминируют гаплотипы 6 и 7, относительно редкие в горных популяциях Алтая и Тувы (Рис. 2). Эти отличия ставят под сомнение участие популяций горных районов Тувы и Алтая в заселении севера Сибири.

Лиственница даурская и лиственница ольгинская (рассматривая в качестве таковой все изученные популяции юга Приморья и Кореи), помимо ви-доспецифичных, имеют несколько общих гаплотипов. Гаплотипы 15, 18, 20, 26 специфичны для даурской лиственницы, гаплотипы 30, 30', 37, 38, 39, 39а специфичны для ольгинской лиственницы. Гаплотипы 21, 22, 23 и 23а являются общими для обоих видов, причем гаплотипы 21, 23 и 23а доминируют у популяций, географически промежуточных для ареалов ольгинской и даурской лиственниц - «Ургал», «Кавалерово» и «Ванино» (Рис. 2). Кроме того, эти гаплотипы являются генетически промежуточными по отношению к гап-лотипам, типичным для даурской и ольгинской лиственниц (Рис. 9). Это может означать, что данные гаплотипы являются продуктом рекомбинации ми-тохондриальной ДНК лиственниц ольгинской и даурской, подтверждая гипотезу о широком развитии на Дальнем Востоке гибридных процессов между лиственницами даурской, ольгинской и камчатской. В то же время, поскольку рекомбинация между линиями митохондриальной ДНК является явлением редким, то высокая частота рекомбинантных гаплотипов означает длительную историю гибридного взаимодействия между лиственницами на Дальнем Востоке.

На южном Сахалине были найдены эндемичные гаплотипы 30а и 29 (Рис. 2), генетически близкие к гаплотипам ольгинской лиственницы, свидетельствующие как о близком родстве ольгинской и камчатской лиственниц, так и об их заметной дивергенции.

Гибридизация лиственницы сибирской и лиственницы даурской

Как генетическая изменчивость в популяции Северобайкальск, так и её географическое положение в зоне контакта Ь. йШпса и Ь. gmelimi (Дылис, 1959; Круклис, Милютин, 1977) указывают на то, что она состоит из гибридов. Здесь были обнаружены как гаплотипы, специфичные для сибирской лиственницы (№ 7, 9 - 15 штук), так и даурской (№ 15,18 - 16 штук) (Рис. 2). Кроме этих гаплотипов там же найден гаплотип 16, который сочетает признаки обоих видов. Имеется до 8 признаков (комбинаций проба/энзим), по которым гаплотипы сибирской лиственницы отличаются от гаплотипов даурской лиственницы. В их числе по трем признакам имеются фиксированные различия, и по 5 признакам различия не фиксированы. Гаплотип 16 по большинству признаков может быть классифицирован как гаплотип даурской лиственницы, но по комбинации Ога\1аХ^\ он имеет признак сибирской лиственницы - наличие фрагмента 4000 Ьр.

Данный факт указывает, вероятно, на рекомбинантное происхождение этого гаплотипа, которое могло произойти благодаря проникновению в зародышевый мешок при оплодотворении отцовских митохондрий и последующей гетероплазмии — сосуществованию двух линий митохондриальной ДНК в одном организме.

В отношении ядерных маркеров гибридная природа популяции Северобайкальск выражена не столь ярко (см. результаты аллозимного анализа и АРЬР): можно лишь говорить о небольшом уклонении частот аллелей в на-

правлении сибирской лиственницы. Хлоропластные гаплотипы сибирской лиственницы в этой популяции и вовсе не были обнаружены.

Структура генетической изменчивости лиственниц Северной Евразии по ядерным, хлоропластным и митохондриалъным генетическим маркерам. Анализ распределения генетической изменчивости AMOVA у видов евроазиатских лиственниц, проведенный с помощью четырёх наборов генетических маркеров - аллозимов, AFLP, хлоропластных микросателлитов и маркеров митохондриальной ДНК - и с использованием близких или идентичных наборов популяций и особей, позволяет сделать некоторые обобщения.

Сравнение параметров генетической изменчивости этих четырёх видов маркеров в иерархической схеме «индивидум - популяция - таксон — всего» (Табл. 3) показывает, что F-статистика, соответствующая уровню «популяция - таксон», весьма близка у аллозимов, маркеров AFLP и хлоропластных микросателлитов и составляет 6.6% - 8.4%, при том, что у митохондриальных маркеров она в несколько раз больше (46%). Невысокие уровни межпопуля-ционной дифференциации в пределах таксонов по аллозимам, AFLP и хлоро-пластными маркерами обусловлены сопряженностью соответствующих генетических потоков с переносом пыльцы, высокая подвижность которой эффективно нивелирует результаты действия генетического дрейфа. Соответственно, большие межпопуляционные различия по митохондриальным маркерам определяются сравнительно малой подвижностью семян.

Значительно большие уровни дифференциации таксонов по хлоропластным микросателлитам и по митохондриальной ДНК, по сравнению с ядерными маркерами, могут быть обусловлены сниженным для цитоплазматиче-ских маркеров эффективным размером популяции, что определяет более выраженное действие дрейфа генов (Mitton, 1993). Более высокие уровни дифференциации таксонов по AFLP по сравнению с аллозимами могут быть следствием некодирующей природы ДНК у фрагментов AFLP.

Таблица 3

Результаты AMO VA для популяций Larix по четырём видам данных: ал-лозимы, AFLP, хлоропластные микросателлиты и митохондриальные маркеры. Иерархическая схема включает два промежуточных уровня (популяция, таксон). Представлено пять таксонов: L. decidua, L. sukaczewii, L. sibirica, L.

Компонента Аллозимы AFLP хлоропластные митохондриальные

изменчивости микросателлиты маркеры

77 1 популяция - таксон 0.082 0.084 0.0656 0.4600

р 1 таксон - всего 0.114 0.302 0.7252 0.5629

р 1 популяция - всего 0.186 0.360 0.7433 0.7640

Глава 5. СТРУКТУРА ИЗМЕНЧИВОСТИ МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ ДНК И ПОСЛЕЛЕДНИКОВАЯ ИСТОРИЯ ЛИСТВЕННИЦЫ СИБИРСКОЙ (LARIX SIBIRICA LEDEB.)

В главе рассматриваются результаты изучения изменчивости митохонд-риальной ДНК, проведенные с помощью методики ПЦР - ПДРФ в популяциях лиственницы сибирской с целью получения информации об истории вида в позднем плейстоцене, расположении ледниковых рефугиумов и о путях ре-колонизации современного ареала.

5.1. Генетическая изменчивость.

Митохондриальные гаплотипы (митотипы) были определены на основании изменчивости пяти локусов: nad5(l-2), nad4(3c-4r), UBC460, R11 и С8. Изменчивость в nad5(l-2) и в UBC460 определяется наличием/отсутствием ин-серции 4 п.н. и около 500 п.н., соответственно. Изменчивость в nad4(3c-4r) определяется мутацией сайта рестрикции Hinjl, изменчивость в С8 определяется наличием/отсутствием ПЦР продукта. Rl 1 локус был наиболее полиморфным: помимо «нуль-аллеля» (отсутствие ПЦР продукта), обнаружено 23 варианта длины фрагмента, обусловленные наличием внутри фрагмента минисателлита — последовательности, состоящей из 31 нуклеотида: 5' CTTG АСС A AAGGG AGGGC AAGGA A AGGCTTG-3' и повторяющегося от нуля (минисателлит отсутствует в пределах фрагмента) до 24 раз. Кроме того, был найден аллель с измененной последовательностью мотива минисателлита.

Комбинации генотипов этих маркеров дали у лиственниц Северной Евразии 32 гаплотипа. Среди них у лиственницы сибирской было обнаружено 27 гаплотипов. Гаплотипы D и G встречались, соответственно, у европейской и даурской лиственниц. Гаплотип G встречался также в некоторых популяциях гибридов L. sibirica и L. gmelinii. У лиственниц сибирской и Сукачева найдены гаплотипы SO, SI, LN и гаплотипы LO, LI,... L24, имеющие разную длину фрагмента Rl 1.

5.2. Изменчивость в маргинальных популяциях. Наблюдается тенденция к снижению изменчивости митохондриальной ДНК в маргинальных популяциях лиственницы сибирской, включая популяции полярной границы леса, популяции находящиеся на границе двух видов и популяцию Тянь-Шань. Это может быть обусловлено эффектом основателя при расселении лиственницы и локальными событиями "bottleneck".

5.3. Пространственное распределение гаплотипов внутри популяции.

Анализ распределения митохондриальных гаплотипов вдоль трансекты в

популяции Туруханск обнаруживает пространственные неоднородности, обусловленные наличием групп деревьев, родственных друг другу по материнской линии, а также ограниченной дальностью распространения семян. Размер таких групп составляет 50-100 метров, из чего следует, что оптимальное расстояние между деревьями при взятии репрезентативной выборки для оценки частот митохондриальных гаплотипов должно превышать 100 метров.

0 u Ï i.-. ..........'ГО С'G Q :0 « „ ° o?. 0 > ' í ......._ .■■ о#!; „ Ф" i в t ё .-г.—'. в......T - jrK.Oeco % ' о ч,-- * --в © ' / ' ; ; о° ас ° dî> ' с00о о о° - о : 2= оо , ' » -1 ' -о- Ч. / i -Л .. 'rv:.:..... ; ' Q ^ . ............" ' \ a <3o 8 . ^ .............. -......... ..c . ® Сц O P V о .в SX в «. »-о 5 Í ■ív. - " ....... . tt : 0 .....о / а : P ..У : ...............-................./ 4 ú £ • (#> ft' V" 9 ......../ . Oí. 'i '.-. 1- - Л ; / 4 "s ° Oo ¡ y. J /■ -с '. / •',.•'.■;

' ■ г 'i. О ^ ............. ; \ и ......—г "О" >0 « „ ç.°0 ° ^ ° о < ^ 0 8Л ¿ >^>-.0 .--О -¡ О / .0 ..''/ ............... Л °<г,сР / ; g » °с<- С J ' / %ч • ' - \-*> 1 - . ' O ^ >......-..........' " «i s2 o i а- c а o s в - * -^тЛ ; вг:..........,0-i ..Ä^g'! » в ^ 6 о; : . ¿".- -в ...о -* * ) .....-...........-............. - 'У i oí-cP / е « ° ' 4 / - ^ °о ' 9 / " V J , -о-' /

. О ^ .'................ ; -, О 00 8 о Ч ¡ d ..■' i sU..... °50 ° o IT0 . o : . — a. . ....... °-o o' . ' ; „«V,^ o-......- y........I-.&.DCOÓ ® ; в ' ;•■?-<} ,-o >'o 0 .................... л '"8 o°o / o%° o%° ° \У í. o ' ' . .....•■'■■-•-.; ■ -0C. •• . r. -¡ ..... ; - • Ö-J .-;- í>0 S ; '.-... i ! 13 V « --o-' • "■■-.. о Т ..... О «S 8 о о» о су- } .......................... í " о'' а/оС 0е! [ о ^—--■*) ÛCCSi 6 о / --О о ;/ 0 .................... Í f % 'd в0 A ° DÎ,,rf> /" ' —S y -, ■ ... / > í o" - Ç ■■ r . ¿ О- - •■ Ч. ■ / o Oo . 4 -> ' 0 ' V '-• ■•-. (,-''.

Рис.10. Частоты некоторых митохондриальных гаплотипов, основанных на пята маркерах (см. текст) в изученных популяциях I. никасгемИ, ¿. ягЫпса и гибрида Ь. ¡¡Ыпса X Ь. §теИпИ (круговые диаграммы): а) гаплотнп ЯО; Ь) с) ЬИ; с1) ЬО; е) 1Л; сумма гаплотипов Ь2, ЬЗ,..Х24. Представлены также возможные сценарии расселения лиственницы из ледниковых рефугиумов.

5.4. Географическое распределение гаплотипов и историко-географические интерпретации. Большинство гаплотипов распределены географически неравномерно (Рис. 3, 10). Гаплотнп Б0 рассеян по югу Сибири и по Уралу. Он доминирует в Тянь-Шане и в большинстве популяций Алтая (популяции 31-34 и 36), но отсутствует на севере Сибири. 81 доминирует на Урале, в европейской России и в прилегающих к Уралу районах Западной Сибири. Он также присутствует с невысокой частотой в Тянь-Шане и на юге Сибири. Для лиственницы Сукачева характерны только гаплотипы Б1 и Э0. Гаплогип ЬЫ рассеян по большей части Сибири, но полностью отсугствует на Алтае и в Тянь-Шане. Он имеет высокую частоту в некоторых популяциях Средней Оби (№ 22 и 95) и в некоторых популяциях Саян.

Гаплотнп Ь0 присутствует на большей части Сибири, но полностью отсутствует на Алтае и в Тянь-Шаие, и имеет наибольшую частоту в двух областях: вблизи южной оконечности Байкала (популяции 80-86) и в районе Нижней Оби (№ 16, 17 и 94). Наиболее частый гагшотип лиственницы сибирской Ы распространен по всему ареалу вида, за исключением Алтая, Тянь-Шаня и западной части Западной Сибири. Наконец, гаплотипы \2 - Ь24 имеют низкую частоту и распределены без видимой структуры (Рис. 3, 10).

На основании галрафического распределения гаплотипов можно выделить по крайней мере четыре группы популяций: (¡) Урал, европейская Россия и западная часть Западной Сибири, где преобладает гаплотип 81 (Ь. яикасгекО), (и) Алтай и Тянь-Шань, где гаплотип 80 имеет высокую частоту, и где отсутствуют гаплотипы ПЧ, IX) и Ы, имеющие высокую частоту в других районах Сибири, (ш) область, примыкающая к южной части Байкала, где доминирует гаплотип Ь0 и (¡у) остальная часть Сибири, содержащая все гаплотипы, специфичные для Ь. зШпса (исключая редкий гаплотип Ь20, обнаруженный только на Алтае). Относительная однородность составов гаплотипов внутри этих групп может бьггь интерпретирована как результат расселения лиственницы из отдельных источников. Такими источниками могли служить, очевидно, рефугиумы лесной растительности последнего ледникового максимума. Так зона доминирования гаплотипа 81, с центром на Урале (Рис. 10, Ь), соответствующая ареалу Ь. ткасгеыИ, вероятно сформировалась в ходе послеледникового расселения из южно-уральского ледшжового рефу-гнума. На основании географического распределения гаплотипов можно уточнить границу лиственниц Сукачева и сибирской в районе Нижней Оби. Она идет примерно от устья Иртыша на север по правому берегу Оби, местами отклоняясь далеко на восток. На южном Ямале граница проходит между бассейнами рек Хады-та-Яха и Яда-Яходы-Яха.

Популяции Алтая маркированы высокой частотой гаплотипа и отсутствием гаплотипов Ь>1, ТО, Ы, которые доминируют в более северных и восточ-

ных районах. Это делает маловероятным участие Алтая в реколонизации лиственницей севера Сибири. В то же время сходство между популяциями Алтая и Восточного Тянь-Шаня, выраженное в высокой частоте гаплотипа SO, позволяет предполагать алтайское происхождение лиственницы в Тянь-Шане. Низкая изменчивость митохондриальной ДНК тянь-шанской лиственницы может быть следствием «эффекта основателя», имевшем место в ходе миграции. Мшрации лиственницы между Алтаем и Тянь-Шанем могла иметь место в середине голоцена, поскольку к этому времени относится наибольшее развитие лесов на юго-западе Монголии (Дорофеюк, Тарасов, 2000).

Территория, примыкающая к южной оконечности Байкала, характеризуется повышенной частотой гаплотипа L0, что, очевидно, обусловлено общим происхождением популяций этого района, независимым от происхождения популяций более западных и северных областей, и, возможно, связанным с существованием в этом районе ледникового рефугиума лиственницы.

Наибольшая изменчивость митохондриальной ДНК лиственницы сибирской найдена в бассейне Верхнего Енисея, на Ангаре и Верхней Лене, т.е. в Саянах и их окружении. При этом географическое распределение гаплотипов внутри этого региона относительно однородно. Например, частоты гаплотипов в районе Верхнего Енисея (Западный Саян и Кузнецкий Алатау) и в области Восточного Саяна довольно близки (Рис. 3). Все это, по-видимому, указывает на их общее, относительно недавнее происхождение. В то же время имеющиеся здесь отдельные неоднородности в распределении митотипов, например — высокая частота митотлпа SO в группе соседних популяций в Приангарье (Рис.10, а) - могут означать наличие нескольких, частично изолированных ледниковых популяций (рефугиумов) лиственницы в саянском регионе. Сравнение частот гаплотипов указанного района и севера Сибири (Рис. 3) определенно свидетельствует о главной роли саянских популяций в формировании последних, при возможном участии в этом процессе лиственницы из южного Прибайкалья. Хотя в целом север Сибири имеет явное сходство по частотам гаплотипов с саянскими популяциями, он генетически неоднороден. Так, следует отметить группу популяций в районе Нижней Оби (популяции 16, 17, 94), имеющих повышенную частоту гаплотипа L0 (Рис. 10), что резко отличает их от соседних популяций. Причем, несмотря на широкое распространение этого гаплотипа в Северной Сибири, на юге Сибири его частота почти повсеместно низка, и только в районе южной оконечности Байкала он доминирует. Можно предложить три возможные причины сгущения гаплотипа L0 на Нижней Оби:

1) Эффект основателя, сопутствующий событиям дальнего распространения в ходе послеледникового расселения лиственницы по Западной Сибири.

2) Наличие небольших скрытых ("cryptic") ледниковых рефугиумов на севере Западной Сибири.

3) Двухстадийная миграция лесной растительности на север Сибири. Первая стадия - быстрая и кратковременная позднеледниховая или раннеголоцено-вая миграция на север Сибири из Прибайкалья вдоль Ангары, Енисея, Оби и их притоков. Вторая стадия - расселение леса из горных рефугиумов Саян.

Популяции Б. Авам, Ары-Мас, Котуйкан и Тура располагаются далеко в глубине ареала даурской лиственницы (Рис. 3), морфологически сходны с даурской лиственницей и содержат хлоропластные гаплотипы только даурской лиственницы (неопубликованные данные). Тем не менее, они имеют митохондри-альные гаплотипы сибирской лиственницы. Причем «Б. Авам» и «Тура» имеют почти исключительно «сибирские» митотипы. Этот факт, в сочетании с результатами изучения аллозимов, АРЬР, хлоропластной и митохондриальной ДНК гибридной популяции Северобайкальск (глава 4), указывает на процесс почти повсеместного вытеснения сибирской лиственницы лиственницей даурской. Очевидно, «сибирские» митохондриальные гаплотипы в «Б. Аваме», «Ары-Масе», «Котуйкане» и в «Туре» (№ 27, 28, 29, 30) являются реликтами былого распространения Ь. яШпса в Восточной Сибири.

Глава 6. РЕКОНСТРУКЦИЯ ФИЛОГЕНИИ ВИДОВ ЬАШХ НА ОСНОВЕ ИЗМЕНЧИВОСТИ ХЛОРОПЛАСТНОЙ И ЯДЕРНОЙ ДНК

6.1. Результаты

6.1.1. Изменчивость хлоропластной ДНК. Среди 95 регистрированных признаков, мутаций сайтов рестрикции было 49 штук, инсерций / делеций - 44

Северная Америка

Южная Азия

Северная Евразия

Pseudotsuga menziesii

Рис. 11. Филогенетическое дерево Larix, построенное с помощью метода наибольшей парсимонии и метода "neighbor-joining". Бутстрап -значения статистической поддержки MP дерева (для NJ, значения указаны в скобках), получены с помощью ¡000 репликаций исходной матрицы. На их основе были вычислены 1000 наиболее "экономных" деревьев и 1000 NJ деревьев, на основании которых были построены два идентичных "консенсус" дерева. Обозначение образцов соответствует первым буквам латинского названия.

штуки и двуцеиочечных полиморфизмов - 6 штук. Мутации были распределены неравномерно — большая часть из них располагается либо в группе южноазиатских, либо в группе североевроазиатских видов. 54 изменчивых признака из 95 были парсимонистически информативны. Анализ МР дал одно наиболее парсимонистичное дерево (Рис. 11), идентичное дереву, полученному с помощью анализа NJ.

Филогенетическая реконструкция указывает на L. sibirica как на наиболее дивергентный, базальный таксон. Монофилетичная клада оставшихся видов лиственниц состоит из двух сестринских ветвей - ветви американских видов и ветви евроазиатских видов. Американская клада состоит из слабо поддержанной группы L. laricina - L. occidentalis и сестринской им L. lyallii. В свою очередь, евроазиатские виды состоят из двух сестринских групп - группы южноазиатских и группы североевроазиатских лиственниц. Южноазиатские L. potan-inii и L. masíersiana образуют монофилетичную группу, сестринскую L. griffithi-апа. Североевроазиатские лиственницы, с невысокой поддержкой, делятся на две клады: 1) L. gmelinii, L. olgensis, L. decidua и 2) L. kaempferi. Первая из них состоит из L. gmelinii и L. olgensis, которые с высокой поддержкой образуют группу, сестринскую L. decidua.

-ЕЕ

—L. olgensis —L. olgensis —L. olgensis -L. olgensis -L. gmelinii

-L. gmelinii

_L. kaempferi

-L. kaempferi

«F

T4I-t.5:

—L. kaempferi -L. kaempferi

-L. kaempferi

_L. kaempferi

-L. kaempferi

-L. sibirica

Ш2_

_L. sibirica

sibirica -L. sibirica -L. decidua -L. decidua -L. decidua

-L, decidua

_L. griffithiana

—L. griffithiana -L. griffithiana

.-L. potaninii

■Ü1Í2- L. potaninii -L. potaninii

_L. potaninii -L. masíersiana -L. masíersiana -L. masíersiana -L. masíersiana -L IvaWi —L. lyallii

-L. occidentalis

-L. laricina

Рис. 12. Филогенетическое дерево Larix, построенное на основании AFLP данных и метода "Neighbor-joining" с использованием генетиче-Северная ских расстояний Link et Евразия al. (1995). Указаны значения bootstrap.

Южная Азия

Северная Америка

6.1.2. Реконструкция филогении на основании изменчивости фрагментов AFLP. Всего 467 фрагментов было внесено в матрицу данных. Из них 25 «бэндов» были фиксированы и 442 - полиморфны. Основное отличие NJ дерева, использующего данные AFLP (Рис. 12), от дерева, основанного на хлоропла-стных PCR-RFLP, состоит во включении L. sibirica в группу североевроазиатских видов. Кроме того, AFLP- дерево реконструирует несколько отличную от хлоропластного дерева топологию внутри последней группы: L. decidua указывается как базальная клада по отношению к остальным видам, a L. kaempferi -как клада, сестринская группе L. gmelinii и L. olgensis. В остальном, топология обоих деревьев конгруэнтна.

6.2. Обсуждение. Неожиданно то, что и хлоропластные данные, и AFLP, хотя и со слабой поддержкой, объединяют L. laricina и L. occidentalis в группу, сестринскую L. lyallii, что противоречит топологии, реконструируемой на основе ITS, демонстрирующей близость L. occidentalis и L. lyallii и базальность L. laricina (Gernandt, Liston, 1999). ITS - топология представляется более логичной, учитывая перекрывание ареалов L. occidentalis и L. lyallii и их морфологическое сходство. С другой стороны, секвеяирование хлоропластного фрагмента trnT-trnF также указало на сходство L. laricina и L. occidentalis при дивергенции L. lyallii (Wei, Wang, 2003). Поскольку в данном случае маркеры ядерной ДНК (ITS и AFLP) дают разные топологии, можно предположить, что противоречие вызвано артефактом одного из исследований и, соответственно, для разрешения конфликта требуются дополнительные данные по ядерной ДНК американских видов.

В пределах североевроазиатской группы ядерные маркеры AFLP и ITS объединяют даурскую, ольгинскую и японскую лиственницы в группу, сестринскую европейской лиственнице, что соответствует географическому расположению этих видов. Как и AFLP, хлоропластные данные объединяют даурскую и ольгинскую лиственницы в монофилетическую группу. Результаты анализа AFLP и анализа хлоропластных микросателлитов в популяциях североевроазиатских видов (глава 4) показывают, что между ольгинской и даурской лиственницами имеются значительные генетические потоки, объясняющие родство этих видов. Географическая близость ареалов ольгинской и японской лиственниц также означает возможность генетических обменов между ними. В отличие от ядерных маркеров, хлоропластные данные объединяют вместе даурскую, ольгинскую и европейскую лиственницы в группу, сестринскую японской, что может быть обусловлено как гомоплазией - вторичной потерей японской лиственницей маркерного сайта рестрикции, так и явлением "lineage sorting".

Важным результатом анализа ядерной и хлоропластной филогении является подтверждение парафилетичности секций Pauciseriales и Multiseriales. Тот факт, что виды Multiseriales обитают в низких широтах как Америки, так и Азии, заставляет предположить, что длинные кроющие чешуи есть признак, конвсргентно приобретенный лиственницами обоих полушарий при проникновении их на юг, как следствие обитания в условиях длинного вегетационного периода и короткого светового дня.

Таким образом, имеется только одно крупное несоответствие между филогенетическими реконструкциями, основанными на ядерных и хлоропластных маркерах - положение Ь. вМпса. 100% бугстрап-поддержка положения Ь. эгЫпса внутри группы североевроазиатских видов в случае ядерной филогении находится в полном соответствии с географическим положением её ареала. В то же время базалыгое положение сибирской лиственницы, реконструируемое хлоропластными РСК-РПТ', совпадает с выводами (^ап, Еттоэ (1995). Наиболее вероятной причиной несоответствия двух филогенетических реконструкций может быть захват сибирской лиственницей хлоропластного гаплотипа некоторого древнего, ныне не существующего вида Ьапх.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Генетическое разнообразие на внутривидовом и межвидовом уровнях содержит информацию об истории видов, их популяций и связанных с ними экосистем. Получение этой информации составляет одну из важнейших проблем популяционной и эволюционной биологии. Развитие молекулярно-биологических методов создало возможности анализа генетической изменчивости видов, ускорив прогресс в систематике, экологии и биогеографии живых организмов. Применение молекулярных маркеров к изучению структуры генетической изменчивости видов - ключевых элементов определенных типов ландшафтов - служит инструментом изучения истории этих видов и истории динамики данных ландшафтов.

Представленная работа является попыткой исследования истории видов лиственниц - ключевых элементов таёжной биоты - с помощью анализа структуры внутри и межвидовой изменчивости хлоропластного, митохондриалъного и ядерного геномов.

В результате проведенного исследования получены следующие выводы:

1. Все изученные виды лиственниц обладают сходным уровнем изменчивости аллозимных локусов, близким к значениям, обнаруженным у большинства других, широко распространенных видов растений. Относительное снижение аллозимной изменчивости наблюдается у некоторых экологически маргинальных видов н популяций.

2. Все изученные виды характеризуются высокой долей внутрипопуляци-онной аллозимной изменчивости в общей внутривидовой изменчивости и невысокой долей, соответствующей межпопуляционным различиям (<10%), что характерно для структуры аллозимной изменчивости ветроопыляемых видов, имеющих протяженные ареалы.

3. Структура изменчивости ядерных, хлоропластных и митохондриальных генетических маркеров подтверждает самостоятельность западной расы лиственницы сибирской - лиственницы Сукачева.

4. Характер генетических отношений митохондриальных ганлотипов лиственниц сибирской н Сукачева указывает на происхождение последней от сибирской лиственницы, а низкая изменчивость митохондриальной ДНК листвен-

ницы Сукачева свидетельствует о событии сильного сокращения эффективного размера популяции этого таксона в прошлом.

5. Географическое распределение митохондриальных гаплотипов у лиственницы сибирской позволяет делать выводы о расположении рефугиумов лесной растительности во время последнего оледенения. Выделяются области, населенные популяциями, имеющими относительно однородные частоты митохондриальных гаплотипов:

- Урал и прилегающие территории Западной Сибири,

- Алтай и Тянь-Шань,

- район, примыкающий к южной оконечности Байкала,

- оставшаяся часть ареала сибирской лиственницы.

Наличие этих областей, вероятно, обусловлено их индивидуальным происхождением из отдельных популяций - рефугиумов. В частности, единство пула митохондриальных гаплотипов севера Сибири и саянских популяций может быть объяснено расселением лиственницы в послеледниковое время из горных рефугиумов юга Сибири.

6. Существенные различия в наборах митохондриальных гаплотипов севера Сибири и Алтая означают неучастие алтайских популяций в заселении лиственницей севера Сибири, и наоборот, сходство популяций Алтая и Тянь-Шаня позволяет предполагать их общее послеледниковое происхождение.

7. Выделяется две области, маркированные высокой частотой митохондри-ального гаплотипа ЬО: район южной оконечности Байкала и район Нижней Оби. Это может означать, что процесс расселения лесной растительности в послеледниковое время был многостадийным, и периоды, благоприятствующие древесным видам, прерывались холодными или аридными интервалами. Возобновление миграций в благоприятных условиях могло осуществляться по измененным маршрутам.

8. На основании анализа изменчивости хлоропластных, митохондриальных и ядерных генетических маркеров, в популяциях гибридов лиственниц сибирской и даурской выявлена асимметричная пространственная структура распределения видоспецифичных маркеров. При этом ядерные и хлоропластные маркеры, специфичные для даурской лиственницы, трансгрессируют в направлении популяций сибирской лиственницы, а митохондриальные маркеры, специфичные для сибирской лиственницы, трансгрессируют в направлении популяций даурской лиственницы. Митохондриальные гаплотипы сибирской лиственницы найдены во многих популяциях даурской лиственницы, располагающихся в сотнях километров от современного ареала сибирской лиственницы, что подтверждает вывод Н.В.Дылиса (1959) о вытеснении даурской лиственницей лиственницы сибирской.

9. В гибридной популяции обнаружены гаплотипы, возникшие путем рекомбинации митохондриальных гаплотипов сибирской и даурской лиственниц.

10. Митохондриальные гаплотипы ольгинской лиственницы являются предковыми по отношению к ганлотипам сибирской, даурской и камчатской лиственниц.

11. Аллозимные и митохондриалъные данные подтверждают наличие на Дальнем Востоке зоны интрогрессивной гибридизации лиственниц, даурской и ольгинской. Гибридные популяции имели промежуточные по отношению к родительским видам значения частот аллозимных локуеов и специфичные митохондриалъные ганлотипы, предположительно являющиеся продуктами рекомбинации гагоготипов родительских видов.

12. Подтверждена генетическая обособленность популяций юга Сахалина (Ь. катХзсНаИса) и популяции окрестностей г. Магадана (Ь. оско(е1ш$).

13. Филогенетические реконструкции рода Ьапх, основанные на изменчивости ядерной ДНК и хлоропластной ДНК, были не конгруэнтны в отношении позиции лиственницы сибирской. В соответствии с филогенией хлоропластной ДНК, сибирская лиственница является базальной по отношению ко всем видам лиственниц, в то время как филогения, основанная на ядерной ДНК, помещает её в группу географически близких ей видов Северной Евразии. Предполагаемая причина указанного конфликта - гибридизация в прошлом сибирской лиственницы с каким-то древним, ныне вымершим таксоном.

14. Обе филогении подтверждают, с высокой статистической поддержкой, деление евразиатской клады на две сестринские группы - североевроазиатскую группу бореальных видов (лиственницы европейская, даурская, ольгинская, японская) и южноазиатскую группу (лиственницы Мастерса, Потанина и Гриффита (Ь. та$1еЫапа, Ь. роГатпИ и Ь. griffithiand)). Обе филогении указывают на базальное положение лиственницы субальпийской {Ь. 1уа1Ш) в группе американских видов и на базальное положение лиственницы Гриффита в группе южноазиатских видов. В группе североевроазиатских видов означенные филогении имеют несколько различную топологию: согласно хлоропластной ДНК, базальной в данной группе является японская лиственница, а по ядерной ДНК - европейская.

По результатам исследований, представленных в диссертации, опубликованы следующие работы:

Аллозимный полиморфизм лиственницы сибирской (Ьапх я&Шса Ъес1еЪ.) /

A.В. Шурхал, В.Л.Семериков [и др.] // Генетика. - 1989. - Т. 25, № 10. - С. 1899-1901.

Семериков В. Л. Оценка генетической изменчивости лиственницы сибирской (Ьапх вШпса 1хШ.) / В. Л. Семериков // Вид и его продуктивность в ареале : материалы VI совет.: прогр. ЮНЕСКО "Человек и биосфера" (С.Петербург, 23-26 нояб. 1993 г.) / ЗИН, РАН [и др.]; [О. А. Скарлато (пред. ред. кол.)].- СПб.: Гидрометеоиздат, 1993.-С. 332-334. Семериков В. Л. Оценка генетической изменчивости лиственницы сибирской /

B. Л. Семериков, А. В. Матвеев // Биота Урала : (Информ. материалы) / ИЭРиЖ, УрО, РАН ; [отв. ред. П. Л. Горчаковский].-Екатеринбург, 1994. -

C. 44-45.

Семериков В.Л. Изучение генетической изменчивости лиственницы сибирской {Ьат яШпса Ь<1Ь.) по изоферментным локусам / В. Л.Семериков, А.В.Матвеев // Генетика - 1995. - Т. 31, № 8. - С. 1107-1113.

Семериков В. Л. К истории евроазиатских видов Larix секции Pauciseriales / В. JI. Семериков // Исследование лесов Урала: Материалы науч. чтений, по-свящ. памяти Б. П. Колесникова. - Екатеринбург, 1997. - С. 43-46.

Семериков В. Л. Новые данные по геногеографии Larix sibirica Ldb / Семериков В. Л. // Жизнь популяций в гетерогенной среде: [Материалы 2 Всерос. по-пуляц. семинара, 16-20 февр. 1998 г., Йошкар-Ола]. - Йошкар-Ола: Периодика Марий Эл, 1998а. - Ч. 2. - С. 24-25.

Семериков В. Л. Изучение филогенеза лиственниц (Larix Mill.) с помощью молекулярных маркеров / Семериков В. Л. // Экология и генетика иопуляций.-Йошкар-Ола, 1998Ь.-С. 157-159.

Semerikov V.L. Phylogenetic relationships of some Eurasian and American Larix species inferred from allozyme data ! V.L. Semerikov // World Resources for Breeding, Resistance and Utilization. IUFRO Ihterdivisional Symposium, September 1-5, 1998, Krasnojarsk, Siberia, Russia. - Krasnojarsk: Inst, of Forest, Siberian Branch, Rus. Acad. Sci., 1998 - P. 86

Semerikov V.L. Genetic relationships among Eurasian and American Larix species based on allozymes / V.L. Semerikov, M. Lascoux // Heredity. - 1999. - Vol. 83. - P. 62-70.

Semerikov V.L. Intra- and interspecific allozyme variability in Eurasian Larix Mill, species / V.L. Semerikov, L.F. Semerikov, M. Lascoux // Heredity. - 1999. - Vol. 82. - P. 193-204.

Semerikov V.L. Nuclear and cytoplasmic variation within and between Eurasian Larix (Pinaceae) species / V.L. Semerikov, M. Lascoux // Amer. J. Bot. - 2003. -Vol. 90.-P.1113-1123.

Conflicting phytogenies of Larix (Pinaceae) based on cytoplasmic and nuclear DNA / Semerikov V. [et al.] // Molecular Phylogenetics and Evolution. - 2003. - Vol. 27.-P. 173-184.

Катышев А. И. Изучение гибридизации Larix sibirica и Larix gmelini с использованием митохондриальных и хлоропластных генетических маркеров / А. И. Катышев, В. Л. Семериков, Ю. М. Константинов // Структурно-функциональная организация и динамика лесов: материалы всерос. конф., посвящ. 60-летию Ин-та леса им. В. Н. Сукачева и 70-летию образования Краснояр. края, 1-3 сент. 2004 г., Красноярск /отв. ред. В. А. Ваганов.-Красноярск, 2004.-С. 432-434.

RAPD-derived, PCR-based mitochondrial markers for Larix species and their usefulness in phylogeny / Semerikov V. [et al.] // Conservation Genetics. - 2006. -Vol. 7, №4.-P. 621-625.

Семериков В.Л. Исследование изменчивости митохондриальной ДНК лиственниц Дальнего Востока / В.Л.Семериков, М.А. Полежаева // Лесные экосистемы Северо-Восточной Азии и их динамика: Материалы международной конференции (22-26 августа 2006 г.) - Владивосток: Дальнаука, 2006. - С. 234-237.

Семериков В.Л. История и филогения видов Larix Mill. / В.Л. Семериков / Особь и популяции - стратегии жизни. Сб. материалов IX всероссийского

популяционного семинара (Уфа, 2-6 октября 2006 г.). - Уфа: Издательский дом ООО «Вилли Окслер», 2006. - Ч. 2. - С. 470 - 475. Семерихова С.А. Генетическая изменчивость и дифференциация популяций пихты сибирской (Abies sibirica Ledeb.) по аллозимным локусам / С.А. Семерикова, B.JI. Семериков // Генетика. - 2006. - Т.42, № 6. - С. 783-792.

На разных этапах работы частичная финансовая поддержка осуществлялась РФФИ (гранты 94-04-12282, 04-04-48604, 04-04-96011), ИНТАС (Project 2001-0358), грантом Шведской Академии Наук.

Подписано в печать 18.01.2007 г. Формат 60x84 1/16 Усл. печ. л. 2,1. Бумага «Гознак» Тираж 100 экз. Заказ №1

Отпечатано в типографии ООО «ИРА УТК»

620075, г. Екатеринбург, ул. К. Либкнехта, 42, тел. (343) 350-97-24

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Семериков, Владимир Леонидович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ИЗУЧЕНИЕ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ИСТОРИИ ВИДОВ РАСТЕНИЙ С ПОМОЩЬЮ ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ.

1.1. Послеледниковая реколонизация Северной Евразии лесными видами и её генетические эффекты.

1.2. Популяционные эффекты гибридизации у растений и их изучение.

1.3. Молекулярные маркеры, используемые в популяционногенетических и филогенетических исследованиях растений.

Глава 2. ВИДЫ ЬАШХИ ИЗУЧЕНИЕ ИХ ИЗМЕНЧИВОСТИ.

2.1. Ареалы и систематика лиственниц.

2.2. Геологическая история лиственниц.

2.3. Фенотипическая изменчивость лиственниц.

2.4. Изучение генетической изменчивости лиственниц с применением молекулярных и кариологических методов.

Глава 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

3.1. Материалы и методы, использованные при изучении генетической изменчивости видов Ьапх с помощью аллозимного анализа.

3.2. Материалы и методы, использованные при изучении генетической изменчивости видов Ьапх на видовом уровне с помощью анализа

3.2.1. Материалы и методы, использованные в анализе генетической изменчивости с помощью АРЬР.

3.2.2. Материалы и методы, использованные в анализе изменчивости . хлоропластной ДНК с помощью микросателлитных локусов.

3.2.3. Методы, использованные в анализе изменчивости митохондриальной ДНК с помощью методик Саузерн-блот и ПЦР

ПДРФ.

3.3 Материалы и методы, использованные в анализе филогении видов

Ьапх.

Глава 4. ВНУТРИ - И МЕЖВИДОВАЯ СТРУКТУРА ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ЯДЕРНОГО, ХЛОРОПЛАСТНОГО И МИТОХОНДРИАЛЬНОГО ГЕНОМОВ ЛИСТВЕННИЦ СЕВЕРНОЙ ЕВРАЗИИ И СЕВЕРНОЙ АМЕРИКИ, ЕЁ СВЯЗЬ С ПРОШЛОЙ И СОВРЕМЕННОЙ ДИНАМИКОЙ

ПОПУЛЯЦИЙ.

4.1. Структура изменчивости ядерных ко доминантных маркеров (аллозимные локусы) видов Ьапх.

4.2. Анализ генетической изменчивости видов Larix с помощью маркеров AFLP.

4.3. Результаты изучения изменчивости хлоропластной ДНК с помощью микросателлитных локусов.

4.4. Результаты анализа изменчивости митохондриальной ДНК в популяциях североевроазиатских видов Larix, проведенного с использованием методик Саузерн-блот и ПЦР-ПДРФ. Сравнение с данными по хлоропластному и ядерному геномам.

Глава 5. СТРУКТУРА ИЗМЕНЧИВОСТИ МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ

ДНК И ПОСЛЕЛЕДНИКОВАЯ ИСТОРИЯ ЛИСТВЕННИЦЫ

СИБИРСКОЙ (LARIXSIBIRICA LEDEB.).

5.1. Генетическая изменчивость.

5.2. Изменчивость в маргинальных популяциях.

5.3. Пространственное распределение гаплотипов внутри популяции.

5.4. Географическое распределение гаплотипов и историкогеографические интерпретации.

Глава 6. РЕКОНСТРУКЦИЯ ФИЛОГЕНИИ ВИДОВ LARIX НА

ОСНОВЕ ИЗМЕНЧИВОСТИ ХЛОРОПЛАСТНОЙ И ЯДЕРНОЙ ДНК.

6.1. Результаты.

6.1.1. Изменчивость хлоропластной ДНК.

6.1.2. Реконструкция филогении на основании изменчивости фрагментов AFLP.

6.2. Обсуждение.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Популяционная структура и молекулярная систематика видов Larix Mill"

Величина и структура генетической изменчивости видового уровня является результатом взаимодействия ряда факторов. В случае селективно нейтральной изменчивости, к которой, в большинстве случаев, можно отнести изменчивость, выявляемую молекулярными методами, важнейшим из этих факторов является история данного вида: возникновение и исчезновение в прошлом барьеров, дифференцирующих вид на отдельные популяции, взаимодействие этих популяций между собой и с популяциями других видов, флуктуации их численностей.

Очевидно, что главной движущей силой подобных изменений является динамика климата и ландшафтов. Прогресс в развитии молекулярно-генетических методов позволяет анализировать существенную долю генетической изменчивости тех или иных организмов и, соответственно, выявлять в ней «импринт», сигнал исторических процессов. Такой подход к анализу генетической изменчивости, учитывающий географию и историю популяций объекта исследования, известен как филогеография (Avise, 2000). Среди ярких примеров использования этого метода находятся исследования митохон-дриальной ДНК, Y-хромосомы и микросателлитных локусов в популяциях Homo sapiens, доказавшие африканское происхождение современного человека и его недавний популяционный рост (Avise, 2000).

Около 2 млн. лет биота умеренных широт находится под жестким давлением климатических циклов оледенений и межледниковий. Эти флуктуации сильнейшим образом влияют на расположение ареалов и демографию видов животных и растений. Филогеографические исследования многих представителей европейской и североамериканской биот выявили «паттэрны» структуры генетической изменчивости, указывающие на расположение ледниковых рефугиумов (убежищ, где теплолюбивые виды скрывались в холодные эпохи), и на пути их расселения из этих рефугиумов в послеледниковое время (Comparative phylogeography., 1998; Hewitt, 2000). Результаты этих исследований дополняют данные палеогеографии, полученные с помощью стратиграфии, палинологии, палеозоологии и т.д., что важно в связи с присущими последним методам ограничениями, главное из которых - неполнота наблюдений.

В отличие от Западной Европы и Северной Америки, палеогеография и филогеография видов животных и растений востока Северной Евразии изучена недостаточно.

В настоящей работе я представляю результаты изучения структуры генетической изменчивости представителей рода Ьапх - важных элементов боре-альных лесов Северной Евразии и Северной Америки. При этом анализируются два уровня организации популяций - видовой уровень, и надвидовой. На первом уровне я рассматриваю главным образом генетическую структуру популяций внутри видов и предлагаю естественно-исторические объяснения полученных данных. Второй уровень соответствует систематике рода Ьапх, и здесь я представляю результаты филогенетических реконструкций и их возможные биогеографические интерпретации.

Цели исследования.

Перед исследованием были поставлены следующие задачи:

1. Оценить величину и структуру изменчивости маркеров ядерного генома (аллозимы и АБЪР), хлоропластного генома (хлоропластные микроса-теллитные локусы, срБЗКз) и митохондриального генома (Саузерн-блот и РСЛ-ЯРЬР) у наиболее распространенных видов Ьапх.

2. Проверить гипотезу о подразделенности сибирской лиственницы на две географические расы - западную {Ь. яикасгемги) и восточную (I. $1Ыпса).

3. Определить возможные области расположения ледниковых рефугиу-мов лиственницы сибирской и пути её расселения по современному ареалу.

4. Исследовать характер генетического взаимодействия лиственниц сибирской и даурской и особенности генетических потоков, связанных с переносом пыльцы и семян в зоне интрогрессивной гибридизации этих видов.

6. Изучить филогению видов Ьапх, подтвердить или опровергнуть гипотезу о конфликте филогенетических реконструкций, основанных на хлоро-пластной и ядерной ДНК.

Научная новизна. В работе впервые получены сравнимые данные по аллозимной изменчивости у большинства видов лиственниц. Впервые изучена структура изменчивости хлоропластной, митохондриальной и ядерной ДНК видов Ьапх. Впервые для популяционных исследований лиственниц применены такие молекулярные маркеры, как ЯБЬР (полиморфизм длин ре-стриктных фрагментов) с использованием метода Саузерн-блот, РСЯ-Ю^Р (рестриктный анализ ПЦР-продукта), анализ хлоропластных микросателлит-ных локусов, АРЬР (полиморфизм длин амплифицированных фрагментов). Впервые найдено генетическое подтверждение существования западной расы сибирской лиственницы - лиственницы Сукачева (Ь. Бикасгеюи). Впервые с помощью генетических маркеров трёх геномов - ядерного, хлоропластного и митохондриального - изучены популяции в зоне интрогрессивной гибридизации лиственниц сибирской и даурской. Впервые получено генетическое подтверждение интрогрессивной гибридизации между лиственницами Дальнего Востока и Восточной Сибири и гибридного происхождения некоторых ранее выделенных таксонов. Впервые для хлоропластного и ядерного геномов получены филогенетические реконструкции рода Ьапх, имеющие высокое разрешение. Впервые для филогенетических реконструкции лиственниц использованы маркеры АБЬР и РСЯ-КРЬР.

Практическое значение

Результаты исследований имеют важное значение для разработки программ по сохранению генетического разнообразия лесообразующих видов, поскольку выявляют исторически обособленные, уникальные группы популяций, нуждающиеся в сохранении их генетической самобытности.

Результаты исследований могут быть использованы в ВУЗах для преподавания ботаники, популяционной генетики, экологии, биогеографии и лесоведения.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Подобно многим ветроопыляемым видам растений, имеющим большие размеры популяций и протяженные ареалы, лиственницы характеризуются значительной внутрипопуляционной изменчивостью и невысокой долей межпопуляционного внутривидового разнообразия по ядерным генетическим маркерам. В то же время по цитоплазматическим маркерам внутрипопуляци-онная изменчивость может быть снижена, а доля межпопуляционного разнообразия - увеличена, по сравнению с ядерными маркерами.

2. Характер дифференциации популяций лиственницы сибирской по ядерным, хлоропластным и митохондриальным генетическим маркерам подтверждает самостоятельность её западной расы - лиственницы Сукачева, а генетические отношения митохондриальных гаплотипов лиственниц сибирской и Сукачева указывают на происхождение последней от сибирской лиственницы.

Урал и прилегающие территории Западной Сибири,

Алтай и Тянь-Шань, район, примыкающий к южной оконечности Байкала, оставшаяся часть ареала сибирской лиственницы.

Наличие этих группировок популяций, вероятно, обусловлено их индивидуальным происхождением из отдельных популяций - рефугиумов. В частности, единство пула митохондриальных гаплотипов севера Сибири и саянских популяций может быть объяснено расселением лиственницы в послеледниковое время из горных рефугиумов юга Сибири, а сходство популяций Алтая и Тянь-Шаня позволяет предполагать их общее послеледниковое происхождение.

4. Асимметрия в пространственном распределении ядерных видоспеци-фичных маркеров, митохондриальных и хлоропластных гаплотипов в зоне интрогрессивной гибридизации лиственниц сибирской и даурской подтверждает вывод о вытеснении первого вида вторым.

6. Структура изменчивости митохондриальной и ядерной ДНК проливает свет на взаимоотношения сибирских и дальневосточных лиственниц: ми-тохондриальные гаплотипы ольгинской лиственницы являются предковыми по отношению к гаплотипам сибирской, даурской и камчатской лиственниц. На Дальнем Востоке имеется зона интрогрессивной гибридизации лиственниц даурской и ольгинской. Гибридные популяции имеют промежуточные, по отношению к родительским видам, значения частот аллозимных локусов, у них были специфичные митохондриальные гаплотипы, предположительно являющиеся продуктами рекомбинации гаплотипов родительских видов. В то же время подтверждается генетическая самостоятельность популяций юга Сахалина (I. кат1Бскайса) и популяция окрестностей г. Магадана (Ь. оско1еп-ш).

7. Филогенетические реконструкции рода Ьаш, основанные на изменчивости ядерной ДНК и хлоропластной ДНК, были не конгруэнтны в отношении позиции лиственницы сибирской. В остальном обе реконструкции соответствуют друг другу и позволяют сделать выводы об истории происхождения современных таксонов.

Благодарности: Автор выражает сердечную благодарность профессору М.Ласко и доктору У. Лагеркранцу за сотрудничество в проведении исследований и поддержку, а также д.б.н. Н.В.Глотову, д.б.н. А.И.Ирошникову, д.б.н. Ю.Н.Исакову, к.б.н. П.В.Куликову, д.б.н. С.Н.Санникову, к.б.н. В.Б.Федорову, к.б.н. Филиппову, д.б.н. С.Г.Шиятову за помощь в сборе материала и плодотворное обсуждение полученных результатов. Исследование поддержано грантами РФФИ№ 04-04-48604, № 94-04-12282-а, ЮТА8 (проект № 2001-0358) и грантом Шведской академии наук.

Заключение Диссертация по теме "Ботаника", Семериков, Владимир Леонидович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Генетическое разнообразие на внутривидовом и межвидовом уровнях содержит информацию об истории видов, их популяций и связанных с ними экосистем. Получение этой информации составляет одну из важнейших проблем популяционной и эволюционной биологии. Развитие молекулярно-биологических методов создало возможности анализа генетической изменчивости видов, ускорив прогресс в систематике, экологии и биогеографии живых организмов. Применение молекулярных маркеров к изучению структуры генетической изменчивости видов - элементов определенных типов ландшафтов служит инструментом изучения истории этих видов и истории динамики данных ландшафтов.

Представленная работа является попыткой исследования истории видов лиственниц - важнейших представителей таёжной биоты - с помощью анализа структуры внутри и межвидовой изменчивости хлоропластного, митохон-дриального и ядерного геномов.

Из результатов настоящей работы следует насколько замечаний методического характера, касающихся возможных будущих исследований молекулярной систематики и филогеографии растений.

При решении задач систематики неизменно высокой эффективностью отличается хлоропластная ДНК, однако, возможное гибридное видообразование является потенциальным источником ошибочных заключений о филогении вида. Удобное решение этой проблемы - параллельный филогенетический анализ с использованием AFLP.

Для изучения внутривидовой генетической структуры, наибольшей разрешающей способностью обладают маркеры геномов, наследуемых по материнской линии (митохондриального в случае хвойных растений, хлоропласт-ных и митохондриального в случае покрытосеменных (Palmer, 1992)). Следовательно, при работах с видами хвойных необходимы значительные методические усилия по поиску и разработке изменчивых митохондриальных маркеров.

Для получения надежных выводов, касающихся истории и биогеографии таёжной растительности Северной Евразии, требуются дополнительные исследования лиственниц и других видов бореальных растений и животных. Необходима также новая информация по палеогеографии плейстоцена этой территории, включая данные по палинологии, макрофоссилиям, стратиграфии и климату.

В результате проведенного исследования получены следующие выводы:

2. Все изученные виды характеризуются высокой долей внутрипопуля-ционной аллозимной изменчивости в общей внутривидовой изменчивости и невысокой долей, соответствующей межпопуляционным различиям (<10%), что характерно для структуры аллозимной изменчивости ветроопыляемых видов, имеющих протяженные ареалы.

3. Структура изменчивости ядерных, хлоропластных и митохондриаль-ных генетических маркеров подтверждает самостоятельность западной расы лиственницы сибирской - лиственницы Сукачева.

4. Характер генетических отношений митохондриальных гаплотипов лиственниц сибирской и Сукачева указывает на происхождение последней от сибирской лиственницы, а низкая изменчивость митохондриальной ДНК лиственницы Сукачева свидетельствует о событии сильного сокращения эффективного размера популяции этого таксона в прошлом.

- Урал и прилегающие территории Западной Сибири,

- Алтай и Тянь-Шань,

- район, примыкающий к южной оконечности Байкала,

- оставшаяся часть ареала сибирской лиственницы.

7. Выделяется две области, маркированные высокой частотой митохондриального гаплотипа L0: район южной оконечности Байкала и район Нижней Оби. Это может означать, что процесс расселения лесной растительности в послеледниковое время был многостадийным, и периоды, благоприятствующие древесным видам, прерывались холодными или аридными интервалами. Возобновление миграций в благоприятных условиях могло осуществляться по измененным маршрутам.

8. На основании анализа изменчивости хлоропластных, митохондриальных и ядерных генетических маркеров, в популяциях гибридов лиственниц сибирской и даурской выявлена асимметричная пространственная структура распределения видоспецифичных маркеров. При этом ядерные и хлоропла-стные маркеры, специфичные для даурской лиственницы, трансгрессируют в направлении популяций сибирской лиственницы, а митохондриальные маркеры, специфичные для сибирской лиственницы, трансгрессируют в направлении популяций даурской лиственницы. Митохондриальные гаплотипы сибирской лиственницы найдены во многих популяциях даурской лиственницы, располагающихся в сотнях километров от современного ареала сибирской лиственницы, что подтверждает вывод Н.В.Дылиса (1959) о вытеснении даурской лиственницей лиственницы сибирской.

10. Митохондриальные гаплотипы ольгинской лиственницы являются предковыми по отношению к гаплотипам сибирской, даурской и камчатской лиственниц.

11. Аллозимные и митохондриальные данные подтверждают наличие на Дальнем Востоке зоны интрогрессивной гибридизации лиственниц даурской и ольгинской. Гибридные популяции имели промежуточные по отношению к родительским видам значения частот аллозимных локусов и специфичные митохондриальные гаплотипы, предположительно являющиеся продуктами рекомбинации гаплотипов родительских видов.

12. Подтверждена генетическая обособленность популяций юга Сахалина (Ь. кап^БсИа^са) и популяции окрестностей г. Магадана (£,. ос/го^еиш)

13. Филогенетические реконструкции рода Ьат, основанные на изменчивости ядерной ДНК и хлоропластной ДНК, были не конгруэнтны в отношении позиции лиственницы сибирской. В соответствии с филогенией хлоропластной ДНК, сибирская лиственница является базальной по отношению ко всем видам лиственниц, в то время как филогения, основанная на ядерной ДНК, помещает её в группу географически близких ей видов Северной Евразии. Предполагаемая причина указанного конфликта - гибридизация в прошлом сибирской лиственницы с каким-то древним, ныне вымершим таксоном.

14. Обе филогении подтверждают, с высокой статистической поддержкой, деление евразиатской клады на две сестринские группы - североевроазиатскую группу бореальных видов (лиственницы европейская, даурская, ольгинская, японская) и южноазиатскую группу (лиственницы Мастерса, Потанина и Гриффита (I. /ио^ешаиа, Ь. ро1аптп и Ь. ^^гШапа)). Обе филогении указывают на базальное положение лиственницы субальпийской (X. 1уа1Ш) в группе американских видов и на базальное положение лиственницы Гриффита в группе южноазиатских видов. В группе североевроазиатских видов означенные филогении имеют несколько различную топологию: согласно хлоропластной ДНК, базальной в данной группе является японская лиственница, а по ядерной ДНК - европейская.

198

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Семериков, Владимир Леонидович, Екатеринбург

1. Аллозимный полиморфизм лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) / A.B. Шурхал и др. // Генетика. 1989. - Т. 25, № 10. - С. 1899-1901.

2. Ахметьев М.А. Миоценовая флора Сихотэ-Алиня (р. Ботча) / М.А. Ахметьев // Тр. Ин-та геологии АН СССР. 1973. - Т. 247. - С. 1-24.

3. Безрукова Е.В. Палеогеография Прибайкалья в позднеледниковье и голоцене / Е.В.Безрукова Новосибирск: Наука, 1999- 129с.

4. Блохина Н.И. Древесина Laricioxylon shilikinae (Pinaceae) из верхнего олиго-цена бухты Сизиман (Хабаровский край) / Н.И.Блохина // Ботан. журн. -1984. Т. 69, № 11. - С. 1498-1501.

5. Блохина Н.И. Древесина Larix в третичных отложениях бухты Сизиман, Хабаровский край / Н.И.Блохина // Палеонтол. журн. 1985. - Т. 70 - С. 105-109.

6. Бобров Е.Г. История и систематика лиственниц / Е. Г. Бобров. Л.: Наука, 1972. - 95с. - (Комаровские чтения; вып. 25).

7. Бобров Е. Г. Лесообразующие хвойные СССР / Е. Г. Бобров. -Л.: Наука, 1978. 188 с.

8. Боярская Т.Д. Сопоставление амплитуды изменчивости палеоклиматов позднего плейстоцена и голоцена различных районов СССР / Т.Д.Боярская // Палеоклиматы позднеледниковья и голоцена. М., 1989. - С. 85-90.

9. Васьковский А.П. Краткий очерк растительности, климата и хронологии четвертичного периода в верховьях рек Колымы и Индигирки и на северном побережье Охотского моря / А.П.Васьковский // Ледниковый период. -М., 1959.-С. 510-545.

10. Волкова B.C. Растительность и природная зональность / В.С.Волкова // Палеогеография Западно-Сибирской равнины в максимум позднезырянско-го оледенения. Новосибирск, 1980. - С. 77-91.

11. A.В.Подогас и др. / Генетика. -1991. Т. 27, № 4. - С. 695-703. Генетическая структура уральских популяций Larix sukaczewii Dyl. / З.Х.

12. Шигапов и др. // Генетика. 1998. - Т. 34, №1. - С. 65-74. Гладенков Ю.Б. Эоцен западной Камчатки / Ю.Б.Гладенков,

13. B.Н.Синельникова, А.Е.Шанцер. М.: Наука, 1991. - 184 с.

14. Голубева JI.B. Растительность и стратиграфия плейстоцена и голоцена юга Дальнего Востока / Л.В.Голубева, Л.П.Караулова. М.: Наука, - 1983. -144 с.

15. П.И.Дорофеев. Л.: Наука, 1969. - 125с. Дорофеев П.И. Третичные флоры Урала / П.И.Дорофеев. - Л.: Наука, 1970. -67с.

16. Дорофеев П.И. Третичные флоры бассейна р. Омолоя / П.И.Дорофеев // История флоры и растительности Евразии. Л, 1972. - С. 41-112.

17. Дорофеюк Н.И. Растительность Западной и Южной Монголии в позднем плейстоцене и голоцене / Н.И.Дорофеюк, П.Е.Тарасов // Ботан. журн. -2000-Т. 85, №2-С. 1-17.

18. Дылис Н.В. Сибирская лиственница / Н.В.Дылис. -М.: Изд-во МОИП, 1947. -138 с.

19. Дылис Н.В. О генетико-селекционном и ботанико-географическом значении контакта ареалов лиственниц сибирской и даурской / Н.В.Дылис // Сообщения Института леса. М, 1959.-Вып. 11.-С. 3-13.

20. Дылис Н.В. Лиственницы Восточной Сибири и Дальнего Востока / Н.В.Дылис. М: Изд-во АН СССР, 1961.-209 с.

21. Ильченко Т.П. Сравнительный кариологический анализ лиственниц Приморья / Т.П.Ильченко // Лесоведение. 1973. - № 6. - С. 69-72.

22. Ильченко Т.П. Сравнительно-кариологическое исследование лиственниц Приморья: автореф. дис. канд. биол. наук / Т.П.Ильченко. Красноярск, 1975.-34 с.

23. Ильченко Т.П. Сравнительная характеристика кариотипов некоторых видов рода Larix Miller / Т.П.Ильченко // Редкие и исчезающие древесные растения юга Дальнего Востока. Владивосток, 1978. - С. 22-27.

24. Ирошников А.И. Географические культуры хвойных в Южной Сибири / А.И.Ирошников // Географические культуры и плантации хвойных в Сибири. Новосибирск: Наука, 1977. - 167 с.

25. Кариологический и изоэнзимный анализ лиственниц Сибири и Дальнего Востока России / Е.Н.Муратова и др. // Лесные экосистемы СевероВосточной Азии и их динамика: материалы междунар. конф. (22-26 авг. 2006 г.) Владивосток, 2006. - С. 235 - 237.

26. Каталог радиоуглеродных датировок четвертичных осадков Дальнего Востока / А.М.Короткий и др.. Владивосток: ДВО РАН, 1993. - 40 с.

27. Колесников Б.П. К систематике и истории развития лиственниц секции Раи-ciseriales Patschke / Б.П.Колесников // Материалы по истории флоры и растительности СССР. М., 1946. - Вып. 2 - С. 321-364.

28. Крашенинников И.М. Основные пути развития растительности Южного Урала в связи с палеогеографией Северной Евразии в плейстоцене и голоцене / И.М.Крашенинников // Сов. ботаника 1939. - вып. 6/7. - С. 6799.

29. Кременецкий К.В. История ареалов основных хвойных пород Сибири в голоцене / К.В.Кременецкий // Короткопериодные и резкие ландшафтно -климатические изменения за последние 15000 лет. М., 1994. - С. 160210.

30. Крестов П.В. Ботанико-географическое районирование острова Сахалин / П.В. Крестов, В.Ю. Баркалов, A.A. Таран // Растительный и животный мир острова Сахалин: (материалы междунар. Сахалин, проекта). Владивосток, 2004. - Ч. 1. - С.67-92.

31. Кривоногое С.К. Стритиграфия и палеогеография нижнего Прииртышья в эпоху последнего оледенения / С.К.Кривоногов. Новосибирск: Наука, 1988.-231 с.

32. Криштофович А.Н. Третичная флора залива Корфа на Камчатке / А.Н.Криштофович. М.; JI.; Новосибирск: Гос. науч.-техн. горно-геол., 1934.-29 с.

33. Круклис М.В. Лиственница Чекановского / М.В.Круклис, Л.И.Милютин. М: Наука, 1977.-211с.

34. Кузьмина Е.А. Динамика сообществ мелких млекопитающих Южного Зауралья в позднем плейстоцене и голоцене : автореф. дис. канд. биол. наук./ Е.А.Кузьмина. Екатеринбург, 2006. - 22 с.

35. Ландшафты и климат Прибайкалья в позднеледниковье и голоцене по результатам комплексных исследований торфяников / Е. В. Безрукова и др. // Геология и геофизика. 2005. - Т. 46, № 1. - С. 21-33.

36. Ларионова А.Я. Генетическая изменчивость лиственницы сибирской в Нижнем Приангарье / А.Я.Ларионова, Н.В.Яхнева, Н.А.Кузьмина // Лесоведение. 2003. - № 4. - С. 17-22.

37. Ларионова А.Я. Генетическое разнообразие и дифференциация популяций даурской лиственницы (Larix gmelinii) в Эвенкии (Центральная Сибирь) / А.И.Ларионова, Н.В.Яхнева, А.Р.Абаимов // Генетика. 2004. - Т. 40, №10.-С. 1127-1133.

38. Малаева Е.М. Растительность и климат горных районов северной Монголии и юго-восточного Забайкалья в плиоцене (по палинологическим данным) / Е.М.Малаева // Климаты Земли в геологическом прошлом: сб. ст. М., 1987.-С. 190-205.

39. Малаева Е.М. История растительности Монголии в плейстоцене и голоцене и палеоиндикационные признаки ископаемых пыльцевых флор / Е.М. Малаева // Поздний кайнозой Монголии. М., 1989. - С. 158-177.

40. Мамаев С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений (на примере сем. Pinaceae на Урале) / С.А.Мамаев.- М.: Наука, 1972. 287 с.

41. Махнев А.К. Внутривидовая изменчивость и популяционная структура берез секции Albae и Nanae / А.К.Махнев. М.: Наука, 1987. - 128 с.

42. Муратова E.H. Применение методов многомерного анализа в кариологии хвойных (на примере лиственницы) / Е.Н.Муратова, Б.А.Кравцов, Е.Е.Любшина // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1988. - №4. - С. 594-601.

43. Муратова E.H. Хроосомный полиморфизм в природных популяциях лиственницы Гмелина Larix gmelinii (Rupr.) Rupr. / Е.Н.Муратова II Цитология и генетика. 1994. - Т. 28, № 4. с. 14-22.

44. Муратова E.H. Кариологическое исследование Larix sibirica (Pinaceae) в различных частях ареала / Е.Н.Муратова // Ботан. журн. 1991. - Т. 76, №11.-С. 1586-1595.

45. Муратова E.H. Кариосистематика семейства Pinaceae Lindl. Сибири и Дальнего Востока / автореф. дис. д-ра. биол. наук / Е.Н.Муратова. Новосибирск. - 1995. - 32.

46. Наурзбаев М.М. Дендроклиматический анализ длительных изменений температурного режима в Субарктике Евразии: автореф. дис. д-ра. биол. наук / М.М.Наурзбаев. Красноярск, 2005. - 43 с.

47. Нейштадт М.И. История лесов и палеогеография СССР в голоцене / М.И. Нейштадт. М.: АН СССР, 1957. - 404 с.

48. Немкова В.К. История растительности Предуралья за поздне- и послеледниковое время / В.К. Немкова // Актуальные вопросы современной геохронологии. М, 1976. - С.259-275.

49. Немкова В.К. Стратиграфия поздне- и послеледниковых отложений Предуралья / В.К.Немкова // К истории позднего плейстоцена и голоцена Южного Урала и Предуралья. Уфа, 1978. - С. 4-45.

50. Орлова Л.Г. Радиоуглеродное датирование археологических памятников Сибири и Дальнего Востока / Л.Г.Орлова // Методы естественных наук в археологических реконструкциях / ред. А.П.Девевянко, Ю. П. Холюш-кин Новосибирск, 1995 - Ч. 2. - С. 207-232.

51. Панова Н.К. История развития лесной растительности на Урале в голоцене / Н.К. Панова // Лесообразовательный процесс на Урале и в Зауралье. -Екатеринбург, 1996. С.26-49.

52. Пименов Г.М. Лиственница из миоцена Приморья / Г.М.Пименов // Палео-нтол. журн. 1986. - Т. 20. - С. 114-118.

53. Пименов Г.М. Миоценовые флоры хвойных юга Дальнего Востока и их значение / Г.М.Пименов. Владивосток: Наука, 1990. - 110 с.

54. Позднечетвертичные растительность и климаты Сибири и российского Дальнего Востока (палинологическая и радиоуглеродная база данных) / П.М.Андерсон и др.. Магадан: СВНЦ ДВО РАН, 2002. - 369 с.

55. Положий A.B. К познанию истории развития современных флор в приени-сейской Сибири / A.B.Положий // История флоры и растительности Евразии.-Л., 1972.-С. 136-144.

56. Попов М.Г. К вопросу о происхождении тайги / М.Г.Попов //Сборник статей по результатам исследований в области лесного хозяйства и лесной промышленности в лесной зоне СССР. М., Л., 1957. - С. 19-28.

57. Потенко В.В. Генетическая изменчивость и популяционная структура лиственницы даурской на территории Хабаровского края / В.В.Потенко, П.Н.Разумов // Лесоведение. 1996. - № 5. - С.1-18.

58. Путенихин В.П. Лиственница Сукачева на Урале. Изменчивость и популяци-онно-генетическая структура / В.П.Путенихин, Г.Г.Фарукшина, З.Х.Шигапов-М.: Наука, 2004.-276 с.

59. Развитие ландшафтов и климата Северной Евразии: Поздний плейстоцен-голоцен; элементы прогноза / ред. А.А.Величко. М: Наука, 1993. - 102с. Вып. 1: Региональная палеогеография.

60. Савина Л.Н. Сохранность пыльцы лиственницы в лесных почвах и отражение состава лиственничных лесов Монголии в рецентных спектрах / Л.Н.Савина, Т.А.Буренина // Палеоботанические исследования в лесах Северной Азии. Новосибирск, 1981. - С. 6-83.

61. Семериков В. Л. Структура изменчивости аллозимных локусов в популяциях сосны обыкновенной / В. Л. Семериков, А. В. Подогас, А. В. Шурхал // Экология.-l993. № 1. - С. 18-25.

62. Семериков В. JL Оценка генетической изменчивости лиственницы сибирской / В. JL Семериков, А. В. Матвеев // Биота Урала : (информ. материалы) / ИЭРиЖ, УрО, РАН. Екатеринбург, 1994. - С. 44-45.

63. Семериков B.JT. Аллозимный полиморфизм в природных популяциях и культурных сортах клевера лугового (Trifolium pratense L.) / В. JI. Семериков, А. Ю. Беляев//Генетика. 1995. - Т. 31, № 6. - С. 815-819.

64. Семериков В.Л. Изучение генетической изменчивости лиственницы сибирской (Larix sibirica Ldb.) по изоферментным локусам / В.Л.Семериков,

65. A.В.Матвеев // Генетика 1995. - Т. 31, № 8. - С. 1107-1113.

66. Семериков В. Л. К истории евроазиатских видов Larix секции Pauciseriales /

67. B. Л. Семериков // Исследование лесов Урала: материалы науч. чтений, посвящ. памяти Б. П. Колесникова. Екатеринбург, 1997. - С. 43-46.

68. Семериков В. Л. Изучение филогенеза лиственниц (Larix Mill.) с помощью молекулярных маркеров / В. Л.Семериков // Экология и генетика попу-ляций.-Йошкар-Ола, 1998.-С. 157-159.

69. Семериков В. Л. Новые данные по геногеографии Larix sibirica Ldb / В.Л.Семериков II Жизнь популяций в гетерогенной среде: материалы 2 Всерос. популяц. семинара, 16-20 февр. 1998 г., Йошкар-Ола. Йошкар-Ола, 1998. - Ч. 2. - С. 24-25.

70. Семериков В.Л. История и филогения видов Larix Mill. / В.Л. Семериков / Особь и популяции стратегии жизни: сб. материалов IX всерос. популяц. семинара (Уфа, 2-6 окт. 2006 г.). - Уфа, 2006. - Ч. 2. - С. 470 -475.

71. Семериков В.Л. Структура изменчивости митохондриальной ДНК и послеледниковая история лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) / В.Л.Семериков, А.И.Ирошников, М.Ласко / Экология. 2007. (в печати).

72. Семериков Л.Ф. Популяционная структура древесных растений: (на примере видов дубов Европейской части СССР и Кавказа) / Л.Ф.Семериков. М.: Наука, 1986.- 141 с.

73. Семерикова С.А. Генетическая изменчивость и дифференциация популяций пихты сибирской (Abies sibirica Ledeb.) по аллозимным локусам / С.А. Семерикова, В.Л. Семериков // Генетика. 2006. - Т.42, № 6. - С. 783-792.

74. Соколов С.Я. Ареалы деревьев и кустарников СССР: (в 3 т.) / С.Я.Соколов, О.А.Связева, В.А.Кубли. Л.: Наука, 1977. - Т. 1. - 164с.

75. Сочава В.Б. О генезисе и фитоценологии аянского темнохвойного леса / В.Б. Сочава // Ботан. журн. 1944. - Т. 29, № 5. - С. 205-218.

76. Сукачев В.Н. К истории развития лиственниц / В.Н.Сукачев // Лесное дело: сборник. М., Л., 1924. - С. 12-44.

77. Сукачев В.Н. О двух новых ценных для лесного хозяйства древесных породах / В.Н.Сукачев. Л.: 2-я тип. транспечати НКПС, 1931. - 20 с.

78. Толмачев А.И. К истории возникновения и развития темнохвойной тайги / А.И.Толмачев. М.; Л.: АН СССР, - 1954. - 156с.

79. Цвелев Н.Н. О названиях некоторых лиственниц (Larix, Pinaceae) России / Н.Н.Цвелев // Ботан. журн. 1994. - Т. 79, № 11. - С. 90-91.

80. Электрофоретическая изменчивость белков хвои сосны обыкновенной Pinus sylvestris L. / В.Л. Семериков и др. // Генетика. 1991. - Т. 27, № 9. - С. 1590-1596.

81. A genetic linkage map for Pinus radiata based on RFLP, RAPD, and microsatellite markers / M.E. Devey, J.C. et al. // Theor. Appl. Genet. 1996. - Vol. 92. -P. 673-679.

82. A low mutation rate for chloroplast microsatellites / J. Provan et al. // Genetics. -1999. Vol. 153, № 2. - P. 943-947.

83. A mitochondrial DNA minisatellite reveals the postglacial history of jack pine {Pinus banksiana), a broad-range Norther American conifer / J. Godbout et al. // Molecular Ecology. 2005. - Vol. 14. - P. 3497-3512.

84. A new scenario for the Quaternary history of European beech populations: pa-laeobotanical evidence and genetic consequences / D. Magri et al. // New Phytologist. 2006. -Vol. 171.-P. 199-221.

85. A set of primers for the amplification of 20 chloroplast microsatellites in Pinaceae / G.G. Vendramin et al. // Molecular Ecology. 1996. - Vol. 5. - P. 595-598.

86. Aagaard J.E. RAPD markers of mitochondrial origin exhibit lower population diversity and higher differentiation than RAPDs of nuclear origin in Douglas fir / J.E.Aagaard, K.V.Krutovskii, S.H Strauss // Molecular Ecology. 1998. Vol. 7. P. 801-812.

87. AFLP: a new technique for DNA fingerprinting / P.Vos et al. // Nucleic Acids Research. 1995. - Vol. 23. - P. 4407-4414.

88. Allozyme variation in Picea maritima from Newfoundland: genetic diversity, population structure and analysis of differentiation / F.C. Yeh et al. // Can. J. For. Res. 1986. - Vol. 16. - P. 713-720.

89. Arnold M. Pollen-mediated introgression and hybrid speciation in Lousiana irises / M. Arnold, C.M. Buchner, J.J. Robinson // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. -1991. -Vol. 88.-P. 1398-1402.

90. Avise, J. Molecular markers, natural history and evolution. New York: Chapman and Hall, 1994. - XIV, 511 p.

91. Avise J. Phylogeography: the history and formation of species. Cambridge; London, Harvard Univ. Press, 2000. - 447 p.

92. Axelrod D.I. The Miocene Trapper Creek flora of southern Idaho / D.I.Axelrod // Univ. California Publi., Geological Sci. 1964. - Vol. 51. - P. 1-164.

93. Axelrod D.I. The early Miocene Buffalo Canyon flora of western Nevada / D.I. Axelrod // Univ. of California Publi. Publications, Geological Sci. 1991. -Vol. 135.-P. 1-76.

94. Axelrod D.I. The Eocene Thunder Mountain flora of central Idaho / D.I. Axelrod // University of California Publi., Geological Sci. 1998. - Vol. 142. - P. 1 -61.

95. Barr C.M. Inheritance and recombination of mitochondrial genomes in plants, fungi and animals / C.M.Barr, M.Neiman, D.R.Taylor //New Phytologist. -2005. Vol. 168, № 1. - P. 39-50.

96. Banfer G. AFLP analysis of phylogenetic relationships among myrmecophytic species of Macaranga (Euphorbiaceae) and their allies / G. Banfer, B. Fiala, K.Weising. // Plant Systematics and Evolution. 2004. - Vol. 249, № 3/4. - P. 213-231.

97. Bennett K.D. Quaternary refugia of north European trees / K.D. Bennet, P.C. Tzedakis, K.J. Willis // J. Biogeography. 1991. - Vol. 18. - P. 103-115.

98. Bennett K.D. Evolution and ecology: The pace of life / K.D.Bennett. Cambridge: Cambridge University Press, 1997. - 241 p.

99. Bergmann F. Teil B. Genetik und Waldbau der Weisstanne. Teil 2. Forschungsbericht. Schriftenreihe der Saechsischen Landesanstalt Fuer Forsten. 1994. -p. 65-78. Germany, ijht. no High level of variation., 1999.

100. Beringia as a glacial reiugium for boreal trees and shrubs: new perspectives from mapped pollen data / L.B. Brubaker et al. // J. Biogeography. 2005. - Vol. 32.-P. 833-848.

101. Birks H.H. Did tree-Betula, Pinus and Picea survive the last glaciation along the west coast of Norway? A review of the evidence, in light of Kullman (2002) / H.H.Birks, EXarsen, H.J.B.Birks // J. of Biogeography. 2005. - Vol. 32, № 8.-P. 1461-1471.

102. Bleeker W. Introgressive hybridization in Rorippa (Brassicaceae): gene flow and its consequences in natural and anthropogenic habitats / W.Bleeker, H.Hurka // Molecular Ecology. 2001. - Vol. 10, № 8. - P. 2013-2022.

103. Blyakharchuk T.A. Holocene vegetational and climatic changes in the forest zone of Western Siberia according to pollen records from the extrazonal palsa bog Bugristoye / T.A.Blyakharchuk, L.D.Sulerzhitsky // The Holocene. 1999. -Vol. 9.-P. 621-628.

104. Boileau M.G. Non-equilibrium gene frequency divergence: persistent founder effects in natural populations / M.G. Boileau, P.D.N. Hebert, S.S. Schwartz // Journal of Evolutionary Biology. 1992. Vol. 5. - P. 25-39.

105. Bovine mtDNA discovered in North American bison populations / R.O. Polziehn et al. // Conservation Biology. 1994. - Vol. 9, № 6. - P. 1638-1643.

106. Characterization of a mosaic minisatellite locus in the mitochondrial DNA of Norway spruce Picea abies (L.) Karst. / D. Bastien [et al.] // Theor. Appl. Genet. 2003. - Vol. 107. - P. 574-580.

107. Chat J. Strict paternal inheritance of chloroplast DNA and maternal inheritance of mitochondrial DNA in interspecific crosses of kiwifruit / J. Chat, L. Chalak, R.J. Petit // Theor. Appl. Genet. 1999. - Vol. 99. - P. 314-322.

108. Cheliak W.M. Inheritance and linkage of allozymes in Larix laricina II W. M.Cheliak, J. A.Pitel // Silvae Genetica. 1985.- Vol. 34. - P. 142-148.

109. Cheliak W.M. Population structure and genetic diversity in tamarack, L. laricina (Du Roi) K. Koch. II W.M.Cheliak, J.Wang, J. A.Pitel II Can. J. Forest. Res. -1988.-Vol. 18.-P. 1318-1324.

110. Chesnoy L. The origin of the embrionic cytoplasm of Gymnosperms / L.Chesnoy // Bulletin de la Societe Botanique de France. Actualites Botaniques. 1987. -Vol. 134.-P. 51.

111. Chlachula J. The Siberian loess record and its significance for reconstruction of Pleistocene climate change in north-central Asia / J. Chlachula // Quaternary Sei. Rev. 2003. - Vol. 22. - P. 1879-1906.

112. Chloroplast DNA footprints of postglacial recolonisation by oaks / R.J. Petit et al. // Proc. Nat. Acad. Sei. USA. 1997. - Vol. 94. - P. 9996-10001.

113. Chloroplast DNA polymorphism in lodgepole and jack pines and their hybrids / D.B. Wagner et al. // Proc. Nat. Acad. Sei. USA. 1987. - Vol. 84. - P. 2097-2100.

114. Chloroplast DNA variation in European white oaks phylogeography and patterns of diversity based on data from over 2600 populations / R.J. Petit et al. // Forest Ecology and Management. 2002. - Vol. 156. - P. 5-26.

115. Chloroplast microsatellite analysis reveals the presence of population subdivision in Norway spruce (Picea abies K.) / G.G. Vendramin et al. II Genome. -2000.-Vol. 43.-P. 68-78.

116. Chloroplast microsatellite reveal population genetic diversity in red pine, Pinus resinosa Ait. / C.S Echt et al. II Molecular Ecology. 1998. - Vol. 7. - P. 307-316.

117. Clark J.S. Why trees migrate so fast: confronting theory with dispersal biology and paleorecord / J.S. Clark // The Amer. Naturalist. 1998.- Vol. 152, № 2. - P. 204-224.

118. Complex population genetic structure in the endemic Canary Island pine revealed using chloroplast microsatellite markers / A. Gomez et al. // Theor. Appl. Genet.-2003.-Vol. 107.-P. 1123-1131.

119. Conflicting phylogenies of Larix (Pinaceae) based on cytoplasmic and nuclear DNA / V.Semerikov et al. // Molecular Phylogenetics and Evolution. -2003.-Vol. 27.-P. 173-184.

120. Contrasting phylogeographical patterns between mainland and island taxa of the Pinus luchuensis complex / Y.-C. Chiang et al. // Molecular Ecology. -2006.-Vol. 15.-P. 765-779.

121. Cytological mechanism of cytoplasmic inheritance in Pinus tabulaeformis: II. Transmission of male and female organelles during fertilization and proembryo development / F.L. Guo et al. // Acta Botanica Sinica. 2000. - Vol. 42,№ 4.-P. 341-352.

122. Demesure B. A set of universal primers for amplification of polymorphic noncod-ing regions of mitochondrial and chloroplast DNA in plants / B. Demesure, N. Sodzi, R.J. Petit//Molecular Ecology. 1995. - Vol. 4. - P. 129-131.

123. Detection of haplotypic variation and natural hybridization in halepensis complex pine species using chloroplast SSR markers / G. Bucci et al. // Molecular Ecology. - 1998. - Vol. 7. - P. 1633 - 1643.

124. DeVerno L.L. Inheritance of mitochondrial DNA in the conifer Larix / L.L.DeVerno, PJ. Charest, L. Bönen // Theor. Appl. Genet. 1993. - Vol. 86. -P. 383-388.

125. Differential transmission of the cucumis organellar genomes / M.J. Havey et al. // Theor. Appl. Genet. 1998. - Vol. 97. -P. 122-128.

126. Direct and indirect estimates of seed versus pollen movement within a population of ponderosa pine. R.G. Latta et al. // Evolution. 1998. Vol. 52. - P. 61-67.

127. Distribution of genetic diversity in Pinus pinaster Ait. as revealed by chloroplast microsatellites / G.G. Vendramin et al. // Theor. Appl. Genet. 1998. -Vol. 97.-P. 456-463.

128. Diverging patterns of mitochondrial and nuclear DNA diversity in subarctic black spruce: imprint of a founder effect associated with postglacial colonization /1. Gamache et al. // Molecular Ecology. 2003. - Vol. 12. - P. 891-901.

129. Dong J. Taxonomic and population differentiation of mitochondrial differentiation in Pinus banksiana and Pinus contorta / J. Dong, D.B.Wagner // Theor. Appl. Genet. 1993.-Vol. 86.-P. 573-578.

130. Dumolin-Lapegue S. An enlarged set of consensus primers for the study of organelle DNA in plants / S. Dumolin-Lapegue, M.H. Pemonge, R.J. Petit // Molecular Ecology. 1997. - Vol. 6. - P. 393-397.

131. Dumolin-Lapegue S. Are chloroplast and mitochondrial DNA variation species independent in oaks? / S. Dumolin-Lapegue, A. Kremer, RJ. Petit // Evolution. 1999. - Vol. 53, № 5. - P. 1406-1413.

132. Duvernell D. Introgression of Luxilus cornutus mtDNA into allopatric populations of Luxilus chrysocephalus (Teleostei: Cyprinidae) in Missouri and Arcansas / D. Duvernell, N. Aspinwall // Molecular Ecology. 1995. - Vol. 4. - P. 173181.

133. Eckert A.J. Phylogeny, historical biogeography, and patterns of diversification for Pinus (Pinaceae): Phylogenetic tests of fossil-based hypotheses / A.J. Eckert, B.D. Hall // Molecular Phylogenetic and Evolution. 2006. - Vol. 40, № 1. -P. 166-182.

134. Effects of colonisation processes on genetic diversity: Differences between annual plant and tree species / F. Austerlitz et al. // Genetics. 2000. - Vol. 154. - P. 1309-1321.

135. Erwin D.M. Revision of the conifers from the Eocene Thunder Mountain flora, Idaho, U.S.A. / D.M. Erwin, H.E. Schorn // Review of Paleobotany and Pa-lynology. 2005. - Vol. 137. - P. 125 - 145.

136. Evolutionary relationships among Pinus (Pinaceae) subsections inferred from multiple low-copy nuclear loci / J. Syring et al. // Amer. J. Botany. 2005. -Vol. 92, № 12.-P. 2086-2100.

137. Excoffier L. Analysis of molecular variance inferred from metric distances among DNA haplotypes: Application to human mitocondrial DNA restriction sites / L. Excoffier, P.E. Smouse, J.M. Quattro // Genetics. 1992. - Vol. 131. - P. 479-491.

138. Extensive mitochondrial introgression from Pinus pumila to P-parviflora var. Pen-taphylla (Pinaceae) / M. Senjo et al. // J. Plant Research. 1999. - Vol. 112, № 1105.-P. 97-105.

139. Faijon A. Pinaceae: drawings and descriptions of the genera Abies, Cedrus, Pseu-dolarix, Keteleeria, Nothotsuga, Tsuga, Cathaya, Pseudotsuga, Larix and Picea. Konigstein: Koeltz Scientific Books, 1990. - 198 p.

140. Felsenstein J. PHYLIP (Phylogeny Inference Package) version 3.5c. Distributed by the author. Seattle: Department of Genetics, University of Washington, 1993.

141. Felsenstein, J. Inferring Phylogenies. Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates, 2004.-XX, 664 p.

142. Fins L. Genetic variation in allozymes of western larch {Larix occidentalis) / L. Fins, L.W. Seeb // Can. J. Forest Res. 1986.-Vol. 16.-P. 1013-1018.

143. Fisher R.A. Statistical Methods for Research Workers / R.A. Fisher. 12th ed. Edinburgh: Oliver & Boyd, 1954. - 356 p.

144. Fitch W.M. Construction of phylogenetic trees. A method based on mutation distances as estimated from cytochrome c sequences is of general applicability / W.M. Fitch, E. Margoliash // Science. 1967. - Vol. 155. - P. 279-284.

145. Furnier G.R. Geographie patterns of allozyme variation in Jeffrey pine / G.R. Furnier, W.T. Adams // Amer. J. Botany. Vol. 1986. - 73. - P. 1009-1015.

146. Gaussen H. Les Gymnospermes actuelles et fossiles / H.Gaussen // Trav. Lab. Forest Toulouse. 1966. - Fasc. 8, ch. 11. - P. 503-534.

147. Gene flow and hybridisation in a mixed oak forest (Quercus pyrenaica Willd. and Quercus petraea (Matts.) Liebl.) in central Spain / M. Valbuena-Carabana et al. // Heredity. 2005. - Vol. 95, № 6. - P. 457-465.

148. Genetic affinities within the herring gull Larus argentatus assemblage revealed by AFLP genotyping / P. De Knijff et al. // J. Mol. Evol. 2001. - Vol. 52. - P. 85-93.

149. Genetic diversity in European and Mediterranean faba bean germplasm revealed by RAPD markers / W. Link et al. // Theor. Appl. Genet. 1995- Vol. 90. -P. 27-32.

150. Genetic diversity of nuclear and mitochondrial genomes in Pinus parviflora Sieb. & Zucc / N. Tani et al. // Heredity. 2003. - Vol. 91. - P. 510-518.

151. Genetic structure of montane isolates of Pinus sylvestris L. in a Mediterranean refugial area / J.J. Robledo-Arnuncio et al. // J. Biogeography. 2005. - Vol. 32.-P. 595-605.

152. Genetic variation at chloroplast microsatellites (cpSSRs) in Abies nebrodensis (Lo-jac.) Mattei and three neighboring Abies species / L. Parducci et al. // Theor. Appl. Genet. 2001. - Vol. 102. - P. 733-740.

153. Genomic organization of molecular differentiation in Norway spruce (Picea abies) / V. Achere et al. // Molecular Ecology. -2005.- Vol. 14, № 10. P. 31913201.

154. Gernandt D.S. Internal transcribed spacer region evolution in Larix and Pseu-dotsuga (Pinaceae) // D.S. Gernandt, A. Liston // Amer. J. Botany. 1999. -Vol. 86.-P. 711-723.

155. Goudet J. Fstat v-1.2: a computer program to calculate F-statistics / J. Goudet // J. Heredity. 1995. - Vol. 86. - P. 485-486.

156. Grant V. Plant speciation / V.Grant 2 edit. - New York: Columbia Univ. Press, 1981.-XII, 563 p.

157. Hagman M. On self- and cross-incompatibility shown by Betula verrucosa Ehrh and Betula pubescens Ehrh. / M.Hagman Helsinki: University of Helsinki, 1971.

158. Hall T.A. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT / T.A.Hall // Nucl. Acids. Symp. Ser.1999.-Vol. 41.-P. 95-98.

159. Hamrick J.L. Effects of life histoiy traits on genetic diversity in plant species // J.L. Hamrick, M.J.W. Godt // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B. Biological Science. 1996. - Vol. 351, № 1345. - P. 12911298.

160. Harris H. Handbook of enzyme electrophoresis / H. Harris, D.A. Hopkinson.

161. Amsterdam: North-Holland Publ. Comp., 1976. 1 Vol. (flere pag.). Hewitt G.M. Some genetic consequences of ice ages, and their role in divergence and speciation / G.M. Hewitt // Biology J. Linnaean Society. - 1996. - Vol. 58. - P. 247-276.

162. G.G. Vendramin et al. // Molecular Ecology. 1999. - Vol. 8. - P. 11171126.

163. Hillis D.M. Molecular systematics. Second edition / D.M. Hillis, C. Moritz, B.K.

164. H.Corke, M.Sun // Genetic Resources and Crop Evolution. 2002. Vol. 49, № 6.-P. 541-550.

165. Jaquish B. Genetic variation of western larch in British Columbia and its conservation / B. Jaquish, Y.A. El-Kassaby // J. Heredity. 1998. - Vol. 89, № 3. - P. 248-253.

166. Jaramillo-Correa J.P. New evidence from mitochondrial DNA of a progenitorderivative species relationship between black spruce and red spruce (Pina-ceaé) / J.P. Jaramillo-Correa, J. Bousquet // Amer. J. Botany. 2003. - Vol. 90.-P. 1801-1806.

167. Jaramillo-Correa J.P. Mitochondrial genome recombination in the zone of contact between two hybridizing conifer / J.P. Jaramillo-Correa, J. Bousquet // Genetics. 2005. - Vol. 171, №4.-P. 1951-1962.

168. Johansen A.D. Mitochondrial haplotype distribution, seed dispersal and patterns of postglacial expansion of ponderosa pine / A.D. Johansen, R.G. Latta // Molecular Ecology. 2003. - Vol. 12. - P. 293-298.

169. J0hnk N. Population structure of postglacial migration routes of Quercus robur and Quercus petraea in Denmark, based on chloroplast DNA analysis / N. Johnk,

170. H.R. Siegismund // Scandinavian J. Forest Res. 1997. - Vol. 12. - P. 130137.

171. Kallio P. The fennoscandian birch and its evolutionin the marginal forest zone / P.

172. King R.A. Chloroplast DNA phylogeography of Alnus glutinosa (L.) Gaertn. /

173. R.A. King, C. Ferris // Molecular Ecology. 1998. - Vol. 7. - P. 1151-1161. Kingman J.F.C. The coalescent / J.F.C. Kingman // Stoch. Proc. Appl. - 1982.

174. Kullman L. Palaeoecological, biogeographical and paleoclimatological implications of early Holocene immigration of Larix sibirica Ledeb. in the Scandes montains, Sweden / L. Kullman // Global Ecology and Biogeography Letters.- 1998.-Vol. 7.-P. 181-188.

175. Macko S. Lower Miocene pollen flora from the valley of Plodunica near Glivice (Upper Silesia) / S.Macko Wroclaw, 1957. - 314 p.

176. Maier J. Genetic variability in European larch (Larix decidua Mill) / J. Maier // Ann. Sei. For. 1992. - Vol. 49. - P. 39-47.

177. Mantel N.A. The detection of disease clustering and a generalized regression approach / N.A. Mantel // Cancer Res. 1967. - Vol. 27. - P. 209-220.

178. Marshall H.D. Chloroplast phylogeography and evolution of highly polymorphic microsatellites in lodgepole pine (Pinus contorta) / H.D. Marshall, C. Newton, K. Ritland // Theor. Appl. Genet. 2002. - Vol. 104. - P. 367-378.

179. Maternal inheritance of chloroplast genome and paternal inheritance of mitochondrial genome in bananas (Musa acuminata) / Faure S. et al. // Current Genetics. 1994. - Vol. 25. - P. 265-269.

180. Maternal lineages of Pinus densata, a diploid hybrid / B-H. Song et al. // Molecular Ecology. 2002. - Vol. 11.-P. 1057-1063.

181. Matthews J.V. Late Tertiary plant macrofossils from localities in Arctic/Subarctic North America: a review of the data / J.V. Matthews Jr., L.E. Ovenden // Arctic. 1990. - Vol. 43. - P. 364-392.

182. McLachlan J.S. Reconstructing historical ranges with fossil data at continental scales /J.S. McLachlan, J.S. Clark // Forest Ecology and Management. 2004. -Vol. 197.-P. 139-147.

183. Mid-Holocene and glacial-maximum vegetation geography of the northern continents and Africa / I.C. Prentice et al. // J. Biogeography. 2000. - Vol. 27. -P. 507-519.

184. Mitochondrial DNA products among RAPD profiles are frequent and strongly differentiated between races of Douglas-fir / J.E. Aagaard et al. // Molecular Ecology. 1995. - Vol. 4. - P. 441-447.

185. Mitochondrial genome variation and the origin of modern humans / M.Ingman et al. // Nature. 2000. - Vol. 408, № 6813. - P. 708 - 713.

186. Mitton J.B. Molecular approaches to population biology / J.B. Mitton // Ann. Rev. Ecol. Syst. 1993. - Vol. 25. - P. 45-69.

187. Mitton J.B. Glacial refugia of limber pine (Pinus flexilis James) inferred from the population structure of mitochondrial DNA / J.B. Mitton, B.R. Kreiser, R.G. Latta // Molecular Ecology. 2000. - Vol. 9. - P. 91-97.

188. Molecular analysis of plant migration and refugia in the Arctic / R.J. Abbott et al. // Science. 2000. - Vol. 289. - P. 1343-1346.

189. Molecular cytogenetic analysis of four lam species by bicolor fluorescence in situ hybridization and DAPI banding / Liu B., et al. // Intern. J. Plant Sei. 2006. -Vol. 167,№2.-P. 364-372.

190. Molecular evidence of natural hybridization between Abies veitchii and A-homplepis (Pinaceae) revealed by chloroplast, mitochondrial and nuclear DNA markers / K. Isoda et al. // Molecular Ecology. 2000. - Vol. 9. - P. 1965-1974.

191. Morton B.R. A chloroplast DNA mutational hotspot and gene conversion in a non-coding region near rbcL in the grass family (Poaceae) / B.R. Morton, M.T. Clegg // Current Genetics. 1993. - Vol. 24. - P. 357-365.

192. Native oak chloroplasts reveal an ancient divide across Europe / C. Ferris et al. // Molecular Ecology. 1993. - Vol. 2. - P. 337-344.

193. Neale D.B. Paternal inheritance of chloroplast DNA and maternal inheritance of mitochondrial DNA in loblolly pine / D.B. Neale, R.R. Sederoff // Theor. Appl. Genet. 1989. - Vol. 77. - P. 212-216.

194. Nei M. Genetic distance between populations / M. Nei // Amer. Naturalist. 1972. -Vol. 106.-P. 283-292.

195. Nei, M. Estimation of average heterozygosity and genetic distance from a small number of individuals / M. Nei // Genetics. 1978. - Vol. 83. - P. 583-590.

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

197. Nei M. Molecular evolutionary genetics/ M. Nei. New York: Columbia University Press, 1987.-512 p.

198. Newton K.J. Plant mitochondrial genomes: organization, expression and variation / K.J. Newton // Ann. Rev. Plant Physiology and Plant Molecular Biology. -1988.-Vol. 39.-P. 503-532.

199. Nichols R.A. The genetic consequence of long distance dispersal during colonisation / R.A. Nichols, G.M. Hewitt // Heredity. 1994. - Vol. 72. - P. 312-317.

200. Nordborg M. Coalescent Theory / M.Nordborg // Handbok of statistical genetics / D.J.Balding et al. (eds.). Chichester: John Wiley & sons, ltd., 2001.

201. Optimizing conditions for DNA isolation from Pinus radiata / E. Ostrowska et al. // In Vitro Cellular and developmental Biology Plant. - 1998. - Vol. 34. -P. 108-111.

202. Ostenfeld C.H. The species of the genus Larix and their geographical distribution / C.H. Ostenfeld, C. Syrach-Larsen. Kobenhavn, - 1930. - 177 p.

203. Page R.D.M. Tree View: An application to display phylogenetic trees on personal computers / R.D.M. Page // Computer Applications in the Biosciences. -1996. Vol. 12, № 4. - P. 357-358.

204. Palaeoenvironmental history of Lake Baikal during the last 23000 years / Horiuchi K. et al. // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2000. -Vol. 157, №1/2.-P. 95-108.

205. Palmer J.D. Mitochondrial DNA in plant systematics: applications and limitations / J.D. Palmer // Molecular Systematics of Plants / P.S. Soltis et al. eds. New York, 1992. - P. 36-49.

206. Parducci L. PCR-RFLP analysis of cpDNA in the genus Abies / L. Parducci, A.E. Szmidt 11 Theor. Appl. Genet. 1999. - Vol. 98. - P. 802-808.

207. Parental and novel copies of the mitochondrial orf25 gene in the hybrid crop-plant Triticale: predominant transcriptional expression of the maternal gene copy / B. Laser et al. // Current Genetics. 1997. - Vol. 32, № 5. - P. 337-347.

208. Paternal leakage of mitochondrial DNA in Pinns / D.B. Wagner et al. // Theor. Appl. Genet. -1991.-Vol. 82.-P. 510-514.

209. Patschke W., Über die extra-tropischen ostasiatischen Coniferen / W. Patschke // Engler's Bot. Jahrb. 1913. - Vol. 48. - P. 651-655.

210. Patterns in variation in mitochondrial sequence-tagged-site locus provides new insights into the postglacial histoiy of European Pinus sylvestris populations / N. Soranzo et al. // Molecular Ecology. 2000. - Vol. 9. - P. 1205-1211.

211. Patterns of genetic variation in Pinus chiapensis, a threatened Mexican pine, detected by RAPD and mitochondrial DNA RFLP markers / A.C. Newton et al. // Heredity. 2002. - Vol. 89. - P. 191-198.

212. Peakall R. Evolutionary implications of allozyme and RAPD Variation in diploid populations of dioecious buffalograss Buchloe dactyloides / R. Peakall, P.E. Smouse, D. R. Huff// Molecular Ecology. 1995. - Vol. 4. - P. 135-147.

213. Peakall R. GenAlEx 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research / R. Peakall, P.E. Smouse // Molecular Ecology Notes. -2005. Vol. 6, № 1. - P. 288-295

214. Petit R.J. Finite island model for organelle and nuclear genes in plants / R.J. Petit, A. Kremer, D.B. Wagner // Heredity. 1993. - Vol. 71. - P. 630-641.

215. Petit R. Phylogeography of European forest trees and shrubs and application for their conservation and management / R. Petit, M. Legay, B. Demesure.- Paris: Inst. Nat. Rech. Agronomique, - 2001.

216. Phylogenetic relationships in Abies (Pinaceae): evidence from PCR-RFLP of the nuclear ribosomal DNA internal transcribed spacer region / Q.-P. Xiang et al. // Bot. J. Linnean Society. 2004. - Vol. 145. - P. 425-435.

217. Phylogenetic relationships of Eurasian pines (Pinus, Pinaceae) based on chloro-plast rbcL, matK, rpl20-rpsl8 spacer and trnV intron sequences / X.-R. Wang et al. // Amer. J. Botany. 1999. - Vol. 86, № 12. - P. 1742-1753.

218. Phylogenetics of Pinus (Pinaceae) based on nuclear ribosomal DNA internal transcribed spacer region sequences / A. Listón et al. // Molecular Phylogenetics and Evolution. 1999. - Vol. 11, № 1. - P. 95-109.

219. Phylogeny and classification of Pinus / D.S. Gernandt et al. // Taxon. 2005. -Vol. 54, №1.-P. 29-42.

220. Phylogeographic studies in plants: problems and prospects / B.A. Schaal // Molecular Ecology. 1998. - Vol. 7. - P. 465-474.

221. Phylogeography of pollinator-specific sexually deceptive Chiloglottis taxa (Orchi-daceae): evidence for sympatric divergence? / J. Mant et al. // Molecular Ecology. 2005. - Vol. 14. - P. 3067-3076.

222. Pilger R. Larix / R. Pilger // Die natülichen Pflancenfamilien / A. Engler, K. Prantl eds, 2. eds. Leipzig, 1926. - Vol. 13. - P. 326-329.

223. Pleistocene refugia and recolonization routes in the southern Andes: insights from Hypochaeris palustris (Asteraceae, Lactuceae) / A.N. Mueller et al. // Molecular Ecology. 2005. - Vol. 14. - P. 203-212.

224. Pollen-based biome reconstruction for southern Europe and Africa 18,000 yr BP / H. Elenga et al. // J. Biogeography. 2000. - Vol. 27. - P. 621 - 634.

225. Pons O. Measuring and testing genetic differentiation with ordered versus unordered alleles / O. Pons, R.J. Petit // Genetics. 1996. - Vol. 144. - P. 12371245.

226. Post-glacial history of Siberian spruce (Picea obovata) in the Lake Baikal area and the significance of this species as a paleo-environmental indicator / E.V. Bez-rukova // Quaternary International. 2005. - Vol. 136. - P. 47-57.

227. Postglacial recolonization and cpDNA variation of silver birch, Betula pendula / A.E.Palme et al. // Molecular Ecology. 2003. - Vol. 12. - P. 201-212.

228. Potts B.M. Hybridisation as a dispersal mechanism / B.M. Potts, J.B. Reid // Evolution. 1988. - Vol. 42, № 6. - P. 1245-1255.

229. Provan J. Novel chloroplast microsatellites reveal cytoplasmic variation in Arabi-dopsis thaliana / J. Provan // Molecular Ecology. 2000. - Vol. 9. - P. 21832185.

230. Qian T. Genetic relationships among larch species based on analysis of restriction fragment variation for chloroplast DNA / T. Qian, R.A. Ennos, T. Helgason // Can. J. For. Res. 1995. - Vol. 25. - P. 1197-1202.

231. RAPD-derived, PCR-based mitochondrial markers for Larix species and their usefulness in phylogeny / V.Semerikov et al. // Conservation Genetics. 2006. -Vol. 7,№4.-P. 621-625.

232. Raymond M. An exact test for population differentiation / M. Raymond, F. Rous-set // Evolution. 1995a. - Vol. 49. - P. 1280-1283.

233. Raymond M. Genepop (version 1.2) a population genetics software for exact tests and ecumeicism / M. Raymond, F. Rousset // J. Heredity. 1995b. - Vol. 86. -P. 248-249.

234. Reciprocal hybridization at different times between Senecio flams and Senecio glaucus gave rise to two polyploid species in north Africa and south-west Asia / J.W. Kadereit et al. // New Phytologist. 2006. - Vol. 169, № 2. - P. 431-441.

235. Rohlf FJ. Algorithm 76. Hierarchical clustering using the minimum spanning tree / F.J.Rohlf// The computer Journal. 1973. - Vol. 16. - 93-95.

236. Rohlf, F.J. NTSYS-pc: Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System / F.J. Rohlf. New York: Exeter Publishing Ltd, 1998.

237. Rozen S. Primer3 on the WWW for general users and for biologist programmers / S. Rozen, H.J. Skaletsky // Bioinformatics Methods and Protocols: Methods in Molecular Biology. S. Krawetz, S. Misener (eds). Totowa, NJ: Humana Press, 2000.-P. 365-386.

238. Sambrook J. Molecular Cloning. A laboratory manual I-II / J.Sambrook, E.F.Fritsch, T.Maniatis. New York: Cold Soring Harbor Laboratory Press, 1989.-3 vol.

239. Saitou N. The neighbor-joining method: A new method for reconstructing phy-logenetic trees / N. Saitou, M. Nei // Mol. Biol. Evol. 1987. - Vol. 4. - P. 406-425.

240. Semerikov V.L. Genetic relationships among Eurasian and American Larix species based on allozymes / V.L. Semerikov, M. Lascoux // Heredity 1999. Vol. 83.-P. 62-70.

241. Semerikov V.L. Intra- and interspecific allozyme variability in Eurasian Larix Mill, species / V.L. Semerikov, L.F. Semerikov, M. Lascoux // Heredity. -1999.-Vol. 82.-P. 193-204.

242. Semerikov V.L. Nuclear and cytoplasmic variation within and between Eurasian Larix (Pinaceae) species / V.L. Semerikov, M. Lascoux // Amer. J. Bot. -2003.-Vol, 90.-P.l 113-1123.*

243. Semerikov V.L. The origin of Russian cultivars of red clover (Trifolium pratenst L.) and their genetic relationships to wild populations in the Urals / V. L. Semerikov, A. Y. Belyaev, M. Lascoux // Theor. Appl. Genet. 2002. - Vol. 106.-P. 127-132.

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

245. Shneider S. Arlequin ver. 2.000: A software for population genetics data analysis / S. Shneider, D. Roessli, L. Excoffier. Geneva, Switzerland: Genetics and Biometry Laboratory, University of Geneva, 2000.

246. Schroeder S. Die Isoenzym-Variation der Weisstanne (Abies alba Mill.) 16 europaeischer Provenienzen / S.Schroeder // Mitteilungen Verein Fuer Forstliche Standortskunde und Forstpflanzenzuechtung. 1989. - Vol. 34. -P. 77-81.

247. Shurkhal A.V. Allozyme differentiation in the genus Pinus / A.V. Shurkhal, A.V. Podogas, L.A. Zhivotovsky II Silvae Genetica. 1992. - Vol. 41. - P. 105109.

248. Sigurgeirsson A. Phylogenese and biogeographic implications of chloroplast DNA variation in Picea l A. Sigurgeirsson, A.E. Szmidt II Nordic J. Bot. 1993. — Vol. 13, № 3. -P. 19-33.

249. Sinclar W.T. Multiple origin for Scots pine (Pinus sylvestris L.) in Scotland: evidence from mitochondrial DNA variation / W.T. Sinclar, J.D. Morman, R.A. Ennos 11 Heredity. 1998. - Vol. 80. - P. 233-240.

250. Sinclar W.T. The postglacial history of Scotch pine (Pinus sylvestris L.) in Western Europe: evidence from mitochondrial DNA variation / W.T. Sinclar, J.D. Morman, R.A. Ennos // Molecular Ecology. 1999. Vol. 8. - P. 83-88.

251. Slatkin M. Rare alleles as indicators of gene flow / M. Slatkin // Evolution. 1985. -Vol. 39. - P. 53-65.

252. Slatkin M. A measure of population subdivision based on microsatellite allele frequency / M. Slatkin // Genetics. 1995. - Vol. 139. - P. 457-462.

253. Slatkin M. Isolation by distance in equilibrium and non-equilibrium populations / M. Slatkin // Evolution. 1993. - Vol. 47. - P. 264-279.

254. Sokal R.R. Biometry: The principles and practice of statistics in biological research / R.R. Sokal, F.J. Rohlf. New York: W.H. Freeman and Co., 1994. -887 p.

255. Soltis D.E. Choosing an approach and an appropriate gene for phylogenetic analysis / D.E. Soltis, P.S. Soltis // Molecular systematics of plants II / D.E. Soltis, P.S. Soltis, J.J. Doyle (eds.). Dordrecht: Kluwer Academic, 1999. - P. 1-42.

256. Soltis P.S. The origin and diversification of angiosperms / P.S. Soltis, D.E. Soltis // Amer. J. Botany. 2004. - Vol. 91.-P. 1614-1626.

257. Species-diagnostic markers in Larix spp. based on RAPDs and nuclear, cpDNA, and mtDNA gene sequences,and their phylogenetic implications / M.C. GrosLouis et al. // Tree Genet. Genomes. 2005. - Vol. 1. - P. 50-63.

258. Spread of violets in polluted pine forests: morphological and molecular evidence for the ecological importance of interspecific hybridisation / B. Neuffer et al. // Molecular Ecology. 1999. - Vol. 8. - P. 365-377.

259. Steinhof S. Results of species hybridisation with Quercus robur and Quercus pet-raea (Matt) Liebl. / S. Steinhof // Genetics of oaks / A. Kremer et al. (eds.). -Paris: Elsevier, 1993.

260. Study of natural population genetic structure of Larix olgensis Henry / H.G. Zhang et al. // J. Northeast Forest University. 1995. - Vol. - 23, № 6. - P. 21-23.

261. Swofford D.L. BIOSYS-1: a FORTRAN program for the comprehensive analysis of electrophoretic data in population genetics and systematics / D.L. Swofford, R.B. Selander // J. Heredity. 1981. - Vol. 72. - P. 281-283.

262. Szafer W. Beitrag zur Kenntnis der Lärchen Eur-Asiens mit besonderer Berücksichtigung der pulnischen Lärche / W. Szafer // Kosmos. 1913. -Vol. 38.-P. 1281-1322.

263. Tanai T. A Mio-Pliocene flora from the Ningyo-Toge area on the border between Tottori and Okayama prefectures, Japan / T. Tanai, T. Onoi // Geological Survey of Japan, Report. 1961. - Vol. 187. - P. 1-54.

264. Tandem repeats in plant mitochondrial genomes: application to the analysis of population differentiation in the conifer Norway spruce / C. Sperisen et al. // Molecular Ecology. 2001. - Vol. 10, № 1. - P. 257-263.

265. Terrestrial growth and marine dispersal? Comparative phylogeography of five coastal plant species at a European scale / J.W. Kadereit et al. // Taxon. -2005. Vol. 54, № 4. - P. 861-876.

266. Terry R.G. Genetic variation in chloroplast and nuclear ribosomal DNA in Utah juniper (Juniperus osteosperma, Cupressaseae): evidence for interspecific gene flow / R.G. Terry, R.S. Nowak, R.J. Tausch // Amer. J. Botany. 2000. -Vol. 87,№2.-P. 250-258.

267. The evolution of dry lands in northern China and in the Republic of Mongolia since the Last Glacial Maximum / X.P. Yang et al. // Quaternary International. 2004. - Vol. 118. - P. 69-85.

268. The Geobiology and Ecology of Metasequoia / B.A. LePage et al.. Dordrecht, [Great Britain]: Springer Sei. & Business Media, 2005. - 450p.

269. The problems with hybrids: setting conservation guidelines / Allendorf R. G. et al. // Trends in Ecology and Evolution. 2001.- Vol. 16, №11. - P. 613-622.

270. Timeijanov A.S. Lack of allozyme variation in Larix sukaczewii Dyl. from the southern Urals / A.S. Timeijanov // Silvae Genetica. 1997. - Vol. 46, № 2/3. -P. 61-64.

271. Timing the Eastern Asian- Eastern North American floristic disjunction: molecular clock corroborates paleontological estimates / Q.-Y. Xiang et al. // Molecular Phylogenetic and Evolution. 2000. - Vol. 15. - P. 462-472.

272. Tree populations bordering on extinction: A case study in the endemic Canary Island pine / Z. Vaxevanidou et al. // Biological Conservation. 2006. - Vol. 129.-P. 451-460.

273. Tsumura Y. Differentiation of mitochondrial DNA polymorphisms in populations of five Japanese Abies species / Y. Tsumura, Y. Suyama // Evolution. 1998. -Vol. 52.-P. 1031-1042.

274. Universal primers for amplification of three noncoding regions of chloroplast DNA / P. Taberlet et al. // Plant Molecular Biology. 1991. - Vol. 17. - P. 11051109.

275. Universal primers for the amplification of chloroplast microsatellites in grasses (Poaceae) / J. Provan et al. // Molecular Ecology Notes. 2004. - Vol. 4. -P. 262-264.

276. Van de Peer Y. TREECON for Windows: a software package for the construction and drawing of evolutionary trees for the Microsoft Windows environment / Y. Van de Peer, R. De Wachter // Comput. Applic. Biosci. 1994. - Vol. 10. -P. 569-570.

277. Velichko A.A. The last glaciation of earth: saze and volume of ice-sheets / A.A.Velichko, Y.M.Kononov, M.A.Faustova // Quaternary International. -1997.-Vol. 41-42.-P. 43-51.

278. Walter R. Geographic pattern of genetic variation in Pinus resinosa: area of greatest diversity is not the origin of postglacial populations / R. Walter, B.K. Epperson // Molecular Ecology. 2001. - Vol. 10. - P. 103-111.

279. Wang X.-Q. Phylogeny and divergence times in Pinaceae: evidence from three genomes / X.-Q. Wang, D. Tank, T. Sang // Molecular Biology and Evolution. -2000.-Vol. 17.-P. 773-781.

280. Wang X.-R. Chloroplast DNA based phylogeny of Asian Pinus species (Pinaceae) / X.-R. Wang, A.E. Szmidt // Plant Systematics and Evolution. 1993. - Vol. 188.-P. 197-211.

281. Watano Y. Genetic structure of hybrid zones between Pinus pumila and P-parviflora var. Pentaphylla (Pinaceae) revealed by molecular hybrid index analysis / Y. Watano, I. Kanai, N. Tani // Amer. J. Botany. 2004. - Vol. 91. -P. 65-72.

282. Watano Y. Spatial distribution of CpDNA and MtDNA haplotypes in a hybrid zone between Pinus pumila and P-parviflora var pentaphylla (Pinaceae) / Y. Watano, M. Imazu, T. Shimizu // J. Plant Research. 1996. - Vol. 109, № 1096.-P. 403-408.

283. Wei X.X. Marked intragenomic heterogeneity and geographical differentiation of nrDNA ITS in Larix potaninii (Pinaceae) / X.X. Wei, X.Q. Wang, D.Y. Dong // J. Molecular Evolution. 2003. - Vol. 57, № 6. - P. 623-635.

284. Wei X.X. Phylogenetic split of Larix: evidence from paternally inherited cpDNA trnT-trnF region / X.X. Wei, X.Q. Wang I I Plant Systematics and Evolution. -2003. Vol. 239, № 1/2. - P. 67-77.

285. Weir, C.C. Cockerham // Evolution. 1984. - Vol. 38. - P. 1358-1370. Wen J. Evolution of Eastern Asian and Eastern North American disjunct distributions in flowering plants / J. Wen // Annu. Rev. Ecol. Syst. - 1999. - Vol. 30. -P. 421-455.

286. Wendel J.F. Phylogenetic incongruence: window into genome history and molecular evolution / J.F. Wendel, J.J. Doyle // Molecular systematics of plants / P.S. Soltis, D.E. Soltis, J.J. Doyle (eds.). New York, USA: Chapman and Hall, 1998. - P.265-296.

287. Whittemore A.T. Interspecific gene flow in sympatric oaks / A.T. Whittemore,

288. B.A. Schaal // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. -1991. Vol. 88. - P. 2540-2544. Wolf D. Predicting the risk of extinction through hybridization / D.Wolf, N.Takebayashi, L.H.Riesenberg // Conservation Biology. 2001. - Vol. 15, № 4.-P. 1039-1053.

289. Wolfe J.A. Miocene floras from Fingerrock Wash southwestern Newada / J.A. Wolfe // United States Geological Survey. Professional paper. 1964. - Vol. 454.-P. 1-36.

290. Wright S. Evolution and Genetics of Populations / S. Wright. Chicago: Univ.

291. Chicago Press, 1969. Vol. 2, The theory of gene frequencies. - 511 p. Wright S. Evolution and the Genetics of Populations / S. Wright. - Chicago: Univ. Chicago Press, 1978. - Vol. 4.Variability Within and Among Natural Populations. - 580 p.

292. Wu C.A. Cytoplasmic and nuclear markers reveal contrasting patterns of spatial genetic structure in a natural Ipomopsis hybrid zone / C.A. Wu, D.R. Campbell // Molecular Ecology. 2005. - Vol. 14, № 3. - P. 781-792.

293. Wu J. Abundant mitochondrial genome diversity, population differentiation and convergent evolution in pines / J. Wu, K.V. Krutovskii, S.H. Strauss. Genetics. - 1998. -Vol. 150.-P. 1605-1614.

294. Ying, L. The population structure of Larix laricina in New Brunswick, Canada / L. Ying, E. K. Morgenstern // Silvae Genet. -1991. Vol. 40. - P. 180-184.

295. Zhao G.F. Genetic variation and differentiation of Larix decidua populations in Swiss Alps / G.F. Zhao, F. Felber, P. Kupfer // Acta Botanica Sinica. —2001.-Vol. 43,№7.-P. 731-735.

Информация о работе

Семериков, Владимир Леонидович
доктора биологических наук
Екатеринбург, 2006
ВАК 03.00.05

Диссертация

Популяционная структура и молекулярная систематика видов Larix Mill - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему Популяционная структура и молекулярная систематика видов Larix Mill ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Популяционная структура и молекулярная систематика видов Larix Mill"

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Семериков, Владимир Леонидович

Введение Диссертация по биологии, на тему "Популяционная структура и молекулярная систематика видов Larix Mill"

Заключение Диссертация по теме "Ботаника", Семериков, Владимир Леонидович

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Семериков, Владимир Леонидович, Екатеринбург

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Популяционная структура и молекулярная систематика видов Larix Mill
ВАК РФ 03.00.05, Ботаника