Популяционно-таксономическая структура видов пихт (Abies Mill., Pinaceae) северо-востока Евразии

Семерикова, Светлана Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Популяционно-таксономическая структура видов пихт (Abies Mill., Pinaceae) северо-востока Евразии
ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Популяционно-таксономическая структура видов пихт (Abies Mill., Pinaceae) северо-востока Евразии"

На правах рукописи

СЕМЕРИКОВА Светлана Александровна

ПОПУЛЯЦИОННО-ТАКСОНОМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ВИДОВ ПИХТ (ABIES MILL., PINACEAE) СЕВЕРО-ВОСТОКА ЕВРАЗИИ

03.00.05 - ботаника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Екатеринбург - 2008

003452762

Работа выполнена в Институте экологии растений и животных Уральского отделения Российской Академии Наук.

доктор биологических наук Семериков Владимир Леонидович

доктор биологических наук, профессор

Санников Станислав Николаевич, Ботанический сад УрО РАН,

кандидат биологических наук, доцент

Кутлунина Наталья Анатольевна, Уральский государственный университет им. A.M. Горького

Ведущая организация - Марийский государственный университет

Защита состоится kOStJ/y 2008 г. в (3 часов на заседании

диссертационного 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; адрес сайта Института: http://www.ipae.uran.ru E-mail: common@ipae.uran.ru

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

Автореферат разослан Шйч^З 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук

Научный руководитель -

Официальные оппоненты:

^Jk'^tl^/ М.Г. Нифонтова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Представители рода Abies являются ключевыми элементами темнохвойных лесов Дальнего Востока, Сибири, Урала и северо-востока Европейской России. Их генетическая изменчивость сформировалась как продукт взаимодействия ряда эволюционных факторов, среди которых важную роль играли циклические сокращения и расширения ареалов, пути миграций и вторичные контакты родственных видов.

Рассматриваемые в работе виды Abies существенно различаются по величине и истории формирования ареалов. Пихта сибирская {Abies sibirica Ledeb.) имеет наибольший среди видов пихт ареал, при этом вид остается наименее изученным из основных лесообразующих хвойных России. Решение задач внутривидовой систематики и систематики на уровне близких видов особенно актуально для пихт Дальнего Востока.

Предыдущие генетические исследования некоторых видов пихт (A. sibirica, A. nephrolepis, A. sachaïinensis), проведенные с помощью аллозимных маркеров, охватывали лишь часть их ареала (Экарт, 2006; Потенко, 2004), либо основывались на ограниченном материале (Гончаренко, Падутов, 1995; Гончаренко, Савицкий, 2000). Для выявления факторов, влияющих на популяционно-генетическую структуру, на пути формирования современных популяций, а также для решения задач систематики необходимы сравнительные исследования этих видов с использованием репрезентативных выборок, представляющих основные части ареалов видов, с привлечением различных типов генетических маркеров.

Особенно важным для проблемы сохранения биоразнообразия является изучение состояния генофонда редких видов, таких, как камчатский эндемик пихта изящная A. gracilis Кот.

Цель и задачи исследования. Целью работы являлось изучение величины и структуры генетической изменчивости пихты сибирской (Abies sibirica Ledeb.), пихт белокорой (A. nephrolepis (Trautv.) Maxim.) и сахалинской (А. sachaïinensis Fr. Schmidt), определение родственных связей между ними, а также с другими североазиатскими видами пихт - A. holophylla Maxim, и A. gracilis Кот.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать аллозимную изменчивость и изменчивость хлоропластных микросателлитных локусов в популяциях рассматриваемых видов пихт.

2. Определить и сравнить параметры внутрипопуляционной изменчивости видов пихт по двум типам генетических маркеров, величину и географическую структуру внутривидовой генетической дифференциации популяций пихт сибирской, белокорой и сахалинской.

3. Определить степень межвидовой генетической дифференциации и родственные связи между североазиатскими видами пихт,

4. Выявить следы динамики ареалов, миграционных процессов и межвидовых гибридизаций прошлого в современной величине и структуре генетической изменчивости изучаемых видов.

Научная новизна. Впервые с использованием аллозимных маркеров исследованы внутривидовое разнообразие и дифференциация популяций пихты сибирской на протяжении всего ареала. Проведено изучение дифференциации популяций пихты сахалинской на всем протяжении российской части ареала вида, и впервые с использованием аллозимных маркеров показано существование гибридной зоны пихт белокорой и сахалинской на о. Сахалин. Впервые изучена изменчивость хлоропластных микросателлитных локусов у пяти североазиатских видов пихт. Впервые с помощью генетических маркеров проведено исследование популяции пихты изящной на Камчатке. Впервые выполнено сравнительное популяционно-таксономическое исследование видов пихт с использованием двух типов генетических маркеров.

Практическое значение. Полученные данные о генетическом разнообразии и внутривидовой подразделённости пихты сибирской и дальневосточных видов пихт может послужить основой для разработки программ по сохранению биологического разнообразия данных видов. Результаты изучения изменчивости двух типов генетических маркеров могут быть использованы для дальнейших популяционно-таксономических исследований различных видов пихт.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Пихта сибирская в пределах ареала имеет невысокое разнообразие по различным типам молекулярных маркеров и характеризуется значительной, исторически обусловленной дифференциацией популяций отдельных частей ареала.

2. Географическая структура генетической изменчивости пихт сахалинской и белокорой предполагает существование на Сахалине зоны интрогрессивной гибридизации этих двух видов.

3. Особенности изменчивости ядерных и цитоплазматических маркеров пихты изящной подтверждают её видовой статус и характеризуют процесс генетического обеднения единственной популяции этого вида.

4. Особенности внутривидового разнообразия и дифференциации популяций исследуемых видов пихт связаны с их историей, включая прошлые события вымирания, реколонизации и гибридных контактов родственных видов.

Апробация работы. Результаты работы были представлены на межрегиональной научно-практической конференции «Горные экосистемы Южной Сибири: изучение, охрана, рациональное природопользование» (Барнаул, 2005); на IX Всероссийском популяционном семинаре «Особь и популяция - стратегия жизни» (Уфа, 2006); на Международной конференции «Лесные экосистемы Северо-Восточной Азии и их динамика» (Владивосток, 2006); на 1-ом Международном совещании по сохранению лесных генетических ресурсов в Сибири (Барнаул, 2007); на международном симпозиуме "Modern achievement in population, evolutionary and ecological genetics" Vladivostok, Russia, 2007.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 11 печатных работ, в том числе 3 в журналах, рекомендованных ВАК.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы, включающего 284 наименования, из которых 130 на иностранных языках, и приложений. Объем работы 220 страниц,

основное содержание изложено на 154 страницах компьютерного текста, содержит 23 таблицы и 24 рисунка. В приложения внесены 9 таблиц и 3 рисунка.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Биологические особенности рода Abies. Систематика и история формирования ареалов изучаемых видов пихт. В разделе дается подробная характеристика географического распространения, таксономического положения, морфологических и экологических особенностей пята видов пихт, произрастающих на территории России, в Сибири, на Дальнем Востоке и на Камчатке (Комаров, 1901; Толмачев, 1956; Турков, Шамшин, 1963; Маценко, 1964; Воробьев, 1968; Liu, 1972; Бобров, 1978; Раскатов, Науменко, 1978; Науменко, 1981; Пихта, 1986; Farjon, Rushforth, 1989; Нешатаева, Фет, 1994; Недолужко, 1995; Коропачинский, Встовская, 2002; Урусов, 2002; Крестов, Верхолат, 2003; Orlova, Firsov, 2004; Nakamura, Krestov, 2005; и др.). Рассмотрены работы, касающиеся исследования морфологической изменчивости данных видов (Крылов, 1961; Бухтеева, 1963; Киргизов, 1974; Урусов, 1988; Ветрова, 1992; Коко-рин, Милютин, 2003; и др.). Дан обзор естественной межвидовой гибридизации Abies. Анализируется история формирования ареалов изучаемых видов. Отмечается, что вопросы систематики видов пихт, произрастающих на Сахалине, Курилах и Камчатке, до сих пор остаются невыясненными.

1.2. Использование изоферментных маркеров в изучении внутривидовой и межвидовой дифференциации видов рода Abies. В подглаве детально рассматриваются работы по генетическому разнообразию, внутри- и межвидовой дифференциации различных представителей рода Abies (Jacobs et al., 1984; Fady, Conkle, 1993; Nagasaka et al., 1997; Suyama et al., 1997; Scaltsoyiannes et al., 1999; Гончаренко,1999; Гончаренко, Савицкий, 2000; Aguirre-Planter et al., 2000; Shea, Fumier, 2002; Потенко, 2004; Экарт, 2006; Экарт, Ларионова, 2006; и др.).

1.3. Применение маркеров ДНК для изучения систематики, филогении и филогеографии Abies. Раздел посвящен характеристике некоторых маркеров ДНК, применяемых в популяционной генетике хвойных. Подробно рассматриваются уровни полиморфизма хлоропластных микросателлитов (cpSSR) у хвойных и перспективность использования cpSSR маркеров в исследовании динамики популяций и филогеографии видов рода Abies.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Видовой состав, местоположение и характеристика выборок

В разделе приведены характеристики изученных популяций пяти видов пихт. У пихты сибирской изучена 41 выборка из естественных популяций, представляющих основные части ареала вида, включая как горные, так и равнинные районы (рис. 1; табл. 1). Пять популяций пихты белокорой исследованы в российской части ареала вида. Пихта сахалинская представлена 12 выборками на о-вах Сахалин и Кунашир. На Сахалине выборки происходили из разных бо-танико-географических районов острова. Выборка 25 деревьев A. gracilis получена из рощи в Кроноцком заповеднике (полуостров Камчатка). Выборка А. holophylla была собрана в окр. г. Владивостока (рис.1; табл.2).

2.2. Материалы и методы, использованные в анализе изменчивости аллозимных локусов. Изучение аллозимного полиморфизма видов пихт проводилось с применением электрофореза в полиакриламидном геле. Подготовка проб и электрофорез белков осуществлялись в соответствии с методикой (Shurkhal et al., 1992). Для экстракции ферментов 200 мг почек и/или хвои растирались в 1 мл экстрагирующего буфера. Образцы электрофоретически разделяли в 6.4 % полиакриламидном геле в вертикальных камерах с использованием трис-ЭДТА-боратной буферной системы (рН 8.0) (Peackok et al., 1965). Гистохимическое окрашивание ферментов проводилось по стандартным методикам (Harris, Hopkinson, 1976; Генетика изоферментов, 1977; Hillis et al., 1996), с незначительными изменениями. Локусы и аллели обозначали по Ф. Айала (1984).

На основании аллозимных фенотипов устанавливали соответствующие им генотипы. С использованием программы BIOSIS-2 (Swofford, Selander, 1981) вычислялись частоты аллелей и стандартные параметры генетической изменчивости: среднее число аллелей на локус (А), процент полиморфных локусов при 100% (Рт) и 95% (Р95) критериях полиморфности, средняя наблюдаемая (Я0) и ожидаемая из равновесия Харди-Вайнберга (Яс) гетерозиготность. Тесты на соответствие наблюдаемого генотипического распределения ожидаемому из соотношения Харди-Вайнберга и тест на гетерогенность изученных популяций по частотам аллелей осуществлялись с помощью алгоритмов, предусмотренных в пакете программ GENEPOP, ver 1.2. (Raymond, Rousset, 1995). Коэффициент инбридинга F в популяциях вычислялся как (Яе - Я0 )/ Яс. Для анализа структуры и степени подразделённости популяций видов пихт использовались F-статистики Райта (Wright, 1965). Индексы фиксации Райта Г]Т, Fis, Fsr (Nei, 1977), в том числе по иерархической схеме, и генетические дистанции Ней (D) между популяциями (Nei, 1978) были рассчитаны с использованием программы BIOSIS-2. Матрицы значений D были использованы проведения кластерного анализа методом невзвешенных парногрупповых средних (UPGMA) (Sneath, Sokal, 1973), а также для ординации популяций с применением анализа главных координат в программе NTSYS-pc (Rohlf, 1998). Для анализа связи между географическими и генетическими расстояниями использовался тест Мантела (Mantel, 1967; Sokal, Rohlf, 1994) в программе NTSYS-pc.

2.3. Материалы и методы, использованные в анализе изменчивости хлоропластной ДНК с помощью микросателлитных локусов. Изменчивость хлоропластных микросателлитных (cpSSR) локусов была изучена в 32 выборках A. sibirica (см. указанные в табл. 1; выборки №39- 41 обозначены на рис. 1).

Исследованы 4 выборки A. nephrolepis (табл. 2, кроме №3') и 11 выборок А. sachalinensis (кроме №17'), а также A. gracilis и A. holophylla. Во всех выборках дальневосточных видов и в 31 выборке пихты сибирской (табл. 1) ранее проводился аллозимный анализ с использованием тех же особей.

Выделение ДНК проводилось с помощью метода СТАВ (A genetic linkage..., 1996). Для этого использовали твердый осадок, образовавшийся в результате центрифугирования при экстракции белков для аллозимного анализа из хвои и почек. Из 10 пар олигонуклеотидных праймеров, разработанных Дж. Вендрамином с соавт. (A set of primers..., 1996) на основе полного сиквенса

Таблица 1. Географические координаты 38 популяций пихты сибирской Abies sibirica и значения показателей генетического разнообразия, вычисленные на основании частот аллелей 15 аллозимных локусов

№ Популяции Координаты с.ш. в.д. п А О* Но нс F

1* Печора 65°077 57°06' 12.0 1.33 20 0.078 ± 0.043 0.087 ± 0.047 0.103

2* Манья 64о30760°50' 38.7 1.33 20 0.101 ±0.055 0.089 ±0.049 -0.135

3* Печоро-Илыч. з. 6Г50'/57°00' 48.6 1.33 20 0.078 ± 0.045 0.090 ±0.052 0.133

4* Денежкин Кам. 60°097 59°57' 28.6 1.33 20 0.077 ± 0.048 0.083 ± 0.052 0.072

5* Конжак. Камень 59°407 59°10' 49.6 1.33 20 0.072 ± 0.046 0.084 ±0.053 0.143

6* Кушва 58°187 59°4Г 36.4 1.27 13.3 0.068 ± 0.048 0.066 ±0.048 -0.030

7* Хомутовка 56°487 59°57' 47.6 1.33 20 0.068 ±0.058 0.066 ±0.055 -0.030

8* Чусовой 57°177 57°49' 40.9 1.33 20 0.076 ± 0.052 0.075 ±0.051 -0.013

9* Вятка 58°36749°38' 47.8 1.33 20 0.066 ± 0.043 0.068 ± 0.045 0.029

10* Йошкар-Ола 56°42747°55' 47.1 1.33 20 0.067 ±0.044 0.077 ±0.051 0.130

11* Сим 54°597 57°41' 76.1 1.27 13.3 0.072 ± 0.049 0.071 ±0.049 -0.014

12* Инзер 54°147 57°35' 47.9 1.27 13.3 0.071 ±0.051 0.066 ± 0.047 -0.076

13* Октябрьское 62°277 66°03' 49.8 1.33 20 0.077 ±0.050 0.082 ±0.053 0.061

14* Ханты-Мансийск 61°017 69°02' 50.7 1.33 20 0.083 ± 0.054 0.073 ± 0.048 -0.137

15* Тобольск 58°097 68°15' 48.7 1.33 20 0.069 ±0.045 0.072 ±0.047 0.042

16 Салым 60°097 71°29' 48.0 1.33 20 0.068 ± 0.045 0.075 ± 0.048 0.093

17 Почекуйка 61°157 73°30' 47.8 1.27 13.3 0.066 ± 0.045 0.072 ± 0.049 0.083

18* Ноябрьск 63°04775°10' 48.0 1.40 20 0.072 ± 0.046 0.076 ± 0.049 0.053

19 Высокий 6Г10775°58' 47.9 1.33 20 0.062 ±0.039 0.068 ± 0.044 0.088

20 Каргасок 58°557 80°40' 47.9 1.33 20 0.083 ±0.051 0.078 ± 0.048 -0.064

21 Бакчар 57°'01/ 82°2Г 48.0 1.33 20 0.058 ±0.039 0.065 ± 0.044 0.108

22 Тегульдет 57°197 88°12' 48.0 1.33 20 0.093 ± 0.060 0.083 ± 0.053 -0.120

23* Туруханск 65°487 87°59' 48.0 1.33 20 0.086 ±0.050 0.088 ±0.051 0.023

24 Бор 61°367 90°02' 47,8 1.33 20 0.092 ± 0.052 0.088 ±0.050 -0.045

25* Ярцево 60°14790°15' 48.0 1.33 20 0.081 ±0.050 0.075 ± 0.047 -0.080

26 Енисейск 58°267 92°09' 48.0 1.33 20 0.081 ± 0.052 0.079 ± 0.051 -0.025

27* Колывань 5Г157 82°34' 54.4 1.27 13.3 0.057 ±0.039 0.071 ± 0.049 0.197

28* Карасук 51°587 85°57' 49.7 1.33 20 0.080 ±0.050 0.088 ±0.055 0.091

29* Артыбаш 5Г487 87°15' 45.9 1.40 20 0.080 ±0.053 0.086 ±0.054 0.070

30* Салаир 53°357 85°50' 48.8 1.33 20 0.081 ± 0.052 0.082 ± 0.053 0.012

31* Кемерово 55°407 86°05' 93.5 1.33 20 0.074 ± 0.050 0.077 ±0.052 0.039

32 Мыски 53°407 87°45' 49.6 1.33 20 0.076 ±0.044 0.088 ±0.053 0.136

33* Дивногорск 55°557 92°30' 48.8 1.33 20 0.093 ±0.053 0.094 ± 0.054 0.011

34* Танзыбей 53°077 92°56' 51.3 1.33 20 0.086 ±0.052 0.090 ±0.055 0.044

35* Тайшет 55°577 98°00' 44.0 1.33 20 0.091 ± 0.057 0.093 ± 0.054 0.022

36* Слюдянка 51°387 103°42' 76.7 1.33 20 0.102 ±0.055 0.097 ±0.053 -0.052

37* Улан-Удэ 51°507 107°36' 37.1 1.33 20 0.077 ±0.042 0.087 ± 0.047 0.115

38* Сохондинский 49°307 111°00' 40.0 1.33 20 0.097 ±0.052 0.090 ±0.048 -0.078

в целом 1837.7 1.47 20

Среднее 48.4 ±12.6 1.33 ±0.03 18.9 0.078 ± 0.011 0.080 ± 0.009 0.025

Примечания: * - в выборках, кроме аллозпмного анализа, проведен анализ изменчивости хлоропластных микросателлитов; и - средний размер выборки на локус, А - среднее число аллелей на локус, Р95 и Рюо- процент полиморфных локусов при 95% и 100% критериях полиморфизма, Н0 — средняя наблюдаемая гетерозиготность, Ле - средняя ожидаемая гетеро-зиготность, Р - коэффициент инбридинга в популяции

Таблица 2. Значения основных показателей генетической изменчивости в популяциях пихт белокорой, сахалинской, изящной и цельнолистной, вычис-

Ко Название видов и популяций Координаты п А ^95, Р100, Н0 Яе | F

с.ш. ] в.д. % %

А. nephrolepis 1' Облучье 49°007131°05' 47.8 1.4±0.2 18.2 27.3 0.090±0.057 0.093±0.059 0.032

2' Бычиха 48°187134°45' 47.1 1.5±0.2 18.2 45.5 0.070±0.039 0.086±0.051 0.186

3' Архиповка 43°447133°52' 29.3 1.3±0.2 18.2 18.2 0.067±0 045 0.089±0.060 0.247*

4" Владивосток 43°167132°03' 22.0 1.3±0.1 18.2 27.3 0.074±0.047 0.083±0.052 0.108

5' Кедровая падь 43°027131°32' 21.0 1.4±0.2 18.2 27.3 0.056±0.039 0.062±0.046 0.097

в целом 167.2 1.8±0.3 18.2 54.5

среднее для А. nephrolepis 33.4 ±13.2 1.4±0.1 18.2 29.1 0.07ШШ2 0.083±0.012 0.145*

А. sachalinensis

6' Оха 53°347142°56' 18.5 1.5±0.2 27.3 45.5 0.099±0.048 0.101±0.049 0.020

7' Ноглики 51°507143°00' 20.5 1.3±0.1 27.3 27.3 0.129±0.067 0.108±0.056 -0.194

8' Тымовское 50°447142°43' 18.5 1.5±0.2 36.4 45.5 0.090±0.035 0.100±0.042 0.100

9' Известковый 49°577143°23' 57.1 1.6±0.2 45.5 54.5 0.115±0.045 0.109±0.040 -0.055

10' Макаров 48°397142°5Г 37.0 1.6±0.2 36.7 63.6 0.076±0.028 0.078±0.028 0.026

11 'Южно-Сахалинск 47°007142°47' 33.7 1.7±0.2 27.3 63.6 0.100±0.042 0.091±0.037 -0.099

12' Охотское 46о507143°10' 17.6 1.5±0.2 36.4 54.5 0.109±0.046 0.108±0.046 -0.009

13' Озёрский 46°407143°10' 19.7 1.6*0.2 27.3 54.5 0.101±0.050 0.093±0.046 -0.086

24' Невельск 4б°407141°52' 37.6 1.5±0.2 27.3 36.4 0.084±0.052 0.076±0.044 -0.105

15'Южно-Курильск 44°017145°52' 19.1 1.6±0.2 364 54.5 0 095±0.035 0.101x0.035 0.059

16' Третьяково 44°007145°39' 22.5 1.6±0.2 36.4 54.5 0.088±0.032 0.086±0.032 -0.023

17' Столбчатый 44°017145°42' 22.4 1.8±0.2 45.5 63.6 0.106±0,034 0.109±0.034 0.028

в целом 324.2 2.2±0.3 54.5 72.7

среднее для А. sachalinensis 1.6±0.1 34.1 51.5 0.099±0.014 0.097±0.012 -0.021

18' Siedls 54„0Т ]59о59, 25 0 Кроноцкий з-к 1.4±0.2 36.4 36.4 0.102±0.045 0.135±0.059 0.244*

19. А. holophylla 4301Q. 132о00. 20.9 Владивосток-2 1.3±0.1 27.3 27.3 0.097±0.051 0.117±0.061 0.170

А. sibirica а, 38 выборок (табл.1) 48.2 1.48 26.1 27.3 0.107±0.015 0.109±0.012 0.025*

Примечения: * - значимо на уровне Р<0.05; - значения посчитаны по 11 локусам.

хлоропластного генома сосны Тунберга (Pinus thunbergii), изменчивыми и устойчиво амплифицируемыми у А. sibirica были признаны локусы Pt71936 и Pt30204, которые использовались в дальнейшем. После проведения ПЦР-реакции амплифицированные фрагменты разделялись в 6% полиакриламидном денатурирующем геле и выявлялись посредством серебряного окрашивания. Варианты размеров (аллели) хлоропластных микросателлитных фрагментов ти-

-- Рис. I. Ареалы изученных видов Abies и расположение выборок, изученных с помощью аллозимного анализа и анализа изменчивости хлоропластных микросатсллитных локусов (обозначение в тексте). На столбчатых диаграммах показано распределением частот аллсля Лео" (левый столбец) и аллеля Skdh " (правый столбец) в выборках пихты сибирской. * - в выборках отсутствуют данные по локусу Асо. ** -отсутствуют данные аллозимного анализа.

пировались визуально. Наиболее короткому варианту в данном локусе присваивался номер 1, фрагменту длиннее на один нуклеотид - номер 2, и т.д. Комбинация аллелей двух локусов определялась как гаплотип.

Статистическая обработка полученных данных осуществлялась с использованием пакета программ Arlequine v.2.0 (Schneider et al., 2000). При оценке изменчивости хлоропластных гаплотипов внутри популяций вычислялось общее число гаплотипов (N„) и параметр внутрипопуляционной изменчивости H (индекс разнообразия Ней) (Nei, 1987), а также стандартизированное разнообразие гаплотипов в популяции г (g)-l (El Mousadik, Petit, 1996) (вычисленное с помощью программы RAREFAC), которое оценивает ожидаемое число гаплотипов в данной популяции при заданном размере выборки, установленное в данном исследовании как 18. Индекс фиксации Rst вычислялся с учётом генетических дистанций между гаплотипами Dsh2 (An evaluation of ..., 1995). Межпопуляци-онные парные äst и g.st (аналог Rsт, вычисленный без учёта дистанции между гаплотипами) использовались в качестве межпопуляционных генетических дистанций. Сравнение äst и Gst осуществлялось посредством алгоритма (Pons, Petit, 1996) и программы PermutCPSSR. Анализ молекулярной вариации AMO VA (Weir, Cockerham, 1984) использовался при изучении распределения суммарной генетической изменчивости по иерархическим уровням: Fís - внут-рипопуляционная изменчивость, Fsт - межпопуляционная изменчивость, Fsc -компонента изменчивости, связанная с различием популяций внутри априорно сформированных групп (внутри географических групп популяций у A. sibirica; или внутри таксонов - видов Abies), Feт - компонента изменчивости, связанная с межгрупповыми различиями (различиями между группами популяций, или между видами Abies).

ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ

АЛЛОЗИМНЫХ СИСТЕМ У ИЗУЧЕННЫХ ВИДОВ ABIES

В главе приводятся результаты электрофоретического анализа ферментных систем, изученных у пяти видов Abies. Полученные результаты по характеру аллозимной изменчивости у пихт (число наблюдаемых зон активности ферментов, число аллелей у аналогичных видов) в большинстве случаев хорошо согласовывались с данными других авторов. Характер наследования изоферментных систем у разных видов Abies ранее описывался в ряде работ (Neale, Adams, 1981; Hussendorfer et al., 1995; Гончаренко, 1999; Потенко, 2004; Экарт, 2006).

В анализе популяций A. sibirica использовалось 12 ферментных систем (ACO, ADH, FDH, GDH, GOT, IDH, 6-PGD, PGI, PGM, SKDH, SOD, ß-GAL). Хорошо идентифицируется три полиморфных (Acó, Skdh-1, Pgm-2) и 12 моно-морфных (Got-1 и Got-2, Pgi-1 и Pgi-2, Pgm-1, 6-pgd-2, Fdh, Adh, Gdh, Idh, Sod, ß-gat) локусов. В полиморфных локусах выявлено 10 аллелей. Два аллеля присутствуют в локусе Skdh-1 и три аллеля в локусе Pgm-2. В локусе Асо три аллеля встречались во всех выборках, два являлись редкими.

В анализе популяций A. nephrolepis, A. sachalinensis, A. holophylla и А. gracilis использовались 11 локусов, кодирующих восемь ферментных систем (АСО, ADH, GOT, 6-PGD, PGI, PGM, SKDH, ß-GAL). Из них 9 локусов было

полиморфными (Асо, Skdh-1, Pgm-1 и Pgm-2, Pgi-1 и Pgi-2, Got-1, 6-pgd-2, Adh), два локуса являлись мономорфными (Got-2 и ß-gaT), В полиморфных локусах в популяциях четырёх дальневосточных видов обнаружено 25 аллелей.

ГЛАВА 4. АЛЛОЗИМНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ И

ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ПОПУЛЯЦИЙ ПИХТЫ СИБИРСКОЙ

4.1. Внутрипопуляционная изменчивость пихты сибирской.

У Л. sibirica по всем системам было проанализировано 38 выборок (табл. 1). Все изученные популяции демонстрируют невысокий уровень генетического разнообразия. Ожидаемая гетерозиготность #е в популяциях А. sibirica варьирует от 0.065 до 0.097, в среднем составляя 0.080. Доля полиморфных локусов при 100%-ном критерии полиморфности Рюа изменяется в популяциях от 13.3% до 20% (в среднем 18.9%), среднее число аллелей на локус А составляет 1.33. Показатели аллозимной изменчивости в пределах ареала варьируют незначительно. Более высокие значения характерны для популяций пихты сибирской из Прибайкалья и Забайкалья, Северного и Приполярного Урала, Восточного Сая-на, несколько меньшие - в Средней Сибири и Восточном Алтае, Кузнецком Алатау. Снижение изменчивости наблюдается в популяциях Западной Сибири, на Южном и Среднем Урале (табл. 1).

Найденная изменчивость оказались меньше значений, указанных для других видов хвойных, распространенных в Сибири: для Picea obovata (А = 2.4, Р95 = 61.5%, Д. = 21.3%) (Krutovskii, Bergmann, 1995), Larix sibirica (А = 1.9, P99 = 62.2%, #e= 15.9%) (Semerikov et al., 1999), Pinns sylvestris (A = 2.2, P09 = 68.9%, #e=25.5%) (Санников, Петрова, 2003), P. sibirica (A = 1.8, P95 = 46.2%, Д, = 15.8%) (Политов, 2007). По результатам А.К. Экарта (2006), у Abies sibirica в Красноярском крае и Томской области уровень аллозимного полиморфизма также является низким (А = 1.15-1.30, Р99 = 10-25%, //с= 4.8-7.2%). Таким образом, пихту сибирскую, несмотря на занимаемый обширный ареал, можно определить как вид с невысокой степенью аллозимного полиморфизма.

В среднем в изученных популяциях пихты сибирской наблюдается очень слабый дефицит гетерозигот (F = 0.025; Fis = 0.013), наблюдаемое генотипиче-ское распределение соответствует ожидаемому из соотношения Харди-Вайнберга во всех изученных географических регионах.

4.2. Межпопуляционная гетерогенность и пространственная дифференциация пихты сибирской по аллозимным локусам. Значения коэффициентов инбридинга особи относительно популяции (Fis), инбридинга особи относительно вида (Fit) и инбридинга популяции относительно вида (FST) приведены в таблице 3. Коэффициент Fls у всех локусов имеет положительное значение и в среднем составляет 0.013. Показатель подразделённости популяций Fst равен 0.093, то есть 90.7% аллозимной изменчивости у пихты сибирской относится к внутрипопуляционной, а 9.3% приходится на межпопуляционную. Наибольший вклад в дифференциацию популяций вносит локус Skdh-1, несколько меньше - локус Асо, локус Pgm-2 - менее значительный. Тем не менее даже для Pgm-2 на межпопуляционные различия по всему ареалу приходится 6.9%.

Полученное нами для Abies sibirica значение FST = 9.3% оказалось близко к

Таблица 3. Значения Р- статистик Райта и результаты теста на гетерогенность аллельных частот аллозимных локусов в популяциях изученных видов пихт

Локус ^т Р

А. згЫпса

Pgm-2 0.020 0.088 0.069 <0.00001***

ЗЫк-1 0.033 0.179 0.151 <0.00001***

Асо 0.002 0.102 0.100 <0.00001***

Среднее 0.013 0.105 0.093 <0.00001***

А. перкго1ерг$

Pgm-2 0.1902 0.2168 0.0329 0.02309*

8Мк-1 0.0576 0.1155 0.0614 0.00128**

Асо -0.0238 -0.0058 0.0176 0.19281

Р%рг-1 -0.0105 -0.0029 0.0075 0.62844

во!-! -0.0112 -0.0032 0.0079 0.65719

б-Р%с!-2 -0.0286 -0.0144 0.0138 0.54409

Среднее 0.1220 0.1605 0.0438 0.00535**

А. йасЪаНпетгэ

Pgm-2 -0.0290 0.0850 0.1110 <0.00001***

ЯМИ-! -0.1480 0.0070 0.1350 <0.00001***

Асо -0.0230 -0.0020 0.0210 0.23182

Pgm-l -0.0610 -0.0260 0.0330 0.00024***

во1-1 -0.0060 0.0410 0.0470 0.00442**

Р&-1 -0.0930 -0.0230 0.1070 0.00002***

Р&-2 -0.0020 0.0470 0.0500 0.11676

6-Р%й-2 -0.0730 -0.0270 0.0430 0.12147

Среднее -0.0510 0.0370 0.0830 <0.00001***

Примечание: уровни значимости отличия/^т от нуля: * Р<0.05, **Р<0.01, ***Р<0.001.

оценкам, приводимым для других видов хвойных, имеющих ареалы, близкие к ареалу пихты сибирской: Ртш йШпса - 7-10% для всего ареала (Политов, 2007), Ьаггх эШпса в широком смысле - 7.9% (Бетепкоу е1 а1., 1999).

Генетические расстояния £> (№1,1978) между выборками, рассчитанные по частотам аллелей 15 аллозимных локусов, колеблются от 0 до 0.049, составляя в среднем 0.008. Согласно тесту Мантела, значения £> достоверно коррелируют с географическими расстояниями на всем ареале (/-=0.4488, Р=0.002). На основе значений генетических дистанций с учётом географического положения выделяется несколько групп популяций пихты сибирской, обособленных по частотам аллелей аллозимных локусов. Дифференциацию выборок и генетические связи между ними иллюстрируют построенные на основе матрицы генетических дистанций ординация популяций (рис.2) и ЦРОМА-дендрограмма (рис. 3).

Прослеживается обособление уральских популяций, которые, в свою очередь, разделяются на две достаточно удалённые группы. Первая включает очень близкие между собой выборки Южного, Среднего Урала и европейской части России (№6-12). Подразделённость популяций в этой группе низкая (/"5г= 0.014, достоверно не отличается от нуля). Вторая группа объединяет

Северный и Приполярный Урал

Прибайкалье и Забайкалье

Западная и Средняя Сибирь

Алтай, Салаир, 3 Саян и В, Саян

□ Средний Урал, Европ.часть а Южпий Урал

Северный и Приполярный Урал

Западная Сибирь Средняя Сибирь Алтай, Салаир, Зап. Саян Восточный Саян Прибайкалье и Забайкалье I I

Ось 1

-0.С1 ООО 0 01 0.03 исы 0.04

Рис. 2. Ординация 38 популяций пихты сибирской А яШпса, построенная с помощью анализа главных координат и ИТЗУБ-рс на основе матрицы генетических расстояний Д Ие1 (1978)

Печора Манья Печоро-Илыч. Денежкин К. Улан-Удэ Сохондо Кушва ^ Чусовой Йошкар-Ола Сим Инзер Вятка Ханты-Мане.

Хомутовка Октябрьский Конжак К Салым Тегульдет

ТОБОЛЬСК

Почекуйка Каргасок Бакчар Высокий Яриево Т^'руханск Бор Ноябрьск Енисейск Кемерово Карасук Колывань Аргыбаш Салаир Мыски Такзыбей Днвногорск Тайшет Слюдяика

1 о

37 xi

38 x 1 б □

8 а

10 п

11 д

12 Д

9 Oil

14 с г

7 о

13 с

5 о 16 " 22 о

15 с

15 с| 17 ok

20 OlH

21 с -j №

19 с 25

1,0rjJ

iP L

31 28 27

30 ai

32 Л. h

34 ж i

33 »1

35 ♦ '

36 x ■

Рис. 3. UPGMA дендрограмма (NTSYS-pc) 38 популяций пихты сибирской Abies sibirica, полученная на основании матрицы генетических расстояний Д Nei(1978)

0.00

т-Н—г

0.0075

0.0150

i—I—I—i—г

-1—I—I

0.0225 Д Nei (1978)

Северный и Приполярный Урал (№1-5, /^т =0.031). Выборка с г. Конжаковский Камень (№ 5, Северный Урал) занимает промежуточное положение между выборками Среднего и Северного Урала как географически, так и по значениям генетических дистанций.

Девять выборок юго-восточной части ареала - из горных районов Южной Сибири: Алтая, Салаира, Кузнецкий Алатау, Западного и Восточного Саяна (№28-35) - на ординации также образуют достаточно обособленную группу (^т =0.031). Из них две популяции Восточного Саяна (Дивногорск и Тайшет) тяготеют к байкальским и енисейским равнинным популяциям, что отражает их положение на ординации. Почти все популяции Южной Сибири группируются в один кластер, за исключением выборки Кемерово (№31), которая близка к западносибирским популяциям.

Выборки из Западной и Средней Сибири по частотам аллелей и, соответственно, на ординации занимают промежуточное между другими группами положение. На равнинной части Сибири имеется небольшая географическая под-разделённость, в основном с запада на восток. Выборки из Западной Сибири (особенно из бассейна Иртыша) по частотам аллозимных локусов близки к Среднему Уралу. На дендрограмме почти все популяции Западной и Средней Сибири оказываются в одном слабодифференцированном кластере (рис. 3). Значение ,Р8Т в данной группе = 0.033.

Между популяциями Прибайкалья и Забайкалья подразделённость выше, чем в других группах (Т^т = 0.046). В Забайкалье между Улан-Удэ и Сохондо (№37-38) практически нет дифференциации, дистанции с выборкой Слюдянка (№36) из Хамар-Дабана гораздо выше. На ординации Слюдянка ближе всего располагается к забайкальским выборкам (рис. 2). На дендрограмме данная популяция оказывается наиболее дивергентной (рис. 3). Выборки Забайкалья объединяются в один кластер с североуральскими популяциями.

В таблице 4 представлены генетические дистанции внутри- и между выделенными нами географическими группами популяций пихты сибирской. Внутри отдельных географических областей многие выборки слабо дифференцируются между собой, демонстрируя близкие к нулю генетические дистанции (0.001-0.002 во всех группах, кроме байкальских популяций). Дистанции между географическими группами популяций в среднем на порядок выше, однако степень дифференциации между отдельными группами значительно варьирует. Низкие различия наблюдаются между группой сибирских равнинных популяций, и группой южно- и среднеуральских популяций (в среднем 0.004), а также с южносибирской группой (0.006). Высокие дистанции с другими группами характерны для байкальских популяций. Максимальная дифференциация выражена между выборками байкальского региона и популяциями пихты южно- и среднеуральской географической группы (0.028), что отражает значительную географическую удаленность этих регионов.

Иерархический анализ распределения генетической изменчивости внутри и между выделенными группами популяций А. зЛтса, проведенный с помощью Р - статистик, показал, что при общей доле межвыборочной изменчивости 8.2%

Таблица 4. Средние значения межпопуляционных генетических дистанций В (№1, 1978) внутри и между выделенными географическими группами популяций пихты сибирской. Амплитуды колебаний приведены в скобках.

Группы Ы* 1 2 3 4 5

1. Сев., Приполяр- 5 0.002

ный Урал (0.000-0.007)

2. Средний, Южный 7 0.010 0.001

Урал, Еврои. часть (0.001-0.019) (0.000-0.003)

3. Западная и 14 0.008 0.004 0.002

Средняя Сибирь (0.000-0.025) (0.000-0.010) (0.000-0.011)

4. Южная 9 0.009 0.013 0.006 0.002

Сибирь (0.002-0.024) (0.005-0.021) (0.000-0.016) (0.000-0.009)

5. Прибайкалье 3 0.010 0.028 0.019 0.018 0.006

и Забайкалье (0.002-0.033) (0.012-0.049) (0.001-0.049) (0.003-0.039) (0.000-0.011)

Примечания: посчитано по 15 аллозимным локусам, *- N - число изученных популяций

на изменчивость между выделенными пятью группами (/<ст) приходится 6.1%, в то время как всего 2.3% всей изменчивости приходится на различия между популяциями внутри данных групп (^с). То есть большая часть межпопуляцион-ной аллозимной изменчивости соответствует различиям между географическими группами популяций пихты сибирской.

4.3. Частоты аллелей полиморфных локусов в природных популяциях пихты сибирской и клинальная изменчивость в пределах ареала. Результаты проведённого теста на гетерогенность частот (табл. 3) показали достоверную вариацию аллельных частот между популяциями А. хИпп'са по трем полиморфным аллозимным локусам с высокой степенью достоверности. По всем трем локусам (Асо, Бкс1к-1, в меньшей степени Р^т-\) в пределах ареала пихты сибирской наблюдалась географическая, в том числе клинальная изменчивость.

В локусе Асо прослеживается выраженная географическая динамика частот трёх аллелей. Наиболее показательно изменяется частота аллеля Асо95, для которого характерна клинальная изменчивость с западной части ареала на восток (рис. 1): самая высокая частота этого аллеля, составляющая в среднем 30%, наблюдается в восточноевропейских и уральских популяциях. Далее на восток наблюдается постепенное снижение его частоты, и в байкальских популяциях она составляет в среднем 5%.

Значительная дифференциация популяций выявлена по частотам двух аллелей локуса 5>ЫЪ.-1, почти во всех частях ареала пихты сибирской наблюдается клинальная изменчивость по данным аллелям. Частота аллеля БЫ1г-194 меняется от значений, близких к нулю, на Среднем, Южном Урале и на Алтае, до 56% в Прибайкалье (Слюдянка, №36). При этом повышенные частоты этого аллеля наблюдаются на Приполярном и Северном Урале, в Восточном Саяне, в нижнем течении р. Енисей, и особенно в Прибайкалье и Забайкалье (рис. 1).

Выделение на основании частот аллелей аллозимных локусов нескольких географически обособленных групп популяций пихты сибирской указывает на возможность существования во время последнего ледникового максимума нескольких рефугиумов пихты. Сопоставление наших данных с палеоботаниче-

скими материалами позволяет сделать некоторые заключения, касающиеся истории вида в позднем плейстоцене и голоцене, и подтверждает наличие таких рефугиумов на Урале, в Южной Сибири и в Прибайкалье.

Специфика аллельного состава аллозимных локусов (особенно высокая частота аллеля Асо95) в популяциях пихты на Урале, отделяющая уральские группы популяций от других частей ареала пихты сибирской, говорит о длительном сохранении и обособлении популяций пихты в этом регионе, что подтверждает мнение о существовании рефугиума темнохвойной растительности, в том числе пихты, на Южном и Среднем Урале. Очевидная идентичность восточноевропейских популяции пихты со средне- и южноуральскими указывает на недавнее (голоценовое) расселение пихты с Урала на Русскую равнину.

Обособление приполярно- и североуральских популяций от средне- и южноуральских ставит вопрос об их происхождении. Повышенная частота аллеля Асо 5 свидетельствует о вкладе в их формирование южноуральского рефугиума пихты. В то же время высокая частота аллеля Skdh-194 заставляет предполагать участие и байкальского рефугиума (только в Прибайкалье частота этого аллеля достаточно велика).

ГЛАВА 5. АЛЛОЗИМНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ, ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ПОПУЛЯЦИЙ И ПРОЦЕССЫ ГИБРИДИЗАЦИИ У ВИДОВ ПИХТ БЕЛОКОРОЙ, САХАЛИНСКОЙ, ИЗЯЩНОЙ И ЦЕЛЬНОЛИСТНОЙ

5.1. Внутрипопуляционное разнообразие. Для дальневосточных видов пихт показатели аллозимного полиморфизма были рассчитаны на основании аллельных частот 11 локусов (табл. 2). Девять локусов были полиморфны хотя бы в одной популяции. Локус Adh был изменчив (два аллеля) только у A. holo-phylla. Локус Асо мономорфен везде, кроме двух популяций A.nephrolepis и одной A. sachalinensis (два аллеля). 6-Pgd-2 был малоизменчив с тремя аллелями у A. nephrolepis и A. sachalinensis, и высоко изменчив у A. holophylla и A. gracilis (два аллеля). Локусы Pgi-1 и Pgi-2 были мономорфны у A. holophylla, A. nephrolepis и у A. sachalinensis на севере Сахалина, и изменчивы па юге Сахалина (два и три аллеля соответственно), Pgi-2 был также изменчив у A. gracilis. Локус Pgm-1 являлся слабополиморфным у A. nephrolepis (два аллеля) и A. sachalinensis (4 аллеля), и изменчивым у A. holophylla (2 аллеля). Локусы Skdh-1 (3 аллеля) и Pgm-2 (3 аллеля) были более изменчивы у A. nephrolepis и A. sachalinensis на севере Сахалина по сравнению с южным Сахалином, по два аллеля обнаружено у A. gracilis. Локус Got-1 был полиморфным у A. sachalinensis (три аллеля),

Значения полиморфизма в среднем для 12 выборок A. sachalinensis (А = 1.57, Рюо - 51.5 %, #е = 0.097) оказались выше, чем в пяти выборках А. nephrolepis (среднее А = 1.38, РтГ 29.1%, #е= 0.083). При сравнительно невысоких значениях гетерозиготности в популяциях, у пихт белокорой и сахалинской обнаружено больше изменчивых локусов (Рюо в целом 54.5% и 72.7% соответственно) и большее число аллелей, чем у пихты сибирской.

У A. sachalinensis и A. holophylla не выявлено отклонения от распределения Харди-Вайнберга. У A. nephrolepis был обнаружен значимый дефицит гетерози-гот (F=0.145; Р=0.0133), однако достоверное отклонение выявлено только в од-

ной выборке Архиповка (№ 4'), и по локусу Pgm-2 в целом для вида.

У A. gracilis при невысоких, по сравнению с A. sachalinensis, значениях полиморфизма (/1=1.4, Рюо=36.4%), в четырех полиморфных локусах изменчивость высокая, и значения гетерозиготности достаточно большие (#0= 0.102, 7/с=0.135). Обнаруженный достоверный недостаток гетерозигот в выборке А. gracilis (Р=0.0292. значимый по трем локусам), максимальный среди исследованных нами популяций пихт, и его возможные причины требуют дальнейшего изучения для выработки рекомендаций по сохранению генофонда Л. gracilis.

5.2. Межпопуляционная дифференциация пихт белокорой и сахалинской. Подразделенность 12 изученных популяций A. sachalinensis (FST =0.083) оказалась заметно выше, чем пяти популяций A. nephrolepis 0Fsr =0.0438) (табл.3). Среднее значение генетических дистанций между популяциями у А. sachalinensis (D = 0.008) также выше, чем у A. nephrolepis (D = 0.005).

Генетические дистанции между популяциями A. sachalinensis, согласно тесту Мантела, достоверно коррелируют с географическими расстояниями между ними (Р = 0.012). Наибольшие различия наблюдаются между выборками северного и южного Сахалина (дистанции от 0.024 до 0.034).

Генетические отношения A. nephrolepis и A. sachalinensis иллюстрируют построенные на основе генетических дистанций D ординация популяций и UPGMA - дендрограмма (рис. 4, 5). На дендрограмме популяции северной части Сахалина (Оха, Ноглики, Тымовское) объединяются в один кластер с популяциями A. nephrolepis, а другой кластер составляют выборки южного Сахалина и о. Кунашир. На ординации выявляется постепенный переход между континентальными популяциями Л. nephrolepis, и A. sachalinensis северного, среднего и южного Сахалина. Частоты большинства локусов, по которым наблюдаются значительные различия между A. nephrolepis и A. sachalinensis (Pgm-2, Skdh-1, Pgm-1, Pgi-J, Pgi-2), демонстрируют клинальную изменчивость в ряду популяций: континент - северный Сахалин - южный Сахалин и Кунашир.

Обнаруженная структура изменчивости наиболее соответствует гипотезе интрогрессивной гибридизации континентальной пихты белокорой с популяциями пихты юга Сахалина, Курил и Хоккайдо. От северного к южному Сахалину наблюдается постепенный переходный ряд аллозимной изменчивости между популяциями: генетические дистанции между двумя соседними выборками не превышают 0.005. Прослеживается тенденция к увеличению изменчивости в выборках центрального Сахалина и к снижению разнообразия на севере острова, а также в самых южных изученных на Сахалине популяциях. Показателен в этом отношении Невельск (№14', Крильонский р-он), где отсутствует изменчивость в полиморфных на континенте локусах Skdh-1, Pgm-2, и, таким образом, влияние гибридизации минимально. Между собой выборки из южных и центральных районов Сахалина очень близки, и наши данные не поддерживают точку зрения о сосуществовании на Сахалине и Курилах двух видов - пихты сахалинской и пихты Майра (A. mayriana (Miyabe et Kudo) Miyabe et Kudo.).

Гибридное происхождение популяций пихты на Сахалине позволяет объяснить повышенное морфологическое разнообразие в популяциях пихты из центрального и южного Сахалина и с о-ва Кунашир. Полученные результаты

0.07

0.04 -

о О

0.00 -

-0.03-

-0.07

A. sibirica

□ 38

A. nephrolepis /•iVi1' / A. holophylla j9' x

▲ A. nephrolepis A. sachalinensis: • Северный Сахалин

_ A. sachalinensis с Центральный Сахалин в Куналшр

is .gracilis -i- , , , 1 1 у 1 1 i 1 1 О Южный Сахалин Ц—i—1—1—1—<—1—

-0.08

0.01

0.11

0.20

Ось-1 0.29

Рис. 4. Ординация изученных популяций A. nephrolepis, A. sachalinensis, А. gracilis, A. holophylla и двух популяций A. sibirica, построенная с помощью анализа главных координат на основании матрицы генетических расстояний D, Nei (1978)

Облучье Г Бычиха 2' Архиповка 3' Владивосток 4' Кедроваяпадь 5-Оха 6 Тымовсхое 8' • Ноглики 7' • Известковый 9' О Столбчатый 17' в Макаров 10' с Юж.-Курильск 15" 0

Третьяково 16' ©-1 Юж.-Сахалинск 11'о Охотское 12'О Озёрский В'О Невельск 14' О Улан-Удэ 37 01 •*'Ь,Г1са| Сохондо 38

Рис. 5. UPGMA дендрограмма популяций видов Abies, полученная на основании генетических расстояний Д Nei (1978), вычисленных по частотам аллелей 11 аллозимных локусов

A. gracilis A. holophylla

18'ф-19'x-

0.07

0.14

0.21

0.28

хорошо согласуются с данными морфологической изменчивости популяций сахалинской пихты (Бухтеева, 1963) и результатами изучения маркеров мито-хондриальной ДНК (Семериков и др., 2007; Зетепкоуа, Бетепкоу, 2007).

Структура аллозимной изменчивости популяций пихты на Сахалине объ-

ясняется историей заселения лесной темнохвойной растительностью Сахалина с континента и с Хоккайдо через существовавшие мосты суши в ходе климатических флуктуаций плейстоцена (Голубева, Караулова, 1983; Igarashi, 1993; Крестов и др., 2004; и др.). Присутствие на севере Сахалина популяций пихты, генетически сходных с A. nephrolepis, говорит о происходившем в начале голоцена заселении северной и центральной части Сахалина с материка.

5.3. Генетические взаимоотношения изученных видов пихт.

Анализ межвидового сравнения пяти видов пихт, включая A. sibirica, проводился по 11 аллозимным локусам. В таблице 5 представлена матрица генетических дистанций D между популяциями пяти видов Abies.

Наиболее дивергирована от других изученных видов пихт A. holophylla -дальнеродственный вид пихты секции Momi (Farjon, Rushforth, 1989).

A. sachalinensis и A. nephrolepis представляют собой наиболее близкие виды, однако диапазон дистанций между популяциями двух видов достаточно велик (D варьирует от 0.003 до 0.067). Иерархический анализ распределения генетической изменчивости у A. nephrolepis и A. sachalinensis обнаружил, что Ef общей доле межвыборочной изменчивости 13.2% доля, соответствующая различиям между популяциями внутри видов (Fsc), равна 6.6%, на различия между видами (FCT) приходится лишь 7% всей изменчивости.

Близость пихт белокорой и сахалинской отмечалась ранее в работах, посвященных анализу аллозимной изменчивости данных видов (Гончаренко, Па-дутов, 1995; Гончаренко, Савицкий, 2000; Потенко, 2004). Отсутствие в предыдущих исследованиях выборок из центральной и северной частей Сахалина не позволяло выявить существенных различии между популяциями А. sachalinensis и близости популяций пихты северного Сахалина к A. nephrolepis.

Одной из основных причин низких в среднем дистанций между двумя видами является интрогрессивная гибридизация в популяциях A. sachalinensis. Генетические дистанции A. nephrolepis только с южным Сахалином (с выбор-

Таблица 5. Средние значения межпопуляционных генетических дистанций D (Nei, 1978) внутри и между изученными видами Abies. Амплитуды колебаний приведены в скобках.

Виды N* 1 2 3 4 5

1. A. nephrolepis 5 0.005 (0.000-0.011)

2. A. sachali- 12 0.028 0.008

nensis (0.003-0.067) (0.000-0.034)

3. A. gracilis 1 0.072 (0.063-0.081) 0.101 (0.081-0.131) -

4. A. holophylla 1 0.204 (0.167-0.224) 0.320 (0.244-0.372) 0.211 -

5. A. sibirica 38 0.043 (0.017-0.093) 0.046 0.124 0.325 0.011 (0.016-0.143) (0.095-0.178) (0.246-0.372) (0.000-0.070)

Примечание: посчитано по 11 аллозимным локусам, * - N- число изученных популяций

ками №11 '-14') оказались достаточно большими (D = 0.043) и сопоставимыми со значениями дистанций между видами A. nephrolepis - A. sibirica и А. sachalinensis - A. sibirica. Таким образом, популяции A. sachalinensis южной части Сахалина и о. Кунашир имеют определенные отличия как от пихты бело-корой, так и от популяций пихты северного Сахалина, что подтверждает важность охраны генетического потенциала южных популяций пихты сахалинской.

Достаточно близким видом к комплексу A. neprolepis - A. sachalinensis оказалась пихта сибирская. Генетические дистанции A. sibirica с этими видами в несколько раз ниже, чем с A. holophylla (табл. 5). Существенные отличия между A. sibirica и пихтами белокорой и сахалинской наблюдались по составу аллелей аллозимных локусов Асо и Pgm-2.

Пихта изящная A. gracilis имеет определенно видовой ранг. Генетические дистанции с другими видами пихт соответствуют межвидовым значениям (табл. 5). На ординации (рис. 4) A. gracilis оказывается ближе к комплексу А. sachalinensis - A. nephrolepis, чем к пихте сибирской. Все аллели, обнаруженные в популяции A. gracilis, присутствуют у этих дальневосточных видов пихт. Пихта изящная значительно отличается от A. neprolepis и A. sachalinensis по частотам аллелей, что обуславливает высокие значения генетических дистанций. Несколько ближе A. gracilis оказывается к материковым популяциям, среднее DcA. nephrolepis = 0.072. Видовой статус пихты изящной подтверждается также исследованиями биологических особенностей (Науменко, 1981; и др.) и морфологии (Orlova, Firsov, 2004). Палинологические данные (Нейштадт, 1957; Скиба, 1975; и др.) свидетельствуют о широком распространении пихты на полуострове с плиоцена и её произрастании там в межледниковьях плейстоцена. В участках с особым микроклиматом пихта могла сохраняться во время оледенений (Турков, Шамшин, 1963). Камчатскую популяцию пихты нужно рассматривать как реликтовый вид, подобно ели P. kamtschatkensis Lacass, что было показано с помощью аллозимных исследований (Потенко, 2004).

ГЛАВА 6. ИЗМЕНЧИВОСТЬ ХЛОРОПЛАСТНОЙ ДНК У ВИДОВ ABIES 6.1. Изменчивость микросателлитных локусов хлоропластной ДНК пихты сибирской. С помощью микросателлитных маркеров хлоропластной ДНК было проанализировано 1312 деревьев из 32 популяций пихты сибирской. У А. sibirica в локусе Pt71936 обнаружено шесть аллелей (варианты размеров от 4 до 8). В локусе Pt30204 всего отмечено 11 аллелей (варианты от 3 до 13) (рис. 6).

Оценки разнообразия в популяциях пихты сибирской значительно варьируют. Количество гаплотипов, обнаруженное в разных выборках, изменялось от 7 до 21, внутрипопуляционное разнообразие Я - от 0.7495 до 1.000, при среднем значении у A. sibirica 0.8720 (табл. 6). Стандартизированное (на 18 особей) число гаплотипов (ri8-l) варьировало между популяциями более чем в два раза: от 4.5 до 11.3. Наибольшие значения разнообразия наблюдаются в Южной Сибири (Танзыбей, Тайшет, Таштагол, Дивногорск), в бассейне р. Енисей (Туруханск, Ярцево) и в Забайкалье (Улан-Удэ, Сохондо). Наименьшие значения - на Южном Урале и в Западной Сибири. Выборки Северного и Приполярного Урала были более разнообразны, чем выборки Среднего и Южного Урала.

A Abies sibirica Б A. nephrolepis С A. sachalinensis (32 популяции, 43 гаплотшта) (4 популяции, 38 гаплотипов) (11 популяций, 66 гаплотипов) 16

12 5 11

£ я

1 16

• , 15 •

, 14 1

• ! 13 i *

• • • ' 12 ' • •

• • 11 i • • • •

• • • ■ 10 • • • • • • • •

• « , а • • • • • • •

• • !• • • ' в • • • •

• •ß • . 7 • • • • • •

т • • • 6 • ft • • • •

• • • • • 5 ; • • • • •

• • 4 i • • • • \

• • : 3 □ • •

1 • • " ' 2 i_i • •

i 1 |_ •

1 2

3 4 5 6 7 Pt71936

8 9

1 2 3

1 2

3 4 5 6 7

Pt71936

8 9

0 I

1 4 8 16 32

4 5 6 7 8

Р171936

Рис. 6. Распределения частот хлоропластных гаплотипов у пихт сибирской, белокорой и сахалинской. Размещение гаплотипов на диаграмме соответствует их аллельному составу: по горизонтали номера аллелей по локусу Р171936, по вертикали — по локусу Рг30204. Частоты гаплотипов соответствуют площади кружков.

Всего у A. sibirica обнаружено 43 гаплотипа. Рисунок 6,А иллюстрирует относительную частоту гаплотипов в популяциях пихты сибирской. Характерно неравномерное частотное распределение гаплотипов: суммарно на 7 преобладающих вариантов приходится более 74% особей. Большая часть гаплотипов (28 из 43) встречаются в среднем с частотой менее 1%. Более редкие гаплотипы «группируются» вокруг более частых, что указывает на недавнее происхождение первых от последних. Повышенное содержание уникальных и редких гаплотипов характерно для Южной Сибири и Забайкалья. Наименьшее - для Южного и Среднего Урала и Западной Сибири.

По результатам анализа молекулярной изменчивости AMOVA (Weir, Cock-erham, 1984), в доле общей изменчивости cpSSR локусов при использовании показателя Rsт на межпопуляционную составляющую у А. sibirica приходится 8.12%. При использовании Gsr(ne учитывающего разницу между гаплотипами), на различия между популяциями приходится 4.48%. Поскольку RSr > Gst (Р=0.011), то разные, но филогенетически близкие гаплотипы имеют тенденцию сосуществовать совместно. Это значит, что часть гаплотипов возникла уже после образования основных географических групп популяций пихты сибирской.

Географические регионы различаются по характеру распределения cpSSR гаплотипов у А. sibirica. Согласно результатам иерархического анализа (AMOVA), доля cpSSR изменчивости, которая приходится на различия между выделенными на основе аллозимного анализа пятью географическими группами популяций Л. sibirica, составила Rex = 3.51% (Р=0.00293), между популяциями внутри групп Rsc = 4.72%, при общей доле межвыборочной изменчивости RST = 8.29%. При использовании показателя GSj на межгрупповые различия

Таблица 6. Показатели полиморфизма двух хлоропластных микросател-литных локусов в популяциях пихт сибирской, белокорой, сахалинской, изящной и цельнолистной

Виды, популяции п N0 л. Н Rn-1

A. sibirica среднее 41.0±10.9 12,2±3.2 7.1±2.4 0.8721±0.0507 7.6±1.6

всего 1312 43

A. nephrolepis среднее 35.5±13.9 19.0±7.0 12.5±3.9 0.9418±0.0245 11.1±1.4

всего 142 38

A. sachalirtensis среднее 27.7±11.2 18.4±5.7 14.2±4.4 0.9634±0.0193 12.8±1.5

всего 305 66

Л. gracilis 25 1 1 0 0

A. holophylla 20 11 6.3 0.8842 9.2

Примечания: п - размер выборок, И0 - число гаплотипов в популяции, А^ - эффективное число гаплотипов, Н— параметр внутрипопуляционной изменчивости (Ые1, 1987), Г18-1 - стандартизированное число гаплотипов (на выборку в 18 особей).

приходится 2.21% (Р<0.00001), внутри групп между выборками 2.23%. Парные (7КТ значимо коррелируют с географическими расстояниями (тест Мантела, РЮ.0150) и матрицей генетических дистанций Д вычисленных на основании частот аллозимных локусов (Р=0.0380), при этом между парными Л3т и географическими расстояниями, а также между /?8т и В достоверной связи нет. Различия между группами А. яШпса при использовании срБЯК маркеров выражены в меньшей степени, чем при использовании аллозимных маркеров.

6.2. Изменчивость мнкросателлитных локусов хлоропластной ДНК пихт белокорой, сахалинской, изящной и цельнолистной.

В популяциях пихт белокорой и сахалинской все показатели изменчивости мнкросателлитных локусов были выше, чем в популяциях А. яИппса (табл. 6).

В целом у А. псркго1ер15 в локусах Р171936 и Р130204 обнаружено 7 и 14 аллелей, в сумме 3 8 гаплотипов. У А. заскаПпеп.и,<; - 9 и 16 аллелей, 66 гаплотипов (рис. 6). Высокое разнообразие наблюдалось во всех выборках А. йаскаИп-(показатель Я варьировал от 0.9238 до 0.9883; г18-1 от 10.0 до 15.2). Для пихты сахалинской характерно правильное распределение частот аллелей и гаплотипов (рис. 6), из 66 гаплотипов только для трёх отмечена частота, превышающая 5%. Дифференциация между выборками А. засЬаИпегтз невелика = 2.39%, Р=0.043), что существенно ниже подразделенности, полученной на основании частот аллозимных локусов ^-[=8.3%). Несоответствие в структуре распределения двух типов маркеров на Сахалине может быть обусловлено более интенсивным потоком хлоропластных генов, связанным с переносом пыльцы, по сравнению с потоком ядерных генов (аллозимов), связанных с переносом пыльцы и семян. Распределение хлоропластных гаплотипов на Сахалине могло выровняться при перемешивании потоков пыльцы после изоляции острова от материка.

У А. перЬго1ер15 26 из 38 гаплотипов были общими с А. васкаИпеиди, распределение их менее равномерное (рис. 6). Два вида отличаются частотами общих гаплотипов и отсутствием в популяциях А. перЬго1ер1я некоторых гаплоти-

пов из определенной области размеров аллелей. При использовании иерархического подхода на долю cpSSR изменчивости между двумя видами (/?ст) приходится 17.68% (Р<0.00001), что гораздо выше, чем между популяциями внутри видов RSc =4.18%. Согласно результатам аллозимного анализа, дифференциация между видами была существенно ниже (7% общей изменчивости), что является следствием гибридизации на Сахалине пихт различного происхождения.

Популяции A. sibirica, A. nephrolepis и A. sachalinensis близки по составу хлоропластных аллелей и гаплотипов, что говорит об общности происхождения этих видов. От них по вариантам изменчивости хлоропластных микросателлитов значительно отличается пихта целыюлистная A. holophylla, в изученной популяции которой 9 из 11 гаплотипов являются видоспецифичными, характерны другие, большего размера варианты локуса Pt30204 (аллели 14-17 и 19).

При включении в иерархический анализ популяций трех видов A. sibirica, A. nephrolepis и A. sachalinensis 14.6% общей изменчивости приходится на различия между видами, 5.7% - на различия между популяциями внутри видов. Всего у трёх видов обнаружено 85 гаплотипов. Все аллели двух cpSSR локусов и почти все гаплотипы (36 из 43), найденные в популяциях A. sibirica, присутствуют у A. nephrolepis и/или A. sachalinensis. По составу гаплотипов A. sibirica более близка к A. nephrolepis. Существенные различия наблюдается в распределении гаплотипов (рис. 6). Для пихты сибирской характерно присутствие практически во всех популяциях небольшого числа преобладающих гаплотипов, значительно реже встречающихся у двух других видов.

Сниженная, по сравнению с A. nephrolepis и A. sachalinensis, изменчивость хлоропластных микросателлитных локусов у A. sibirica, и обнаруженный на протяжении всего ареала пихты сибирской низкий уровень аллозимного полиморфизма свидетельствует о малой эффективной численности популяций, что может быть вызвано эффектом последовательных "бутылочных горлышек" в ходе плейстоценовых климатических флуктуаций.

У пихты изящной A. gracilis был обнаружен единственный хлоропластный гаплотип, с аллелями 4/10 в локусах Pt71936/Pt30204, который несли все изученные особи. Данный гаплотип был также найден у A. sachalinensis и A. sibirica, и являлся у этих видов редким. Так как значительного снижения алло-зимной изменчивости в камчатской выборке пихты не было обнаружено, то, вероятно, в данном случае хлоропластные маркеры оказались более чувствительными индикаторами динамики численности популяций, вследствие уменьшенного в два раза, по сравнению с ядерными маркерами, эффективного размера популяций (Birky, 1988). Отсутствие изменчивости в микросателлитных локусах у A. gracilis может объясняться относительно недавним сильным сокращением размера популяции пихты на Камчатке.

Аллозимные генетические маркеры более информативны для выявления пространственной структуры изменчивости. С другой стороны, высокоизменчивые хлоропластные микросателлитные маркеры имеют преимущество в исследовании динамики популяций и выявлении сокращения размера популяций.

ВЫВОДЫ

1. Анализ 15 ферментных систем выявил низкий уровень аллозимного разнообразия Abies sibirica. В среднем 18.9% локусов были изменчивы, средняя ожидаемая гетерозиготность равна 0.080. Наблюдаемое генотипическое распределение соответствует ожидаемому из соотношения Харди-Вайнберга во всех изученных регионах, однако в целом выявлен слабый дефицит гетерози-гот. Обнаружена заметная дифференциация популяций (FSt -9.3%).

2. Географическое распределение частот аллозимных локусов пихты сибирской указывает на существование генетически относительно однородных, но заметно отличающихся между собой групп популяций, занимающих определенные части ареала. Среди них: 1) Европейская часть России, Южный и Средний Урал; 2) Северный и Приполярный Урал, бассейн р. Печоры; 3) горные районы Южной Сибири; 4) Прибайкалье и Забайкалье. Район Западной и Средней Сибири занимает по частотам аллелей промежуточное положение между данными группам, что свидетельствует о послеледниковой реколонизации этого района с участием южносибирских, байкальских и уральских рефугиумов. Большая часть межпопуляционной аллозимной изменчивости A. sibirica соответствует различиям между этими географическими группами.

3. У A. sibirica наблюдается существование клинальной изменчивости частот аллелей трех аллозимных локусов в пределах ареала, наиболее выраженной по частотам аллелей локуса Асо в Сибири, частотам аллелей локуса Skdh-1 на Урале и в Сибири.

4. Анализ дальневосточных видов пихт по 11 аллозимным локусам выявил наибольшее разнообразие в популяциях A. sachalinensis (в целом полиморфно 72.7% локусов, //е=0.097) и более низкое у A. nephrolepis (54.5% локусов, #е=0.083). Подразделённость популяций A. nephrolepis выражена слабо (Fst =0.044). У A. sachalinensis дифференциация заметно выше (FST =0.083). Генетические дистанции D между популяциями A. sachalinensis отражают их географическое расположение, наибольшие различия наблюдаются между северным и южным Сахалином.

5. На фоне значительного сходства Л. nephrolepis и A. sachalinensis по аллозимным маркерам, выявлен постепенный переход между континентальными популяциями A. nephrolepis, популяциями A. sachalinensis северного и среднего Сахалина, и популяциями южного Сахалина и о. Кунашир. Для нескольких аллозимных локусов на о. Сахалин наблюдается выраженная клинальная изменчивость. Популяции пихты северного Сахалина более близки к A. nephrolepis. Обнаруженная структура изменчивости соответствует гипотезе интрогрессив-ной гибридизации континентальной пихты белокорой и популяций пихты юга Сахалина, Курил и Хоккайдо.

6. Определён уровень изменчивости двух хлоропластных микросателлит-ных локусов у A. sibirica, A. nephrolepis, A. sachalinensis, A. holophylla и А. gracilis. Наиболее высоким уровнем изменчивости хлоропластных локусов из всех проанализированных видов характеризуется A. sachalinensis. Равномерное распределение гаплотипов, высокое разнообразие аллелей и гаплотипов находятся в соответствии со слабой дифференциацией популяций A. sachalinensis по

хлоропластным маркерам. Можно предположить, что поток генов был большим и непрерывным в истории A. sachalinensis, и размер популяций оставался стабильно высоким. По составу хлоропластных гаплотипов популяции A. sachalinensis проявляют заметные отличия от материковых популяций A. nephrolepis.

7. Различия между географическими группами популяций A. sibirica при использовании хлоропластных маркеров выражены в меньшей степени, чем при использовании аллозимных маркеров, что, вероятно, обусловлено спецификой генетических потоков, связанных с хлоропластной и ядерной ДНК. Обнаружена пониженная изменчивость и неравномерное частотное распределение хлоропластных гаплотипов у A. sibirica, что может быть свидетельством сильного сокращения популяций в истории вида.

8. Специфика состава аллозимов и гаплотипов хлоропластной ДНК пихты сибирской на Урале свидетельствует о длительном сохранении её популяций в этом районе и наличии в последний ледниковый максимум на Южном и Среднем Урале рефугиума темнохвойной растительности. Особенности частот аллелей аллозимных локусов и хлоропластных гаплотипов в популяциях Северного и Приполярного Урала указывают на вклад в их формирование как популяций пихты Среднего Урала, так и популяций байкальского происхождения.

9. Сравнение изученных видов пихт на основании аллозимных и хлоропластных маркеров показывает, что близким видом к комплексу A. neprolepis - А. sachalinensis оказалась пихта сибирская A. sibirica, что позволяет предполагать недавнюю историю их дивергенции. Генетические дистанции между A. sibirica и A. neprolepis - A. sachalinensis в несколько раз ниже, чем у этих видов с А. holophylla.

10. Изученная популяция A. gracilis, согласно аллозимным данным, имеет видовой ранг, и является видом, родственным A. nephrolepis и A. sachalinensis. Снижение аллозимного разнообразия у A. gracilis не обнаружено. Выраженный недостаток гетерозигот, установленный в выборке A. gracilis (FIS=0.248), может свидетельствовать о повышенном уровне инбридинга в популяции. Обнаруженное отсутствие изменчивости в хлоропластных локусах у пихты изящной может объясняться относительно недавним сильным сокращением размера популяции пихты на Камчатке.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Семерикова С.А. Структура аллозимной изменчивости пихты сибирской (Abies sibirica Ledeb.) в пределах ареала // Горные экосистемы Южной Сибири: изучение, охрана, рациональное природопользование: материалы первой межрегион, научно-практич. конф., Барнаул, 14-17 марта 2005г.- Барнаул, 2005. — С.256-259.

2. Семериков B.JI. Структура аллозимной изменчивости пихты сибирской отражает послеледниковую историю вида / B.JL Семериков, С.А. Семерикова // Динамика генофондов растений, животных и человека: отчет, конф. по прогр. фундам. исслед. РАН. -М, 2005.- С.63-64.

3. Семерикова 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.

4. Семерикова С.А. Структура аллозимной изменчивости и генетические связи пихт сахалинской и белокорой // Лесные экосистемы Северо-Восточной Азии и их динамика: материалы междунар. конф., Владивосток, 22-26 авг. 2006. -Владивосток, 2006. - С. 238-241.

5. Семерикова С.А. Генетическая изменчивость камчатской пихты Abies gracilis Кот. по аллозимным маркерам и хлоропластным SSR / С.А. Семерикова, А.Н. Беркутенко // Лесные экосистемы Северо-Восточной Азии и их динамика: материалы междунар. конф., Владивосток, 22-26 авг. 2006. - Владивосток, 2006.-С. 241-244.

6. Семерикова С.А. Генетическая дифференциация популяций пихты {Abies sibirica Ledeb.) на территории Западносибирской равнины и Красноярского края // Особь и популяция - стратегия жизни: сб. материалов IX Всерос. по-пуляц. семинара (Уфа, 2-6 окт. 2006г.). - Уфа, 2006. - 4.2. - С. 475-481.

7. Семериков В.Л. Дифференциация популяций и гибридогенная трансформация их генетической структуры у некоторых лесных и степных широко-ареальных видов: исследование популяционно - генетической структуры видов пихт / В.Л. Семериков, С.А. Семерикова // Биоразнообразие и динамика генофондов: прогр. II «Динамика генофондов» / РАН. - М., 2007. - С.77-78.

8. Semerikova S.A. Population-genetic structure of the firs of Russian Far East inferred from cytoplasmic markers / S.A. Semerikova, V.L. Semerikov // Modem achievement in population, evolutionary and ecological genetics: intern. symp., Vladivostok, Sept. 9-14,2007. - Vladivostok, 2007. - P. 34.

9. Семерикова C.A. Изменчивость хлоропластных михросателлитных ло-кусов у пихты сибирской (Abies sibirica Ledeb.) и двух дальневосточных видов пихт A. nephrolepis (Trautv.) Maxim, и A. sachalinensis Fr. Schmidt. / С.А. Семерикова, В.Л. Семериков // Генетика. - 2007. - Т. 43, № 12. - С.1637-1646.

10. Семериков В.Л. Дифференциация популяций и гибридогенная трансформация их генетической структуры у некоторых лесных и степных широко-ареальных видов: исследование популяционно - генетической структуры видов пихт / В.Л. Семериков, С.А. Семерикова, М.А. Полежаева // Биоразнообразие и динамика генофондов: прогр. II «Динамика генофондов» / РАН. - М., 2007. -С. 108-110.

11. Семерикова С.А. Структура аллозимной изменчивости и генетические связи пихт сахалинской Abies sachalinensis Fr. Schmidt. и белокорой A. nephrolepis (Trautv.) Maxim. / С.А. Семерикова, В.Л. Семериков // Вестн. СВНЦ ДВО РАН. - 2008. - №1. - С. 77-85.

Данная работа выполнена при финансовой поддержке грантами РФФИ-

Урал, проекты №07-04-96106 и № 04-0496011, и Программой фундаментальных исследований Президиума РАН «Динамика генофондов растений, животных и человека» (гос. контракт № 10002-251/П-24/154-360/290404-171).

Лицензия ПД №11-0047 от 25 апреля 2000 года

Подписано в печать 10.10.2008 г. Формат 60x84 1/16 Усл. печ. л. 1,0. Бумага «Гознак» Тираж 100 экз. Заказ №95

Отпечатано в типографии ООО «ИРА УТК»

620075, г. Екатеринбург, ул. К. Либкнехта, 42, к. 1103.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Семерикова, Светлана Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Биологические особенности рода Abies. Систематика и история формирования ареалов изучаемых видов пихт.

1.2. Использование изоферментных маркеров в изучении внутривидовой и межвидовой дифференциации видов рода

Abies.

1.3. Применение маркеров ДНК для изучения систематики, филогении и филогеографии Abies.

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

2.1. Видовой состав, местоположение и характеристика выборок.

2.2. Материалы и методы, использованные в анализе изменчивости аллозимных локусов.

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

Глава 3. ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ

АЛЛОЗИМНЫХ СИСТЕМ У ИЗУЧЕННЫХ ВИДОВ ABIES.

Глава 4. АЛЛОЗИМНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ И ДИФФЕРЕЬЩИАЦИЯ ПОПУЛЯЦИЙ ПИХТЫ СИБИРСКОЙ.

4.1. Внутрипопуляционная изменчивость пихты сибирской.

4.2. Межпопуляционная гетерогенность и пространственная дифференциация пихты сибирской по аллозимным локусам.

4.3. Частоты аллелей полиморфных локусов в природных популяциях пихты сибирской и клинальная изменчивость в пределах ареала.

Глава 5. ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ПОПУЛЯЦИЙ И ПРОЦЕССЫ ГИБРИДИЗАЦИИ У ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫХ ВИДОВ ПИХТ

БЕЛОКОРОЙ, САХАЛИНСКОЙ, ИЗЯЩНОЙ И ЦЕЛЬНОЛИСТНОЙ.

5.1. Внутрипопуляционное разнообразие.

5.2. Межпопуляционная дифференциация пихт белокорой и сахалинской.

5.3. Генетические взаимоотношения изученных видов пихт.

Глава 6. ИЗМЕНЧИВОСТЬ ХЛОРОПЛАСТНОЙ ДНК У ВИДОВ ABIES

6.1. Изменчивость микросателлитных локусов хлоропластной ДНК пихты сибирской.

6.2. Изменчивость микросателлитных локусов хлоропластной ДНК пихт белокорой, сахалинской, изящной и цельнолистной.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Популяционно-таксономическая структура видов пихт (Abies Mill., Pinaceae) северо-востока Евразии"

Сохранение биологического разнообразия относится к приоритетным задачам современной цивилизации. Это определяет важность изучения генетической изменчивости видов - центральных элементов ведущих типов экосистем Земли. В частности, изучение генетической изменчивости наиболее актуально для видов сем. Pinaceae — основных эдификаторов умеренных и бореальных лесов. Среди факторов, определяющих величину и структуру генетического разнообразия, находится история вида: возникновение и исчезновение в прошлом барьеров, дифференцирующих вид на отдельные популяции, взаимодействие этих популяций между собой и с популяциями других видов, колебания их численностей. При этом главной движущей силой данного исторического процесса является динамика климата и ландшафтов.

Прогресс в развитии молекулярно-генетических методов позволяет анализировать существенную долю генетической изменчивости в популяциях тех или иных организмов, а современные математические методы — выявлять в ней сигнал исторических процессов. Филогеографические исследования (т.е. направленные на анализ связи генетической изменчивости и географии) ряда представителей европейской и североамериканской биот выявили картину распределения генетической изменчивости, указывающие на расположение рефугиумов (убежищ, где теплолюбивые виды сохранялись в холодные эпохи плейстоцена), и на пути их расселения из этих рефугиумов в тёплые климатические интервалы (Comparative phylogeography., 1998; Hewitt, 1996; 2000). В отличие от Западной Европы и Северной Америки, палеогеография востока Северной Евразии и структура генетической изменчивости видов животных и растений на этой территории изучена недостаточно, и представленная работа призвана внести определённый вклад в решение данной проблемы.

Актуальность темы. В настоящей работе представлены результаты по-пуляционно-генетического и филогеографического исследования представителей рода Abies - ключевых элементов темнохвойных лесов Дальнего Востока, Сибири, Урала и северо-востока европейской России.

Рассматриваемые в работе виды Abies существенно различаются по величине и истории формирования ареалов. Наибольший среди видов пихт ареал имеет пихта сибирская {Abies sibirica Ledeb.), при этом вид остается наименее изученным из основных лесообразующих хвойных России.

До сих пор остаются невыясненными вопросы систематики видов Abies, произрастающих на Сахалине, Курилах и Камчатке.

Предыдущие генетические исследования некоторых видов пихт (А. sibirica, A. nephrolepis, A. sachalinensis), проведенныё с помощью аллозимных маркеров, охватывали лишь часть их ареала (Экарт, 2006; Потенко, 2004), либо основывались на ограниченном материале (Гончаренко, Падутов, 1995; Гончаренко, Савицкий, 2000). Для выявления факторов, влияющих на попу-ляционно-генетическую структуру и на пути формирования современных популяций, а также для решения задач внутривидовой систематики и систематики на уровне близких видов необходимы сравнительные исследования этих видов с использованием репрезентативных выборок, представляющих основные части ареалов видов, с привлечением различных типов генетических маркеров.

Особенно важным для проблемы сохранения биоразнообразия является изучение состояния генофонда редких видов, таких, как камчатский эндемик пихта изящная A. gracilis Кош.

Цель и задачи исследования.

Целью работы являлось изучение величины и структуры генетической изменчивости популяций пихты сибирской {Abies sibirica Ledeb.), пихт бело-корой {A. nephrolepis (Trautv.) Maxim.) и сахалинской {A. sachalinensis Fr. Schmidt), определение родственных связей между ними, а также другими североазиатскими видами пихт A. holophylla Maxim, и A. gracilis Кош.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать аллозимную изменчивость и изменчивость хлоропласт-ных микросателлитных локусов в популяциях рассматриваемых видов пихт.

2. Определить и сравнить параметры внутрипопуляционной изменчивости видов пихт по двум типам генетических маркеров, величину и географическую структуру генетической дифференциации популяций пихт сибирской, белокорой и сахалинской.

3. Определить степень межвидовой генетической дифференциации и родственные связи между североазиатскими видами пихт.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Пихта сибирская в пределах ареала имеет невысокое разнообразие по различным типам молекулярных маркеров и характеризуется значительной, исторически обусловленной генетической дифференциацией популяций отдельных частей ареала.

2. Географическая структура генетической изменчивости пихт сахалинской и белокорой предполагает существование на Сахалине зоны ин-трогрессивной гибридизации этих двух видов.

Благодарности: Автор выражает сердечную благодарность сотрудникам группы популяционной экологии растений А.Ю. Беляеву, М.А. Полежаевой, Е.В. Хантемировой, М.В. Капралову, а также коллегам-биологам Е.Г. Филиппову, А.Н. Беркутенко, О.Ю. Чехлову, И.Л. Кац, В.В. Тараканову, И.В. Петровой, Н.И. Санниковой, Т.Н. Мавриной, И.Н. Белову, JI.H. Степанову, A.B. Бобрецову, А.И. Катышеву, Д.В. Весёлкину, А.Г. Быструшкину, А.И. Видякину за помощь в сборе экспериментального материала. Автор также выражает глубокую признательность Н.К. Пановой и П.В Куликову за ценные замечания и обсуждение в ходе подготовки диссертации.

Заключение Диссертация по теме "Ботаника", Семерикова, Светлана Александровна

ВЫВОДЫ

1. Анализ 12 ферментных систем выявил низкий уровень аллозимного разнообразия Abies sibirica. В среднем 18.9% локусов были изменчивы, средняя ожидаемая гетерозиготность равна 0.080. Наблюдаемое генотипическое распределение соответствует ожидаемому из соотношения Харди-Вайнберга во всех изученных регионах, однако в целом выявлен слабый дефицит гете-розигот. Обнаружена заметная дифференциация популяций (F5t составляет 9.3%).

2. Географическое распределение частот аллозимных локусов пихты сибирской указывает на существование генетически относительно однородных, но заметно отличающихся между собой групп популяций, занимающих определенные части ареала. Среди них: 1) Европейская часть России, Южный и Средний Урал; 2) Северный и Приполярный Урал, бассейн р. Печоры; 3) горные районы Южной Сибири; 4) Прибайкалье и Забайкалье. Район Западной и Средней Сибири занимает по частотам аллелей промежуточное положение между данными группам, что свидетельствует о послеледниковой ре-колонизации этого района с участием южносибирских, байкальских и уральских рефугиумов. Большая часть межпопуляционной аллозимной изменчивости A. sibirica соответствует различиям между этими географическими группами.

3. У A. sibirica наблюдается существование клинальной изменчивости частот аллелей аллозимных локусов в пределах ареала, наиболее выраженной по частотам аллелей локуса Асо в Сибири, частотам аллелей локуса Skdh-1 на Урале и в Сибири.

4. Анализ дальневосточных видов пихт по 11 аллозимным локусам выявил наибольшее разнообразие в популяциях A. sachalinensis (в целом полиморфно 72.7% локусов, #е=0.097) и более низкое у A. nephrolepis (54.5% локусов, Нс=0.083). Подразделённость популяций A. nephrolepis выражена слабо {Fst =0.044). У A. sachalinensis дифференциация заметно выше (í^st =0.083). Генетические дистанции D между популяциями A. sachalinensis отражают их географическое расположение, наибольшие различия наблюдаются между северным и южным Сахалином.

5. На фоне значительного сходства А. nephrolepis и А. sachalinensis по аллозимным маркерам, выявлен постепенный переход между континентальными популяциями А. nephrolepis, популяциями А. sachalinensis северного и среднего Сахалина, и популяциями южного Сахалина и о. Кунашир. Для нескольких аллозимных локусов на о. Сахалин наблюдается выраженная кли-нальная изменчивость. Популяции пихты северного Сахалина более близки к

А. nephrolepis. Обнаруженная структура изменчивости соответствует гипотеt зе интрогрессивной гибридизации континентальной пихты белокорой и популяций пихты юга Сахалина, Курил и Хоккайдо.

6. Определён уровень изменчивости двух хлоропластных микросател-литных локусов у А. sibirica, А. nephrolepis, А. sachalinensis, А. holophylla и А. gracilis. Наиболее высоким уровнем изменчивости хлоропластных локусов из всех проанализированных видов характеризуется А. sachalinensis. Равномерное распределение гаплотипов, высокое разнообразие аллелей и гаплотипов находятся в соответствии со слабой дифференциацией популяций А. sachalinensis по хлоропластным маркёрам. Можно предположить, что поток генов был большим и непрерывным в истории А. sachalinensis, и размер популяций оставался стабильно высоким. По составу хлоропластных гаплотипов популяции А. sachalinensis проявляют заметные отличия от материковых популяций А. nephrolepis.

7. Различия между географическими группами популяций А. sibirica при использовании хлоропластных маркеров выражены в меньшей степени, чем при использовании аллозимных маркеров, что, вероятно, обусловлено спецификой генетических потоков, связанных с хлоропластной и ядерной ДНК. Обнаружена пониженная изменчивость и неравномерное частотное распределение хлоропластных гаплотипов у А. sibirica, что может быть свидетельством сильного сокращения популяций в истории вида.

9. Сравнение изученных видов пихт на основании аллозимных и хлоропластных маркеров показывает, что близким видом к комплексу A. neprolepis - A. sachalinensis оказалась пихта сибирская A. sibirica, что позволяет предполагать недавнюю историю их дивергенции этих видов. Генетические дистанции между A. sibirica и A. neprolepis - A. sachalinensis в несколько раз ниже, чем у этих видов с A. holophylla.

10. Изученная популяция A gracilis, согласно аллозимным данным, имеет видовой ранг, и является видом, родственным A. nephrolepis и А. sachalinensis. Снижение аллозимного разнообразия у A. gracilis не обнаружено. Выраженный недостаток гетерозигот, установленный в выборке А. gracilis (i7is=0.248), может свидетельствовать о повышенном уровне инбридинга в популяции. Обнаруженное отсутствие изменчивости в хлоропластных локусах у пихты изящной может объясняться относительно недавним сильным сокращением размера популяции пихты на Камчатке.

174

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Семерикова, Светлана Александровна, Екатеринбург

1. Лебединский // Сб. тр. ДальНИИЛХ. 1965. - Вып.7. - С.63-74. Айала Ф. Введение в популяционную и эволюционную генетику / Ф. Айала.-М.: Мир, 1984.-230с. Александрова А.Н. Плейстоцен Сахалина / А.Н. Александрова. — М.: Наука, 1982.- 192с.

2. Аллозимный полиморфизм лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) /

3. A.B. Шурхал и др. // Генетика. 1989. - Т. 25, № 10. - С. 1899-1901. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях / Ю.П. Алтухов. - М.:

4. Смирнов. — Пермь: Кн. изд-во, 1931. 96с. Безрукова Е.В. Палеогеография Прибайкалья в позднеледниковье и голоцене

5. Т.А. Бляхарчук // Сиб. экол. журн. 2000. - №5. - С.659 - 668.

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

7. Бобров Е.Г. Некоторые черты новейшей истории флоры и растительности южной части Дальнего Востока / Е.Г. Бобров // Ботан. журн. 1980а. -Т.65, №2. - С. 172-184.

8. Бобров Е.Г. Об интрогрессивной гибридизации и её значении в эволюции растений / Е.Г. Бобров // Ботан. журн. 19806. - Т.65, №8. - С.1065-1070.

9. Боярская Т.Д. Развитие растительности Сибири и Дальнего Востока в четвертичный период / Т.Д. Боярская, Е.М. Малаева. М.: Наука, 1967. - 201с.

10. Брайцева O.A. К истории ели и пихты на Камчатке в четвертичное время / O.A. Брайцева, И.С. Евтеева // Вопросы Географии Камчатки. Петропавловск-Камчат., 1967. -Вып.5. - С. 144-145.

11. Бухтеева A.B. О распространении пихты на Сахалине / A.B. Бухтеева // Ботан. журн. 1963. - Т.48, №3. - С.449-450.

12. Васильев Я.Я. Род пихта / Я.Я.Васильев, В.В. Уханов // Деревья и кустарники СССР (голосеменные). -М.; Л., 1949. T.I. - С.53-103.

13. Васильев Я.Я. Чернопихтово-широколиственные леса Южного Приморья / Я.Я. Васильев, Б.П. Колесников. М.-Л. Изд-во АН СССР, 1962. - 147с.

14. Беликов A.B. Генетические ресурсы сосны корейской на Дальнем Востоке: теорет. основы и прикл. аспекты / A.B. Беликов, В.В. Потенко. М.: Наука, 2006. - 174с.

15. Величко A.A. Природный процесс в плейстоцене / A.A. Величко. М.: Наука, 1973.-256с.

16. Ветрова В.П. Изменчивость семенных и кроющих чешуй шишек пихты сибирской / В.П. Ветрова // Лесоведение. 1992. - №2. - С.71-79.

17. Волкова B.C. Растительность и климат голоцена Западной Сибири / B.C. Волкова, В.А. Бахарева, Т.П. Левина // Палеоклиматы позднеледниковья и голоцена. М., 1989. - С.90-95.

18. Волкова B.C. Палинологическая характеристика, эволюция ландшафтов и климата в позднечетвертичное (казанцевское) межледниковье в Западной Сибири / B.C. Волкова // Палинология в России — М., 1995. 4.1. -С.135-144.

19. Воробьев Д.П. Дикорастущие деревья и кустарники Дальнего Востока / Д.П. Воробьев. Л.: Наука, 1968. - 278с.

20. Генетика изоферментов / Л.И. Корочкин и др..- М.: Наука, 1977. 278с.

21. Генетическая изменчивость сибирской кедровой сосны Pinns sibirica Du Tour. Сообщ. IV. Генетическое разнообразие и степень генетической дифференциации между популяциями / К.В.Крутовский и др. // Генетика. 1989. - Т.25, №11.- С.2009-2032.

22. Генетическая изменчивость ферментов хвои сосны кедровой сибирской / A.B. Подогас и др. // Генетика. 1991. - Т. 27, № 4. - С. 695-703.

23. Генетическая структура уральских популяций Larix sukaczewii Dyl. / З.Х. Шигапов и др. // Генетика. 1998. - Т. 34, №1. - С. 65-74.

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

25. Гончаренко Г.Г. Генетическая структура, таксономические и генетические взаимоотношения у пихт СНГ / Г.Г. Гончаренко, А.Е. Падутов // Докл. акад. наук. -1995. Т.342, №1. - С. 122-126.

26. Гончаренко Г.Г. Геносистематика и эволюционная филогения лесообразую-щих хвойных Палеарктики / Г.Г. Гончаренко. Минск: Тэхналогтя, 1999. -188 с.

27. Гончаренко Г.Г. Популяционно-генетические ресурсы пихты белой в Беларуси / Г.Г. Гончаренко, Б.П. Савицкий. Гомель: Полеспечать, 2000. -122с.

28. Горчаковский П.Л. Плодоношение пихтовых древостоев / П.Л. Горчаковский // Сб. науч. тр. / Урал, лесотехн. ин-т. 1948. - С. 32-43.

29. Горчаковский П.Л. Пихтовая тайга Среднего Урала / П.Л. Горчаковский. — Зап. Урал, отд-ния геогр. об-ва СССР. 1954. - Вып.1. - С. 12-77.

30. Горчаковский П.Л. Пихтовые леса Приенисейской части Восточного Саяна и их естественное возобновление / П.Л. Горчаковский // Сб. тр. по лесн. хоз-ву / Урал, лесотехн. ин-т. 1956. - Вып.4. - С.21-34.

31. Горчаковский П.Л. Основные проблемы исторической фитогеографии Урала / П.Л. Горчаковский. Свердловск: УФ АН СССР, 1969. - 286с.

32. Грант В. Видообразование у растений / В. Грант. М.: Мир, 1984. — 528с.

33. Гричук В.П. История флоры и растительности русской равнины в плейстоцене / В.П. Гричук. М.: Наука, 1989. - 183с.

34. Гурзенков H.H. Исследование хромосомных чисел растений юга Дальнего Востока // Комаровские чтения. Владивосток, 1973. - Вып.20 - С.47-62.

35. Динамика растительности и экологических условий на Полярном Урале в голоцене / Н.К. Панова и др. // Экология. 2003. - №4. - С. 248-260.

36. Егорова И.Н. История развития растительности Камчатки в голоцене / И.Н. Егорова // Развитие природы территории СССР в позднем плейстоцене и голоцене. -М., 1982. С. 220-224.

37. Ильченко Т.П. Исследование кариотипа Abies gracilis Korn. / Т.П. Ильченко, H.H. Гурзенков // Биологические проблемы Севера: тез. докл. VI симп. -Якутск, 1974. Вып.5. - С.43-46.

38. Кабанов Н.Е. Хвойные деревья и кустарники Дальнего Востока / Н.Е. Кабанов. -М.: Наука, 1977. 175с.

39. Калякин В.Н. Природные условия позднего плейстоцена // Восточноевропейские леса: история в голоцене и современность. Кн.1 / отв. ред. О.В. Смирнова. М., 2004. - Гл.2.1. - С.59-92.

40. Камелин Р.В. Материалы по истории флоры Азии (Алтайская горная страна) / Р.В. Камелин. Барнаул: изд-во Алт. гос. ун-та, 1998. - 240с.

41. Карпачевский JI.O. Загадка природы или тайна истории? / JI.O. Карпачевский // Природа. 1968. -№3. - С.78-81.

42. Карпенко JI.B. Реконструкция количественных показателей климата и сук-цессий растительности на междуречье Сым-Дубчес в голоцене /J1.B. Карпенко // География и природн. ресурсы. 2006. - №2. - С. 77-82.

43. Качалов A.A. Деревья и кустарники / A.A. Качалов. М.: Лесн. пром-сть, 1970.-408с.

44. Киргизов Н.Я. Изменчивость шишек пихты сибирской (.Abies sibirica Ldb.) в лесах Казахстанского Алтая / Н.Я. Киргизов // Леса и древесные породы Северного Казахстана. Л., 1974. - С.76-78.

45. Климатические смены на территории юга Дальнего Востока в позднем кайнозое (миоцен-плейстоцен) / A.M. Короткий и др.. Владивосток: ДВГУ, 1996.-57с.

46. Кокорин Д.В. Формовое разнообразие пихты сибирской в южных районах Средней Сибири / Д.В. Кокорин, Л.И. Милютин // Лесоведение. 2003. №4. - С.32-35.

47. Комаров В.Л. Флора Маньчжурии / В.Л. Комаров. СПб.: Герольда, 1901. -Т. 1-452с.

48. Коропачинский И.Ю. Отдел Голосеменные / И.Ю. Коропачинский // Сосудистые растения Советского Дальнего востока — JL: Наука, 1989. Т.4. -С.9-25.

49. Коропачинский И.Ю. Древесные растения Азиатской России / И.Ю. Коропачинский, Т.Н. Встовская. Новосибирск: СО РАН, 2002. - 707с.

50. Коропачинский И.Ю. Естественная гибридизация древесных растений / И.Ю. Коропачинский, Л.И. Милютин. Новосибирск: Гео, 2006. - 223 с.

51. Короткий A.M. Географический аспекты формирования спорово-пыльцевых комплексов: юг Даль. Востока) / A.M. Короткий. — Владивосток: Даль-наука, 2002.-271с.

52. Коршиков И.И. Генетическая изменчивость и дифференциация популяций Abies alba Mill, в Украинских Карпатах / И.И. Коршиков, H.H. Пирко, Я.В. Пирко // Генетика. 2005. - Т.41, № 3. - С. 356-365.

53. Кошкарова B.JT. Семенные флоры торфяников Сибири / B.JT. Кошкарова. -Новосибирск: Наука, 1986. 120с.

54. Кравченко А.Н. Внутривидовое разнообразие и дифференциация популяций ели сибирской {Picea obovata Ledeb.) в Средней Сибири: автореф. дис. .канд. биол. наук / А.Н. Кравченко. Красноярск, 2007. - 16с.

55. Красная книга Камчатки. Том.2. Растения, грибы, термофильные микроорганизмы / отв. ред. О.А.Чернягина. Петропавловск-Камчатский: Камч. печ. двор. Книжное изд-во, 2007. - 341с.

56. Красная книга РСФСР: растения / сост. А.Л.Тахтаджян; АН СССР, Ботан. ин-т им. В.Л.Комарова. -М.: Росагропромиздат, 1988. -590с.

57. 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.160-210.

58. Крестов П.В. Редкие растительные сообщества Приморья и Приамурья / П.В. Крестов, В .П. Верхолат. Владивосток: ДВО РАН, 2003. - 200с.

59. 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.

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

61. Крылов Г.В. Леса Западной Сибири / Г.В. Крылов. М.: АН СССР, 1961. -257с. v

62. Крюссман Г. Хвойные породы / Г. Крюссман. // ред. Н.Б. Гроздова. М.: Лесн. пром-сть, 1986. - 256с.

63. Куликов П.В. Конспект флоры Челябинской области (сосудистые растения) / П.В. Куликов. — Екатеринбург Миасс: Геотур, 2005. - 537с.

64. Куминова A.B. Характерные черты Алтайско-Саянской геоботанической области / A.B. Куминова // Известия Томского отд. ВБО, 1973. Т.6. -С.23-34.

65. Лаптева Е.Г. Развитие растительности и климата восточного склона Урала во второй половине позднего неоплейстоцена и в голоцене: автореф. дис. .канд. географ, наук / Е.Г. Лаптева. М., 2007. - 24с.

66. Леса СССР / М.: Наука, 1969. - Т.4 Леса Урала, Сибири и Дальнего Востока. - 766с.

67. Листов A.A. О северной границе ареала пихты Abies sibirica Ledeb. в европейской части СССР / A.A. Листов // Ботан. журн. 1971. - Т. 56, № 9. -С.1351-1354.

68. Маковский В.И. О возрасте торфяников и формировании лесной растительности в подзоне северной тайги / В.И. Маковский // Зап. Свердл. отд-ния ВБО., вопросы физиологии растений и геоботаники. 1966. — Вып. 4. — С.53-63.

69. М.В. Круклис. Новосибирск: Наука, 1988. - 118 с. Науменко А.Т. О новом местонахождении ели аянской (Picea ajanensis Fisch, et Carr.) на Камчатке / А.Т. Науменко // Ботан. журн. - 1977. - Т. 62, № 4.- С.555-569.

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

71. Некрасова Т.П. Плодоношение пихты сибирской / Т.П. Некрасова, А.П. Ря-бинков. Новосибирск: Наука, 1978. - 150с.

72. Некрасова Т.П. Пыльца и пыльцевой режим хвойных Сибири / Т.П. Некрасова. Новосибирск: Наука, 1983. - 169с.

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

74. 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.

75. Палеогеография и радиуглеродная хронология Тоджинской впадины на рубеже позднеледниковья и раннего голоцена / Т.П. Левина и др. // Оледенения и палеоклиматы Сибири в плейстоцене. Новосибирск, 1983. -С. 119-127.

76. Панова Н.К. К истории горных лесов Висимского заповедника в голоцене / Н.К. Панова, В.И. Маковский // Темнохвойные леса среднего Урала. -Свердловск, 1979. С.25-33.

77. Панова Н.К. Новые данные к палеоэкологии и истории растительности Южного Ямала в голоцене / Н.К. Панова // Четвертичный период: методы исследования, стратиграфия и экология, тез. VII Всесоюз. совещ. Таллинн, 1990. - Т. 3. - С.45-46.

78. 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.

79. Панова Н.К. История лесной растительности на Южном и Среднем Урале в голоцене / Н.К. Панова // Природная и антропогенная динамика лесных экосистем. Екатеринбург, 2001. - С. 17-23.

80. Панова H.K. Исследование динамики лесной растительности в голоцене // Н.К. Панова // Лесоводственная наука на Урале. Екатеринбург, Ургос. Л.-т. ун-т, 2006. - С.40-47.

81. Пихта / Г.В. Крылов и др.. М.: Агропромиздат, 1986. - 239 с.

82. Плетнев С.П. Историко-геологическое развитие острова Сахалин / С.П. Плетнев // Растительный и животный мир острова Сахалин: (материалы междунар. Сахалин, проекта). Владивосток, 2004. - Ч. 1. - С. 11-22.

83. Поварницын В.А. Леса из сибирской пихты в СССР / В.А. Поварницын // Академику В.Н.Сукачеву к 75-летию со дня рождения. М.; Л., 1956. С. 408-424.

84. Позднечетвертичные растительность и климаты Сибири и российского Дальнего Востока: палинол. и радиоуглер. база данных) / П.М.Андерсон и др.. Магадан: СВНЦ ДВО РАН, 2002. - 369с.

85. Политов Д.В. Генетика популяций и эволюционные взаимоотношения видов сосновых (сем. Pinaceae) Северной Евразии: автореф. дис.д-ра биол. наук / Д.В. Политов. М., 2007. - 47с.

86. Положий A.B. Реликты третичных широколиственных лесов во флоре Сибири / A.B. Положий, Э.Д. Крапивкина. Томск: изд-во Том. ун-та, 1985. — 157с.

87. Потапова С.А. Пихта изящная (Abies gracilis Кош.) в главном ботаническом саду РАН / С.А. Потапова // Растения в муссонном климате: материалы III междунар. конф. Владивосток, 2003. - С. 402-403.

88. Потенко В.В. Генетическая изменчивость и филогенетические взаимоотношения сосны густоцветковой и сосны могильной / В.В. Потенко, Б.В. Попков // Лесоведение. 2003. - №6. - С.34-41.

89. Потенко В. В. Полиморфизм изоферментов и филогенетические взаимоотношения хвойных видов Дальнего Востока России: автореф. дис. д-ра биол. наук / В. В. Потенко. Владивосток, 2004. - 38с.

90. 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.

91. Путенихин В.П. Ель сибирская на Южном Урале и в башкирском Предура-лье: популяц.-генет. / В.П. Путенихин, З.Х.Шигапов, Г.Г.Фарукшина. -М.: Наука, 2005. 180с.

92. Развитие ландшафтов и климата Северной Евразии: поздний плейстоцен-голоцен, элементы прогноза / ред. А.А.Величко. М.: Наука, 1993. -Вып. 1.- 102с.

93. Раскатов П.Б. Морфолого-анатомическое строение коры пихты камчатской / П.Б. Раскатов, А.Т. Науменко // Ботанические исследования на Дальнем Востоке. Владивосток, 1978. -С.67-71.

94. 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. 62-83.

95. Санников С.Н. Дифференциация популяций сосны обыкновенной / С.Н. Санников, И.В. Петрова. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. - 247 с.

96. Санников С.Н. Гипотеза гидрохорного расселения популяций хвойных древесных растений / С.Н. Санников, Н.С. Санникова // Экология. — 2007. -№2.-С. 83-87.

97. Санников С.Н. Феногеография популяций древесных растений: проблемы, методы и некоторые итоги / С.Н. Санников, И.В. Петрова // Хвойные бо-реальной зоны. 2007. - Т.24, №2/3. - С.288-296.

98. Седельникова Т.С. Кариологическое изучение болотной и суходольной популяций пихты сибирской {Abies sibirica Ledeb.) / Т.С. Седельникова, A.B. Пименов // Изв. РАН. Сер. биол. 2005. - № 1. - С. 23-29.

99. Семерикова 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. 783792.

100. Семерикова С.А. Структура аллозимной изменчивости и генетические связи пихт сахалинской Abies sachalinensis Fr. Schmidt.и белокорой A. nephrolepis (Trautv.) Maxim. / С.A. Семерикова, B.JI. Семериков II Вестн. СВНЦ ДВО РАН. 2008. - №1. - С. 77-85.

101. Скиба J1.A. История развития растительности Камчатки в позднем кайнозое / Л.А. Скиба. М.: Наука, 1975. - 72с.

102. Сладков А.Н. Ведение в споро-пыльцевой анализ / А.Н. Сладков. М.: Наука, 1967.-270с.

103. Смирнов A.A. Биологические особенности семеношения пихт Сахалина: ав-тореф. дис.канд. биол. наук / A.A. Смирнов. М., 1989. - 24с.

104. Соколов С.Я. Ареалы деревьев и кустарников СССР: в 3 т. / С.Я.Соколов, O.A. Связева, В.А. Кубли. Л.: Наука, 1977. - Т. 1. - 164с.

105. Солодухин Е.Д. Деревья, кустарники и лианы Советского Дальнего Востока / Солодухин Е.Д. Уссурийск: Примор. с.-х. ин-т, 1962. - 221с.

106. Толмачев А.И. Геоботаническое районирование острова Сахалин / А.И. Толмачев. М., Л.: Изд-во АН СССР. - 1955. - 78с.

107. Толмачев А.И. Деревья, кустарники и деревянистые лианы острова Сахалина / А.И. Толмачев. М.; Л.: АН СССР, 1956. - 172с.

108. Трасс Х.Х. К флоре лишайников Камчатки / Х.Х. Трасс // Исследование природы Дальнего Востока. Таллин, 1963. - С. 170-220.

109. Третьякова И.Н. Жизнеспособность пыльцы пихты сибирской в нарушенных лесных экосистемах гор Южной Сибири / И.Н.Третьякова, Е.В. Бажина // Экология. 1994. - №6. - С.20-28.

110. Турков В.Г. Пихта на Камчатке / В.Г. Турков, В.А. Шамшин // Леса Камчатки и их лесохозяйственное значение. М., 1963. - С. 297-312.

111. Удра И.Ф. Расселение древесных растений, их миграционные возможности и биогеографическая интерпретация событий четвертичного периода / И.Ф. Удра // Ботан. журн., 1982. - Т.67, № 8.- С. 1047-1058.

112. Урусов В.М. Генезис растительности и рациональное природопользование на Дальнем Востоке / В.М. Урусов. Владивосток: ДВО АН СССР, 1988. -356с.

113. Урусов В.М. Гибридизация в природной флоре Дальнего Востока и Сибири: причины и перспективы использования / В.М. Урусов. Владивосток: Дальнаука, 2002. — 221 с.

114. Усенко Н.В. Деревья, кустарники и лианы Дальнего Востока / Н.В. Усенко. — Хабаровск: Кн. изд-во, 1966. 95с.

115. Усольцев В.А. Фитомасса лесов Северной Евразии: база данных и география / В.А. Усольцев. Екатеринбург: УрО РАН, 2001. - 707с.

116. Фалалеев Э.Н. Пихтовые леса Сибири и их использование / Э.Н. Фалалеев. -М.: Лесн. пром-сть, 1964. -230с.

117. Феногеография популяций сосны обыкновенной на Урале / Т.В. Филиппова и др.. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. - 122с.

118. Фотьянова Л.И. Флора Дальнего Востока на рубеже палеогена и неогена: на примере Сахалина и Камчатки / Л.И. Фотьянова. М.: Наука, 1988. - 190с.

119. Хотинский H.A. Голоцен Северной Евразии / H.A. Хотинский. М: Наука, 1977.- 199с.

120. Шиманюк А.П. Биология древесных и кустарниковых пород СССР (пособие для учителей) / А.П. Шиманюк. М.: Просвещение, 1964. - 478 с.

121. Эдомский О.И. Экологический морфогенез у пихты сибирской / О.И. Эдом-ский // Леса и древесные породы Северного Казахстана. — Л., 1974. — С.74-76.

122. Экарт А.К. Генетическое разнообразие и структура равнинных и горных популяций пихты сибирской (Abies sibirica Ledeb.) / А.К. Экарт, А .Я. Ларионова // Вестник СВНЦ ДВО РАН. 2006. - №4. - С.72-76.

123. Экарт А.К. Эколого-генетический анализ популяций пихты сибирской (Abies sibirica Ledeb.): автореф. дис. канд. биол. наук / А.К. Экарт. -Красноярск, 2006. 16с.

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

125. Якубов В.В. Каталог флоры Камчатки: сосудистые растения / В.В. Якубов, О.А. Чернягина. Петропавловск-Камчатский: Камчатпресс, 2004. — 165с.

126. 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.

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

128. 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.

129. Afzal-Rafii Z. Chloroplast DNA supports a hypothesis of glacial refugia over postglacial recolonization in disjunct populations of black pine (Pinus nigra) in western Europe / Z. Afzal-Rafii, R.S. Dood // Molecular Ecology. 2007. -Vol. 16.-P. 723-736.

130. Aguirre-Planter E. Low levels genetic differentiation among population species of Abies from southern Mexico and Guatemala / E.' Aguirre-Planter, G.R. Furnier, L.E. Eguiarte // Amer. J. Botany.- 2000. Vol.87, №3. - P. 362-371.

131. Allozyme, chloroplast DNA and RAPD markers for determining relationships between Abies alba and the relic population of Abies nebrodensis / F. Vicario et al. //Theor. Appl. Genet. 1995. - Vol.90. - P. 1012-1018.

132. An evaluation of genetic distances for use with microsatellite loci / D.B. Goldstein et al. // Genetics. 1995. - Vol. 139. - P. 463 - 471.

133. Ancestry and divergence of subtropical montane forest isolates: molecular bio-geography of the genus Abies (Pinaceae) in southern Mexico and Guatemala / J.P. Jaramillo-Correa et al. // Molecular Ecology. 2008. - Vol. 17. - P. 2476-2490.

134. Avise J. Molecular markers, natural history and evolution / J. Avise. New York: Chapman and Hall, 1994. - P. 511.

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

136. Birky C.W. Evolution and variation in plant chloroplast and mitochondrial genomes / C.W. Birky // Plant evolutionary biology / L. Gottlieb, S. Jain (eds). -London: Chapman &Hall, 1988. P. 23-53.

137. Bucci G. Range-wide phylogeography and gene zones in Pinus pinaster Ait. revealed by chloroplast microsatellite markers / G. Bucci et al. // Molecular Ecology. 2007. - Vol.16. - P. 2137-2153.

138. Burban C. Phylogeography of maritime pine inferred with organelle markers having contrasted inheritance / C. Burban, R.J. Petit // Molecular Ecology. -2003. Vol. 12. - P. 1487-1495.

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

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

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

142. Chloroplast microsatellites reveal colonization and metapopulation dynamics in the Canary Island pine / M. Navascues et al. // Molecular Ecology. 2006. -Vol. 15.-P. 2691-2698.

143. Clark C.M. Genetic discontinuity revealed by chloroplast microsatellites in eastern North American Abies (Pinaceae) / C.M. Clark, T.R. Wentworth, D.M. O'Malley // Amer. J. Botany. 2000. - Vol. 87, № 6. - P. 774-782.

144. Clone identification and clonal allozyme variation in populations of Abies alba from the Eastern Alps (Austria) / M. Breitenbach-Dorfer et al. // Plant sys-tematics and evolution. 1992. - Vol.181, № 1/2. - P. 109-120.

145. Comparative phylogeography and postglacial colonization routes in Europe / P.

146. Taberlet et al. // Molecular Ecology. 1998. - Vol. 7. - P. 453-464.i

147. Comparison of genetic diversity estimates within and among populations of maritime pine using chloroplast simple-sequence repeat and amplified fragment length polymorphism data / Ribeiro M.M. et al. // Molecular Ecology. -2002.-Vol. 11.-P. 869-877.

148. 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.

149. 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.

150. Diebel K.E. Isozym variation within the Fraser fir ( Abies fraseri (Pursh) Poir.) population on Mount Rogers, Virginia: lack of microgeographic differentiation / K.E. Diebel, P.P. Feret // Silvae Genetica. 1991. - Vol.40, №2. - P.79-84.

151. 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.

152. Ducci F. Allozyme assessment of genetic diversity within the relic Sicilian fir Abies nebrodensis (Lojac.) Mattei / F. Ducci, R. Proietti, JM. Favre // Annals of forest science. 1999. - Vol. 56, № 4. - P.345-355.

153. El Mousadik A. High level of genetic differentiation for allelic richness among populations of the argan tree (Argania spinosa (L.) Sceels) endemic to Morocco / A. El Mousadik, RJ. Petit // Theor. Appl. Genet. 1996. - Vol. 92. -P. 832-839.

154. Ettl G.J. Genetic variation of subalpine fir {Abies lasiocarpa (Hook.) Nutt.) in the Olympic Mountains, WA, USA / G.J. Ettl, D.J. Peterson // Silvae Genetica. -2001.-Vol.50, №3/4.-P. 145-158.

155. Excoffier L. Analysis of molecular variance inferred from metric distances among DNA haplotypes application to human mitochondrial DNA restriction data / L. Excoffier, P.E.Smouse, J.M. Quattro // Genetics. - 1992. - Vol.131. - P. 479-491.

156. Fady B. Allozyme variation and possible phylogenetic implications in Abies cefa-lonica Loundon. and some related eastern Mediterranean firs / B. Fady, MT. Conkle // Silvae Genetica. 1993. - Vol.42, № 6. - P. 351-359

157. Farjon A. A. classification of Abies Miller. (Pinaceae) / A. Farjon, K.D. Rushforth // Notes of the Royal Botanic Garden, Edinburg. 1989. - Vol.46. - P.59-79.

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

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

160. Gene pool variation in Caledonian and European Scots pine (Pinus sylvestris L.) revealed by chloroplast simple-sequence repeats / J. Provan et al. // Proc. ofthe Royal Soc. of London. Ser. B. Biol. Science. 1998. - Vol. 265, № 1407. -P. 1697-1705.

161. Guo S.W. Performing the exact test of Hardy-Weinberg proportions for multiple alleles / S.W. Guo, E.A. Thompson // Biometrics. 1992. - Vol. 48. - P. 361372.

162. Haldane J. B. S. An exact test for randomness of mating / J. B. S. Haldane // J.

163. Genet. 1954. - Vol.52. - P. 631-635. Hamrick J.L. Factors influencing levels of genetic diversity in woody plant species / J.L. Hamrick, J.W. Godt, S.L. Sherman-Broyles // New Forest. - 1992. -Vol.6.-P. 95-124.

164. Hansen O.K. Chloroplast microsatellite variation in Abies nordmanniana and simulation of causes for low differentiation among populations / O.K.Hansen, E.D. Kjaer, G.G. Vendramin // Tree Genetics&Genomes. 2005. - Vol.1. -P.l 16-123.

165. Harris H. Handbook of enzyme electrophoresis / H. Harris, D.A. Hopkinson. -Amsterdam: North-Holland Publ. Comp., 1976. lv. (flere pag.).

166. 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.

167. Hewitt G.M. The genetic legacy of the Quaternary ice ages / G.M. Hewitt // Nature. 2000. - Vol. 405. - P. 907-913.

168. High level of variation at Abies alba chloroplast microsatellite loci in Europe / G.G. Vendramin et al. // Molecular Ecology. 1999. - Vol. 8. - P. 11171126.

169. Hillis D.M. Molecular systematics. Second edition / D.M. Hillis, C. Moritz, B.K. Mable. Sunderland, Mass.: Sinauer Associates, 1996. - XVI. - 655p.

170. Hubby J.L. A molecular approach to the study of genie heterozygosity in natural population I. The number of alleles at different loci in Drosophila pseudoob-scura / J.L. Hubby, R.C. Levontin // Genetics. 1966. - Vol. 54. - P.577-594.

171. Hunt R. S. Abies / R.S. Hunt // Flora of North America:North of Mexico / ed. by Flora of North America Editorial Committee. New York : Oxford Univ. Press, 1993. - Vol. 2. - P. 354-362.

172. Jacobs B.F. Genetic relationships in Abies (fir) of eastern United States: an elec-trophoretic study / B.F. Jacobs, C.R.Werth, S.I. Guttman // Can. J. Botany. -1984.-Vol.62.-P.609-616.

173. Johnston W.F. Manager's handbook for balsam fir in the north central states / W.F. Johnston. Minnesota, USA, 1986 (USDA Forest Service General Technical Report NC-111). - Uht. no: Shea, 2002.

174. Kimura M. The number of alleles that can be maintained in a finite population / M. Kimura, GF. Crow // Genetics. -1964. Vol.49. - P. 725-738.

175. Kimura M. Stepwise mutation model and distribution of allelic frequencies in a finite population / M. Kimura, T. Ohta // Proc. Nat. Acad. Sci. USA 1978. -Vol. 75.-P. 2868-2872.

176. Kingman J.F.C. The coalescent / J.F.C. Kingman // Stoch. Proc. Appl. 1982. -Vol. 13.-P. 235-248.

177. Konnert M. The geographical distribution of genetic variation of silver fir (Abies alba, Pinaceae) in relation to its migration history / M. Konnert, F. Bergman // PI. Syst. Evol.- 1995.-Vol.196.-P. 19-30.

178. Kormutak A. Study on species hybridization within the Genus Abies / A. Kormu-tak. Bratislava: Veda. - 1985. -119c.

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

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

181. McCauley D.E. The use of chloroplast DNA polymorphism in studies of gene flow in plants // Trends in Ecology and Evolution. 1995. - Vol.10, №5. - P. 198 -202.

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

183. Nagasaka K. Genetic variation among natural Abies sachalinensis populations in relation to environmental gradients in Hokkaido, Japan / K. Nagasaka, Z.M. Wang, K. Tanaka // For. Genet. 1997. - Vol.4, №1. - P.43-50.

184. Nakamura Y. Coniferous forests of the temperate zone of Asia / Y. Nakamura, P.V Krestov // Coniferous forests / ed. F. Andersson. Paris et al.: Elsevier Academii Puplishin; 2005. - P. 163-220. - (Ecosystems of the World, Vol. 6).

185. Neale D.B. Inheritance of isozyme variants in seed tissues of balsam fir {Abies bal-samed) / D.B. Neale, W.T. Adams // Can. J. Bot. 1981. - Vol.59, №7. -P.1285-1291. 1

186. Neale D.B. Allozyme and mating-system variation in balsam fir {Abies balsamed) across a continuous elevational transect / D.B. Neale, W.T. Adams // Can. J. Botany. 1985. - Vol.63, №12. - P.2449-2453.

187. 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.

188. Nei M. F-statistics and analysis of gene diversity in subdivided populations / M. Nei // Ann. Human Genet. 1977. - Vol.41. - P.225-233.

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

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

191. Okada S. Genetic variation in Sakhalien fir from different areas of Hokkaido / S. Okada, H. Mukaide, A. Sakai // Silvae Genetica. 1973. - Vol.22. - P.24-29.

192. Orlova L.V. Mysteriös silver fir of Kamchatka / L.V. Orlova, G.A. Firsov // The British Conifer Soc. J., 2004. - №3.-- P.38-42.

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

194. Peackok A.C. Serum protein electrophoresis in acrilamide gel: patterns from normal human subjects / A.C. Peackok, S.C. Bunting, K.G. Queen // Science. -1965.-Vol. 147.-P. 1451-1453.

195. PermutCPSSR Electronic Recourse. Mode of access: http://www.pierroton.inra.fr/genetics/labo/Software/.

196. Petit RJ. 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.

197. 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 Soc. 2004. - Vol. 145. - P. 425-435.

198. Phylogeography of a northeast Asian spruce, Picea jezoensis, inferred from genetic variation observed in organelle DNA markers / M. Aizava et al. // Molecular Ecology. 2007. - № 16. - P. 3393-3405.

199. Polymorphic simple sequence repeat regions in chloroplast genomes: application to the population genetics of pines / W. Powell et al. // Proc. Nat. Acad. Sci. USA.- 1995. Vol.92. - P.7759-7763.

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

201. Provan J. Chloroplast microsatellites: new tools for studies in plant ecology and evolution / J. Provan, W. Powell, P.M. Hollingsworth // Trends in Ecology and Evolution. 2001. - Vol.16. - P. 142-147.

202. RAREFAC Electronic Recourse. Mode of access: www.pierroton.inra.fr/genetics/labo/Software/Rarefac/index.html

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

204. 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.

205. Rohlf F.J. NTSYS-pc: Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System: Ver.2.02. Computer progr. / F.J. Rohlf. New York: Exeter Publ. Ltd, 1998.

206. Rousset M. Testing heterozygote excess and deficiency / F. Rousset, M. Raymond //Genetics.- 1995. -Vol.140. -P. 1413-1419.

207. Savoskul O.S. Holocene glacier advances in the headwaters of Sredniaya Avacha. Kamchatka, Russia // Quaternary Research. 1999. - Vol. 52. - P. 14-26.

208. Scaltsoyiannes A. Allozyme differentiation in the Mediterranean firs {Abies, Pina-ceae). A first comparative study with phylogenetic implications / A. Scaltsoyiannes, M. Tsaktsira, A. D. Drouzas // Plant Syst. Evol. 1999. - Vol.216, № 3/4 -P.289-307.

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

210. Schroeder S. Isozyme polymorphisms in silver fir {Abies alba Mill.) / Schroeder S. // Silvae Genetica. 1989. - Vol.38, № 3/4, - P. 130-133.

211. 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.

212. 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.

213. Shea K.L. Genetic variation between and within populations of Engelman spruce and subalpine fir / K.L. Shea // Genome. 1990. - Vol.33. - P. 1-8.

214. Shea K.L. Genetic variation population structure in central and isolated population of Balsam fir, Abies balsamea (Pinaceae) / K.L. Shea, G.R. Furnier // Amer. J. Botany. 2002. - Vol.89, №5 - P.783-791.

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

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

217. Sneath P.H. Numerical Taxonomy / P.H. Sneath, R.R. Sokal. San Francisco: W.H. Freeman and Company, 1973. - 573c.

218. 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.

219. Structure of Pinus nigra Arn. populations in Bulgaria revealed by chloroplast microsatellites and terpenes analysis: Provenance tests / Naidenov K.D. et al. // Biochemical systematics and Ecology. 2006. - Vol.34, №7. - P. 562-574.

220. Structure of Pinus sylvestris L. populations in Bulgaria revealed by chloroplast microsatellites and terpenes analysis: Provenance tests / Naidenov K.D. et al. // Biochemical systematics and ecology. 2005. - Vol.33, №12. - P. 1226-1245.

221. Suyama Y. A cline of allozyme variation in Abies mariesii / Y. Suyama, Y. Tsu-mura, K. Ohba // J. of plant res. 1997. - Vol.110, №1098. - P.219-226.

222. Suyama Y. Molecular phylogenetic position of Japanese Abies (Pinaceae) based on chloroplast DNA sequences / Y. Suyama, H. Yoshimaru, Y. Tsumura // Molecular Phylogenetics and Evolution. 2000. - Vol.16, №. 2, - P.271-277.

223. 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.

224. Takasugi K. Introgression and distribution of Abies firma and A. homolepis / K. Takasugi // Biol. Sci (Tokio). 1971 - Vol. 22. - P.73-81. - IJht. no: Isoda K., 2001.

225. The 7600 (C-14) year BP Kurile Lake caldera-forming eruption, Kamchatka, Russia: stratigraphy and field relationships / V. Ponomareva et al. // J. of volca-nology and geothermal research. 2004. - Vol. 136 - Issue: 3/4 - P. 199-222.

226. 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.

227. Weir, C.C. Cockerham // Evolution. 1984. - Vol. 38. - P. 1358-1370. Weir B.S. Genetic data analysis: methods for discrete population genetic data /

228. B.S. Weir. Sunderland, Mass: Sinauer Publ. Assoc., 1991. - 377p. Wenyi J. Some palynological observation of Pinaceae / J.Wenyi // Biol. Osaka City

229. Univ. 1991. №9. -P.163-186. -Цит. по: Безрукова E.B., 1999 Wright S. The interpretation of population structure by F-statistics with special regard to systems of mating / S. Wright // Evolution - 1965. -Vol.19.-P.355-420.

230. Wright S. Evolution and the Genetics of Populations / S. Wright. Chicago: Univ. Chicago Press, 1978. - Vol. 4.- 580 p.г

Информация о работе

Семерикова, Светлана Александровна
кандидата биологических наук
Екатеринбург, 2008
ВАК 03.00.05

Диссертация

Популяционно-таксономическая структура видов пихт (Abies Mill., Pinaceae) северо-востока Евразии - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы