Система рекомбинационных и интрогрессивных генпулов StH-геномных видов рода Elymus L. Северной Евразии

Агафонов, Александр Викторович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Система рекомбинационных и интрогрессивных генпулов StH-геномных видов рода Elymus L. Северной Евразии
ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Система рекомбинационных и интрогрессивных генпулов StH-геномных видов рода Elymus L. Северной Евразии"

На правах рукописи

АГАФОНОВ Александр Викторович СИСТЕМА

РЕКОМБИНАЦИОННЫХ И ИНТРОГРЕССИВНЫХ ГЕНПУЛОВ STH-ГЕНОМНЫХ ВИДОВ РОДА ЕЬУИШ к СЕВЕРНОЙ ЕВРАЗИИ

03.00.05 — «Ботаника» 03.00.15 — «Генетика»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Новосибирск — 2004

Работа выполнена в Центральном сибирском ботаническом саду СО РАН, г. Новосибирск.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, проф.

Малышев Леонид Иванович; доктор биологических наук, проф. Олонова Марина Владимировна; доктор сельскохозяйственных наук, с.н.с. Железное Анатолий Валентинович.

Ведущая организация — Главный ботанический сад РАН.

Защита состоится « '»¿¿¿¿¿¿Х&'иХ2004 г. в часов на заседании дис-

сертационного совета Д 003.058.01 при Центральном сибирском ботаническом саде СО РАН по адресу: ул. Золотодолинская, 101, г. Новосибирск-90, 630090. Факс: (383-2)301-986.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Центрального сибирского ботанического сада СО РАН.

Автореферат разослан « » 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук

Ершова Э. А.

200В-Ч

\ ORTTTÄ Я YAPAirTFPIir'

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

0(\24 Ъ

(Ч.О-Т I Актуальность проблемы

Оставаясь малоизученными дикими сородичами основных хлебных культур, многолетние злаки трибы Triticeae привлекают в последние годы внимание исследователей, как неисчерпаемый резерв для обогащения культурных злаков многими ценными качествами, в первую очередь генетически детерминированными признаками устойчивости к неблагоприятным условиям среды и многим грибковым, бактериальным и вирусным заболеваниям. В то же время природное биоразнообразие многолетних злаков трибы и их роль в растительных сообществах несопоставимы по значимости с весьма ограниченными сведениями об их видовом составе, филогении, репродуктивных отношениях и об общем генетическом потенциале.

Род Elymus L. (Пырейник, или Волоснец) — самый крупный род трибы Triticeae Dum. семейства Poaceae Barnh., объединяющий относительно короткоживущие, самоопыляющиеся и исключительно полиплоидные виды многолетних трав. Апомиксис, как форма размножения, отмечен лишь у некоторых австралийских таксонов. По современным оценкам род Elymus насчитывает от 150 (Love, 1984; Dewey, 1984) до 200 (Цвелев, 1991; Barkworst, 2002) видов. Хромосомная основа (геном) рода Elymus представлена пятью гапломами "St", "H", "Y", "P", "W" в различных комбинациях. К настоящему времени идентифицировано 7 стабильных гапломных комбинаций: StH и StY — для тетраплоидов (2n=4x=28), StHY, StYW, StYP, StStH и StStY — для гексаплоидов (2п=6х=42).

Основным центром распространения таксонов рода является Центральная Азия, где произрастает не менее половины всех известных видов (Lu, 1994; Salomon et al., 1997). На территории России и сопредельных государств произрастает 72 вида Elymus (Черепанов, 1995). В Российской Федерации наибольшее число видов Elymus (34) распространено в Сибири и на Дальнем Востоке (Цвелев, 1976; Пробатова, 1985; Пешкова, 1990), из них не менее 20 относятся к StH-геномной группе. За период времени с предыдущей сводки (Черепанов, 1981) было описано 13 видов Elymus. Кроме того, предлагаются к признанию, как 5 новых видов, образцы из экспедиционных сборов последнего десятилетия (Котухов, 1999).

Естественная морфологическая изменчивость и фенотипическая пластичность под влиянием условий среды, а также весьма распространенная спонтанная межвидовая и межродовая гибридизация существенно затрудняют объективную систематизацию таксонов внутри рода (Salomon, Lu, 1992; Jensen, Chen, 1992; Barkworth, 1994). Отсутствуют данные о преимущественных и факультативных формах размножения в гетерогенных популяциях, а также о способности особей и таксонов к формообразованию через половую гибридизацию. Все вышесказанное осложняет решение задач по сохранению и рациональному использованию обширного генофонда рода Elymus.

Доступность семенного материала и высокая воспроизводимость результатов электрофоретического анализа делают белки эндосперма удобными генетическими маркерами для идентификации сортов зерновых, установления их генеалогии и микроэволюционных преобразований (Elton, Ewart, 1962; Shewry, 1978: Конарев. 1983; Созинов, 1985).

В самые последние годы большое внимание уделяется исследованиям дикорастущих растений с привлечением методов молекулярного маркирования, где акцент в первую очередь делается на биополимеры — ДНК и РНК (Антонов, 1999; 2000; Schneider et al., 2000). Но эти методы довольно дорогостоящи и эффективны только при углубленных исследованиях узкого круга модельных объектов или при постановке определенных филогенетических задач на макроэволюционном уровне. Кроме того, при использовании этих методов чаще всего требуется живой материал, а это означает, что обширные коллекции гербарного и семенного материала, потерявшего всхожесть, в настоящее время остаются невостребованными для молекулярных исследований. Сравнение результатов исследований на видах Elymus с помощью молекулярных маркеров (Sun et al., 1997; 1998; Diaz et al., 1999) и методом электрофореза белков эндосперма, используемого в нашем исследовании, показал, что данный метод не только не уступает по эффективности изучения структуры видов и микроэволюционных процессов, но позволяет исследовать образцы семян после длительных сроков хранения и со значительно меньшими материальными затратами.

Исходя из прикладных проблем селекции пшениц и их ближайших диких сородичей, Харлан и де Вет (Harlan and de Wet, 1971) предложили концепцию первичных (GP-1), вторичных (GP-2) и третичных (GP-3) генпулов (gene pools). Эта система была создана в целях разработки стратегии для обогащения генофонда зерновых культур новыми наследственными качествами. Тем не менее, впоследствии было неоднократно показано, что способность таксонов из разных систематических групп к перекомбинации генетического материала отражает реальные филогенетические связи между ними (Bothmer et al., 1992).

Цель и задачи исследований

Целью работы являлось биосистематическое изучение евроазиатских StH-геномных видов рода Elymus L. и создание модели генпулов, отражающей отношения скрещиваемости между конкретными биотипами этой группы видов. Для достижения цели необходимо решение следующих задач:

1. Пополнение живой коллекции видов и биотипов рода Elymus, установление их таксономии и современной номенклатуры; выращивание и размножение отдельных типичных и морфологически отклоняющихся биотипов в условиях культуры;

2. Электрофоретическая идентификация природных образцов, анализ изменчивости и специфичности полипептидных спектров запасных белков эндосперма видов Elymus и Elytrigia repens;

3. Анализ генотипической и модификационной изменчивости диагностических и маркерных морфологических признаков;

4. Проведение гибридизации особей, принадлежащих к одному или разным близкородственным видам и различающихся по морфологическим или эколого-географическим характеристикам;

5. Изучение фертильностй гибридов в поколениях F1-F4 при свободном опылении и в

режиме самоопыления, отбор форм, сочетающих признаки разных видов в результате интрогрессии;

6. Проведение генетического анализа некоторых морфологических признаков, важных для таксономии рода;

7. Моделирование системы рекомбинационных и интрогрессивных генпулов внутри рода Elymus, разработка предложений и рекомендаций, касающихся ревизии видового состава Северной Евразии.

Защищаемые положения

1. Разработанный принцип рекомбинационных (РГП) и интрогрессивных (ИГП) генпулов в исследовании 8Ш-геномных видов Elymus объединяет основные критерии межвидовой и внутривидовой дифференциации (репродуктивную, морфологическую, эколого-географическую и генетическую).

3. Электрофорез запасных белков из изолированного эндосперма индивидуальных зерновок является доступным, малозатратным и в то же время эффективным способом идентификации генотипов для решения частных вопросов, о структуре, динамике и взаимоотношениях видов рода Elymus.

Научная новизна работы

Разработан и защищен авторским свидетельством СССР (№ 1546022 от 1990 г.) эффективный способ экстракции запасных белков из изолированного эндосперма мелких зерновок, положенный в основу электрофоретического метода идентификации генотипов многолетних злаков трибы Triticeae.

Впервые проведен электрофоретической анализ полиморфизма и специфичности полипептидных спектров белков эндосперма у природных и селекционных образцов многих видов Elymus, а также показана возможность использования для этих целей зерновок из гербарных листов после многолетних сроков хранения.

Сформулирован принцип исследования и построена первая модель рекомбинационных (РГП) и интрогрессивных (ИГП) генпулов, отражающая отношения скрещиваемости в группе евроазиатских 8Ш-геномных видов Elymus.

Впервые проведен генетический анализ некоторых морфологических признаков, важных в диагностическом отношении; создается каталог по числу генов (хромосомных локусов), контролирующих альтернативные морфологические признаки у видов Elymus.

Теоретическое и практическое значение работы

преимущественных форм опыления; в) выявление филогенетических связей в родовых комплексах и прогнозирование скрещиваемости у биотипов с различающимися эколого-географическими и морфологическими характеристиками; г) маркирование базисных геномов (гапломов), отдельных хромосом и генетических систем, контролирующих конкретные признаки.

2. На основе принципа РГП и ИГП и с учетом созданной модели генпулов будет продолжена экспериментально обоснованная ревизия видов Е1ушш с оценкой их генетического потенциала и способности к микроэволюционным преобразованиям.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены на IV Всесоюзном симпозиуме "Молекулярные механизмы генетических процессов" (Москва, 1987), на V съезде ВОГиС им. Вавилова (Москва, 1987), на IV Всесоюзном совещании по хемосистематике и эволюционной биохимии высших растений (Москва, 1990), на 72-м ежегодном совещании Тихоокеанского Отделения Американской Ассоциации по развитию науки (Логан, штат Юта, США, 1991), на 1, 2, 3 и 4 Международных симпозиумах по Пшеницевым (Хелсинборг, Швеция, 1991; Логан, Юта, США, 1994; Алеппо, Сирия, 1997; Кордоба, Испания, 2001), на Международной конференции по анатомии и морфологии растений (Санкт-Петербург, 1997), на II Международной конференции по однодольным (Сидней, Австралия, 1998), на XVI международном ботаническом конгрессе (Сан-Луис, Миссури, США, 1999), на X Московском совещании по филогении растений (Москва, 1999), на Менделевском Столетнем конгрессе (Брно, Чехия, 2000), на 1 международной конференции "Проблема вида и видообразования" (Томск, 2000), на 1 и 2 международных научно-практических конференциях "Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии" (Барнаул, 2002, 2003), на XI съезде Российского ботанического общества (Новосибирск — Барнаул, 2003), на 3 международной научной конференции "Биологическое разнообразие. Интродукция растений" (Санкт-Петербург, 2003).

Публикации. Автором опубликовано 68 печатных работ, из которых 59 работ — по теме диссертации (из них 26 зарубежных), в том числе одно изобретение.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 348 страницах, проиллюстрирована 76 рисунками и 55 таблицами. Состоит из введения, 9 глав, заключения и списка цитируемой литературы, включающего 456 наименования, в том числе 251 на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 2. Материалы и методы исследования

Растительный материал. В работе использовались семена дикорастущих растений, собранные лично автором и сотрудниками ЦСБС СО РАН в Сибири, на Дальнем Востоке России, в Казахстане, Киргизии и Монголии, а также материал, любезно предоставленный российскими и зарубежными коллегами:

Морфологические признаки образцов, собранных в природе и полученных из коллекций, уточнялись и регистрировались на живых особях, выращенных на открытых делянках и в условиях климокамеры. Видовая принадлежность материала определялась и уточнялась согласно современным морфологическим описаниям. Происхождение и общая характеристика образцов приводятся в соответствующих

главах. Под термином "образец" нами понимается следующее:

1. Семена, собранные с индивидуального растения в природных условиях (один образец = семена одного растения);

2. Семена из каждого пакета, полученного из вышеназванных источников.

Номенклатура образцов предложена нами и образована тремя латинскими буквами и четырьмя цифрами, две первые из которых обозначают год сбора, а две другие— порядковый номер локального образца (пример: ALT-8401).

Латинские названия видов приведены в соответствии с последними номинклатурными данными (Черепанов, 1995). Морфологические описания и экология видов приводятся по данным Н. С. Пробатовой (1985) для Дальневосточного региона России и Г. А. Пешковой (1990) — для Сибири.

Методы электрофореза. Процедура выделения изолированного эндосперма (Агафонов, Агафонова, 1989) была единой для приготовления и разделения белковых экстрактов в алюминий-лактатной (Bushuk, Zillman, 1978) или SDS-гелево-буферной системе (Laemmli, 1970). При выделении гистона HI использовали методику Костерина и соавт. (Kosterin et al., 1994) с незначительной модификацией для анализа мелких листьев многолетних злаков. Ступенчатый или диск-электрофорез гистонов HI в уксуснокислой (АсОН) системе системе проводили по методу Беляева и Бердникова (1985) с модификацией, предусматривающей использование концентрирующего геля (Spiker, 1988). При исследовании Elymus komarovii в сравнении с морфологически близкими таксонами изучали изменчивость изоферментов с использованием стандартной методики электрофореза в крахмальном геле (Murphy et al., 1990) с модификациями (Diaz et al., 1998).

Статистический анализ. Использование в каждом опыте зерновок стандартного образца позволило сравнивать результаты отдельных опытов и учитывать данные о белковых компонентах в единой системе отсчета. Полипептидные компоненты спектра регистрировали на миллиметровой бумаге. Построение матриц проводили по наличию (1) или отсутствию (0) компонента в двух электрофоретических вариантах: для мономерных белков, представленных преимущественно проламинами (вариант -Me), для всех компонентов спектра (вариант +Ме). Данные подвергались кластерному анализу по методам Уорда (Ward's method), "полной связи" (complete link), "невзвешенной средней связи" (UPGMA) (Sneath, Sokal, 1973; Pielou, 1984). Расчеты выполнялись с использованием компьютерных программ STATISTICA (version 5.0) и BioDiversity Pro. При изучении комплекса Е. trachycaulus подсчитывались два коэффициента — "простой связи" (Sokal, Michener, 1958) и Отиай (Ochiai, 1957). Матрицы были подвергнуты кластеризации по методу UPGMA (Sneath, Sokal, 1973).

Генетический анализ наследования признаков проводили на выборках растений F2, выращенных на открытом коллекционном участке ЦСБС СО РАН, наблюдаемое расщепление по фенотипам проверяли по критерию х2 (хи-квадрат) (Лобашов, 1969) на соответствие менделевским типам расщепления (моногибридному или дигибридному).

Половая гибридизация выборочных биотипов. Растения, включенные в гибридизацию, выращивались из семян дикорастущих экземпляров исследуемых видов. Гибридизацию растений проводили по методике B.-R. Lu, R. von Bothmer (1990) или по разработанной нами экспресс-методике.

Глава 3. Экстрактивные и электрофоретические свойства и общая характеристика специфичности запасных белков эндосперма у многолетних представителей трибы ТгШсеае

В главе представлены данные по следующим разделам:

1. Подбор оптимальных режимов для выявления экстрактивных и электрофоретических свойств белков зерновки у многолетних видов трибы ТгШсеае в целях генетической идентификации индивидуальных растений и их потомств;

2. Электрофоретические свойства белков эндосперма у видов трибы ТгШсеае с различной геномной конституцией и в связи с формами опыления;

3. Специфичность белков эндосперма у видов Е1ушш с разной геномной конституцией, выявляемая SDS-электрофорезом.

Нами разработан и применяется метод получения изолированного эндосперма, позволяющий проводить экстракцию белков без примесей оболочек. Проверялись качественные различия в экстрактивной способности 55 % изопропанола и 3 % SDS-буфера для разделения полипептидов запасных белков в SDS гелево-буферной системе. В опытах использовали семена нескольких видов Е1ушш. Экстракцию белков проводили на разделенных порциях эндосперма из отдельной зерновки с последующим электрофоретическим разделением в вариантах -Me и +Ме. Результаты, полученные на образцах Е. еапшш, представлены на рис. 1.

-Ме +Ме

-1 I-

Г 1

Рис.1. Экстрактивная способность белков эндосперма Е1ушш еатпш при использовании различных экстрагирующих агентов (SDS-электрофорез, варианты -Me и +Ме): А, С — 3 % SDS-буфер; В, D — 55 % изопропанол. Экстракты из одной зерновки образцов: 1. КА8-8505 (Казахстан), 2. GAT-9210 (респ. Алтай); 3. ELC-8306 (Новосибирск); 4. Н 10338 (Финляндия); 5. Н 10360 (Исландия). кС - ориентировочная шкала молекулярных масс. ОЭП - шкала относительной электрофоретической подвижности полипептидов. Значком (<) отмечены отдельные компоненты, дополнительно экстрагируемые SDS-буфером по сравнению с раствором изопропанола.

Электрофоретические спектры двух типов экстрактов у всех образцов были практически идентичны в варианте -Me, где проявляются мономерные белки. В сравнении с изопропанолом SDS-буфер дополнительно экстрагировал от 1 до 3 слабо выраженных белков, которые выявлялись на геле в интервале 45-65 kD или 25-40 единиц (рис. 1, дорожки А). Следовательно, SDS-буфер полностью экстрагирует проламиновую фракцию белков семян, которая и составляет основу спектра.

В варианте +Ме в индивидуальных зерновках разных биотипов выявлено от 15 до

20 компонентов проламина и субъединиц глютелина, расположенных в диапазоне 2080 kD. 55 % изопропанол не экстрагировал один из типов белков, субъединицы которого были расположены в зоне около 60 kD или 25-30 ед. ОЭП (показаны скобками). В SDS-экстракте одного из образцов (GAT-9210) был очень слабо выражен компонент, соответствующий высокомолекулярной субъединице (ВМС) глютелина

21 ед. ОЭП (рис. 1, дорожка С2).Так как этот эффект не наблюдался в последующих опытах, его можно определить как случайный артефакт, не связанный с генетической конституцией биотипа.

Аналогичные результаты по экстрактивным свойствам белков были получены у Е. sibiricus и Е. trachycaulus. Сделан вывод, что экстракция белков SDS-буфером обеспечивает качественный электрофорез проламин-глютелинового комплекса зерновки. Использование наборов стандартных маркеров молекулярных масс позволило промаркировать полипептидный спектр линии Е. sibiricus ALT-8401 и в дальнейшем использовать семена этой линии в качестве спектра-стандарта (рис. 2).

Рис. 2. SDS-электрофореграммы белков эндосперма у видов Elymus с разной геномной конституцией. Полипептидные спектры выборочных зерновок в варианте +Ме.

А - StH-геномные виды: 1. Е. caninus GAC-8921;2.£ mutabilis ACH-8938; 3. Е fibrosus VLA-8627 (г. Владивосток); В — StHY-геномные виды: 4. Е dahuricus CHI-8633; 5. Е nutans BAR-8804; С - StStY-геномный вид Е glaucissimus; D - StYP-геномный вид Е batahnu BAR-8813;

Е - StY-геномные виды: 8. Е ciharis ANI-8616, 9. Е amurensis MES-8622. M1 и М2 - белковые маркеры молекулярных масс. St - эталонный спектр линии ALT-8401 Elymussibiricus.

Установлены различия в структуре спектров некоторых StH-, StHY- и StY-геномных видов (Агафонов, Агафонова, 19926). В гибридных зерновках, полученных от скрещивания разных форм наблюдалось кодоминантное (аддитивное) наследование родительских компонентов, свойственное глиадинам пшениц и проламинам других зерновых злаков (Созинов и др., 1974). Показано, что характер полипептидных спектров запасных белков эндосперма может служить критерием формы опыления у

дикорастущих злаков и уровня гетерогенности популяций. Сестринские зерновки у большинства изученных видов Elymus идентичны по спектрам (уровень сходства 100 %). Это означает отсутствие генетического расщепления и высокий уровень гомозиготности природных особей, что согласуется с современными представлениями о самоопылении, как основной форме размножения видов рода. Были отмечены отдельные особи с уровнем сходства между зерновками 90-100 %, что подтверждает возможность переопыления, обеспечивающего некоторый уровень гетерозиготности в популяциях.

Представители родов с перекрестным опылением (Agropyron, Elytrigia, Psathyrostachys) характеризуются изменчивостью компонентного состава проламинов даже у сестринских зерновок. Анализ полиморфизма по белкам эндосперма у геномного вида Elytrigia repens выявил индивидуальные типы спектров у зерновок внутри каждого образца. Неидентичность белковых спектров сестринских зерновок может быть обусловлена несколькими факторами:

1. наличием внутрипопуляционного пула аллельных генов;

2. перекрестным типом опыления, как основной формы полового размножения Е. repens и, как следствие, высоким уровнем геретозиготности растений.

Для Е. repens характерен также высокий уровень изменчивости гистона Н1, в том числе у растений, выращенных из семян одной особи. Однако, несмотря на значительный полиморфизм, Е. repens обладает специфичной структурой спектра гистона Н1, визуально отличимой от таковой у 8Ш-геномных видов Elymus (Костина, Агафонов, 2002).

Глава 4. Моделирование рекомбинационных и интрогрессивных генпулов (РГП и ИГП) как важнейшая составная часть биосистематических исследований рода Е1утж L.

Становится все более очевидным, что без знания генетической природы и характера наследования основных диагностических признаков невозможно построить более или менее адекватную систему таксонов.

Одним из путей для решения многих вопросов систематики может стать изучение взаимоотношений скрещиваемости внутри родового комплекса Elymus, то есть моделирование системы, отражающей количественные показатели половой совместимости биотипов. Репродуктивная способность гибридов при амфимиксисе находится под жестким контролем генотипа и отражает общую гомологию геномов и, следовательно, филогенетическую близость родительских особей. Кроме того, только изучив уровни половой совместимости природных форм, можно проводить генетический анализ признаков, имеющих важное диагностическое значение.

Широкий диапазон внешних условий, обеспеченных значительным географическим ареалом большинства видов и случайными "шумами" индивидуальных режимов произрастания, ведут к значительным модификационным сдвигам в морфологии особей. По нашим оценкам, более половины диагностических признаков рода носят количественный характер. В морфологических описаниях образцов Elymus отсутствуют сведения о семенной фертильности или о состоянии пыльников, которые являются чрезвычайно важной характеристикой для определения

гибридности или самофертильности особи, как основного фактора воспроизводства во времени.

Была поставлена цель — конкретизировать современные представления о генпулах на примере отношений внутри рода Е1ушш.

Построение процедур по моделированию РГП и ИГП

По результатам половой гибридизации было отмечено, что разные пары биотипов внутри одного и того же вида обладают неодинаковой способностью к образованию фертильных гибридов. Половая совместимость конкретной пары, как некоторая интегральная величина Cs, реализуется на фенотипическом уровне через семенную фертильность (СФ) как репродуктивная способность гибридов. Процесс формирования пыльцы более чувствителен к последствиям нарушений в мейозе, при аналогичных нарушениях женские гаметофиты остаются вполне жизнеспособными и физиологически полноценными. Чаще всего пониженная фертильность или полная стерильность гибридов вызвана низкой жизнеспособностью пыльцы.

Нормальная семенная фертильность природных биотипов также может различаться даже внутри одного вида. К примеру, для Е. еатиш значения нормальной СФ варьируют от 37% у биотипа ELC-8306 до 91,6 % у биотипа GAT-9210. Такие различия связаны с наличием у первой формы большего числа цветков в колоске, часть из которых редуцируется и не образует семян.

На основе данных, полученных по внутри- и межвидовой гибридизации биотипов в более чем 250 комбинациях, был сформулирован принцип рекомбинационных (РГП) и интрогрессивных (ИГП) генпулов (Агафонов, 1997; Agafonov, 1994). Ориентировочная шкала уровней половой совместимости биотипов, иллюстрирующая представления о РГП и ИГП, показана на рис. 3.

§ а о к=1) 100%

в в л В 1 Норма 1

й а> ВВ

о в Г

л г « 1— 0

X ь в и Норма

а г

■е- В1 г

£ в 1

в ё 1- 0

V в

и £

РГП ИГП

<*1 <*2 Р1 р» тг

Я 1

уменьшение половой совместимости С« (генотипическое расстояние)

---2

Рис. 3. Ориентировочная шкала уровней половой совместимости биотипов рода Е1ушш

1 - наивысшее значение семенной фертильности (СФ) самоопыленных гибридов F1

2 - наивысшее значение СФ гибридов F1 при свободном (перекрестном) опылении.

3 - пределы изменчивости СФ самоопыленных растений в поколении F2.

4 - пределы изменчивости СФ свободно (перекрестно) опыленных растений F2.

к = 1 означает оптимальные условия среды, минимизирующие случайные факторы.

Рекомбинационный генпул (РГП) включает совокупность биотипов с генотипическими расстояниями, соответствующими а-уровню. Граница между уровнями а1 (свободная рекомбинация) и а2 (ограниченная рекомбинация) могут быть определены в поколении Рг, где при уровне совместимости родительских биотипов отмечаются абсолютно стерильные растения.

а1-уровень. Генпул со свободной рекомбинацией. Мейоз у гибридов протекает без видимых нарушений. Расщепление качественных признаков в поколении происходит согласно классической менделевской схеме, позволяющей проводить корректный генетический анализ альтернативных признаков.

а2-уровень. Генпул с ограниченной рекомбинацией. Мейоз у гибридов протекает с незначительными нарушениями. Расщепление качественных признаков в поколении Ег может проходить с заметными отклонениями от законов Менделя. Самоопыление гибридных растений обеспечивает семенную фертильность (СФ) индивидуальных особей в популяциях от нуля до нормальной. Интрогрессивный генпул (ИГП) объединяет биотипы с генотипическими расстояниями Р-уровня. Восстановление семенной репродукции гибридов возможно после возвратных скрещиваний или перекрестного опыления (однократного или многократных), при которых наблюдаются явления интрогрессии.

Р1-уровень. Семенная фертильность самоопыленных гибридов Р) выше нуля, но растения

абсолютно стерильны при самоопылении. р2-уровень. Гибридные растения абсолютно стерильны при самоопылении. Граница между уровнями может быть установлена по степени семенной фертильности

гибридов Р|.

у-уровень. Гибриды существуют только в вегетативной форме. Половое размножение может быть восстановлено только специальными методами (удвоение числа хромосом и т.д.)

Таким образом, для самоопыляющихся видов рода Elymus рекомбинационный генпул (РГП) определен как совокупность особей, которые могут формировать половые гибриды со следующими характеристиками:

1. Семенная фертильность (СФ) самоопыленных гибридов Б] выше нуля;

2. Значения СФ у растений в поколении Иг после самоопыления могут варьировать от нуля до нормальных значений, установленных для родительских биотипов.

Внутри РГП возможна свободная или ограниченная рекомбинация

хромосомного наследственного материала. Границы между уровнями половой совместимости а1 И а2 относительно условны, хотя и принципиальны. Они могут быть обозначены двумя путями. У гибридных особей И), образованных родительскими биотипами с уровнем совместимости а2, значения СФ падают ниже 40 % от нормальных значений. В поколении наряду с фертильными обнаруживаются абсолютно стерильные растения с частотой выше 0.05, т. е более чем 1 растение из 20. Интрогрессивный генпул (ИГП) определен как совокупность РГП, особи которых могут формировать половые гибриды со следующими характеристиками:

1. Значения СФ самоопыленных гибридов выше нуля, но все растения в поколении Рг полностью стерильны после самоопыления (Р1-уровень);

2. Самоопыленные гибриды Р] стерильны уже в поколении Р[ (р2-уровень);

3. Восстановление полового размножения возможно только после однократного или многократных возвратных или нормализующих скрещиваний. При этом возможен перенос фрагментов наследственного материала от одного родительского РГП к другому (интрогрессивные явления), а также вероятны образования новых РГП.

Данные, полученные нами на основе принципа РГП — ИГП, в ряде случаев не согласуются с существующей системой таксонов внутри рода Е1ушш. Диагностические признаки, по которым различаются некоторые признанные виды, контролируются разными аллелями хромосомных локусов (генов) и не маркируют сколько-нибудь заметную микроэволюционную дивергенцию.

РГП соответствует совокупности особей с гомологичной частью генома, обеспечивающей скрещиваемость и восстановление полового размножения в течение нескольких поколений. В основе стабилизации фертильности, по-видимому, лежит отбор на молекулярном и клеточном уровнях той части гамет и зигот, в которой нарушения в хромосомном наборе после мейотических делений минимальны.

Понятие интрогрессия используется много десятилетий, при этом подразумевается введение наследственного материала одного вида (рода) в другой. Но если биотипы двух таксонов принадлежат к одному генпулу со свободной рекомбинацией, т. е. совместимы на а1-уровне, то их гибридизацию следует рассматривать как обычное половое размножение с участием двух близкородственных форм, при этом дочерние особи будут также иметь нормальный мейоз и фертильность. В то же время если один агрегатный вид состоит из нескольких РГП, разделенных репродуктивными барьерами, то интрогрессией будет являться процесс гибридизации между особями из разных РГП с последующими возвратными скрещиваниями.

Нами сделан вывод, что два разных РГП могут быть признаны как самостоятельные виды, если принадлежащие им особи обладают признаками (одним или более), в распределении которых имеет место разрыв (хиатус). Если же изменчивость носит непрерывный характер и нет четко выраженного хиатуса хотя бы по одному параметру, то эти два или более РГП могут быть признаны за единый вид.

Тогда смысл понятия "вид" для дикорастущих видов Е1утш будет определяеться не только эколого-географическими и морфологическими характеристиками, но и потенциальной способностью к генетической рекомбинации отдельных особей. В нашем представлении вид — это один или несколько рекомбинационных генпулов (РГП), объединенных на основе морфологического сходства особей, образующих эти генпулы. При этом снимается главное методологическое противоречие между двумя альтернативными концепциями вида: морфологической и эколого-географической с одной стороны и биологической — с другой.

Наши многолетние наблюдения за цветущими растениями в природе, на открытых делянках и в условиях климокамеры свидетельствуют, что у видов Е1утш способность к образованию жизнеспособной пыльцы является важным фактором микроэволюции. 8Ш-геномные виды рода в норме являются самоопыляющимися. Для этого достаточно сравнительно небольшого количества пыльцы, продуцируемой в некрупных пыльниках. Однако процесс образования пыльцы остается чувствительным к условиям внешней среды. В экстремальных условиях на отдельных колосьях либо на всем растении в пыльниках не образуется полноценная пыльца, и они не раскрываются. Но при этом часть женских гаметофитов остается жизнеспособной. В результате резко повышается вероятность перекрестного опыления, которому способствует хазмогамный тип цветения большинства видов. Кроме этого, могут образовываться межвидовые гибриды (в нашем понимании гибриды между особями из

разных РГП). В этих случаях вступают в действие механизмы интрогрессии, которые также могут быть адекватно проанализированы с позиций РГП — ИГЛ.

Выявление РГП проводится путем попарной или круговой гибридизации особей, идентифицированных с помощью чувствительных генетических маркеров. Электрофоретическая идентификация биотипов, включенных в исследования необходима для контроля всех этапов гибридизации, генетического анализа расщепления признаков в последующих поколениях, а также для построения стратегии прогнозирования скрещиваемости у биотипов, не включенных в гибридизацию.

Разработана схема процедур по выявлению (моделированию) РГП и ИГП у StH-геномных видов рода Elymus, включающая следующие методические составляющие:

1. Создание живой коллекции, содержащей биотипы из разных точек ареала.

2. Таксономическую обработку и электрофоретическую идентификацию образцов (биотипов).

3. Гибридизацию отдельных биотипов с различающейся морфологией и эколого-географическими условиями произрастания.

4. Электрофоретический контроль достоверности гибридизиции.

5. Анализ фертильности гибридов в поколениях F1-F3 и оценка половой совместимости родительских биотипов.

6. Генетический анализ морфологических признаков (включая диагностические) в случаях семенной фертильности полученных гибридов на al-уровне.

7. Создание модели РГП и ИГП и сопоставление с существующей таксономической системой.

8. Прогнозирование скрещиваемости биотипов с установленными морфологическими и биохимическими характеристиками.

9. Совершенствование таксономической системы родового комплекса с целью повышения ее теоретической и практической значимости.

Считаем необходимым отметить, что принцип РГП — ИГП является составной частью общей стратегии биосистематики, сформулированной академиком А. Л. Тахтаджяном (1970) более тридцати лет назад.

Глава 5. Комплекс Elymus trachycaulus s. L (E. trachycaulus s. str., E. novae-angliae, E. kamzchadalorum) и морфологически близкие виды Е. charkeviczii, E. subfibrosus.

В настоящее время единый вид Е. trachycaulus (Link) Gould ex Shinners

подразделяют на три подвида: subsp. trachycaulus, subsp. subsecundus (Link) A. Love & D. Love и subsp. virescens (Lange) A. Love & D. Love (Barkworth, 2002). Как кормовое растение интродуцирован и много лет культивировался во многих странах Евразии. К настоящему времени вид настолько натурализовался, что встречается почти повсеместно в умеренной зоне Европейской части России, Сибири и Дальнего Востока (Цвелев, 1976; Пробатова, 1985; Пешкова, 1990; Агафонов, Агафонова, 19906).

Ранее экземпляры "американского пырея", собранные на территории бывшего СССР (за исключением п-ва Камчатка) были отнесены к двум подвидам Е. trachycaulus subsp. trachycaulus и Е. trachycaulus subsp. novae-angliae (Scribn.) Tzvel. На Камчатке повсеместно распространен еще один вид данного комплекса Е. kamczadalorum

(Nevski) Tzvel. С Дальнего Востока описан Е. charkeviczii Probat. (Пробатова, 1984; 1985), близкий по морфологии к Е. kamczadalorum, но имеющий почти гладкую ось колоска. Таксон указан также для центральной части Камчатки (пос. Эссо).

Несколько более выраженные морфологические отличия от вышеназванных видов имеет Е. subfibrosus (Tzvel.) Tzvel. В отличие от Е. kamczadalorum и Е. charkeviczii, вид широко распространен на севере Азии (Пробатова, 1985).

В опытах по изучению комплекса видов Е. trachycaulus s. 1. и морфологически близких таксонов п-ва Камчатка использовались семена и выращенные растения 43 северо-американских и евроазиатских образцов, включая 4 сортовых, а также популяционные выборки.

Электрофоретический анализ проламинов Е. trachycaulus и Е. novae-angliae в алюминий-лактатной системе (Агафонов, Агафонова, 1990а) дал следующие результаты. Во всех изученных образцах выявлялось от 14 до 18 компонентов проламина, которые по величине ОЭП были подразделены на условные зоны а, Р и у. Анализ семян Е. trachycaulus и Е. novae-angliae от растений разного происхождения показал значительное перекрывание в компонентном составе проламиновых спектров у двух таксонов, что косвенно свидетельствует о их репродуктивном единстве.

При изучении выборки элитных семян сорта "Первомайский" ставилась задача проследить распределение компонентов проламина у зерновок, морфологически соответствующих Е. trachycaulus и Е. novae-angliae. Обнаружен значительный полиморфизм по спектрам этих мономерных белков, позволяющий различить каждую индивидуальную зерновку. Практически все компоненты присутствовали в спектрах семян каждого таксона. Общий состав проламинов у сортовых семян во многом совпадает с таковым у природных сибирских и дальневосточных образцов. Это является подтверждением единого первоначального происхождения, т. е. "эффекта основателя" селекционных и сортовых форм в отношении дикорастущих форм. Результаты анализа спектров не подтвердили целесообразность выделения Е. novae-angliae из состава Е. trachycaulus в качестве самостоятельного вида.

Электрофоретический анализ белков эндосперма Е. trachycaulus s. 1., Е. charkeviczii, E. subfibrosus и морфологически близких форм п-ва Камчатка в SDS гелево-буферной системе

Показаны результаты изучения изменчивости и сходства проламиновых и глютелиновых белков у разных образцов северного полушария Е. trachycaulus, Е. novae-angliae, E. kamczadalorum, E. charkeviczii и некоторых камчатских биотипов, морфологически близких Е. subfibrosus и Е. mutabilis.

Типичными признаками Е. subfibrosus (Пробатова, 1985) обладали образцы KES-9612 и KES-9634, колосья которых имели значительно укороченные колосковые чешуи. По опушенности колосковой оси в выборке растений (158 особей) из пос. Эссо также наблюдалась изменчивость — от волосистых до почти гладких. Последние фенотипы соответствуют Е. charkeviczii. Образцы KES-9633 и KES-9639, схожие по общему габитусу со строго диагностированными образцами Е. charkeviczii, имели густоопушенные нижние цветковые чешуи, что характерно для Е. mutabilis.

Приводится подробная характеристика электрофоретических свойств белков

эндосперма у изучаемых таксонов. Сделан вывод, что проламин-глютелиновый комплекс у Е. trachycaulus, как и у других 8Ш-геномных видов Elymus, отличаются от белков однолетних хлебных злаков по следующим основным показателям:

1. отсутствуют высокомолекулярные субъединицы глютелина с массой выше 90 кБ;

2. присутствуют субъединицы, сгруппированные в пределах молекулярных масс 4560 кБ и 60-90 кБ. Последние могут быть причислены к ВМС, характерными для видов Elymus.

Все евроазиатские образцы Е. trachycaulus и Е. novae-angliae, изученные в сравнительных опытах, обладали заметным сходством полипептидного состава, особенно в пределах 25-50 ед. относительной электрофоретической подвижности (ОЭП). Как и при анализе проламинов в алюминий- лактатной системе, наблюдалось значительное перекрывание по наличию белковых компонентов у таксонов, что также косвенно свидетельствует о генетическом единстве двух видов на континенте (рис. 4).

kD St 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ОЭП ' .. . .

А ВС

Рис. 4. SDS-электрофореграммы белков эндосперма Е. trachycaulus s. 1. и камчатских таксонов. Полипептидные спектры отдельных зерновок с каждого образца в варианте +Ме.

A. Е. trachycaulus и Е. novae-angliae: 1. PI-276711 (E. track.); 2. OMS-9403 (Е. nov.);

3. "Первомайский" (зерновка фенотипа Е. track.); 4. ACD-8611 (E. trach.); 5. ACD-8704 (Еnov.); 6. GAL-8978 (Е. nov.); 7. TRO-8901 (E. nov.); 8. КНА-9501 (Е. trach.); 9. SAJ-9504 (Е. nov.); 10. D-3473 (E. nov.); 11. VLA-8602 (E. trach.); 12. VLA-8607 (E. nov.).

B. E. kamzchadalorum: 13. KAM-9201; 14. KAM-9204; 15. KAM-9205;16. KT0-9609; 17. KSO-

9605.

C. Камчатские таксоны и северо-американский образец: 18. KS0-9603 (E. subfibr.i);

19. KAD-9614 (E. chart); 20. KES-9634 (E. subfibr.); 21. KES-9632 (E. chart); 22. KES-9633 (Е. mutab.l); 23. KES-9639 (E. mutab.l); 24. PI-372650 (E. trach.?). Стрелками отмечены полипептиды, указывающие на возможность интрогрессии между Е. kamzchadalorum и другими камчатскими таксонами.

Изученные образцы Е. kamzchadalorum проявили сходство между собой в обоих электрофоретических вариантах на фоне незначительной изменчивости, что не противоречит представлениям о невысоком уровне полиморфизма эндемичного вида. Более заметные отличия от предыдущих видов обнаружены у камчатских биотипов, в

той или иной мере соответствующих таксонам Е. charkeviczii, E. subfibrosus и Е. mutabilis и образующих специфическую группу с относительно невысокой вариабельностью. Эта группа обладала сходством по белкам зоны ОЭП 40-50 ед. с образцом PI 372650 с Аляски, полученным как форма Е. trachycaulus. Такой уровень сходства спектров отражает более близкое родство, чем между PI 372650 и другими изученными образцами Е. trachycaulus из Северной Америки.

Возможность интрогрессии через гибридизацию между группой камчатских таксонов и Е. kamzchadalorum косвенно подтверждается присутствием на спектрах совпадающих по ОЭП компонентов 26 ед.

Кластерный анализ невзвешенных парных групп с использованием разных коэффициентов сходства указывает на близкую родственность между всеми евроазиатскими биотипами Е. trachycaulus и Е. novae-angliae и их меньшую изменчивость по сравнению с аборигенными биотипами из Северной Америки. Образцы Е. kamczadalorum с полуострова Камчатка выступают эндемичной группой, отдаленной от остальных континентальных биотипов. Белковая характеристика Е. trachycaulus PI-3 72650 с Аляски (США) проявляет сходство с группой камчатских биотипов, соответствующих по формальным признакам таксономическим видам Е. charkeviczii, E. subfibrisus и Е. mutabilis.

Репродуктивные свойства половых гибридов и генетический анализ некоторых диагностических признаков

Анализ семенной фертильности (СФ) созданных половых гибридов в поколениях F1-F3 (две вегетации в полевых условиях) показал, что внутри комплекса существует три типа репродуктивной совместимости:

1. нормальная или близкая к нормальной совместимость и, соответственно, СФ гибридов во всех поколениях, сопровождающаяся свободной (al-уровень) или ограниченной (а2-уровень) рекомбинацией фенотипических признаков, включая белковые. Эта группа представлена пятью евроазиатскими адвентивными биотипами Е. trachycaulus и может быть отнесена к единому РГП.

2. Значительно пониженная фертильность в Fj, но стабилизация семенной продуктивности в F2-F3. Группа составлена американскими парами биотипов или комбинациями "американский - евроазиатский".

3. полная репродуктивная несовместимость, ведущая к семенной стерильности в F1. Эта группа гибридов (28 комбинаций) образована не только парами "американский - евроазиатский" (13 комбинаций), но и парами "американский - американский" (15 комбинаций). Эти данные согласуются с представлениями о микровидах у Е. trachycaulus (Stebbins, Snyder, 1956).

С учетом электрофоретических данных нами было предположено, что камчатские таксоны Е. charkeviczii, E. subfibrosus, и Е. mutabilis по меньшей мере в окрестностях пос. Эссо представляют собой единую популяцию, искусственно разбитую на несколько самостоятельных видов. Высокие значения СФ гибридов, образованных биотипами с альтернативными состояниями морфологических признаков, включая диагностические, подтверждают тезис о генетическом единстве популяции (табл. 1).

Таблица 1.

Наивысшие значения СФ гибридов и уровни половой совместимости Се камчатских биотипов, соответствующих Е. charkeviczii, E. subfibrosus и Е. mШaЫtis в поколениях Fi и F2

№ п/п Комбинация скрещивания Наивысшие значения семенной фертильностн в поколениях, % Уровень Cs

F, Nn f2 Nn

1 KES-9612sub х KES-9625 mut? 85.9 3 80.0 2 al

2 KES-9634sub x KES-9625 mut? 82.8 3 87.3 2 al

3 KES-9634sub x KES-9631char 92.4 3 84.5 2 al

4 KES-9639mut? x KES-9632char 88.6 1 94.5 6 al

1Ч„ и N(1 — число растений, проанализированных в Р] и в Рг соответственно

Абсолютно стерильными оказались гибриды в комбинациях камчатских биотипов Е. kamzchadalorum К80-9605 х E. тШаЫ^ КЕ8-9625, E. kronokensis КЕ8-9603 х Е. ¡ыЬАЬгшш КЕ8-9612 и КЕ8-9603 х КЕ8-9625, гибриды континентальных видов с камчатскими в комбинациях Е котаюуи ТиУ-9568 х КЕ8-9625, Е. sajanensis ТиУ-9509 х КЕ8-9625, Е. сатпы8 БЕЬ-9308 х Е. kamzchadalorыm 00-9605. К сожалению, нами не созданы гибриды между Е. kamzchadalorыm и континентальными или североамериканскими биотипами Е. Ш^усаы1ы8, поэтому вопрос о степени родства и уровне половой совместимости между этими видами остается открытым.

Генетический анализ некоторых морфологических признаков Е. trachycaulus s. 1. и камчатских таксонов Е. charkeviczii, E. subfibrosus, E. mutaЫUs

Самоопыление, как преимущественная форма разможения видов Е1утыя, и половая совместимость биотипов на а1-уровне делают возможными оценку наследования и проведение корректного генетического анализа морфологических признаков. В основу разграничения видов Е. поуае-ащИае и Е. Ш^усаы1ы8 8. ей. положена пара альтернативных признаков "длинные волоски — короткие шипики на оси колоска" (Цвелев, 1977). Анализировали выборку 321 растение Б2 гибрида УЬА-8602 (Е. Ш^усаыШ) х АСБ-8606 (Е. поуае-ащНае). Проверялась гипотеза моногенного наследования признака с соотношением фенотипов 3:1. Применение критерия %2 позволило сделать вывод о моногенном характере наследования признаков "длинные волоски на члениках колосковой оси" и "сизый налет на стебле" с неполным доминированием соответствующих генов. Относительно их гипотетической сцепленности можно с высокой вероятностью сделать вывод о независимом наследовании генов, контролирующих эти признаки (Агафонов, Агафонова, 1992а).

Значения СФ гибридов между биотипами камчатских таксонов Е. ^агкеук1и, Е. subfibrosus и Е. mutabilis также соответствуют уровню совместимости а1. Был проведен анализ выборки (154 растения) гибрида Е. ты1аЫШ КЕ8-9639 х Е. Лагкеу1с1и КЕ8-9632, образованного родительскими формами с наиболее контрастными морфологическими признаками. У особей выборки регистрировали следующие морфологические признаки: 1. Опушенность листовых пластинок (волосистые в той или иной степени — абсолютно голые); 2. Опушенность нижних цветковых чешуи (голые — опушенные); 3. Опушенность колосковых члеников семян

(длинноволосистые — шиповатые).

В популяции не было обнаружено ни одного растения с закрытыми или частично открытыми пыльниками. Абсолютно голые листовые пластинки отмечены у 9 особей, остальные распределились в фенотипических классах от редко волосистых к концу листьев до густо-длинноволосистых. Поскольку отчетливые границы между классами волосистых пластин зарегистрировать практически невозможно, была проверена гипотеза дигенного наследования признака, по которому различались родительские формы. Тогда рецессивный фенотип соответствующий по предположению

абсолютно голым листовым пластинкам, ожидался в соотношении 1:15 с волосистыми в разной степени пластинками. В действительности наблюдалось соотношение 9:145, что с вероятностью Р>0.95 подтверждает гипотезу о дигенном контроле признака с независимым наследованием генов.

Еще более сложно было разграничить фенотипические классы по степени опушенности НЦЧ. С разной степенью достоверности нами было отмечено не менее 6 фенотипов. Большое число фенотипических классов и относительно высокая возможность субъективной ошибки при отнесении конкретной особи к определенному классу ставят под сомнение возможность проведения полноценного генетического анализа. Наиболее достоверно различались и могли быть идентифицированы крайние фенотипы с абсолютно гладкими и густо- длинноволосистыми НЦЧ. Нами была предпринята попытка оценить вероятность дигенного наследования признака. Проверялась гипотеза расщепления в в соотношении где частоте 14

соответствуют все промежуточные особи в классическом соотношении дигенного аддитивного наследования 1:4:6:4:1. Тогда наблюдаемое соотношение фенотипов составило 15:127:12. Изменчивость по признаку опушенности колосковых члеников (КЧ) также не позволила отчетливо выявить фенотипические классы. Степень длины шипиков и волосков на члениках варьировала не только в популяции в целом, но ив известных пределах внутри выборки семян с одного растения. Представилось возможным подсчитать только обшее соотношение между особями с короткими шипиками, особями со всеми промежуточными состояниями признака и особями с очень длинными волосками. Это соотношение составило 10:128:16. Применение критерия на пределе достоверности позволило сделать вывод о

дигенном характере наследования каждого из двух признаков "опушенность нижних цветочных чешуи" и "опушенность члеников колосковой оси". В целом отчетливо прослеживалась тенденция, что более опушенные НЦЧ встречались вместе с более выраженными шипиками или волосками на члениках колосковой оси. Это можно объяснить действием одних и тех же двух генов, но при наличии дополнительных генов-модификаторов или плейотропного эффекта у конкретных генотипов.

Нами сделан вывод, что камчатские таксоны и

Е. mutabilis представляют собой единую систему популяций, которая возможно образует самостоятельный эндемичный таксон видового ранга. Этот таксон образован биотипами, обладающими на популяционном уровне высокой вариабельностью по признакам "опушенность нижних цветковых чешуи и члеников колосковой оси" и "относительная длина колосковых чешуи".

Глава 6. Внутривидовая структура и характер репродуктивных отношений биотипов Elymus caninus.

Elymus caninus (L.) L. — один из самых распространенных видов Elymus на территории Северной Евразии. Его ареал охватывает всю Европу, почти всю палеарктическую часть Сибири, а также некоторые районы Центральной Азии (Цвелев, 1976; Hulten, Fries, 1986). Е. caninus характеризуется относительной морфологической однородностью по сравнению со многими видами Elymus и в настоящее время не вызывает особых дискуссий по поводу таксономического положения. Однако при сравнительном изучении гербарного и живого материала из разных точек ареала обнаруживаются заметные различия между европейскими, сибирскими и некоторыми центрально-азиатскими образцами, а также выявляются морфологически отклоняющиеся формы (МОФ), что особенно заметно при выращивании растений в единых условиях. Дана подробная характеристика изученных образцов (ТФ и МОФ) по диагностическим и некоторым другим морфологическим признакам.

Электрофоретический анализ белков эндосперма и гистона HI у типичных и морфологически отклоняющихся форм Е. caninus

В работе приводятся данные по изменчивости и специфичности полипептидных спектров Е. caninus в SDS-системе в сравнении с близкими видами Е. mutabilis и Efibrosus. Характер изменчивости Е. caninus по этому признаку проиллюистрирован на рисунке 5. В спектрах были идентифицированы следующие группы полипептидов:

1. Высокомолекулярные субъединицы глютелина (ВМС). Во всех изученных образцах было выявлено лишь несколько вариантов глютелиновых ВМС в зоне 70 kD или 19-21 ед. ОЭП, незначительно различающихся по молекулярным массам;

2. Субъединицы спиртонерастворимых полимерных белков неясной природы 27-28 ед. ОЭП;

3. Группа инвариантных проламинов, не изменяющих величину ОЭП после обработки 2-меркаптоэтанолом (32-46 ед. ОЭП);

4. Ярко выраженные проламиновые компоненты, снижающие ОЭП после обработки с 49-52 ед. до 38-41 ед.

Среди морфологически отклоняющихся образцов наибольшие визуальные отличия по белкам отмечены у исландского образца Н 10360, у которого присутствует специфическая ВМС спирторастворимого глютелина 14 ед. ОЭП (рис. 5-1). Особенностями этого образца — представителя краевой популяции — являются почти прямой колос и опушенные нижние цветочные чешуи. Результаты изучения исландской популяции по изоферментам, микросателлитам и с помощью RAPD-анализа также свидетельствуют о ее заметном отличии от других евразиатских популяций (Diaz et al., 1999а; Sun et al., 1999). В настоящее время популяция, в составе которой произрастал образец Н 10360 описывается как новый вид Elymus (В. Salomon, личное сообщение). Дополнительная ВМС, отсутствующая у типичных образцов Е. caninus, обнаружена и у алтайской МОФ GAC-8921 (рис. 5-8). Тождественные по ОЭП компоненты характерны для некоторых алтайских образцов Е. mutabilis. Это может указывать на интрогрессивное происхождение самофертильной морфологически отклоняющейся формы GAC-8921.

-Me

+Me

36.5-

-80

-70

-50

-60

-40

-30

kD 123456789 10 11 12 1234 56789 10 11 12 ОЭП

Рис. 5. SDS-электрофореграммы белков эндосперма ТФ и МОФ Е. caninus. Полипептидные спектры отдельных зерновок выборочных европейских и сибирских образцов. Варианты - Me и +Ме в одном гелевом блоке.

1. Н 10360 (Исландия); 2. ELC-8306 (Новосибирск); 3. Н 3169 (Швеция); 4. OJA-9501 (Красноярский край); 5. Н 10338 (Финляндия); 6. BEL-9308 (респ. Алтай); 7. Н 3916 (Чехия); 8 GAC-8921 (респ. Алтай); 9. Н 3918 (Югославия); 10. GAT-9210 (респ. Алтай); 11. KAS-8505 (Казахстан); 12. SAU-9525 (Красноярский край).

Стрелками в варианте +Ме отмечены дополнительные ВМС глютелина.

Изучали изменчивость Е. caninus в семи сибирских популяциях. Полную гомогенность полипептидных спектров показала только одна популяция (Красноярский край, р. Ус), в остальных отмечена изменчивость, оцененная количественно. Анализ сестринских зерновок выборочных образцов выявил практически полную идентичность спектров. Это означает отсутствие генетического расщепления и, следовательно, высокий уровень гомозиготности индивидуальных растений.

На примере 22 образцов из различных точек ареала было проведено изучение внутривидовой изменчивости Е. caninus по гистону HI методами электрофореза в SDS- и уксуснокислой (АсОН) системах. В сравнительных опытах использовали наиболее изученные по гистонам объекты: Pisum sativum (Kostenn et al., 1994), и Ttiticum aestivum (Spiker, 1988) сорт "Скала".

В обеих электрофоретических системах визуально четко различались две группы ярко выраженных субфракций. Различия между биотипами из разных географических точек выявились в обеих группах, поэтому общий полиморфизм Е. caninus по гистону HI может быть охарактеризован как значительный. В целом, европейские образцы вида показали значительно больший размах изменчивости по признаку. Среди сибирских образцов наибольшими отличиями обладала МОФ BEL-9308, несущая признак опушенности нижних цветковых чешуи. Некоторые субфракции Е. mutabilis совпадали с таковыми у Е. caninus. Обсуждаются достоинства и недостатки гистонов HI, как генетических маркеров, для изучение внутривидовой дифференциации вида и его взаимоотношений с другими близкими таксонами (Агафонов, Костина, 2003).

Репродуктивные свойства половых гибридов ТФ и МОФ Е. саптт

Было проведено гибридологическое исследование репродуктивной совместимости биотипов с различными морфологическими и географическими характеристиками. По результатам скрещиваний, проведенных с 1991 по 1999 год, было выращено 84 гибридных растения И) в 38 комбинациях. Для большинства комбинаций в условиях открытого или защищенного грунта выращивались и анализировались растения поколения Общий вывод из результатов заключается в том, что во всех без исключения гибридных комбинациях, включая морфологически отклоняющиеся формы, половая совместимость родительских генотипов была отмечена на уровнях

Наименьшей СФ характеризовались гибриды, образованные исландским биотипом Н 10360 в двух комбинациях. Как отмечалось выше, этот образец заметно отличался от других как по белковым спектрам, так и по общей морфологии. Полная нормализация семенной фертильности, как основного фактора воспроизводства генотипов в поколениях (во времени), даже у крайне низкофертильных гибридных генотипов происходит уже к третьему самоопыленному поколению. В работе приводятся данные по оценке наследования некоторых морфологических признаков у типичных и отклоняющихся форм Е. сатпш.

Генетический анализ диагностических признаков опушенности НЦЧ и длины остей НЦЧ у Е. сатпш проводили на гибридах в комбинации скрещивания двух МОФ. Материнская форма ЛЬР-9734 несла признак "короткие ости НЦЧ", отцовская БЕЬ-9308 — признак "волосистая верхняя поверхность НЦЧ".

Результаты анализа расщепления по признаку "длинные - короткие ости НЦЧ" не противоречат гипотезе его моногенного наследования, хотя и находятся близко от граничного значения вероятности Р=0.05, ниже которого гипотеза отвергается. Так же близко к пределу допустимой вероятности подтверждается гипотеза независимого наследования двух пар альтернативных признаков у изученных генотипов. Для признака "волосистые - гладкие НЦЧ" гипотеза моногенного наследования подтвердилась с высокой вероятностью Р>80.

В работе обсуждается предположение об интрогрессивном происхождении признака "волосистые — голые НЦЧ" у растений образца БЕЬ-9308. Приводятся данные о репродуктивных отношениях между Е. сатпш и Е. тШаЫШ, подтверждающие возможность легкой генетической интрогрессии между видами.

Глава 7. Комплекс Е1ушт тасгоигш - Е.}асМеп$Ы и проблематичный таксон Е. 1гсШеш18

Совокупность близких видов, обозначенных нами как комплекс Е. macrourus — E.jacutensis представляет собой сложную систему таксонов, которые чрезвычайно трудно различать. Близкие таксоны комплекса занимают обширные территории в Сибири, на Дальнем Востоке и в Северной Америке, образуют локальные популяции и слаборазграниченные виды, ареалы которых часто перекрываются (Цвелев, 1976; Пешкова, 1990; Пробатова, 1985). В работе приводится общая характеристика и подробная синонимика таксонов комплекса.

Основным отличительным признаком Е. macrourus и Е.]асЫетк является длина

остей цветочных чешуи: у Е. тасгоигия чешуи безостые или с остями до 3-4 мм, у Е.]асЫетк ости длиной до 12 мм. Одним из самых неясных видов Сибири можно назвать Е. (гсШвтгя Peschkova. Проведенный нами анализ материала вида в гербарии ЦСБС показал, что имеющиеся образцы, отнесенные к этому виду, морфологически неоднородны. Было предположено, что Е. жШвтк является сборным видом, известные образцы которого включают морфологически отклоняющиеся формы, близкие к Е.]асШвт18, Е. тШаЫШ и Е. сатпш.

В работе использовались семена и выращенные растения 22 природных образцов и популяционные выборки семян. Материал Е. ттсиХвп^ (образцы BUR-97) был собран из классического местообитания (паратип).

Электрофоретический анализ образцов Е1ушш шаегоигш, E.jacutensis и Е. ircutensis в SDS гелево-буферной системе

Для оценки общего размаха изменчивости и видовой специфичности анализ белковых экстрактов семян Е. macrourus и Е.]асМвт^ проводили в двух электрофоретических вариантах в одном гелевом блоке. Изученные образцы характеризовались значительной изменчивостью по полипептидным спектрам, позволяющей идентифицировать индивидуальные генотипы. Электрофоретические свойства полипептидов в целом не отличались от описанных выше у Е. сатпш.

На фоне общего полиморфизма было отмечено сходство (совпадение) по отдельным белковым группам между некоторыми образцами независимо от видовой принадлежности. Так, гетерогенная горно-алатайская популяция GAC-89, состояла из растений с длинными (до 12 мм) и короткими (до 3-4 мм) остями НЦЧ, что согласно диагнозам соответствует таксонам E.jacutвnsis и Е. тасгоигиз. При этом наблюдалось почти полное перекрывание по полипептидам у семян особей, формально относящихся к разным видам Ejacutвnsis (10 растений) и Е. тасгоигиз (8 растений). В отдельном опыте было проведено электрофоретическое сравнение имеющихся образцов Е. ircutвnsis с алтайскими, тувинскими и амурским образцами Ejacutвnsis. Бурятские образцы Е. жШвтк, незначительно различаясь между собой, совпадали по ряду компонентов как с алтайскими и тувинскими, так и с образцом Ejacutвnsis AMU-9001 из Амурской области. Нами было предположено, что по меньшей мере изученные образцы Е. жШвтк представляют собой формы или локальные расы (популяции) E.jacutвnsis.

Репродуктивные свойства половых гибридов комплекса Е. шаегоигш — E.jacutensis и Е. ^еМепш. Генетический анализ различительного признака длины остей НЦЧ для видов Е. шаегоигиэ и Е. jacutensis

В разделе представлены результаты изучения репродуктивной совместимости биотипов, различающихся морфологическими и эколого-географическими характеристиками. Было проведено 44 успешных скрещивания в 17 комбинациях, выращено до стадии созревания 39 растений Результаты анализа фертильности выявили несоответствие между половой совместимостью особей и таксономическим рангом исходных родительских форм. Так, более высокими показателями семенной фертильности отличались гибриды между особями с близким географическим происхождением. Однако наивысшим значением СФ в поколении

характеризовались гибриды между Е jacutensis AMU-9001 и Е macrourus JAC-8923 (Якутия) Неодинаковая фертильность растений может объясняться нарушениями в мейозе, обусловленными изменчивостью гомологичных хромосом. Произрастание в географически отдаленных точках в условиях самоопыления в течение многих поколений неизбежно приводит к накоплению и закреплению нейтральных хромосомных и точковых мутаций. В результате микроэволюционной дивергенции происходит снижение рекомбинационной совместимости таких биотипов Поэтому в поколениях F2—F3 наблюдалось расщепление не только по признакам, обусловленным генным аллелизмом, но и по признаку семенной продуктивности, то есть значениям СФ. Нормализация фертильности гибридов при самоопылении свидетельствует о принадлежности большинства родительских биотипов к единому РГП. Отчетливо выявлялись две группы биотипов — горно-алтайская и восточно-сибирская, внутри которых гибридизация не вызывала заметного снижения СФ. Такого рода совокупность биотипов нами обозначается как РГП с уровнем совместимости на al -уровне.

Что касается отношений между якутскими (серия JAC) и алтайскими (серии GAC и GAL) биотипами, то во всех изученных комбинациях нормализация СФ наблюдалась только к поколению Генетическая структура завязавшихся семян гибридов при свободном опылении иллюстрируется результатами электрофореза (рис. 6).

Рис. 6 Генетическое расщепление в электрофоретических спектрах индивидуальных семян гибридных растений при свободном опылении в сравнении с семенами родительских биотипов 8Б8-электрофорез, вариант +Ме

1. .1АС-8901 {¡асШгжгЬ)), 2. АМи-9001 (¡ае), 3. 1ЛС-8923 (macrourus), 4. ОЛС-8958 (¡ае), 5. Зерновки гибрида АМи-9001 х 1АС-8901, 6. Зерновки гибрида АМи-9001 х 1АС-8923, 7. Зерновки гибрида 1АС-8923 х ОАС-8958, Стрелками указаны полипептиды вероятного опылителя Е ¡1Ыпсш

В случаях гибридизации биотипов с высокой половой совместимостью все стадии формирования гаметофитов проходят без нарушений, семена завязываются после самоопыления. При этом полипептидные спектры семян Р2 показывают расщепление по родительским аллелям (гибриды АМи-9001 х 1АС-8901 и АМи-9001 х 1АС-8923) У относительно отдаленного гибрида 1АС-8922 х ОАС-8958 образование

маложизнеспособной пыльцы привело к снижению СФ и повышению вероятности перекрестного опыления. На спектрах у 5 зерновок из 7 можно видеть ВМС, характерные для Е. sibiricus, растения которого располагались на делянке на расстоянии более 5 м. Такая дистанция между автогамными растениями видов Elymus в норме не приводит к перекрестному опылению, но растения с маложизнеспособной собственной пыльцой легко образуют новые гибриды. В этом заключается один из механизмов межвидовой интрогрессии.

Особый интерес представляет динамика фертильности у гибрида, образованного биотипом BUR-9705, таксономически соответствующим Е. ircutensis. Гибридное растение в комбинации BUR-9705 x AMU-9001 показало невысокую фертильность, но уже во втором поколении значение СФ достигло 17.3%. Этот феномен подтверждает предположение о том, что по меньшей мере некоторые из образцов Е. ircutensis представляют собой формы или локальные расы (популяции) E.jacutensis.

Генетический анализ признаков "длина остей НЦЧ" и "опушенность НЛВ" показал, что они контролируются единичными несцепленными локусами (Агафонов и др., 1996). Следовательно, подтвердилось ранее высказанное мнение о том, что E.jacutensis представляет собой остистую разновидность Е macrourus (Цвелев, 1964).

Глава 8. Изменчивость и репродуктивные отношения между Elymus mutabilis, Е. viridiglumis, E. transbaicalensis и некоторыми морфологически отклоняющимися природными формами

Elymus mutabilis (Drob). Tzvel., как вид в современном понимании, был описан в составе полиморфного таксона Agropyrum mutabile Drobov. С. А. Невский (1932) на основании подробного изучения гербарного материала разделил таксон на две самостоятельные видовые единицы, одна из которых составляет ядро современного Е. mutabilis. Другая единица получила название Agropyrum transbaicalense Nevski (=Elymus transbaicalensis (Nevski) Tzvel). Большинство природных растений может быть идентифицировано до вида по признакам "опушенная / голая внутренняя поверхность колосковых чешуи (КЧ)" и "узкая / широкая пленчатая кайма (мембрана) КЧ". Однако, сравнительный анализ изменчивости видов показал, что некоторые экземпляры являются промежуточными по одному или нескольким признакам, обычно рассматриваемым как видоспецифичные. Е. viridiglumis (Nevski) Czer. был описан Невским (1934) с диагнозом, который в целом совпадает с таковым для Е. mutabilis, за исключением признака длины остей НЦЧ до 0.7-1 см.

Приводится подробная синонимика таксонов и характеристика изученных образцов. Изучались формы каждого вида из разных точек ареала, как близкие к типовым образцам (ТФ), так и морфологически отклоняющиеся формы (МОФ). Использовались 33 образца Е. mutabilis и 32 образца Е. transbaicalensis, популяционные выборки, а также образцы, полученные от Dr. В. Salomon (Швеция).

Электрофоретический анализ образцов Elymus mutabilis, E. transbaicalensis и морфологически близких форм в SDS гелево-буферной системе

Изученные популяции Е. mutabilis и Е. transbaicalensis характеризовались значительной индивидуальной изменчивостью по полипептидным спектрам,

позволяющей оценивать характер внутривидовой дифференциации и межвидовых отношений. В пределах двух горных районов Сибири обнаружена специфичность по ряду полипептидов, которую можно оценивать как различия между Е. mutabilis и Е. transbaicalensis в целом. Проведение кластерного анализа использованием различных методов и коэффициентов показало, что образцы каждого из таксонов образуют отчетливо выраженные кластеры (Kostina et al., 2002).

Для оценки общего диапазона внутривидовой изменчивости был проведен сравнительный анализ зерновок выборочных образцов Е. mutabilis из географически разнесенных точек евразийского континента. Результаты представлены на рис. 7.

Рис. 7. SDS-электрофореграммы белков эндосперма Е. mutabilis. Полипептидные спектры отдельных зерновок образцов из Скандинавии (1-12), Киргизии (13), Казахстана (14-16), Тувы (17-18), Горного Алтая (19-20), Западного Саяна (21-23) и Камчатки (24) в варианте +Ме. 1. 0302-3; 2. 0302-49, 3. 0302-51; 4. 0302-59; 5. 0303-13; 6.0305-10; 7. 0310-5; 8. Н 10340; 9. Н 10352; 10. Н 10334; 11. Н 10352а; 12. Н 10326; 13. CUR-8803; 14. КМА-0002; 15 KAZ-0102; 16. KAZ-0103; 17. TUA-0001; 18. TUA-0002,19. AUK-9824; 20. AKU-9806; 21. SAU-9501; 22. SBI-9510; 23. SON-9947; 24. KES-9639.

Наибольшее сходство в компонентном составе обнаружилось у образцов из территориально близких точек и районов. Проведен кластерный анализ сходства между образцами. Особые отличия обнаружились в спектре камчатского образца KES-9639, зерновка которого не имела ни одного общего полипептидного компонента с другими континентальными образцами Е. mutabilis. Это также является подтверждением нашего предположения, что камчатские таксоны Е. charkeviczii, Е. subfibrosus и Е. mutabilis представляют собой эндемичную группу форм, которая может рассматриваться как самостоятельный вид (см рис. 4). Среди скандинавских образцов идентичных спектров выявлено не было, несмотря на то, что популяции вида в Скандинавии считаются генетически однородными. Результаты исследования 6 ферментных систем показали полное отсутствие аллозимной изменчивости у Е. mutabilis в пределах Швеции и Финляндии (Diaz et al., 1999).

Репродуктивные свойства внутривидовых и межвидовых половых гибридов Elymus mutabilis и Е. transbaicalensis

Результаты гибридологического исследования показали, что в целом оба вида образуют независимые рекомбинационные генпулы (РГП), внутри которых наблюдаются существенные различия по репродуктивной совместимости биотипов из разных географических точек. В группе гибридов Е. mutabilis только 2 из 20 гибридных комбинаций были полностью стерильны. Комбинация скрещивания BAI-9202 х CUR-8803 характеризуется значительным географическим отдалением родительских генотипов. Однако, растения образца CUR-8803 из Центрального Тянь-Шаня репродуктивно совместимы с другими сибирскими биотипами, которые в свою очередь дали фертильный гибрид с биотипом BAI-9202 с восточного побережья Байкала. Вторая комбинация BAI-9202 x KES-9640 представлена единственным стерильным растением, где отцовской формой был биотип с Камчатки.

Дифференциация по половой совместимости биотипов наблюдалась также у Е. transbaicalensis. Гибриды 17 комбинаций скрещиваний были фертильны в той или иной мере в двух поколениях. Самые низкие значения СФ отмечены у шести гибридов, полученных с участием саянского образца SAU-9523. Половая совместимость этого биотипа оценена на уровне Предположено его спонтанно-гибридное

происхождение, хотя полипептидные спектры семян обладали свойствами, характерными для других образцов Е. transbaicalensis.

Растения семи из восьми гибридных комбинаций между Е. mutabilis и Е. transbaicalensis были полностью стерильными, а пыльники растений закрыты.

Генетический анализ некоторых морфологических признаков, важных для диагностики видов

Одним из признаков, используемых при диагностике видов Elymus, является длина остей НЦЧ. Морфотипы, близкие к Е. mutabilis, но имеющие длинные ости, относят к Е. viridiglumis (Пешкова, 1990). Растения алтайского образца АСН-8950 имели ости НЦЧ длиной до 15 мм, но по другим характеристикам (морфологическим и белковым) соответствовали типичным формам Е. mutabilis. Особи другого алтайского образца АСН-8905 имели ости не более 3 мм. Два гибридных растения F1 в комбинации АСН-8905 х АСН-8950 обладали остями до 7 мм, семенная фертильность составила 82.5 % и 86.7 %, что соответствует совместимости родительских форм на уровне al.

В выборке F2 (34 растения) было выявлено всего 3 морфотипа с признаками "длинные ости", "ости до 7 мм длины" и "безостые" в соотношении 11:16:7. Фенотипические классы отчетливо различались, поэтому был предположен моногенный тип наследования признака длины остей. Проверка гипотезы по критерию X2 подтвердила менделевское расщепление 1:2:1. Вероятнее всего, Е. viridiglumis не существует как вид, а является длинноостой формой Е. mutabilis.

Глава 9. Elymus komarovii в сравнении с морфологически близкими таксонами Е. transbaicalensis и Е. alaskanus s. 1.

Elymus komarovii (Nevski) Tzvel. был описан С. Невским как Agropyron komarovii на основе сборов В. Комарова из Восточного Саяна (Невский, 1932). М. Г. Попов

(1957) считал Е. komarovii морфологически близким Е. caninus и отличающимся от последнего по незначительным признакам, но при этом не упоминал голые и гладкие НЦЧ, характерные для большинсва биотипов Е. caninus. Возможно, поэтому при определении полевого материала часто за Е. komarovii ошибочно принимаются гибридные экземпляры Е. caninus x E. mutabilis и их фертильные рекомбинанты, а также остистые формы Е. transbaicalensis и Е. mutabilis, встречающиеся с невысокой частотой в Западной Сибири и совпадающие с Е. komarovii по экологии произрастания. Кроме того, близкими к Е. komarovii являются некоторые таксоны комплекса Е. alaskanus (Scnb. et Merr.) Love s. 1. В соответствии с данными по флоре Сибири в состав Е. alaskanus s. 1. входят Е. hyperarcticus (Polun.) Tzvel., E. kronokensis (Kom.) Tzvel., E. sajanensis (Nevski) Tzvel. и Е. vassiljevii Czer.

В работе приводятся синонимика, морфологическое описание и ареалы видов, включенных в исследования. Для решения поставленных задач использовались семена и выращенные растения 24 образцов, а также популяционные выборки. Дана подробная характеристика изученных образцов (ТФ и МОФ) по диагностическим и некоторым другим морфологическим признакам.

Анализ, проведенный на растениях в условиях культуры показал, что представления о видовых границах с позиций монотипизма Невского не дают возможности однозначно определить большую часть образцов. Ни один из отмеченных признаков не проявил свойство видоспецифичности. Было подтверждено наличие достаточно четких отличий Е. komarovii от всех образцов Е. alaskanus s. 1. по ряду признаков. Однако морфологические характеристики Е. komarovii и Е. transbaicalensis часто имеют характер непрерывной изменчивости, и таксоны частично перекрываются по тем или иным признакам.

Сравнительный анализ белков эндосперма ТФ и МОФ Е. komarovii, Е. transbaicalensis и Е. alaskanus s. 1. в SDS гелево-буферной системе

Белки эндосперма (проламиновые полипептиды и субъединицы глютелина) Е. alaskanus, E. komarovii и Е. transbaicalensis располагались в диапазоне молекулярных масс 28-70 kD. Спектры биотипов Е. alaskanus из отдаленных точек ареала по ряду характеристик отличались от Е. komarovii и Е. transbaicalensis. Это отчетливо проявлялось в зоне около 18 ед. ОЭП по высокомолекулярным субъединицам глютелина (ВМС). Образцы Е. transbaicalensis и Е. komarovii показали высокий уровень внутивидовой изменчивости по полипептидным спектрам и визуально не проявили видовой специфичности в какой-либо зоне.

Анализ компонентного состава спектров в обоих электрофоретических вариантах показал наличие идентичных или близких по ОЭП полипептидов у некоторых образцов разных видов. Перекрывание спектров может являться свидетельством существования единого генного пула по локусам, контролирующим запасные белки, и о незначительной межвидовой дифференциации. На основе проламиновых спектров (вариант -Me) был проведен кластерных анализ двух видов с использованием нескольких коэффициентов сходства. Независимо от используемого метода построения дендрограммы двух таксонов образуют смешанные кластеры за счет природных промежуточных форм. Был сделан вывод об отсутствии сколько-нибудь выраженной видовой специфичности для Е. komarovii и Е. transbaicalensis по полипептидным спектрам белков эндосперма.

Электрофоретическая изменчивость по 6 ферментным системам у растений некоторых образцов Е. котагвуп, Е. transbaicalensis и Е. а1авкапш 1.

Материал, использованный для изучения изоферментов, включал 19 растений 4 горно-алтайских образцов Е. кошагоуи (см. MDH), 46 растений 12 образцов Е. transbaicalensis, 138 растений 9 европейских образцов Е. аШканш, а также 10 особей камчатского образца Е. kronokensis KES-9603. Для всех шести изученных изоферментных систем был выявлен полиморфизм электрофоретических спектров. Внутри образцов полиморфизм был незначительным и обнаружен только в двух образцах Е. кошагоуи ^^£-9103 и GAL-8425) и одном Е. transbaicalensis.

Эти результаты совпадают с данными о преимущественно автогамной системе размножения видов этого рода. Обнаружены различия между образцами каждого вида. Так, образцы Е. komarovii проявили инвариантные типы зимограмм только в трех изученных ферментных системах. При суммировании данных по всем 6 ферментным системам каждый из образцов изученных видов обладал уникальным фенотипом. В целом, сколько-нибудь выраженной видоспецифичности Е. komarovii по изоферментным спектрам выявлено не было (Агафонов и др., 2002). Приводится подробный комментарий по изменчивости каждой из ферментных систем.

Репродуктивные свойства внутривидовых и межвидовых половых гибридов

В разные годы были получены и проанализированы в условиях открытого грунта и (или) климокамеры внутривидовые половые гибриды между выборочными биотипами Е. komarovii и гибриды между биотипами комплекса Е. alaskanus s. 1. Эта группа гибридов была наиболее сложной для выращивания в культуре. В таблице 2 приводятся результаты гибридизации Е. komarovii.

Таблица 2.

Наивысшие значения семенной фертильности (СФ) внутривидовых гибридов Е. komarovii и уровни половой совместимости Cs биотипов в поколениях Е1 и Р2

№ Наивысшие значения семенной Уровень С$

п/п Комбинация скрещивания фертильности в поколениях, %

Р| г»„ N1^

Е. котагоуи х Е. котагот

1 ОАЬ-8425Алт х СиК-9103Алт 64.3 2 84.6 19 <х1

2 САЬ-8425Алт х 8В1-9517Саян 33.4 2 - - а2

3 СиК-9103Алт х 5В1-9517Саян 9.6 2 - - а2

4 8В1-9517Саяи х ОиК-9ЮЗАлт 15.6 2 88.7 3 а2

5 8В1-9515Саян х АСН-8920Алт 38.8 3 64.9 2 <х2

6 ТШМШЗТув х СиК-9103Алт 48.9 2 62.2 4 «1

7 Т1П/-9113Тув х 8В1-9515Саян 16/8 2 2.8 4 <х2?

8 ТиУ-9113Тув х МОЫ-9514Монг 53.2 2 77.6 3 а1

9 ТиУ-9568Тув х СТЖ-9103Алт 9.9 3 67.8 5 а2

10 М(Ж-9514Монг х АСН-8920Алт 16.8 3 - - а2

11 М(Ж-9514Монг х 8В1-951Саян 5 4/6 3 0 1 а2?

N: И N F 2 - число растений, проанализированных в и в Б2 соответственно (#) - дробью обозначено число зерновок всего собранное с числа колосьев (М)

Из 11 комбинаций только в двух (1^-9113 x SBI-9515 и MON-9514 x SBI-9515) были отмечены абсолютно стерильные растения. Уровень половой совместимости родительских биотипов в этих комбинациях до настоящего времени не определен. Однако в целом можно расценивать Е. котаюуИ, как совокупность особей, сохранивших способность к семенному воспроизводству через гибридизацию, при которой образуются новые гетерозиготные генотипы, как материал для отбора в следующих поколениях.

В работе показано, что таксономия и систематика комплекса Е. аШкапш s. 1. является наиболее неоднозначной, громоздкой и излишне усложненной. Ввиду малого числа доступных биотипов, внутренняя структура азиатских видов комплекса к настоящему времени изучена нами абсолютно недостаточно, а полученные сведения носят совершенно фрагментарный характер. Все имеющиеся в нашем распоряжении европейские образцы Е. аШкапш образовывали фертильные гибриды между собой и некоторыми сибирскими биотипами, в числе которых, кроме образца Е. курвгагсНсш TUV-9509, были также 3 биотипа Е. transbaicalвnsis. Высокий показатель СФ в поколении F1 был зафиксирован у прямых и реципроктных гибридов, образованных родительскими формами из очень отдаленных географических точек в Швеции и Туве. Электрофоретический анализ семян F2 одного из гибридов Н 10356 х TUV-9509 и морфологический анализ выборки растений F2 подтвердили истинность их гибридного происхождения. Однако растения Е. кгопоквтЬ KES-9603 с Камчатки показал абсолютный барьер стерильности при гибридизации с другими континентальными биотипами комплекса.

Было проанализировано 8 гибридов между Е. котагот и Е. transbaicalвnsis, a также один тройной гибрид, полученный путем возвратного скрещивания гибридной особи AUK-9810 х ATU-9835 на один из биотипов Е. котаюуИ. Уровень фертильности одного из гибридных растений GAA-8993 x GAL-8425 в F1 был выше, чем в большинстве внутривидовых комбинаций Е. котаюуИ, что свидетельствует о возможности свободной рекомбинации наследственного материала между особями двух видов. Наряду с образованием полностью стерильных растений F1 в некоторых комбинациях, отмечено не менее 3 гибридов, у которых стабилизация СФ наступила уже в поколении F2. Данные по тройному гибриду показали, что между особями Е. котаюуи и Е. transbaicalвnsis возможен и интрогрессивный механизм обмена путем возвратного или насыщающего скрещивания с одним из родительских видов.

Таким образом, анализ репродуктивных отношений в эксперименте показал, что между Е. котаюги и Е. ШтЬа1са1впз1з существует возможность ограниченной, а в некоторых случаях даже свободной рекомбинации генетического материала путем половой гибридизации. При этом оба вида обладают широким диапазоном морфологической изменчивости, не соответствующим представлениям о видовом монотипизме. В показателях скрещиваемости прослеживалась тенденция к большей половой совместимости биотипов внутри выборок каждого вида. Это может означать, что, несмотря на значительную дистанцию между точками сбора образцов Е. котаюуИ (Алтай, Западный Саян, северная Монголия), все они обладают некоторой генетической специфичностью, сложившейся в процессе микроэволюционного обособления от остальных особей обширного генпула Е. transbaicalвnsis. Поэтому считаем целесообразным сохранить за Е. котаюуи статус самостоятельного вида.

Заключение

В разделе приводится обобщение результатов многолетнего изучения евроазиатских 8Ш-геномных видов Е1ушш в естественных условиях, а также экспериментальных данных при выращивании особей в открытом грунте и в климокамере. Хазмогамный тип цветения большинства видов способствует перекрестному опылению при нарушениях в формировании собственной пыльцы. Однако в норме перекрестное опыление предотвращается рядом внутренних факторов.

Самоопыление после мейотической рекомбинации хромосом в сочетании с отбором делают возможным закрепление новых адаптивных или нейтральных наследственных комбинаций. Тогда при многократной смене поколений радикалы видов могут претерпевать существенные изменения, которые, однако, трудно отличить от явлений естественной внутривидовой (популяционной) изменчивости, в основе которой лежит множественный аллелизм.

Результаты искусственной половой гибридизации, проведенной в 267 внутри- и межвидовых комбинациях, отчетливо показали, что между большинством видов не существует абсолютных репродуктивных барьеров. В эксперименте показана возможность рекомбинационных и интрогрессивных процессов, которые обеспечиваются целым рядом механизмов, включающих возвратные и стабилизирующие скрещивания. Прохождение аналогичных процессов в природных популяциях подтверждается наличием в коллекционных сборах наряду с типичными формами (ТФ), определенного числа морфологически отклоняющихся форм (МОФ). Часть генофонда, внутри которого может проходить перераспределение аллелей при смене поколений у растений, часто не соответствует ни таксономическим, ни популяционно-генетическим единицам. Эта совокупность потенциально скрещивающихся особей (генотипов) образует рекомбинационный генпул (РГП). Построена приблизительная модель генпулов этой группы видов (рис. 8). Ниже приводится краткий комментарий по отдельным видам и близкородственным комплексам.

Рис. 8. Модель генпулов 8Ш-1еномных видов рода Е1ушш Северной Евразии (Агафонов, 2003).

1. Размах морфологической изменчивости и географической дифференциации Е. alaskanus s. 1. (Е. alaskanus s. str., E. kronokensis, E. sajanensis, E. hyperarcticus) и СФ гибридов подтверждают сложную организацию комплекса. Европейские образцы Е. alaskanus образовывали фертильные гибриды между собой и некоторыми сибирскими биотипами, а также с 3 биотипами Е. transbaicalensis. Однако биотип Е. kronokensis KES-9603 с Камчатки показал абсолютный барьер стерильности со всеми другими биотипами комплекса.

2. Сибирский вид Е. transbaicalensis в целом образует единый РГП, который репродуктивно абсолютно изолирован от Е. mutabilis, но по ряду характеристик перекрывается со сложно организованным РГП Е. komarovii.

3. Е. caninus и Е. mutabilis формируют индивидуальные, но тесно связанные РГП. Так, все образцы Е. caninus, в том числе из краевых популяций Исландии и Пакистана, имеют половую совместимость с сибирскими. Но при этом СФ межвидовых гибридов Fj в 4 комбинациях была также выше нуля и в поколении F2 достигала в разных комбинациях 58.6 — 78.9 %. Е. viridiglumis представляет собой остистую форму Е. mutabilis, а диагностический признак вида "длинные ости НЦЧ" контролируется одним локусом.

4. E.jacutensis и Е. macrourus формируют единый РГП. Показана возможность легкой гибридизации и взаимной интрогрессии этих видов с Е. sibiricus, особи которого образуют единый РГП на протяжении всего обширного ареала. Таксон Е. ircutensis определен нами как сборный вид, известные образцы которого включают экземпляры, тождественные E.jacutensis или МОФ, близкие к Е. mutabilis, E. caninus или Е. transbaicalensis.

5. В состав Е. sibiricus отнесена нами большая часть изученных образцов Е. pubiflorus, как одна из МОФ этого вида, однако один его биотип из Якутии JAT-8919 показал полную "самоизоляцию". Следовательно, характеризовать этот вид в целом как морфологически отклоняющиеся формы Е. sibiricus, видимо, не следует.

6. Все евроазиатские образцы широко расселившегося заносного вида Е. trachycaulus s. 1. (включая таксон Е. novae-angliae) показали взаимоотношения на уровне единого РГП по всему ареалу от Европы до северного Китая и Дальнего Востока России. Сходство электрофоретических спектров белков эндосперма у евроазиатских образцов Elymus trachycaulus и Е. novae-angliae, их принадлежность к единому РГП и моногенное наследование отличительного диагностического признака дают основание считать таксоны одним видом с приоритетным названием Е. trachycaulus (Link.) Gould ex Shinners.

7. Камчатские образцы видов Е. mutabilis, E. subfibrosus, E. charkeviczii с одной стороны и Е. kamczadalorum — с другой, формируют два отчетливо обособленных РГП, взаимная интрогрессия между которыми косвенно подтвержается только на уровне белковых компонентов.

8. Некоторые виды {Е. confusus, E. vassiljevii, E. zejensis), а также континентальные биотипы Е. subfibrosus к настоящему времени изучены абсолютно недостаточно и не отражены в модели РГП.

Большая часть отдельных РГП объединены в общий ИГП. В этом заключении мы

исходим из экспериментальных данных, а также из результатов анализа природного материала. Почти у всех созданных нами межвидовых гибридов, по крайней мере, в некоторых комбинациях скрещиваний, обнаруживалось одно или несколько завязанных зерновок. Чаще всего, завязавшиеся семена были последствием опыления нормальной пыльцой других растений, а не самоопыления. Большинство растений поколения Р2 были абсолютно стерильными, но в этом и состоит главная необходимость удачного возвратного или нормализующего скрещиваний, которые с определенной вероятностью приводят к стабилизации генома и, как следствие, межвидовой интрогрессии.

Гибридные особи, происходящие от видов с разной геномной конституцией неоднократно собирались нами в природных условиях в местах совместного произрастания родительских форм. Особенностью таких особей являются закрытые пыльники и полная семенная стерильность. Однако, существуют биологические механизмы (а также биотехнологические приемы), позволяющие преодолеть низкую совместимость разных геномов и получить репродуктивно стабильные генотипы. Половая совместимость биотипов с разной геномной конституцией соответствует -уровню, и они относятся к разным ИГЛ.

Рекомбинационные и интрогрессивные процессы (наряду со спонтанным мутагенезом) являются источником постоянного образования уникальных биотипов с разными уровнями самофертильности. С позиций таксономии наиболее дискуссионным в настоящее время является вопрос, следует ли таким гибридным особям присваивать таксономический ранг видового уровня?

Из контекста представленной работы следует и другой, не менее важный вопрос: насколько целесообразно рассматривать все скрещивающиеся особи, как один вид? Известно, что большинство признанных голарктических видов Е1ушш имеют обширные ареалы на континенте (Цвелев, 1976; Пробатова, 1985; Пешкова, 1990), следовательно, неизбежен высокий уровень всех типов изменчивости — модификационной, мутационной и комбинативной. У автогамных таксонов любой рецессивный аллель или мутация уже в следующем поколении с вероятностью 1/4 переходит в гомозиготное состояние и проявляется в фенотипе.

Нам представляется, что уровни половой совместимости ей и а2 вполне отвечают критерию принадлежности особей к одному виду. При этом все различия в морфологии особей носят характер популяционной изменчивости, но одновременно не выходят за пределы некоторого диапазона, который и является морфологическим критерием вида. В тех случаях, когда показатели скрещиваемости ниже а-уровня, или варьируют в значительных пределах (см. Е. ШсИусаШш и Е. кошагоуи), решающим критерием должно быть статистически достоверное наличие хиатуса (для количественных признаков) или альтернативных морфологических характеристик с учетом отчетливо выраженных экологических особенностей произрастания. Географический критерий может применяться к таксонам рода Е1ушш, как дополнительный, но и в этом случае через призму трех предыдущих.

Считаем необходимым еще раз высказать убеждение, что при описании новых видов трибы ТпНсгаг необходимо проводить комплексные исследования, включая анализ скрещиваемости и индивидуальной идентификации генотипов, а также обязательно представлять кроме гербарных листов семенной или посадочный

материал — носитель генотипа. Диагностические признаки следует подвергать генетическому анализу, а по каждому вновь описанному виду, подвиду, разновидности должен храниться в коллекциях живой материал, соответствующий типовым формам. Такое усиление требований абсолютно необходимо в отношении представителей трибы Triticeae, имеющей первостепенное значение в научной и хозяйственной деятельности человека. Тогда представляющие интерес генотипы будут доступны для исследований на любом уровне. В конечном результате повысится теоретическая и практическая отдача систематики растений в целом.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Агафонов А.В., Агафонова О.В. Способ идентификации генотипов многолетних злаков трибы Пшеницевые (Triticeae). A.c. СССР N 1546022. 1989.

Агафонов А.В., Агафонова О.В. Внутривидовая изменчивость проламинов пырейника сибирского, выявляемая методом одномерного электрофореза// Генетика. 1990а. Т. 26. № 2. С. 304-311.

Агафонов А.В., Агафонова О.В. Электрофоретические спектры проламина у образцов пырея бескорневищного различного происхождения // Генетика. 19906. Т. 26. № 11. С. 19922001.

Агафонова О.В., Агафонов А.В. Повышение разрешающей способности электрофоретического метода для таксономических и генетико-селекционных исследований многолетних злаков трибы Пшеницевые (Triticeae). Деп. ВИНИТИ №.2467-В91. 1991.

Агафонов А.В., Агафонова О.В. Моногенное наследование некоторых морфологических признаков у пырейника шероховатостебельного (Elymus trachycaulus), имеющих диагностическое значение в систематике//Сиб. биол. журн. 1992а. Вып. 3. С. 3-6.

Агафонов А.В., Агафонова О.В. SDS-электрофорез белков эндосперма у представителей рода пырейник (Elymus L.) с различной геномной структурой // Сиб. биол. журн. 19926. Вып. 3. С. 7-12.

Agafonov A.V. The Principle of Recombination Gene Pools (RGP) and Introgression Gene Pools (IGP) in the Biosystematic Treatment of Elymus Species. // Proc. 2nd Int. Triticeae Symp. (Logan, Utah, USA, 20-24 June 1994). 1994. P. 254-260.

Агафонов А.В., Агафонова О.В., Саломон Б., Лу Б.-Р. Репродуктивная совместимость биотипов Пырейника длинноколосого (Е. macrourus) и П. якутского (Е. jacutensis) и генетический анализ диагностического признака остистости. // Сиб. экол. журн. 1996. Т. III. № 6 С. 527-533.

Агафонов А.В. Принцип рекомбинационных (РГП) и интрогрессивных (Ш 11) генпулов в биосистематике рода Пырейник (Elymus L.) Северной Евразии // Сиб. экол. журн. 1997. Т. IY. № 1.С. 81-89.

Обухова Л.В., Генералова Г.В., Агафонов А.В., Кумарев В.П., Попова НА., Гулевич В.В. Сравнительное молекулярно-генетическое исследование глютелинов пшеницы и пырейника // Генетика. 1997. Т. 33. № 8. С. 1174-1178.

Agafonov A.V., Salomon В., Kostina E.V., Diaz О. Biosystematic relationships between Elymus komarovii (Nevski) Tzvel. and related species // Triticeae III (Ed. Jaradat A.A.), Enfield, New Hampshire, Science Publishers. 1998. P. 77-84.

Kostina E.V., Agafonov A.V., Salomon B. Electrophoretic properties and variability of endosperm proteins ofElymus caninus (L.) L. // Triticeae III (Ed. Jaradat A.A.), Enfield, New Hampshire, Science Publishers. 1998. P. 265-272.

Agafonov A.V., Baum B.R. Variation of endosperm proteins in the complex of Elymus trachycaulus (Link) Gould ex Shinners // Triticeae III (Ed. Jaradat A. A.), Enfield, New Hampshire, Science Publishers. 1998. P. 273-282.

Агафонов А.В., Баум Б.Р. Индивидуальная изменчивость и репродуктивные свойства половых гибридов внутри комплекса Elymus trachycaulus {Poaceae: Triticeae) и близких таксонов. 1. Полиморфизм запасных белков эндосперма у биотипов Северной Америки и Евразии // Turczaninovia. 2000. Т. 3. Вып. 1. С. 63-75.

Agafonov A.V., Baum B.R., Bailey L.G., Agafonova O.V. Differentiation in the Elymus dahuricus complex {Poaceae): evidence from grain prorteins, DNA, and crossability // Hereditas. 2001. Vol. 135. P. 277-289.

Agafonov A.V., Baum B.R., Bailey, L.G., Agafonova O.V., Pluksh E.R. Elymus dahuricus complex {Poaceae): variation, crossability, taxonomy // Triticeae IV (Ed. Hernandez P. et al.). Consejeria de Agricultura у Pesca, Sevilla, Spain. 2002. P. 31-36.

Agafonov A.V., Salomon B. Genepools among SH genome Elymus species in boreal Eurasia // Triticeae IV (Ed. Hernandez P. et al.). Consejeria de Agricultura у Pesca, Sevilla, Spain. 2002. P. 37-41.

Kostina E.V., Salomon В., Agafonov A.V. Biosystematic relationships between Elymus mutabilis and E. transbaicalensis {Poaceae) as indicated by morphology, grain proteins, and crossability // Triticeae IV (Ed. Hernandez P. et al.). Consejeria de Agricultura у Pesca, Sevilla, Spain. 2002. P. 63-68.

Костина E.B., Агафонов A.B. Изменчивость запасных белков и гистона HI у Elytrigia repens по данным электрофореза // Бот. журнал. 2002. Т. 87. № 3. С. 106-115.

Агафонов А.В., Илюшко М.В., Саломон Б., Диас О., вон Ботмер Р. Биосистематическое исследование Elymus komarovii {Poaceae) в сравнении с морфологически близкими таксонами Е. transbaicalensis и Е. alaskanus s. 1. // Мат-лы 1 междунар. научно-практ. конф."Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии". Барнаул: Изд-во АзБука. 2002. С. 83-95.

Агафонов А.В., Костина Е.В. Морфологическая изменчивость и полиморфизм белков эндосперма и гистона HI у типичных и отклоняющихся природных форм Elymus caninus (L.) L. {Poaceae) IIСиб. экол. журн. 2003. № 1. С. 17-27.

Агафонов А.В. Модель генпулов SH-геномных видов рода Elymus L. {Triticeae: Poaceae) Северной Евразии // Мат-лы XI съезда РБО (18-22 августа 2003г., Новосибирск-Барнаул), Барнаул. 2003. Т. 1. С. 231-233.

Baum B.R., Bailey G.L., Johnson D.A., Agafonov A.V. Molecular diversity ofthe 5S rDNA units in the Elymus dahuricus complex {Poaceae; Triticeae) supports the genomic constitutiun of St, Y, and H haplomes // Can. J. Bot. 2003. Vol. 81. P. 1091-1103.

Подписано в печать27.07.04. Формат 60x841/16. Объем 2,0 п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 97.

Ротапринт НГАУ. 630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, I1

#22135

РНБ Русский фонд

2005-4 20715

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Агафонов, Александр Викторович

Введение

Глава 1. Таксономическая, цитогенетическая и генетическая характеристика видов рода Elymus в связи с проблемой вида и внутривидовой дифференциации (обзор литературы).

1.1. Общая характеристика рода Elymus.

1.2. Геномные взаимоотношения в роде Elymus

1.3. StH-геномные виды Elymus и их родство с Elytrigia repens.

1.4. Молекулярные маркеры и их использование в изучении генетической изменчивости рода Elymus.

Белки и методы их анализа.

Методы анализа ДНК

Сравнение методов анализа белков и нуклеиновых кислот.

1.5. Проблема вида и видообразования у растений и некоторые пути ее постижения

Вавиловская концепция вида в понимании современников

Основные стандарты вида и принципы их формирования

Основные цели и методы биосистематики

Историческое развитие представлений о генпулах.

Глава 2. Материалы и методы

2.1. Растительный материал.

2.2. Экстракция белков зерновки, гистона HI и ферментов листа

Выделение изолированного эндосперма и экстракция запасных белков

Экстракция гистона HI

Экстракция ферментов листа

2.3. Электрофорез запасных белков эндосперма и гистона HI

Электрофорез проламинов в алюминий-лактатной гелево-буферной системе.

Электрофорез белков проламин-глютелинового комплекса и гистона HI

SDS-гелево-буферной системе Леммли.

Электрофорез гистона HI в уксуснокислой (АсОН) системе

Двумерный электрофорез гистона HI

Электрофорез изоферментов в крахмальном геле

2.4. Статистический анализ.

2.5. Половая гибридизация выборочных биотипов

Глава 3. Экстрактивные и электрофоретические свойства и общая характеристика специфичности запасных белков эндосперма у многолетних представителей трибы Triticeae.

3.1. Подбор оптимальных режимов для выявления экстрактивных и электрофоретических свойств белков зерновки у многолетних видов

Triticeae в целях идентификации индивидуальных растений и их потомств

Подбор оптимального экстрагирующего агента для проламиновой фракции белков эндосперма многолетних видов Triticeae

Влияние гомогенизированных тканей оболочки зерновки на качество электрофореграмм в SDS гелево-буферной системе на примере видов Elymus.

Влияние режимов экстрагирования белков эндосперма и предобработки экстрактов на компонентный состав электрофоретических спектров в SDS гелево-буферной системе

3.2. Электрофоретические свойства белков эндосперма у видов Triticeae с различной геномной конституцией и в связи с формами опыления.

Специфичность проламиновых спектров у многолетних видов Triticeae, выявляемаяв алюминий-лактатной гелево-буферной системе.

Специфичность белков эндосперма у видов Elymus с разной геномной конституцией, выявляемая SDS-электрофорезом.

3.3. Электрофоретические свойства, изменчивость и специфичность белков эндосперма и гистона HI у Elytrigia repens в сравнении с StH-геномными видами Elymus.

Общая характеристика Elytrigia repens.

Растительный материал Elytrigia repens и выборочных образцов StH-геномных видов Elymus.

SDS-электрофорез запасных белков эндосперма Elytrigia repens и выборочных образцов StH-геномных видов Elymus.

Изменчивость гистона HI, выявляемая методами одномерного и двумерного электрофореза.

Глава 4. Моделирование рекомбинационных и интрогрессивных геипулов (РГП и ИГП) как важнейшая составная часть биосистематических исследований рода Elymus

4.1. Общее введение в проблему.

4.2. Построение процедур по моделированию РГП и ИГП.

Глава 5. Комплекс Elymus trachycaulus s. 1. (Е. trachycaulus s.str., E. novae-angliae, E. kamzchadalorum) и морфологически близкие виды Е. charkeviczii, Е. subfibrosus и Е. mutabilis.

5.1. Общая характеристика евразиатских таксонов комплекса Е. trachycaulus s. 1.

5.2. Растительный материал комплекса Е. trachycaulus s. 1., Е. charkeviczii,

Е. subfibrosus и некоторых морфологически отклоняющихся форм.

5.3. Электрофоретический анализ проламинов Е. trachycaulus и Е. novae-angliae в алюминий-лактатной системе.

5.4. Электрофоретический анализ белков эндосперма Е. trachycaulus s. I.,

Е. charkeviczii, Е. subfibrosus и морфологически близких форм в

SDS гелево-буферной системе.

Электрофоретические свойства и изменчивость белков проламинглютелинового комплекса белков эндосперма trachycaulus s. 1.

Нумерический анализ полипептидных спектров

5.5. Характер репродуктивных отношений внутри комплекса Е. trachycaulus s. 1., группы морфологически близких таксонов п-ва Камчатка (Е. charkeviczii, Е. subfibrosus, Е. mutabilis) и между биотипами разных StH-геномных видов

Репродуктивные свойства половых гибридов внутри комплекса

Elymus trachycaulus s. 1.

Репродуктивные свойства гибридов в группе таксонов п-ва Камчатка

Е. charkeviczii, Е. subfibrosus, Е. mutabilis) и между выборочными биотипами из разных таксономических групп StH-геномных видов.

5.6. Наследование некоторых морфологических признаков, используемых в диагностике комплекса Е. trachycaulus s. I. и близких таксонов п-ва Камчатка (Е. charkeviczii, Е. subfibrosus, Е. mutabilis).

Генетический анализ диагностически различительного признака для видов

Е. trachycaulus s. str. и Е. novae-angliae.

Генетический анализ диагностически различительных признаков для

Камчатских популяций Elymus charkeviczii, Е. subfibrosus и Е. mutabilis

Глава 6. Внутривидовая структура Elymus caninus и характер репродуктивных отношений вида с выборочными биотипами Е. mutabilis и E.fibrosus.

6.1. Общая характеристика вида

6.2. Растительный материал типичных и морфологически отклоняющихся природных форм Elymus caninus.

6.3. Морфологическое описание и анализ изменчивости по диагностическим признакам ТФ и МОФ Е. caninus иф 6.4. Электрофоретический анализ белков эндосперма ТФ и МОФ Е. caninus в SDS гелево-буферной системе.

6.5. Электрофорез гистона HI типичных и морфологически отклоняющихся форм Е. caninus в АсОН и SDS гелево-буферных системах.

6.6. Репродуктивные свойства половых гибридов ТФ и МОФ Е. caninus

Оценка наследования и генетический анализ некоторых морфологических празнаков у типичных и отклоняющихся форм Е. caninus.

Генетический анализ диагностических признаков опушенности нижних цветковых чешуи (НЦЧ) и длины остей НЦЧ у Е. caninus.

6.7. Оценка видовой специфичности белков эндосперма и характер репродуктивных отношений между Е. caninus и Е. mutabilis и между Е. caninus и E.fibrosus.

Репродуктивные свойства гибридов между выборочными биотипами

Е. caninus и Е. mutabilis

Электрофоретическая специфичность E.fibrosus и репродуктивные свойства Ф гибридов между выборочными биотипами Е. caninus и Е. fibrosus

Глава 7. Комплекс Elymus macrourus - Е. jacutensis и проблематичный таксон Е. ircutensis.

7.1. Общая характеристика вида таксонов и цель исследования.

7.2. Растительный материал Е. macrourus, Е. jacutensis и морфологически близкого вида Е. ircutensis.

7.3. Сравнительный анализ качественной морфологической изменчивости образцов Е. macrourus, Е. jacutensis и Е. ircutensis

7.4. Электрофоретический анализ образцов Elymus macrourus, Е. jacutensis и

Е. ircutensis в SDS гелево-буферной системе.

7.5. Репродуктивные свойства половых гибридов комплекса Е. macrourus —

Е. jacutensis и морфологически близкого таксона^, ircutensis

7.6. Генетический анализ диагностически различительного признака длины

А остей НЦЧ для видов Е. macrourus и Е. jacutensis и признака опушенности ^ нижних листовых влагалищ.

Глава 8. Изменчивость и репродуктивные отношения между Elymus mutabilis, Е. viridiglumis , Е. transbaicalensis и некоторыми морфологически отклоняющимися природными формами.

8.1. Общая характеристика видов.

8.2. Растительный материал Е. mutabilis, Е. viridiglumis, Е. transbaicalensis и морфологически отклоняющихся природных форм

8.3. Сравнительный анализ морфологической изменчивости Е. mutabilis и Е. transbaicalensis в культуре.

8.4. Электрофоретический анализ образцов Е. mutabilis, Е. transbaicalensis и морфологически близких форм в SDS гелево-буферной системе.

8.5. Репродуктивные свойства внутривидовых и межвидовых половых гибридов Е. mutabilis и Е. transbaicalensis.

8.6. Генетический анализ некоторых морфологических признаков, важных для диагностики видов.

Глава 9. Elymus komarovii в сравнении с морфологически близкими таксонами Е. transbaicalensis и Е. alaskanus s. 1.

9.1. Общая характеристика Е. komarovii в сравнении с близкородственными таксонами и цель исследования.

9.2. Растительный материал Е. komarovii, Е. alaskanus s. 1. и некоторых морфологически отклоняющихся форм.

9.3.Сравнительный анализ морфологической изменчивости Е. komarovii и

Е. alaskanus s. 1.

Морфологическая изменчивость Е. komarovii с учетом некоторых морфологически отклоняющихся форм

Морфологическая характеристика изученных биотипов Е. alaskanus s. 1., включающих Е. kronokensis, Е. sajanensis и Е. hyperarcticus.

9.4. Сравнительный анализ белков эндосперма ТФ и МОФ Е. komarovii,

Е. transbaicalensis и Е. alaskanus s. I. в SDS гелево-буферной системе

9.5. Электрофоретическая изменчивость по 6 ферментным системам у растений некоторых образцов Е. komarovii, Е. transbaicalensis и Е. alaskanus s. 1.

9.6. Репродуктивные свойства внутривидовых и межвидовых половых гибридов.

Репродуктивные свойства внутривидовых гибридов Е. komarovii и

Е. alaskanus s. 1.

Репродуктивные свойства гибридов между выборочными биотипами

Е. komarovii, Е. transbaicalensis и Е. alaskanus s. 1.

9.7. Оценка характера наследования и генетический анализ некоторых морфологических признаков, важных в диагностическом отношении.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Система рекомбинационных и интрогрессивных генпулов StH-геномных видов рода Elymus L. Северной Евразии"

Сменяются поколения организмов животного и растительного мира, сменяются поколения исследователей, но изучение вида и видообразования и в третьем тысячелетии останется одной из фундаментальных проблем биологии. В рамках краткого литературного обзора, предваряющего изложение результатов исследований автора, нет возможности подробно осветить историю становления и развития науки о виде в прошлых веках, включая XX. Остается только пожелать, чтобы в будущем были созданы и увидели свет русскоязычные научные труды, соизмеримые по глубине проработки фундаментальной проблемы вида и видообразования, а также методологии ее разработки, с лучшими монографиями ушедшего века (Комаров, 1940; Розанова, 1946; Синская, 1948; Завадский, 1961; 1968; Шмальгаузен, 1968) и с сериями работ А. Тахтаджяна (1955; 1970; 1972; 1991), Н.Тимофеева-Ресовского и соавт. (1958; 1969; 1973). Безусловно, этот перечень должен быть продолжен. Ко многим публикациям мы еще неоднократно обратимся при анализе отдельных положений с позиций наших исследований рода Elymus.

Несмотря на многовековую историю категории вида, заочную дискуссию о различных взглядах на вид как ТАКСОН, или на вид как СИСТЕМУ, имеет смысл вести с авторами, начиная с периода Н.И. Вавилова и его фундаментального труда "Линнеевский вид как система" (Vavilov, 1931; Вавилов, 1931), т.е. с 30-х годов прошлого столетия. Весь предыдущий период, период так называемого "накопления фактического материала", в большей степени представляет интерес с позиций философии. Тем не менее, среди самых ярких достижений того времени, оказавших неоценимое влияние на все последующие разработки по проблемам растительного мира, безусловно следует назвать создание современной системы классификации растений Карла Линнея (Linnaeus, 1753), а также открытие (Mendel, 1866; 1869;) и переоткрытие (Correns, 1900; Tschermak, 1990; Vries, 1990) законов Менделя. Именно с именем Линнея связывают утверждение в научном обиходе бинарной номенклатуры видов, несмотря на то, что приоритет ее создания и введения принадлежит английскому биологу Джону Рею (Завадский, 1968).

Переоткрытие же законов Менделя в 1900 г. имело своим результатом создание новых методов селекции растений и резкое повышение продуктивности сельского хозяйства (Ruckenbauer, 1999). В основе такого рывка было более глубокое понимание роли наследственности на принципиально новом теоретическом уровне и использование законов зарождающейся генетики в практических целях.

Безусловно, именно зарождение генетики и бурное развитие смежных наук привело Н.И. Вавилова к пониманию необходимости рассматривать вид как сложную, динамичную, развивающуюся систему. И этот тезис неоднократно приводится при ретроспективном анализе становления синтетической концепции вида и систематики растений как науки (Завадский, 1968; Концепции вида., 1983; Агаев, 1987). Однако необходимо отметить, что за весь прошедший период несравненно большее внимание уделялось процессам микро- и макроэволюции, а также иерархической организации таксонов у животных организмов и перекрестноопыляющихся видов растений, к которым вполне приложимы модели панмиксии и большинства пре- и пост-зиготических механизмов репродуктивной изоляции (Завадский, 1968; Майр, 1974; Алтухов, 1989; Stace, 1980; Arnold, 1997). Значительная часть теоретической аргументации по проблеме видообразования может быть охарактеризована как "весьма дискуссионная" в отношении таксонов с преимущественным самоопылением или апомиктичным способом размножения.

Среди всех обстоятельств, затрудняющих понимание и моделирование видообразовательных процессов, особенно у растений, следует назвать два наиболее существенных:

1. Неповторимость природных условий и многообразие элементарных актов микроэволюции, приводящих к появлению уникальных особей и локальных популяций, способных к динамическому развитию и воспроизводству. В самом деле, по сложности и числу уровней организации ЖИВЫЕ системы на много порядков превосходят любые системы НЕЖИВЫЕ, и это значительно уменьшает одну из важнейших составляющих научного познания — ВОСПРОИЗВОДИМОСТЬ результатов изучения ботанических объектов. В публикациях последних лет проблема неадекватности полученных данных и их трактовок наиболее остро была поднята в работе М.Г. Агаева (1992). В рамках представленной работы нам не раз предстоит вернуться к проблемной связке "сложность объектов ботанических исследований - снижение объективности результатов".

2. Множество теоретических и экспериментальных работ, запутывающих исследователя изобилием общеботанических и узкоспециальных категорий, а также совершенно противоречивыми трактовками одних и тех или аналогичных явлений применительно к разным таксономическим группам, или наоборот, попытками экстраполировать подмеченные частные явления на широкий круг растительных объектов.

Бурное развитие технологий и общий прогресс науки в 19 и 20 веках укрепили веру ботаников в возможность создания в обозримом будущем единой общепризнанной системы таксонов растительного мира. К сожалению, чем дальше, тем чаще высказывается мысль, что вид — понятие искусственное, больше полезное с практических позиций, чем объективно отражающее реальное явление (Завадский, 1968; Грант, 1984;. Cronquist, 1978; Barkworth, 1994). С еще большим сожалением можно отметить, что на основании практических результатов многолетних исследований рода Elymus автор представленной работы также склоняется к этому выводу, несмотря на глубочайшее уважение к исследователям, продолжающим теоретические разработки синтетической концепции вида и полное пониманее объективной необходимости углубления этих разработок.

Актуальность проблемы

Оставаясь малоизученными близкими сородичами основных хлебных культур, многолетние злаки трибы Triticeae Dum. привлекают в последние годы внимание исследователей, как неисчерпаемый резерв для улучшения и обогащения культурных злаков многими ценными качествами, в первую очередь генетически детерминированными признаками устойчивости к неблагоприятным условиям среды и многим грибковым, бактериальным и вирусным заболеваниям. В то же время природное биоразнообразие многолетних злаков трибы и их роль в растительных сообществах несопоставимы по значимости с весьма ограниченными сведениями об их видовом составе, геномной организации, филогении, репродуктивных отношениях и об общем генетическом потенциале.

Род Elymus L. (пырейник, или волоснец)— самый крупный род трибы Triticeae семейства Poaceae Barnh., объединяющий относительно короткоживущие, самоопыляющиеся и исключительно полиплоидные виды многолетних трав. Апомиксис, как форма размножения отмечен лишь у некоторых австралийских видов. По современным оценкам род Elymus насчитывает от 150 (Love, 1984; Dewey, 1984) до 200 (Цвелев, 1991; Barkworst, 2002) таксонов видового ранга, что в несколько раз больше, чем во втором по величине роде трибы Hordeum L. Виды рода Elymus широко распространены в мире — Европе, Азии, Северной и Южной Америке, Северной Африке, Австралии и Новой Зеландии, встречаясь в зонах от Арктики и умеренного пояса до субтропиков, но основным центром разнообразия является

Центральная Азия, где произрастает не менее половины всех известных видов этого рода (Lu, 1994; Salomon et al., 1997). Представителей рода можно встретить на лугах, в полупустынях, на горных склонах и в долинах, среди кустарников, на лесных полянах на высотах от уровня моря до 5000 м выше.

Многие виды Elymus представляют интерес как кормовые интродуценты (Макарова, 1965; Денисов, 1980; Дикорастущие кормовые., 1982; Walton, Aung, 1989; Asay, 1992) и как потенциальные доноры полезных признаков для улучшения хлебных культур, поскольку триба Triticeae содержит три самые важные зерновые культуры — пшеницу, рожь и ячмень (Цицин, 1954; 1981; Цицин, Петрова, 1963; 1976; Dewey, 1984; Sharma, Baenziger, 1986; Lu, Bothmer 1990; Dong et al., 1992).

Хромосомная основа (геном) рода Elymus L. представлена пятью гапломами "S", "Н", "Y", "Р", "W" в различных комбинациях. К настоящему времени идентифицировано 7 стабильных гапломных комбинаций: SSHH и SSYY — для тетраплоидов (2n=4x=28), SSHHYY, SSYYWW, SSYYPP, SSSSHH и SSSSYY — для гексаплоидов (2п=6х=42). Последние данные о геномной конституции вида Elytrigia repens (S1S1S2S2HH) свидетельствуют о наличии Н-генома, полученного от предковых форм Hordeum, и, следовательно, о близком родстве Elytrigia repens с SH-геномными видами рода Elymus L. (Assadi, 1994). Согласно геномной системе классификации виды Elytrigia по Н. Н. Цвелеву (1987), имеющие S и SP геномы, предлагается относить к роду Pseudoroegneria, а виды с SSH геномом (в том числе Elytrigia repens) — к роду Elymus (Assadi, Runemark, 1995). Это согласуется с более ранней точкой зрения о необходимости включения Е. repens в род Elymus в составе секции Elytrigia (Melderis 1978), тем не менее, в отечественной литературе вид традиционно относят к роду Elytrigia.

Согласно номенклатуре геномных символов, разработанной для трибы Triticeae (Wang et al., 1994), гаплом "S" получил обозначение "St", однако до настоящего времени в литературе используются оба символа.

По новейшей сводке сосудистых растений (Черепанов, 1995) на территории России вместе с сопредельными государствами произрастает 72 вида рода Elymus. В России наибольшее число видов Elymus (34) распространено в Сибири и на Дальнем Востоке (Цвелев, 1976; Пробатова, 1985; Пешкова, 1990), из них не менее 20 относятся к StH-геномной группе. За период времени с предыдущей сводки (Черепанов, 1981) было описано 13 видов Elymus. Кроме того, предлагаются к признанию, как 5 новых видов, образцы из экспедиционных сборов последнего десятилетия (Котухов, 1999).

Можно предположить, что часть из них представляют собой единичные гербарные образцы, морфологически отклоняющиеся от типовых экземпляров в силу естественной комбинативной, мутационной и модификационной изменчивости или гибридного происхождения. Естественная морфологическая изменчивость и фенотипическая пластичность под влиянием условий среды, а также весьма распространенная спонтанная межвидовая и межродовая гибридизация существенно затрудняют объективную систематизацию таксонов внутри рода, и эта проблема до настоящего времени остается наиболее дискуссионной (Salomon, Lu, 1992; Jensen, Chen, 1992; Barkworth, 1994). Данные о внутривидовых пределах изменчивости и общем потенциале рода во многом противоречивы. Сведения о способности особей одного и того же или разных таксонов к формообразованию через половую гибридизацию, а также о преимущественных и факультативных формах размножения в гетерогенных популяциях практически отсутствуют.

Трудно поддаются идентификации многие природные образцы, крайне мало сведений о наследственной природе признаков, как диагностических, так и хозяйственно-ценных. К настоящему времени классификация рода все еще не является полной. Почти для 40 % азиатских видов не установлена геномная формула, причем для некоторых из них даже не определены хромосомные числа. Все вышесказанное осложняет решение задач по сохранению и рациональному использованию обширного генофонда рода Elymus.

Анализ изоферментных систем у многих видов Elymus показал их относительно низкую изменчивость, не позволяющую различать отдельные генотипы, а также определенную зависимость изозимного спектра от условий внешней и внутренней среды (Яаска, Яаска, 1977; Агафонова, Агафонов, 1987; Jaaska,1992; Diaz at al, 1998; 1999).

Известно, что запасные белки эндосперма однолетних хлебных злаков трибы характеризуются значительным внутривидовым полиморфизмом и независимостью компонентного состава белков на электрофореграммах от условий произрастания (Elton, Ewart, 1962; Shewry, 1978; Конарев, 1983; Созинов, 1985). Доступность семенного материала и высокая воспроизводимость результатов электрофоретического анализа делают белки эндосперма удобными генетическими маркерами для идентификации сортов зерновых, установления их генеалогии и микроэволюционных преобразований. Однако для решения аналогичных задач у многолетних представителей трибы, как дикорастущих, так и интродуцированных, этот метод пока не получил широкого применения.

В самые последние годы большое внимание уделяется исследованиям дикорастущих растений с привлечением методов молекулярного маркирования, где акцент в первую очередь делается на биополимеры — ДНК и РНК (Антонов, 1999; 2000; Schneider et al., 2000). Однако анализ литературных данных показывает, что эти методы довольно дорогостоящи и эффективны только при углубленных исследованиях узкого круга модельных объектов или при постановке определенных филогенетических задач на макроэволюционном уровне. Кроме того, при использовании этих методов чаще всего требуется живой материал, а это означает, что обширные коллекции гербарного и семенного материала, потерявшего всхожесть, в настоящее время остаются невостребованными для молекулярных исследований. Сравнение результатов исследований на видах Elymus с помощью молекулярных маркеров (Sun et al., 1998; Diaz et al., 1999) и методом электрофореза белков эндосперма, используемого в нашем исследовании, показал, что данный метод не только не уступает по эффективности изучения структуры видов и микроэволюционных процессов, но позволяет исследовать образцы семян после длительных сроков хранения.

Исходя из прикладных проблем селекции пшениц и их ближайших диких сородичей, Харлан и де Вит (Harlan and de Wet, 1971) предложили концепцию первичных (GP-1), вторичных (GP-2) и третичных (GP-3) генпулов (gene pool). Эта система формально не является таксономической, так как отражает потенциальную способность генотипов дикорастущих видов из разных систематических групп к перекомбинации генетического материала, проводимой в целях обогащения генофонда зерновых культур новыми наследственными качествами. Аналогичная система генпулов, предложенная Ботмером и соавторами для ячменей (Bothmer et al., 1992), включает в себя в общем виде некоторые таксоны многолетних трав.

Поскольку процессы репродукции являются одним из основных факторов стабильности таксона во времени и лежат в основе любой концепции вида, представляется целесообразным конкретизировать и развить представления о генпулах внутри рода Elymus на основе объединения методологий двух направлений в ботанических исследованиях — классической систематики и генетики популяций. Конечной целью исследований должно стать создание частной биосистематики рода, сочетающей классические принципы классификации бипарентальных растений (в том числе факультативных самоопылителей) и современные разработки генетики и селекции (в части, касающейся вопросов динамики популяций и видообразования).

Цель и задачи исследований

Целью исследований являлось биосистематическое изучение Евроазиатских StH-геномных видов рода Elymus L. и создание модели генпулов, отражающей отношения скрещиваемости между конкретными биотипами этой группы видов. Для достижения цели было необходимо поставить и решить следующие задачи:

1. Пополнение живой коллекции видов и биотипов рода Elymus, установление их таксономии и современной номенклатуры;

3. Выращивание и размножение отдельных типичных и морфологически отклоняющихся биотипов в условиях культуры;

4. Анализ диапазона генотипической и модификационной изменчивости применительно к диагностическим и маркерным морфологическим признакам;

5. Проведение гибридизации особей, принадлежащих к одному или разным близкородственным видам и различающихся по морфологическим или эколого-географическим характеристикам;

6. Изучение фертильности гибридов в поколениях F!-F4 при свободном опылении и в режиме самоопыления, отбор форм, сочетающих признаки разных видов в результате интрогрессии;

7. Проведение генетического анализа некоторых морфологических признаков, важных для таксономии рода;

8. Моделирование системы рекомбинационных и интрогрессивных генпулов внутри рода Elymus, разработка предложений и рекомендаций, касающихся ревизии видового состава Северной Евразии.

Защищаемые положения

1. Разработанный принцип рекомбинационных (РГП) и интрогрессивных (ИГП) генпулов в исследовании StH-геномных видов Elymus объединяет основные критерии межвидовой и внутривидовой дифференциации (репродуктивную, морфологическую, эколого-географическую и генетическую).

2. al-уровень половой совместимости потенциальных родительских биотипов позволяет проводить корректный генетический анализ различительных признаков, в том числе диагностических и необходимых для целей биосистематики. 3. Электрофорез запасных белков из изолированного эндосперма индивидуальных зерновок является доступным, малозатратным и в то же время эффективным способом идентификации генотипов для решения частных вопросов о структуре, динамике и взаимоотношениях видов рода Elymus.

Научная новизна работы

Сформулирован принцип исследования и построена модель рекомбинационных (РГП) и интрогрессивных (ИГП) генпулов, отражающая взаимоотношения скрещиваемости в группе евроазиатских StH-геномных видов Elymus.

Впервые проведен генетический анализ некоторых морфологических признаков, важных в диагностическом отношении; положено начало для создания каталога по числу генов (хромосомных локусов), контролирующих альтернативные морфологические признаки у видов Elymus.

Теоретическое и практическое значение работы

1. Разработанный и апробированный метод электрофоретической идентификации генотипов у многолетних злаков трибы Triticeae и результаты, полученные на модельных объектах рода Elymus, могут быть использованы для решения следующих задач: а) регистрация идентичности и уровня гетерогенности коллекционных образцов в генбанках и семенотеках; б) изучение диапазона изменчивости, процессов гибридизации и интрогрессии в природных и интродукционных популяциях и установление преимущественных форм опыления; в) выявление филогенетических связей в родовых комплексах и прогнозирование скрещиваемости у биотипов с различающимися эколого-географическими и морфологическими характеристиками; г) маркирование базисных геномов (гапломов), отдельных хромосом и генетических систем, контролирующих конкретные признаки.

2. На основе принципа РГП и ИГП и с учетом созданной модели генпулов может быть продолжена теоретически и экспериментально обоснованная ревизия видов рода Elymus с оценкой их генетического потенциала и способности к микроэволюционным преобразованиям.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены на IV Всесоюзном симпозиуме "Молекулярные механизмы генетических процессов" (Москва, 1987), на V съезде ВОГиС им. Вавилова (Москва, 1987), на IV Всесоюзном совещании по хемосистематике и эволюционной биохимии высших растений (Москва, 1990), на 72-м ежегодном совещании Тихоокеанского Отделения Американской Ассоциации по развитию науки (Логан, штат Юта, США, 1991), на 1, 2, 3 и 4 Международных симпозиумах по Пшеницевым (Хелсинборг, Швеция, 1991; Логан, Юта, США, 1994; Алеппо, Сирия, 1997; Кордоба, Испания, 2001), на Международной конференции по анатомии и морфологии растений (Санкт-Петербург, 1997), на II Международной конференции по однодольным (Сидней, Австралия, 1998), на XVI международном ботаническом конгрессе (Сан-Луис, Миссури, США, 1999), на X Московском совещании по филогении растений (Москва, 1999), на Менделевском Столетнем конгрессе (Брно, Чехия, 2000), на 1 международной конференции "Проблема вида и видообразования" (Томск, 2000), на 1 и 2 международных научно-практических конференциях "Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии" (Барнаул, 2002, 2003), на XI съезде Российского ботанического общества (Новосибирск-Барнаул, 2003), на 3 международной научной конференции "Биологическое разнообразие. Интродукция растений" (Санкт-Петербург, 2003).

Финансовая поддержка получена от РФФИ, гранты № 98-04-49570, № 01-04-49236, № 04-04-48720.

Заключение Диссертация по теме "Ботаника", Агафонов, Александр Викторович

Заключение

Общеизвестно, что дикорастущие растения существенно уступают культурным по степени изученности, поэтому любая объективная информация о дикорастущих представляет безусловную ценность для науки. Но предварительно любая информация об объекте должна быть тщательно проанализирована с тем, чтобы отбросить случайные "шумы" и сделать корректные выводы. И в этом смысле род Elymus занимает промежуточное положение в трибе Triticeae между хорошо изученными хозяйственно-важными растениями с одной стороны, и теми дикорастущими, которые до настоящего времени известны только по гербарному материалу — с другой. В соответствии с прямыми цитогенетическими данными по геномной конституции, 9 сибирских и дальневосточных видов имеют StH-геномную формулу, еще 11 видов отнесены нами к этой группе на основании результатов морфологического и гибридологического анализов.

Многолетний опыт изучения евроазиатских StH-геномных видов Elymus и StHY-геномного комплекса Е. dahuricus в естественных условиях, а также результаты экспериментов при выращивании особей в открытом грунте и в климокамере позволяют сформулировать некоторые общие особенности видов этой группы.

Большинство видов Elymus экологически пластичны и занимают различные местообитания, часто с повышенной степенью естественных сукцессии (высохшие русла или берега рек и ручьев), а также нарушенные антропогенные местообитания (обочины дорог и троп, ж/д насыпи, границы лесопосадок и т.д.). Самоопыление, как основная форма размножения видов Elymus, обеспечивает высокую семенную продуктивность вне зависимости от численности популяции. Вместе с относительно коротким жизненным циклом особей это обусловливает высокую пространственную "подвижность" генофонда.

Широкий диапазон внешних условий, обеспеченный значительным географическим ареалом большинства видов и случайными "шумами" индивидуальных режимов произрастания, ведут к значительным модификационным сдвигам в морфологии особей. При этом некоторые виды различают на основании количественных характеристик и признаков.

Многочисленные указания в литературе об определенной склонности видов Elymus к межвидовой гибридизации подтверждаются нашими исследованиями. Большинство видов имеют широкие ареалы и часто совместно произрастают с другими видами рода (одним или более). Хазмогамный тип цветения большинства видов (см. рис. 54) способствует перекрестному опылению, особенно, при нарушениях в формировании собственной жизнеспособной пыльцы в некоторых колосьях конкретной особи. Результатом спонтанной гибридизации является наличие в коллекционных сборах морфологически отклоняющихся форм (МОФ), среди которых идентифицируются полностью или частично стерильные межвидовые гибриды, а также самофертильные особи, несущие признаки межвидовой интрогрессии.

В наших опытах установлено, что у StH-геномных видов Elymus в норме самоопыление обеспечивается рядом факторов:

1. Достаточным количеством собственной пыльцы, которая созревает одновременно с женскими гаметофитами.

2. Отсутствием генетических систем самонесовместимости, функционирущих на пре-зиготических стадиях образования зародышей.

3. Аллотетраплоидной природой генома, обеспечивающей необходимый уровень гетерозиготности по большому числу жизненно важных генетических систем.

Самоопыление после мейотической рекомбинации хромосом в сочетании с отбором делают возможным закрепление новых адаптивных или нейтральных наследственных комбинаций, а также элиминацию полулетальных и летальных генов на протяжении всего нескольких поколений. Тогда при многократной смене поколений радикалы видов могут претерпевать существенные изменения, которые, однако, трудно отличить от явлений естественной внутривидовой (популяционной) изменчивости, в основе которой лежит множественный аллелизм. В ряде случаев результатом морфологического анализа гербарного материала становится описание новых видов там, где следует констатировать модификационную или менделевскую изменчивость, в то время как реальные последствия микроэволюционной дивергенции часто остаются не идентифицированными.

Исследования, проведенные на основе сформулированного нами принципа рекомбинационных (РГП) и интрогрессивных (ИГП) генпулов (Agafonov, 1994; Агафонов, 1997), позволили ответить на некоторые вопросы, связанные с внутри- и межвидовой дифференциацией StH-геномных видов Elymus. Полиморфные системы запасных белков эндосперма (проламин-глютелиновый комплекс), выявляемые ПААГ-электрофорезом, зарекомендовали себя как наиболее удобные генетические маркеры для изучения внутренней структуры таксонов и их филогенетических отношений, а также для идентификации гибридных особей и регистрации интрогрессивных явлений в поколениях.

В северной Евразии произрастает большое число видов, состоящих из морфологически близких биотипов. Каждый из них имеет тот или иной комплекс признаков, формирующихся при взаимодействии генотипа с внешней средой. В категориях популяционной генетики, каждый конкретный биотип несет определенный набор аллелей многих хромосомных локусов, контролирующих признаки, в том числе морфологические, визуально различимые. Результаты искусственной половой гибридизации, проведенной к настоящему времени в 267 внутри- и межвидовых комбинациях, отчетливо показали, что между большинством видов не существует абсолютных репродуктивных барьеров. В эксперименте показана возможность рекомбинационных и интрогрессивных процессов, которые обеспечиваются целым рядом механизмов, включающих возвратные и стабилизирующие скрещивания. Прохождение аналогичных процессов в природных популяциях подтверждается наличием в коллекционных сборах наряду с типичными формами (ТФ), определенного числа морфологически отклоняющихся форм (МОФ).

Генофонд, внутри которого может проходить перераспределение аллелей при смене поколений у растений, часто не соответствует ни таксономическим, ни популяционно-генетическим единицам. Эта совокупность потенциально скрещивающихся особей (генотипов) образует рекомбинационный генпул (РГП). По результатам гибридизации StH-геномных видов Elymus северной Евразии (табл. 54) нами построена приблизительная модель генпулов этой группы видов (рис. 76). Ниже приводится краткий комментарий по отдельным видам и близкородственным комплексам.

3. Е. caninus и Е. mutabilis формируют индивидуальные, но тесно связанные РГП. Так, все образцы Е. caninus, в том числе из краевых популяций Исландии и Пакистана, имеют половую совместимость с сибирскими. Но при этом СФ межвидовых гибридов F] в 4 комбинациях была также выше нуля и в поколении F2 достигала в разных комбинациях 58.6 - 78.9 %. Е. viridiglumis представляет собой остистую форму Е. mutabilis, а диагностический признак вида "длинные ости НЦЧ" контролируется одним локусом.

7. Камчатские образцы видов Е. mutabilis, Е. subjibrosus, Е. charkeviczii с одной стороны и Е. kamczadalorum — с другой, формируют два отчетливо обособленных РГП, взаимная интрогрессия между которыми косвенно подтвержается только на уровне белковых компонентов.

8. Некоторые виды (Е. conjusus, Е. vassiljevii, Е. zejensis) а также континентальные биотипы Е. subjibrosus к настоящему времени изучены абсолютно недостаточно и не отражены в модели РГП.

Как было показано в предыдущих главах, именно в пределах совокупности особей с половой совместимостью уровня al (в некоторых случаях и а2) можно проводить корректный генетический анализ признаков, проливающий свет на многие проблемы микроэволюционной дифференциации видов. Итоговые результаты проведенного нами генетического анализа некоторых морфологических признаков, важных в диагностическом отношении, приводятся в табл. 55.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Агафонов, Александр Викторович, Новосибирск

1. Агаев М. Г. Вавиловская концепция вида и ее развитие // Генетика. 1987. № 11. С. 1949-1969.

2. Агаев М. Г. Вид как основная единица биологического разнообразия. Биологическое разнообразие: подходы к изучению и сохранению // Мат-лы конф. БИН РАН и ЗИН РАН. JI. (СПб), 1992. С. 132-137.

3. Агаев М. Г. Фундаментальное определение вида и его концептуальное обоснование // Проблемы ботаники на рубеже XX-XXI веков. Тез. докл. И(Х) съезда РБО (26-29 мая 1998 г., Санкт-Петербург). СПб: Ботанический институт РАН. 1998. Т. 2. С. 145.

4. Агафонов А. В. Метод оценки фенотипического выражения признака остистости у волоснеца сибирского (Elymus sibiricus L.) // Сиб. вестник с/х науки. 1983. № 6. С. 34-36.

5. Агафонов А. В. Дифференциальная С-окраска хромосом пырейника (волоснеца) сибирского (Elymus sibiricus L.) // Цитология и генетика. 1991. Т. 25. № 2. С. 24-28.

6. Агафонов А. В. Полиморфизм и специфичность запасных белков эндосперма у представителей рода Пырейник (Elymus L.). Канд. дисс. научн. докл. Новосибирск: Центральный сибирский ботанический сад СО РАН. 1996. 16 с.

7. Агафонов А. В. Принцип рекомбинационных (РГП) и интрогрессивных (ИГП) генпулов в биосистематике рода Пырейник (Elymus L.) Северной Евразии // Сиб. экол. журн. 1997. Т. IV. № 1. С. 81-89.

8. Агафонов А. В. Роль спонтанной гибридизации и интрогрессии в поддержании полиморфизма и "размывании границ" природных таксонов рода Elymus L. // Мат-лы X Московского совещания по филогении растений. Москва. 1999. С. 8-10.

9. Агафонов А. В. Модель генпулов SH-геномных видов рода Elymus L. (Triticeae: Роасеае) Северной Евразии // Мат-лы XI съезда РБО (18-22 августа 2003 г., Новосибирск-Барнаул). Барнаул: Изд-во АзБука. 2003. Т. 1. С. 231-233.

10. Агафонов А. В. Внутривидовая структура и репродуктивные отношения между Elymus mutabilis и Е. transbaicalensis (Роасеае) в Южной Сибири с позиций таксономической генетики // Генетика. 2004 (в печати).

11. Агафонов А. В., Тарасенко Н. Д., Митрофанова Н. В. Изменение признака остистости у волоснеца сибирского с помощью индуцированного мутагенеза. // Сиб. вестник с/х науки. 1980. №5. С. 31-34.

12. Агафонов А. В., Агафонова О. В. Способ идентификации генотипов многолетних злаков трибы Пшеницевые (Triticeae). А. с. СССР № 1546022.1989.

13. Агафонов А. В., Агафонова О. В. Внутривидовая изменчивость проламинов пырейника сибирского, выявляемая методом одномерного электрофореза // Генетика. 1990а.1. Т. 26. №2. С. 304-311.

14. Агафонов А. В., Агафонова О. В. Электрофоретические спектры проламина у образцов пырея бескорневищного различного происхождения // Генетика. 19906. Т. 26. № 11. С. 1992-2001.

15. Агафонов А. В., Агафонова О. В. Моногенное наследование некоторых морфологических признаков у пырейника шероховатостебельного (.Elymus trachycaulus), имеющих диагностическое значение в систематике // Сиб. биол. журн. 1992а. Вып. 3. С. 3-6.

16. Агафонов А. В., Агафонова О. В. SDS-электрофорез белков эндосперма у представителей рода пырейник (Elymus L.) различной геномной структурой // Сиб. биол. журн. 19926. Вып. 3. С. 7-12.

17. Агафонов А. В., Стружкина О. А., Батурин С. О. SDS-электрофорез белков эндосперма индивидуальных семян Роа pratensis L. (Poaceae) в эколого-генетических исследованиях // Сиб. экол. журн. 2001. № 6. С. 723-728.

18. Агафонов А. В., Костина Е. В. Морфологическая изменчивость и полиморфизм белков эндосперма и гистона HI у типичных и отклоняющихся природных форм Elymus caninus (L.) L. (Poaceae) II Сиб. экол. журн. 2003. № 1. С. 17-27.

19. Агафонов А.В., Сухарева Н.Б., Батурин С.О., Стружкина О.А. Идентификация апомиксиса у Роа pratensis L. при помощи SDS-электрофореза запасных белков эндосперма // Известия РАН. Сер. биол. 2004. № 1. С. 47-53.

20. Агафонова О. В. Генетический анализ признака короткоостости у пырейника сибирского // Докл. Акад. Наук. 1997. Т. 352, № 4. С.569-571.

21. Агафонова О. В. Существует ли геномная специфичность в роде пырейник // Докл. Акад. Наук. 1997. Т. 355, № 6. С. 838-840.

22. Агафонова О. В. Морфогенетический потенциал рода Пырейник (Elymus L.) ивозможности его использования в интродукции и селекции. Автореф. докт. биол. наук. Новосибирск: Центральный сибирский ботанический сад СО РАН. 1997. 32 с.

23. Агафонова О. В., Агафонов А. В. Повышение разрешающей способности электрофоретического метода для таксономических и генетико-селекционных исследований многолетних злаков трибы Пшеницевые (Triticeae). Деп. ВИНИТИ № 2467-В91. 1991. 11с.

24. Алтухов Ю. П. Генетические процессы в популяциях. М.: Наука. 1983. 280 с.

25. Антонов А. С. Существуют ли молекулярные предпосылки ревизии филогении и системы высших растений? // Журн. общ. биол. 1999. Т. 60. № 3. С. 245-276.

26. Антонов А. С. О возможных причинах расхождения взглядов фено- и геносистематиков на филогению и систему высших растений // Бот. журн. 2000. Т. 85. № 1. С. 3-11.

27. Антонов А. С. Основы геносистематики высших растений. М.: МАИК «Наука/Интерпериодика», 2000. 135 с.

28. Арефьева JI. П., Семихов В. Ф., Прусаков А. Н. Изучение иммунохимических отношений злаков с однодольными // Изв. АН. Сер. биол. 1993. № 3. С. 376-384.

29. Базилевская Н. А. Проблема вида в трудах советских ботаников // Анналы биологии. М.: Изд-во МГУ. 1959. Т. 1. С. 125.

30. Бебякин В. М., Душаева Н. А., Кумаков А. В. Генетический анализ компонентного состава глиадина мягкой пшеницы // Генетика. 1981. Т. XVII. № 9. С. 1653-1657.

31. Беляев А. И., Бердников В. А. Полиморфизм и локализация генов гистона HI у гороха (Pisum sativum L.) // Генетика. 1981. Т. XVII. № 3. С. 498-504.

32. Беляев А. И., Бердников В. А. Внутривидовой полиморфизм гистона дикорастущих видов бобовых // Генетика. 1985. Т. XXI. № 4. С. 605-613.

33. Благовещенский А. В., Александрова Е. Г. Биохимические основы филогении высших растений. М.: Наука. 1974. 101 с.

34. Букасов С. М. Картофели Южной Америки и их селекционные качества. Бюлл. прикл. ботан. генет. и селекции. 1933. №. 58. С. 192.

35. Вавилов Н. И. Центры происхождения культурных растений. JI. 1926.

36. Вавилов Н. И. Линнеевский вид как система // Труды по прикл. бот., генет. и селекц. 1931. Т. XXVI. Вып. 3. С. 109-134.

37. Вавилов Н. И. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Саратов: Губполитграфотдел. 1920. 16 с.

38. Вавилов Н. И. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. М.—JI.: Сельхозгиз, 1935. 56 с.

39. Вавилов Н. И. Мировые ресурсы сортов хлебных злаков, зерновых, бобовых, льна и их использование в селекции. Опыт агроэкологического обозрения важнейших полевых культур. M.-JL: Изд-во АН СССР. 1957. 463 с.

40. Вавилов Н. И. Новая систематика культурных растений // Избр. труды. M.-JL: Наука.1962. Т. 3. С. 492.

41. Вавилов Н. И. Мировые ресурсы сортов хлебных злаков, зерновых бобовых, льна и их использование в селекции. Пшеница. М.-Л.: Наука. 1964. 123 с.

42. Вавилов Н. И. Линнеевский вид как система // Избр. труды. М.-Л.: Наука. 1965. Т. 5. С.233.

43. Вавилов Н. П., Якушкина О. В. К филогенезу пшениц // Избр. труды. М.-Л.: Наука. 1962. Т.З.С. 379.

44. Васильев В. Н. Новые виды регнерии северо-востока Азии // Бот. мат. герб. Бот. инст. АН СССР. 1954. Т. XVI. С. 56-58.

45. Ворошилов В. Н. О составе флоры Советского Дальнего Востока// Бюлл. МОИП. 1990. Т. 95. Вып. 2. С. 89-95.

46. Гаврилюк И. П. Иммунохимический анализ растительных белков в связи с селекцией на качество // Растит, белки и их биосинтез. М.: Наука. 1975. С. 31-38.

47. Гаврилюк И. П., Сатбалдина С. Т. Белки семян бобовых, их состав и специфичность по данным иммунохимического анализа // Труды по прикл. бот., генет. и селекц. 1973. Т. 53. Вып. 1.С. 107-135.

48. Голоскоков В. В. Новые виды злаков из Казахстана // Бот. мат. Л.-М. 1951. Т. XIV. С. 72-74.

49. Горячковская Т. Н., Железнов А. В., Железнова Н. Б., Пельтек С. Е. Полиморфизм запасных белков в популяциях житняка гребенчатого Agropyron cristatum L. // Генетика. 1995. Т. 31. № 1.С. 68-71.

50. Грант В. Видообразование у растений. М.: Мир, 1984. 528 с.

51. Денисов Г. С. Кормовые культуры в зоне вечной мерзлоты. М.: Россельхозиздат, 1980. 182 с.

52. Дикорастущие кормовые злаки Советского Дальнего Востока / Под ред. С.С. Харкевича. М.: Наука. 1982. 240 с.

53. Завадский К. М. Учение о виде. Л.: Наука. 1961. 254 с. Завадский К. М. Вид и видообразование. Л.: Наука, 1968. 404 с. Клечковская М. С. Интродукция и перспективы селекции Пырейника собачьего // Бюлл. ГБС. 1989. Вып. 151. С. 35-10.

54. Кожевников Ю. П. Популяционно-генетическая изменчивость видов и ее отражение в систематике растений // Бот. журн. 1987. Т. 72. № 7. С. 874-886.

55. Комаров В. Л. Учение о виде у растений. М.-Л.: Изд-во АН СССР. 1940. 212 с. Конарев А. В. Дифференциация первых геномов полиплоидных пшениц по данным иммунохимического анализа спиртовой фракции белка зерна // Бюлл. ВИР. 1975. Вып. 47. С. 8-11.

56. Конарев А. В. Электрофоретическое и иммунохимическое изучение геномноспецифичных белков пшеницы и пырея // Бюлл. ВИР. 1979. Вып. 92. С. 5-10.

57. Конарев А. В., Васильева Т. Н. Геномный анализ в роде Elymus L. // Бюлл. ВИР. 1979. Вып. 92. С. 18-22.

58. Конарев А. В., Васильева Т. Н., Бухтеева А. В. Антигенный состав белков зерна и связи между родами Triticum L., Elytrigia Desf., Elymus L., Agropyron Gaertn. // Труды no прикл. бот., генет. и селек. 1979. Т. 63. Вып. 3. С. 76-85.

59. Конарев А. В., Семихов В. Ф. Использование белков в решении вопросов филогении, систематики и идентификации злаков // Тез. докл. совещ. "Актуальные задачи физиологии и биохимии растений в ботанических садах СССР". Пущино, 1984. С. 84.

60. Конарев А. В., Семихов В. Ф., Примак С. П., Арефьева J1. П. О составе спирторастворимой фракции белков семян злаков // С.-х. биология. 1984. № 7. С. 13-17.

61. Конарев А. В., Введенская И. О. Электрофорез проламинов в изучении состава и динамики популяций, идентификации сортов злаковых трав (ежа, овсяница, плевел) // Труды по прикл. бот., генет. и селекц. 1987. Т. 114. С. 82-91.

62. Конарев В. Г. Белки растений как генетические маркеры. М.: Колос. 1983. 320 с.

63. Конарев В. Г. Белки растений как генетические маркеры. В кн: Молекулярные механизмы генетических процессов: Молекулярная генетика, эволюция и молекулярно-генетические основы селекции. М.: Наука. 1985. С. 239-251.

64. Конарев В. Г., Трофимовская А. Я. Сортовая идентификация ячменя по электрофоретическим спектрам гордеина (Методические указания) Л.: ВИР. 1975. С. 3-22.

65. Конарев В. Г., Пенева Т. И., Лубо-Лесниченко И. Ф. Анализ популяций культурной ржи по электрофоретическому спектру глиадина// С-х. биология. 1983. № 1. С. 43-51.

66. Конарев В. Г., Гаврилюк И. П., Губарева Н. К. и др. Молекулярно-биологические аспекты прикладной ботаники, генетики и селекции // Под ред. В. Г. Конарева. М.: Колос. 1993.-447 с.

67. Концепции вида и симпатрическое видообразование // Под ред. А. С. Северцова. М.: Изд-во МГУ. 1983. 192 с.

68. Корочкин Л. И., Серов О. Л., Пудовкин А. И. и др. Генетика изоферментов // Под ред. Д. К. Беляева. М.: Наука. 1977. 275 с.

69. Костина Е. В., Агафонов А. В. Изменчивость запасных белков и гистона HI у Elytrigia repens по данным электрофореза // Бот. журн. 2002. Т. 87. № 3. С. 106-115.

70. Котухов Ю. А. Новые виды рода Elymus (Роасеае) из Восточного Казахстана // Ботанический журнал. 1992. Т. 77. № 6. С. 89-93.

71. Котухов Ю. А. Новые виды злаков (Роасеае) из южного Алтая, Саура и Тарбагатая // Turczaninowia. 1998. Т. 1. Вып. 1. С. 7-21.

72. Котухов Ю. А. Новые виды рода Elymus L. (Роасеае) из западного Алтая // Turczaninowia. 1999. Т. 2. Вып. 4. С. 5-10.

73. Кретович В. Л. Введение в энзимологию. М.: Наука. 1986. 336 с.

74. Кудрявцев А. М., Попова Т. А. Генетическое сцепление между глиадинкодирующими генами окраски и опушения колоса у яровой твердой пшеницы (Triticum durum Desf.) // Генетика. 1994. Т. 30. № 12. С. 1587-1592.

75. Лавренко Е. А., Федоров Ал. А. Состояние и перспективы развития ботанической науки в СССР // Бот. журн. 1970. Т. 55. № 3. С. 316-330.

76. Ладогина М. П., Поморцев А. А., Нецветаев В. П., Овчинников А. Н., Бияшев Р. М., Созинов А. А. Наследование и генетический контроль компонентов глютелина у ячменя СHordeum vulgare L.) II Генетика. 1988. Т. XXIV. № 2. С. 316-324.

77. Ладогина М. П., Поморцев А. А., Нецветаев В. П., Созинов А. А. Идентификация трех локусов, контролирующих низкомолекулярные субъединицы глютелина у ячменя Hordeumvulgare L. // Генетика. 1989. Т. XXV. № 10. С. 1818-1827.

78. Левитский Г. А. Кариологическии метод в систематике и филогенетике рода Festuca // Труды по прикл. бот., генет. и селекц. 1927. Сер. 17. № 3. С. 1-36.

79. Левитский Г. А. Морфология хромосом и понятие "кариотипа" в систематике // Труды по прикл. бот., генет. и селекц. 1931. Сер. 27. № 1. С. 187-240.

80. Липпей К. Философия ботаники. М.: Наука. 1989. 456 с.

81. Лобашов М. Е. Генетика. Л.: Изд-во ЛГУ. 1969. С. 132-135.

82. Майр Э. Значение систематики в современной биологии // Журн. общ. биол. 1973. Т. XXXIX. № 3. С. 323-330.

83. Майр Э. Популяции, виды и эволюция. М.: Мир. 1974. 460 с.

84. Макарова Г. И. Многолетние кормовые травы Сибири. Новосибирск: Зап.-Сиб. кн. изд-во. 1965.200 с.

85. Малышев Л. И. Систематика растений в прошлом и перспективы развития // Изв. СО АН СССР. Сер. биол. наук. 1989. Вып. 3. С. 76-81.

86. Матвеева Н. П., Ермаков И. П. Физиология развития мужского гаметофита покрытосеменных растений (современные направления исследований) // Журн. общ. биол. 1991. Т. 66. №3. С. 277-294.

87. Медведев П. Ф., Сметанникова А. И. Кормовые растения европейской части СССР: Справочник. Л.: Колос. 1981. 336 с.

88. Международный кодекс ботанической номенклатуры, принятый Двенадцатым Международным ботаническим конгрессом. Ленинград, июль 1975. Л.: Наука. 1980. 284 с.

89. Международный кодекс ботанической номенклатуры, принятый Пятнадцатым Международным ботаническим конгрессом (Токийский кодекс), Иокогама, август-сентябрь 1993. Перевод с английского. СПб: БИН РАН. Мир и семья 95, 1996. 191 с.

90. Методические указания к систематике растений. (Под ред. М.Г. Агаева) Л: ВИР 1986. 212 с.

91. Митрофанова О. П. Анализ наследования электрофоретических компонентов глиадина мягкой пшеницы // Труды по прикл. бот., генет. и селекц. 1979. Т. 63. Вып. 3. С. 9-23.

92. Митрофанова О. П., Конарев В. Г. Использование линий с межсортовым замещением хромосом в изучении генетического контроля глиадина мягкой пшеницы // Генетика. 1983. Т. XIX. №5. С. 815-821.

93. Молекулярно-биологические аспекты прикладной ботаники, генетики и селекции / Под ред. В. Г. Конарева. М.: Колос. 1993. 447 с.

94. Навашин М. С. Морфология клеточного ядра у Crepis в связи с вопросом видообразования. В сб.: им. С. Г. Навашина, Гос. Тимирязевск. инст. 1928. С. 171-186.

95. Навашин М. С. Кариотипическая изменчивость и ее значение // Усп. совр. биол. 1934. Сер. 3.№1.С. 3-26.

96. Невский С. А. О некоторых представителях рода Agropyrum Gaertn. // Изв. Бот. Сада

97. АН СССР (под ред. В. Л. Комарова). 1930. Т. XXIX. Вып 5-6. С. 536-542.

98. Невский С. А. К систематике рода Agropyrum Gaertn. // Изв. Бот. Сада АН СССР (под ред. В. Л. Комарова). 1932. Т. XXX. Вып 5-6. С. 607-635.

99. Невский С. А. Агростологические этюды. IV. О системе трибы Hordeae Benth. // Труды Бот. инст. АН СССР. 1933. Сер. 1. Флора и сист. высш. раст. Вып. 1. С. 9-32.

100. Невский С. А. Колено XIV. Ячменевые Hordeeae Benth. // Флора СССР (отв. ред.

101. B. Л. Комаров) Л.: Наука. 1934. Т. II. С. 590-728.

102. Невский С. А. Перечень злаков из триб Loliedae, Nardeae, Leptureae и Hordeeae флоры СССР // Труды Бот. инст. АН СССР. 1936. Сер. 1. Флора и сист. высш. раст. Вып. 2.1. C. 33-90.

103. Новожилова О. А., Арефьева Л. П., Семихов В. Ф., Прусаков А. Н., Вахромеев В. И. Исследование проламинов злаков методом 808-электрофореза//Изв. АН СССР. Сер биол. 1991. №6. С. 928-934.

104. Новожилова О. А., Арефьева Л. П., Семихов В. Ф., Вахромеев В. И., Прусаков А. Н. Предпроламины злаков: характеристика и природа фракции // Изв. АН. Сер. биол. 1993. № 2. С. 209-218.

105. Новожилова О. А., Прусаков А. Н., Семихов В. Ф., Арефьева Л. П. Разнообразие глютелинов злаков (Роасеае) по полипептидному составу // Изв. АН. Сер. биол. 1995. № 4. С. 508-512.

106. Новосельская А. Ю., Метаковский Е. В., Созинов А. А. Изучение полиморфизма глиадинов некоторых сортов пшеницы методами одномерного и двумерного электрофореза // Цитология и генетика. 1983. Т. 17. № 5. С. 680-685.

107. Обухова Л. В., Генералова Г. В., Агафонов А. В., Кумарев В. П., Попова Н. А., Гулевич В. В. Сравнительное молекулярно-генетическое исследование глютелинов пшеницы и пырейника// Генетика. 1997. Т. 33. № 8. С. 1174-1178.

108. О положении в биологической науке. Стенографический отчет Сессии Всесоюзной Академии Сельскохозяйственных наук имени В.И. Ленина. 31 июля 7 августа 1948 г. М.: Огиз - Сельхозгиз. 1948. 536 с.

109. Осборн Т. Б. Растительные белки. М.: Биомедгиз. 1935. 172 с.

110. Остерман Л. А. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот. Электрофорез и ультрацентрифугирование. М.: Наука. 1981. 288 с.

111. Петрова О. О полиморфизме пырея ползучего Elytrigia repens (L.) Desv. и его хромосомном числе // Цитология и генетика. 1975. Т. 9. № 2. С. 126-128.

112. Пешкова Г.А. О некоторых сибирских видах рода Elymus L. (Роасеае) // Нов. сист. высш. раст. Л.: Наука. 1985. Т. 22. С. 39-43.

113. Пешкова Г.А. Заметки о злаках Средней Сибири // Нов. сист. высш. раст. Л.: Наука. 1973. Т. 10. С. 60-67.

114. Пешкова Г. A. Elymus L. Пырейник // Флора Сибири. Новосибирск: Наука. Т. 2. 1990. С. 17-32.

115. Пленник Р. я. Онтогенетическое развитие и биология прорастания зерновки рэгнерии волокнистой (Roegneria fibrosa (Schrenk) Nevski) // Труды бот. сада Зап.-Сиб. фил. АН СССР. Вып. 2. Интродукция и акклиматизация растений. 1957. С. 3-12.

116. Поморцев А. А., Нецветаев В. П., Созинов А. А. Полиморфизм культурного ячменя (Hordeum vulgare) по гордеинам // Генетика. 1985. Т. XXI. № 4. С. 629-639.

117. Попов М. Г. Agropyrum Gaertn. — Пырей. Elymus L. — Волоснец. Флора Средней Сибири. М.-Л.: Изд-во АН СССР. 1957а. Т. 1. С. 112-120.

118. Попов М. Г. Новые виды из Средней Сибири // Бот. мат. герб. Бот. инст. АН СССР. 19576. Т. XVIII. С. 3-6.

119. Попов М. Г. Филогения, флорогенетика, флорография, систематика. Избр. Труды в 2-х ч. Киев: Наук. Думка, 1983. Ч. 1. 280 с.

120. Пояркова Е. Н. Морфологическая характеристика степных популяций пырея ползучего (Е. repens (L.) Desv.) на Украине // Вест. Хар. университета. 1975. № 126. Биология. Вып. 7. С. 48-51.

121. Пробатова Н. Новые и редкие злаки из Восточной Сибири и Дальнего Востока // Нов. сист. высш. раст. Л.: Наука. 1976. Т. 13. С. 32-42.

122. Пробатова Н. С. О некоторых злаках (Poaceae) с Дальнего Востока // Нов. сист. сосуд, раст. Л.: Наука. 1978. Т. 15. С. 68-75.

123. Пробатова Н. С. Новые таксоны сем. Poaceae с Дальнего Востока СССР // Бот. журн. 1984. Т. 69. №2. С. 251-259.

124. Пробатова Н. С. Мятликовые, или злаки — Poaceae Barnh. (Gramineae Juss.) // Сосудистые растения Советского Дальнего Востока. Т. 1. Л.: Наука, 1985. С. 89-382.

125. Прокудин Ю. Н. Опыт комплексного применения различных методов при таксономическом изучении дикорастущих злаков // Бот. журн. 1970. Т. 55. № 3. С. 345-355.

126. Прокудин Ю. Н. Итоги комплексного биосистематического изучения Е. repens (Poaceae) II Бот. журн. 1982. Т. 67. № 2. С. 129-138.

127. Реймерс Н.Ф. Популярный биологический словарь. М.: Наука, 1990. 544 с. Розанова М. А. О низших таксономических единицах. Журн. Русск. бот. общ. 19281929. Вып. 13. №№ 3-4. С. 329-342.

128. Розанова М. А. Экспериментальные основы систематики растений. М.-Л.: Изд-во АН СССР. 1946. 266 с.

129. Розов С. М., Богданова В. С., Бердников В. А. Различия в хромосомной локализации генов, кодирующих фракции гистона HI гороха // Генетика. 1986. Т. 22. С. 2159-2166.

130. Семенов-Тяньшанский А. С. Таксономические границы вида и его подразделения. Зап. Имп. Акад. Наук. 1910. Т. 25. № 1. С. 1-9.

131. Свешникова И. Н. Кариологический очерк рода Vicia II Труды по прикл. бот., генет. и селекц. 1927. Сер. 17. № 3. С. 37-72.

132. Свешникова И.Н. Морфология хромосом, как метод систематики // Усп. совр. биол. 1941. Сер. 14. № 2. С. 324-355.

133. Семихов В. Ф. Хемосистематика и ее положение в систематике растений // Журн. общ. биол. 1991. Т. 52. № 5. С. 635-645.

134. Семихов В. Ф., Арефьева Л. П., Новожилова О. А., Прусаков А. Н. Серологический подход к решению проблем систематики сем. Poaceae // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1990. №5. С. 673-681.

135. Семихов В. Ф., Арефьева Л. П., Новожилова О. А., Прусаков А. Н., Тимощенко А. С. Адаптивные типы проламинов, специализированных белков семян злаков (Poaceae Barnh.)

136. Изв. АН. Сер. биол. 2000. № 3. С. 303-321.

137. Семихов В. Ф., Арефьева J1. П., Золкин С. Ю., Новожилова О. А., Кострикин Д. С. Использование серологического метода оценки отношений голосеменных и двудольных // Изв. АН. Сер. Биол. 2002. № 5. С. 541-551.

138. Сенянинова-Корчагина М. В. Карио-систематическое исследование рода Aegilops II Труды по прикл. бот., генет. и селекц. 1932. Сер. 2. № 1. С. 1-90.

139. Серебровский А. С. Геногеография и генофонд сельскохозяйственных животных СССР. Изд-во "Научное слово". 1928.1 9.

140. Синская Е. Н. Динамика вида. M.-JL: Сельхозгиз. 1948. 526 с.

141. Созинов А. А., Попереля Ф. А., Парфентьев М. Г. О наследовании некоторых фракций спирторастворимого белка при гибридизации пшениц // Науч. -техн. бюлл. ВСГИ. 1970 (1971). Вып. 13. С. 4-38.

142. Созинов А. А. Полиморфизм белков и его значение в генетике и селекции. М.: Наука, 1985.271 с.

143. Созинов А. А., Попереля Ф. А., Стаканова А. И. О компонентном составе глиадина зерен Fi // Науч.-техн. бюлл. ВСГИ. 1974. Вып. 23. С. 45-48.

144. Созинов А. А., Попереля Ф. А. Полиморфизм проламинов и селекция // Вестн. с.-х. науки. 1979. № 10. С. 21-34.

145. Созинов А. А., Шумный В. К. Идеи Н. И. Вавилова в современной генетике и селекции // Генетика. 1987. Т. XXIII. № 11. С. 1961-1970.

146. Соколовская А. П. Карио-географическое исследование рода Agrostis II Бот. журн. СССР. 1937. № 5. С. 457-480.

147. Соколовская А. П., Стрелкова О. С. Явление полиплоидии в высокогорьях Памира и Алтая //Докл. СССР. 1938. Т. 21. № 1-2. С. 68-71.

148. Соколовская А. П., Стрелкова О. С. Географическое распространение полиплоидов. I. Изучение флоры Памира // Уч. зап. МГУ. 1939. Т. 35. Сер. биол. № 9. С. 42-63.

149. Соколовская А. П., Стрелкова О. С. Кариологическое исследование высокогорной флоры Главного Кавказского хребта и проблема географического распределения полиплоидов //Докл. СССР. 1940. Т. 29. № 5-6. С. 413-416.

150. Соколовская А. П. Стрелкова О. С. Полиплоидия и кариологические расы в условиях Арктики //Докл. АН АН СССР. 1941. Т. 32. № 2. С. 145-147.

151. Степанов Д. J1. Политипическая концепция вида в палеонтологии // Палеонтол. журн. 1959. №3. С. 3-14.

152. Тарасенко Н. Д., Агафонова О. В., Агафонов А. В. Генетические аспекты селекции кормовых растений // Новосибирск: Наука. 1985. 119 с.

153. Тахтаджян A. J1. Некоторые вопросы теории вида в систематике // Бот. журн. 1955. № 6. С. 789-796.

154. Тахтаджян A. JI. Биосистематика: прошлое, настоящее и будущее // Бот. журн. 1970. Т. 55. №3. С. 331-345.

155. Тахтаджян A. JI. О состоянии и перспективах развития систематики в СССР // Усп. совр. биол. 1972. Т. 73. Вып. 2. С. 163-173.

156. Тахтаджян A. JI. Дарвин и современная теория эволюции // Дарвин Ч. Происхождениевидов путем естественного отбора. СПб.: Наука. 1991. С. 489-522.

157. Тимофеев-Ресовский Н. В. Микроэволюция. Элементарные являния, материал и факторы микроэволюционного процесса // Бот. журн. 1958. № 43. С. 317-336.

158. Тимофеев-Ресовский Н. В., Воронцов Н. Н., Яблоков А. В. Краткий очерк теории эволюции. М.: Наука. 1969.297 с.

159. Тимофеев-Ресовский Н. В., Яблоков А.В., Глотов Н.В. Очерк учения о популяции. М.: Наука. 1973.227 с.

160. Хохряков А. П. Новые таксоны пырея из южной части Магаданской области // Бюлл. ГБС. 1978. Вып. 109. С. 24-29

161. Цвелев Н. Н. Roegneria С. Koch Регнерия, пырей бескорневищный // Арктическая флора СССР. М.-Л.: Наука. 1964. Вып. 2. С. 230-247.

162. Цвелев Н. Н. Система злаков (Роасеае) флоры СССР // Бот. журн. 1968а. Т. 53. № 3. С. 301-312.

163. Цвелев Н. Н. Elymus L. // Растения Центральной Азии. Мат. Бот. инст. АН СССР. Л.: Наука. 19686. Вып. 4. С. 210-223.

164. Цвелев Н. Н. Заметки о злаках флоры СССР // Нов. сист. высш. раст. Л.: Наука. 1971. Т. 8. С. 57-83.

165. Цвелев Н. Н. Новые таксоны злаков {Роасеае) флоры СССР // Нов. сист. высш. раст. Л.: Наука. 1972. Т. 9. С. 55-63.

166. Цвелев Н. Н. Обзор видов трибы Triticeae Dum. семейства злаков (Роасеае) во флоре СССР // Нов. сист. высш. раст. Л.: Наука. 1973. Т. 10. С. 19-59.

167. Цвелев Н. Н. О возможности деспециализации путем гибридогенеза на примере эволюции трибы Triticeae семейства злаков (Роасеае) // Журн. общ. биол. 1975а. Т. XXXVI. № 1.С. 90-99.

168. Цвелев Н. Н. Конспект злаков (Роасеае) флоры СССР, 1 // Нов. сист. высш. раст. Л.: Наука. 19756. Т. 12. С. 48-132.

169. Цвелев Н. Н. Злаки СССР. Л.: Наука. 1976. 788 с.

170. Цвелев Н. Н. О некоторых адвентивных растениях Ленинградской области // Нов. сист. высш. раст. Л.: Наука. 1977. Т. 14. С. 244-255.

171. Цвелев Н. Н. Система злаков (Роасеае) и их эволюция (Комаровские чтения, XXXVII). Л.: Наука. 1987. 75 с.

172. Цвелев Н. Н. О геномном критерии родов у высших растений // Бот. журн. 1991. Т. 76. № 5. С. 669-676.

173. Цвелев Н. Н. Гибридизация как один из факторов увеличения биологического разнообразия и геномный критерий родов у высших растений // Биологическое разнообразие: подходы к изучению и сохранению. Мат-лы конф. БИН РАН и ЗИН РАН. Л. (СПб). 1992. С. 193-201.

174. Цвелев Н. Н. Вид как один из таксонов // Бюлл. МОИП. 1995. Т. 100. Вып. 5. С. 62-68. Цвелев Н. Н. Новые комбинации таксонов сосудистых растений // Нов. сист. высш. раст. СПб: Наука. 2000. Т. 32. С. 181-185.

175. Цицин Н. В. Отдаленная гибридизация растений. М.: Наука. 1954. 256 с. Цицин Н. В. Теория и практика отдаленной гибридизации. М.: Наука. 1981. 160 с. Цицин Н. В., Петрова К. А. Элимус и его биологические особенности // Бюлл. ГБС.1952. Вып. 11. С. 32-41.

176. Цицин Н. В., Петрова К. А. Пшенично-элимусные амфидиплоиды. В кн.: Гибриды отдаленных скрещивания и полиплоиды. М.: Изд-во АН СССР. 1963. С. 97-103.

177. Цицин Н. В., Петрова К. А. Сорока двух хромосомные неполные пшенично-элимусные амфиплоиды//Докл. АН СССР. 1976. Т. 228. №5. С. 1215-1218.

178. Черепанов С. К. Свод дополнений и изменений к Флоре СССР (Т. I-XXX). Л.: Наука. 1973. 668 с.

179. Черепанов С. К. Сосудистые растения СССР. Л.: Наука. 1981. 510 с.

180. Черепанов С. К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб.: Мир и семья. 1995. 992 с.

181. Чернаков В. М., Метаковский Е. В. Разнообразие аллельных вариантов глиадинкодирующих локусов и оценка генетического сходства сортов мягкой пшеницы, созданных в разных селекционных центрах // Генетика. 1994. Т. 30. № 4. С. 509-517.

182. Чехов В. П. Карио-систематическое исследование трибусов Sophoreae, Podolarieae и Genisteae сем. Leguminosae II Изв. Томск, отд. Русск. бот. общ. 1931. Сер. 3. № 1-2. С. 121— 131.

183. Чехов В. П. Карио-систематический анализ трибы Trifolieae сем. Leguminosae II Труды по прикл. бот., генет. и селекц. 1932. Сер. 2. № 1. С. 119-146.

184. Шкутина Ф. М., Якубов Л. А., Бердников В. А. Субфракционный состав лизин-богатого гистона HI в условиях генного взаимодействия в трибе Triticine // Генетика. 1997. Т. 13. С. 1517-1523.

185. Шмальгаузен И. И. Факторы эволюции (теория стабилизирующего отбора). М.: Наука. 1968.451 с.

186. Юрцев Б. А. Семь новых таксонов цветковых растений из северо-восточной Азии и соседних территорий // Бот. журн. 1981. Т. 66. № 7. С. 1041-1046.

187. Юрцев Б. А. Два новых таксона злаков (Роасеае) с острова Врангеля // Бот. журн. 1989. Т. 74. № 1. С. 111-115.

188. Юрцев Б. А. Петровский В. В. Номенклатурные изменения во флоре Чукотской тундры // Бюлл. МОИП. 1980. Т. 85. Вып. 6. С. 99-106.

189. Яблоков А. В., Юсуфов А. Г. Эволюционное учение. М.: Высшая школа. 1989. 335 с.

190. Якубцинер М. М., Дорофеев В. Ф. Мировые ресурсы пшениц на службе советской селекции // Труды по прикл. бот., генет. и селекц. 1968. Т. XXXIX. Вып. 1. С. 65-79.

191. Якушевский Е. С. Видовой состав сорго и его селекционное использование // Труды по. прикл. бот., генет. и селекц. 1969. Т. XLI. Вып. 2. С. 65-79.

192. Agafonov A. V. Biosystematics and genetic diversity of SH-genomic species of the genus Elymus (Роасеае) in Siberia and Russian Far East // Abstr. XVI Int. Botanical Congress (1-7 Aug. 1999, St. Louis, Missouri, USA). 1999. Abs. 797.

193. Agafonov A. V., Baum B. R. Variation of endosperm protein complex of Elymus trachycaulus (Link) Gould ex Shinners // Triticeae III. Proc. 3rd Int. Triticeae Symp. (Ed. Jaradat A. A.), Enfield, New Hampshire, Science Publishers. 1998a. P. 273-284.

194. Agafonov A.V., Baum B.R., Bailey L.G., Agafonova O.V. Differentiation in the Elymus dahuricus complex {Роасеае)'. evidence from grain prorteins, DNA, and crossability. Hereditas. 2001. Vol. 135. P. 277-289.

195. Agafonov A.V., Salomon B. Genepools among SH genome Elymus species in boreal Eurasia // Triticeae IV. Proc. 4th Int. Triticeae Symp. (Ed. Hernandez P. et al.). Consejeria de Agricultura у Pesca, Sevilla, Spain. 2002. P. 37-41.

196. Allan J., Cowling G. J., Harbourne R., Cattini P., Craigie R., Gould H. Regulation of chromatin by histones HI and H5 // J. Cell. Biol. 1981. Vol. 90. P. 279-280.

197. Arnold M. L. Natural hybridization and evolution. Oxford University Press. New York, Oxford. 1997.216 р.

198. Asay К. H. Breeding potentials in perennial Triticeae grasses // Hereditas (Proc. 1st Int. Triticeae Symp., Helsinborg, Sweden). 1992. Offprint vol. 116. P. 167-173.

199. Assadi M. Experimental hybridization and genome analysis in Elymus L. sect. Caespitosae and sect. Elytrigia (Роасеае: Triticeae) // Proc. 2nd Int. Triticeae Symp. (Eds Wang R. R.-C., Jensen K.B. and Jaussi C.), Logan, Utah, USA. 1994. P. 23-28.

200. Assadi M., Runemark H. Hybridisation, genomic constitution and genetic delimitation in Elymus s. 1. (Роасеае: Tritriceae) И PI. Syst. Evol. 1995. Vol. 194. P. 189-205.

201. Assadi M. A taxonomic revision of Elymus sect. Caespitosae and sect. Elytrigia (Роасеае, Triticeae) in Iran // Willdenowia. 1996. Vol. 26. P. 251-271.

202. Atienza S. G., Gimenez M. J., Martin A., Martin L. M. Variability in monomelic prolamins in Hordeum chilense. //Theor. Appl. Genet. 2000. Vol. 101. P. 970-976.

203. Baden C., Frederiksen S., Seberg O. A taxonomic revision of the genus Hystrix (Triticeae, Роасеае) II Nord. J. Bot. 1997. Vol. 17. P. 449-467.

204. Barkworth M. E. Taxonomy of the Triticeae: a historical perspective // Hereditas (Proc. 1st Int. Triticeae Symp., Helsinborg, Sweden). 1992. Offprint vol. 116. P. 1-14.

205. Barkworth M. E. The Elymus trachycaulus complex in North America: more questions than answers // Proc. 2nd Int. Triticeae Symp. (Eds Wang R. R.-C., Jensen K.B. and Jaussi C.), Logan, Utah, USA. 1994. P. 189-198.

206. Baum B.R. The genus Elymus in Canada Bowden's genetic concept and key reappraised and relectotypification oiE. canadensis И Can. J. Bot. 1979. Vol. 57. P. 946-951.

207. Baum В. R., Estes J. R., Gupta P. K. Assessment of the genomic system of classification in the Triticeae // Amer. J. Bot. 1987. Vol. 74. № 9. P. 1388-1395.

208. Baum B. R., Yen C., Yang J. L. Roegneria: its generic limits and justification for recognition // Can. J. Bot. 1991. Vol. 69. P. 282-294.

209. Bennett J. H., Agafonov A. V., Agafonova О. V., Jensen К. B. Chemotaxonomy of Triticeae Grasses: Characterization of True breeding Lines and Hybrid Crosses // Abstr. 2nd Int. Triticeae Symp. (Logan, Utah, USA, 20-24 June 1994). 1994. A57. P.27.

210. Bietz J. A., Wall J. S. Wheat gluten subunits: Molecular weights detemined by sodium dodecil sulfate-polyacrilamide gel electrophoresis // Cereal Chem. 1972. V. 49. P. 416-430.

211. Bietz J. A., Paulis Y. W., Wall J. S. Zein subunit homology revealed through amino-terminal sequence analysis // Cereal Chem. 1979. Vol. 56. P. 327-332.

212. Bothmer R. von, Flink J., Landstrom T. Meiosis in interspecific Hordeum hybrids. I. Diploid combinations // Can. J. Genet. Cytol. 1986. Vol. 28. P. 525-535.

213. Bothmer R. von, Salomon B. TRITICEAE: a tribe for food, feed and fun. // Proc. 2nd Int. Triticeae Symp. (Eds Wang R. R.-C., Jensen K.B. and Jaussi C.), Logan, Utah, USA. 1994. P. 1-12.

214. Botstein D., White R. L., Skolnick M., Davis R. W. Construction of a genetic linkage map in man using restriction fragment length polymorphisms // Amer. J. Hum. Genet. 1980. Vol. 32. P. 314-331.

215. Bowden W. M. The taxonomy and nomenclature of the wheats, barleys and ryes and their wild relatives // Canad. J. Bot. 1959. Vol. 37. P. 657-684.

216. Bowden W. M. Cytotaxonomy of species and intergenetic hybrids of the genus Agropyron in Canada and neighboring areas // Can. J. Bot. 1965. Vol. 43. № 11. P. 1421-1448.

217. Bozzini A., Cantagalli P., Piazzi S. E., Sordi S. An immunochemical approach to species relationships in Triticinae// Proc. 4th Int. Wheat Genet. Symp. Columbia, (Mo.). 1973a. P. 61-70.

218. Bozzini A., Cubadda Т., Quattrucci E. Esterases in Triticum and some related species // Proc. 4th Int. Wheat Genet. Symp. Columbia, (Mo.). 1973b. P. 783-789.

219. Bushuk W., Zillman R. R. Wheat cultivar identification by gliadin electrophoregrams. 1. Apparatus, method and nomenclature // Can. J. Plant Sci. 1978. Vol. 58. № 2. P. 505-515.

220. Bustin M., Cole R. D. Species and organ specificity in very lysine-rich histones // J. Biol. Chem. 1968. Vol. 243. P. 17.

221. Camp W. H., Gilly C. L. The structure and origin of species // Brittonia. 1943. V. 4. P. 323.

222. Catsimpoolas N., Campbell T. G., Meyer E. W. Immunochemical study of changes in reserve proteins of germinating soybean seeds // Plant. Physiol. 1968. Vol. 43. P. 799-805.

223. Choumane W., Achtar S., Valkoun J., Weigand F. Genetic variation in core and base collections of barley from WANA as revealed by RAPDs // Triticeae III (Ed. Jaradat A. A.), Enfield, New Hampshire, Science Publishers. 1998. P. 159-164.

224. Clausen J. Studies on the collective species Viola tricolor L. I—II- Saertryk of Bot. Tidsskr. 1921-1922. Vol. 37. № 1. P. 205-221; № 2. P. 363-416.

225. Clausen J. Stages of the evolution of planta species. Cornell. Univ. Press. Ithaca, N-Y., 1951.

226. Clausen J., Keck D.D., Hiesey W.M. The concept of species based on experiment // Amer. J. Bot. 1939. Vol. 26. P. 103-106.

227. Clausen J., Keck D.D., Hiesey W.M., Grun P. Experimental taxonomy. // Carnegie Inst. Washington Yearbook. 1949. Vol. 48. P. 95-106.

228. Clayton W. D., Renvoize S. A. Genera Graminum. Grasses of the world // Kew Bull. 1986, add. ser. XIII.

229. Condit R., Hubbell S. P. Abundance and DNA sequence of two-base repeat regions in tropical tree genomes // Genome. 1991. Vol. 34. P. 66-71.

230. Cooke R. J., Smith Т. M., Ainsworth С. C. Discrimination between bread wheat, durum wheat, rye and triticale by electrophoresis of seed proteins and enzymes // Seed Science & Technology. 1986. Vol. 14. P. 693-704.

231. Correns C. Gregor Mendels Regel iiber das Verhalten der Nachkommenschaft der Bastarde // Berichte der Deutschen Botanischen Gesellchaft. 1900. № 18. P. 158-168.

232. Crane C. F., Carma J. G. Mechanisms of apomixis in Elymus rectisetus from eastern Australia and New Zealand // Amer. J. Bot. 1987. Vol. 74. P. 477-496.

233. De Candolle A. Nouvelles remarques sur la nomenclature botanique. Geneve, H. Georg. 1883. P. 79.

234. De Wet J. M. J., Huckabay J. P. 1967 The origin of Sorghum bicolor. II. Distribution and domestication // Evolution. 1967. Vol. 21. P. 787-802.

235. Dewey D. R. Synthetic hybrids of New World and Old World Agropyrons. II. Agropyron riparium x Agropyron repens II Amer. J. Bot. 1965. Vol. 52. P. 1039-1045.

236. Dewey D. R. Synthetic hybrids of Agropyron scribneri x Elymus juncea H Bull. Torrey Club. 1967. Vol. 94. P. 388-395.

237. Dewey D. R. Synthetic Agropyron-Elymus hybrids. III. Elymus canadensis x Agropyron caninum, A. trachycaulum and A. striatum II Amer. J. Bot. 1968. Vol. 55. P. 1133-1139.

238. Dewey D. R. Genome relations among Elymus canadensis, Elymus triticoides, Elymus dasystachys and Agropyron smithii II Amer. J. Bot. 1970. Vol. 57. P. 861-866.

239. Dewey D. R. Synthetic hybrids of Hordeum bogdanii with Elymus canadensis and Sitanion hystrix И Amer. J. Bot. 1971. Vol. 58. P. 902-908.

240. Dewey D. R. Cytogenetics of Elymus sibiricus and its hybrids with Agropyron tauri, Elymus canadensis and Agropyron caninum II Bot. Gaz. 1974. Vol. 135. P. 80-87.

241. Dewey D. R. Historical and carrent taxonomic perspectives of Agropyron, Elymus and related genera // Crop Science. 1983. Vol. 23. № 4. P. 637-642.

242. Dewey D. R. The genomic system of classification as a guite to intergeneric hybridization with the perennial Triticeae И Gene manipulation in plant improvement (Ed. Gustafson J. P.). N. Y., Plenum Publ. Corp. 1984. P. 209-279.

243. Dewey D. R., Hsiao C. A cytogenetic basis for transferring Russian wildrye from Elymus to

244. Psathyrostachis И Crop Sci. 1983. Vol. 23. P. 123-126.

245. Diaz 0., Salomon В., Bothmer R. von. Description of isozyme polymorphisms in Elymus species using starch gel electrophoresis // Triticeae III (Ed. Jaradat A. A.), Enfield, New Hampshire, Science Publishers. 1998. P. 199-208.

246. Diaz 0., Salomon В., Bothmer R. von. Genetic diversity and structure of populations of Elymus caninus (L.) L. (Poaceae) II Hereditas. 1999a. Vol. 131. № 1. P. 63-74.

247. Diaz 0., Salomon В., Bothmer R. von. Absence of genetic variation in Scandinavian populations of Elymus mutabilis (Drob.) Tzvel. (Poaceae) II Hereditas. 1999b. Vol. 131. № 1. P. 83-86.

248. Diaz 0., Salomon В., Bothmer R. von. Levels and distribution of allozyme and RAPD variation in populations of Elymus fibrosus (Schrenk) Tzvel. (Poaceae) II Gen. Res. Crop. Evol. 2000. Vol. 47. № l.P. 11-24.

249. Dierks-Ventling C., Cozens K. Immunochemical crossreactivity between zein, hordein and gliadin // FEBS Lett. 1982. Vol. 142. P. 147-150.

250. Dubcovsky J., Lewis S. M., Hopp E. H. Variation in the restriction fragments of 18S-26S rRNA loci in South American Elymus (Triticeae) II Genome. 1992. Vol. 35. P. 881-885.

251. Dubcovsky J., Schlatter A. R., Echaide M. Genome analysis of South American Elymus (Triticeae) and Leymus (Triticeae) species based on variation in repeated nucleotide sequenses // Genome. 1997. Vol. 40. № 4. P. 505-520.

252. Fairbrothers D. Comparisons of proteins obtained from diverse plant organs for chemosystematic research // Rev. Roumaine biochem. 1969. VOL.6. № 2. P. 95—103.

253. Fambrough D. M., Fujimura F., Bonner J. Quantitative distinction of histone components in the pea plant // Biochemistry. 1968. Vol. 7. P. 575-585.

254. Gaertner J. Observationes et descriptiones botanicae. Novi Comment // Acad. Sci. Petrop. 1770. Vol. 14. № 1.P.531-547.

255. Gantt J. S., Lenvik T. R. Arabidopsis thaliana HI histones. Analysis of two members of a small gene family // Eur. J. Biochem. 1991. Vol. 202. P. 1029-1039.

256. Gorel F. L., Berdnikov V. A. Linkage of loci encoding HI histone and cotyledon protein in lentil // J. Hered. 1993. Vol. 84. P. 131-133.

257. Gould F. W. Nomenclatural changes on Elymus with a key to the Califomian species // Madrono. 1947. Vol. 9. P. 120-128.

258. Gupta P. K., Fedak G. Preferential intragenomic chromosome pairing in two new diploid intergeneric hybrids between Hordeum and Secale II Genome. 1987. Vol. 29. P. 594-597.

259. Harlan J. R. Evolutionary dynamics of plant domestication // Japan. J. Genet. 1969. Vol. 44, Suppl. № l.P. 337-343.

260. Harlan J. R., de Wet J. M. J. Toward a rational classification of cultivater plants // Taxon. 1971. Vol. 20. № 4. P. 509-517.

261. Hayward M. D., Balls T. Isosyme polymorphism in natural populations of Lolium perenne // Rep. Welsh Plant Breed. Sta. 1978. P. 43^15.

262. Hawkes J. G. A revision of the tuber-bearing Solanums 2nd Ed. Scottish Plant Breed. Sta.1. Record. 1963. P. 76-181.

263. Hylander N. Nordisk karlvaxtflora: omfattande Sveriges, Norges, Danmarks, Ostfennoskandias, Islands och Faroarnas karlkryp to gamer och fanerogamer. 1. 1953. Stockholm: Almqvist & Wiksell. 392 p.

264. Hitchcock A.S. Manual of the grasses of the United States. USDA Misc. Publ. 1951. Washington. 200 p.

265. Hilu K. W., Esen A. Prolamin size diversity in the Роасеае // Biochem. Syst. Ecol. 1988. Vol. 16. №5. P. 457.

266. Holt H. von, Strickland W. M., Brandt W. F. More histone structures // FEBS Lett. 1979. Vol. 100. P. 201-208.

267. Hulten E., Fries M. Atlas of North European vascular plants North of the tropic of Cancer. 1. Introduction. Taxonomic index to the maps 1-996. Koelts Sci. Books, Konigstein. 1986. 498 p.

268. BNC. International Union of Biochemistry, Nomenclature Committee. 1984. Enzyme Nomenclature 1984. Academic Press, Orlando, Florida, USA.

269. Jaaska V. Enzyme variability and relationships in the grass genera Agropyron Gaerth. and Elymus L. // Eesti NSV ТА Toimet Biol. 1974. Vol. 23. № 1. P. 4-15.

270. Jaaska, V. Electrophoretic study of acid phosphatase isozymes in the grass genus Aegilops L. //Biochem. Physiol. Pflanzen. 1978. Vol. 17. P. 172-175.

271. Jaaska V. Isoensyme variation in the grass genus Elymus (Poaceae) // Hereditas. 1992. Vol. 117. P. 11-22.

272. Jaaska V. Isoensyme date on the origin of North American allotetraploid Elymus species // Triticeae III (Ed. Jaradat A.A.), Enfield, New Hampshire, Science Publishers. 1998. P. 209-216.

273. Jauhar P. P., Crane C. F. An evaluation of Baum et al.'s assessment of the genomic system of classification in the Triticeae // Amer. J. Bot. 1989. Vol. 76. P. 571-576.

274. Jensen К. B. Cytology and taxonomy of Elymus kengii, E.grandiglumis, E.alatavicus and E.batalinii (Triticeae: Poaceae) И Genome. 1990. Vol. 33. P. 668-673.

275. Jensen К. В., Dewey D. R., Asay К. H. Genome analysis of Elymus alatavicus and E. batalinii (Poaceae: Triticeae) // Can. J. Genet. Cytol. 1986. Vol. 28. P. 770-776.

276. Hereditas. (Proc. 1st Int. Triticeae Symp., Helsinborg, Sweden) 1992. Offprint vol. 116. P. 127132.

277. Jensen К. В., Hatch S. L., Wipff J. K. Cytology and morphology of Pseudoroegneria deweyi (Роасеае: Triticeae): a new species from the foot hills of the Caucasus Mountains (Russia) // Can. J. Bot. 1992. Vol. 70. P. 900-909.

278. Jorgensen R. B. Relationships in the barley genus (Hordeum): an electrophoretic examination of proteins//Hereditas. 1986. Vol. 104. P. 273-291.

279. Joshi C. P., Nguyen H. T. Application of the random amplifield polymorphic DNA technique for the detection of polymorphism among wild and cultivated tetraploid wheats // Genome. 1993. Vol. 36. P. 602-609.

280. Kahler A. L., Allard R. W. Genetics of isoenzyme in barley. 1. Esterases // Crop Sci. 1970. Vol. 10. P. 442-448.

281. Kihara H. Interspecific relationships in Triticum and Aegilops // Rep. Kihara Inst. Biol. Res. 1963. № 15. P. 1-12.

282. Kihara H. Nishiyama I. Genomanalyse bei Triticum und Aegilops. I. Genomaffinitaten in tri-, tetra- und pentaploiden Weizenbastarden // Cytologia. 1930. Vol. 5. P. 263-284.

283. Klaushofer H., Szilvinyi A. Zur Frage der Gleicharting Keit des Eiwesses der Gerstenahre // Mitt. Versuchsstat. Garungsgew. 1959. Bd. 13. S. 64-66.

284. Knapp E. E., Rice K. J. Genetic structure and gene flow in Elymus glaucus (blue wildrye): implications for native grassland and management // Restoration Ecology. 1996. Vol. 4. P. 40-45.

285. Komatsuda Т., Li W., Takaiwa F., Oka S. High resolution map around the vrsl locus controlling two- and six-rowed spike in barley, Hordeum vulgare // Genome. 1999a. Vol. 42. P. 248-253.

286. Komatsuda Т., Tanno K., Salomon В., Bryngelsson t., von Bothmer R. Phylogeny in the genus Hordeum based on nucleotide sequences closely linked to vrsl locus (row number of spikelets) // Genome. 1999b. Vol. 42. P. 973-981.

287. Komatsuda Т., Salomon В., von Bothmer R. A new molecular tool for the nuclear genome in the Triticeae II Triticeae IV. Proc. 4th Int. Triticeae Symp. (Ed. Hernandez P. et al.). Consejeria de Agricultura у Pesca, Sevilla, Spain. 2002. P. 57-62.

288. Kornberg R. D. Structure of chromatin // Ann. Rev. Biochem. 1977. Vol. 46. P. 931-954.

289. Agricultura у Pesca, Sevilla, Spain. 2002. P. 63-68.

290. B.-R. Cytogenetic studies of the intergeneric hybrids Elymus tsukushiensis x Hordeum bulbosum. 1991b. Proc. 6th Int. Barley Genetics Symp. (Ed. Munck L.). Helsingborg, Sweden. P. 80-82.

291. B.-R. Biosystematic investigations of asiatic wheatgrasses Elymus L. (Triticeae: Роасеае). Alnarp, Sweden. 1993. P. 1-57.

292. B.-R. The genus Elymus in Asia. Taxonomy and biosystematics with special reference to genomic relationships // Proc. 2nd Int. Triticeae Symp. (Eds Wang R. R.-C., Jensen K.B. and Jaussi C.), Logan, Utah, USA. 1994. P. 219-233.

293. B.-R., Bothmer R. von. Cytological studied of dihaploid and hybrid from intergeneric cross Elymus shandongensis x Triticum aestivum II Hereditas. 1989. Vol. 111. P. 231-238.

294. B.-R., Bothmer R. von. Intergeneric hybridization between Hordeum and Asiatic Elymus //Hereditas. 1990. Vol. 112. P. 109-116.

295. B.-R., Salomon В., Bothmer R. von. Cytogenetic studies of progeny from the intergeneric crosses Elymus x Hordeum and Elymus x Secale II Genome. 1990. Vol. 33. P. 425432.

296. B.-R., Bothmer R. von. Production and cytogenetic analysis of the intergeneric hybrids between nine Elymus species and common wheat (Triticum aestivum L.) // Euphytica. 1991a. Vol. 58. P. 81-95.

297. B.-R., Bothmer R. von. Cytogenetic studies of the intergeneric hybrids between Secale cereale and Elymus caninus, E. brevipes, and E. tsukushiensis (Triticeae: Poaceae) II Theor. Appl. Genet. 1991b. Vol. 81. P. 524-532.

298. B.-R., Bothmer R. von. Meiotic analysis of Elymus caucasicus, E. longearistatus, and their interspecific hybrids with twenty-three Elymus species: Triticeae (Poaceae) II PI. Sist. Evol. 1993. Vol. 185. P. 35-53.

299. B.-R., Salomon B. Two new species of Elymus (Poaceae: Triticeae) and their genomic relationships//Nord. J. Bot. 1993. Vol. 13. P. 353-367.

300. B.-R., Salomon В., Bothmer R. von. Interspecific hybridization with Elymus confusus and E. dolichaterus, and their genomic relationships (Poaceae: Triticeae) II PI. Syst. Evol. 1995. Vol. 197. P. 1-17.

301. Mayr E. Systematics and the origin of species. Columbia Univ. Press, N.-Y. 1942. 334 p.

302. Melderis A. Taxonomic notes on the tribe Triticeae (Gramineae), with special reference to the genera Elymus L. sensu lato, and Agropyron Gaerther sensu lato 11 Bot. J. Linn. Soc. 1978. Vol. 76. P. 369-384.

303. Melderis A., Humphries S. J., Tutin T. G., Heathcote S. A. Tribe Triticeae Dumort // Flora Europaea (Eds Tutin T. G. et al.). 1980. Cambridge Univ. Press. Vol. 5. P. 190-206.

304. Mendel G. Versuche iiber Pflanzenhybriden // Verhandlungen des Naturforschenden Vereins Briinn. 1866. №4. P. 3-47.

305. Mendel G. Ueber einige aus kiinstlicher Befruchtung gewonnenen Hieracium-Bastarde // Verhandlungen des Naturforschenden Vereins Briinn. 1869. № 8. P. 26-31.

306. Metakovsky E. V. Gliadin allele identification in common wheat. II. Catalogue of gliadin alleles in common wheat// J. Genet, and Breed. 1991. Vol. 45. P. 325-344.

307. Metakovsky E. V., Novoselskaya A. Yu., Kopus M. M., Sozinov A. A. Blocks of gliadin components in winter wheat detected by one-dimensional polyacrilamide gel electrophoresis // Theor. Appl. Genet. 1984. Vol. 67. P. 559-568.

308. Metakovsky E. V., Novoselskaya A. Yu. Gliadin allele identification in common wheat. 1. Methodological aspects of the analysis of gliadin pattern by one-dimentional polyacrilamide gel electrophoresis // J. Genet. & Breed. 1991. Vol. 45. P. 317-324.

309. Metakovsky E. V., Branlard G. Genetic diversity of French common wheat germplasm basedon gliadin alleles // Theor. Appl. Genet. 1998. Vol. 96. P. 209-218.

310. Miflin B. J., Shewry P. R. The biology and biochemistry of sereal seed prolamines // Proc. Symp. Seed Protein Improvement in Cereals and Grain Legums. IAEA. Neuherberg. 1979. Vol. 1. P. 137-158.

311. Mingeot D., Jacquemin J. M. Mapping of RFLP probes characterized for their polymorphism on wheat // Theor. Appl. Genet. 1999. Vol. 98. № 6-7. P. 1132-1137.

312. Morel M. H. Acid-polyacrilamide gel elecrtophoresis of wheat glutenins: a new tool for the separation of high and low molecular weight subunits // Sereal Chem. 1994. Vol. 71. P. 238-242.

313. Mujeeb-Kazi A., Rodrigues R. Cytogenetics of hybrids of Elymus canadensis x Hordeum vulgare И J. Hered. 1982. Vol. 73. P. 77-79.

314. Murphy R. W., Sites J. W., Buth D.G., Haufler С. H. Proteins I: Isozyme electrophoresis // Molecular Systematics (Eds. D. M. Hillis and C. Moritz). 1990. P. 45-126.

315. Napier К. V., Walton P. D. A hybrid between Agropyron trachycaulum and A. desertorum II Crop. Sci. 1982. Vol. 22. P. 657-660.

316. Napier К. V., Walton P. D. Hybrids between Agropyron trachycaulum and A. intermedium II Euphytica. 1983. Vol. 32. P. 231-239.

317. Ochiai A. Zoogeographic studies on the soleoid fishes found in Japan and its neighbouring regions // Bull. Jap. Soc. Sci. Fish. 1957. № 22. P. 526-530.

318. Osborne Т. B. The proteins of the wheat kernels. Wash. (D.C.): Carnegie Inst., USA, 1907.

319. Osborne Т. B. The vegetable proteins. 2nd ed. L.: Long mans, Green and Co., 1924.

320. Payne P. I., Corfield K. G. // Planta. 1979. VOL. 145. P.83-88.

321. Payne P. I., Corfield K. G., Blackman J. A. Identification of a high-molecular-weight subunit of glutenin whose presence correlates with bread-making guality in wheats of related pedigree //Theor. Appl. Genet. 1979. Vol. 5. P. 153-159.

322. Pecchioni N., Stanca A. M., Terzi V., Cattivelli L. RFLP analysis of highly polymorphic loci in barley // Theor. Appl. Genet. 1993. Vol. 85. P. 926-930.

323. Pelger S., Bothmer R. von. Hordein variation in the genus Hordeum as recognized by monoclonal antibodies // Genome. 1991. Vol. 35. P. 200-207.

324. Percival J. The wheat plant, a monograph. London, Duckworth and Co. 1921. P. 463.

325. Pielou E. C. The interpretation of Ecological Data. Wiley, New York. 1984.

326. Pohl R. W. Agropyron hybrids and the status of Agropyron repens II Rhodora. 1962. Vol. 64. P. 143-147.

327. Riley R., Chapman Y. Genetic control of the cytologically diploid behaviour of hexaploid wheat//Nature (London). 1958. Vol. 182. P. 713-715.

328. Roder M. S., Plaschke J., Konig S. U., Borner A., Ganal M. W. Abundance, variability and chromosomal location of microsatellites in wheat // Mol. Gen. Genet. 1995. Vol. 246. P. 327-333.

329. Rohlf F. J. NTSYS-PC. Numerical taxonomy and multivariate analysis system. Exeter Software, Setauket NY, 1992.

330. Ruckenbauer P. E. v. Tschermak-Seysenegg — his role in practical plant breeding after the rediscovery of the Mendelian laws in 1900 // Acta ofMendelian Univ. Agriculyure and Forestry. Brno, Czech Rep. 1999. XLVII. № 4. P. 31-36.

331. Runemark H., Heneen W. K. Elymus and Agropyron, a problem of generic delimitation // Bot. Notiser. 1968. Vol. 121. P. 51-79.

332. Sakamoto S. Patterns of phylogenetic differentiation in the tribe Triticeae //Seiken Ziho. 1973. №24. P. 11-31.

333. Sakamoto S., Muramatsu M. Cytogenetic studies in the tribe Triticeae. II. Tetraploid and hexaploid hybrids of Agropyron // Jpn. J Genet. 1966. Vol. 41. P. 155-168.

334. Salomon B. Taxonomy and morphology of the Elymus semicostatus group (Poaceae) II Nord. J. Bot. 1994. Vol. 14. P. 7-14.

335. Salomon B. Taxa described in the circumpolar Elymus alaskanus — Elymus violaceus complex. 1999. Int. address: http://leymus.vv.slu.se/elymus/alas/taxa.html

336. Salomon В., Bothmer R. von., Jacobsen N. Intergeneric crosses between Hordeum and North American Elymus {Poaceae, Triticeae) II Hereditas. 1991. Vol. 114. P. 35-39.

337. Salomon В., Lu B.-R. Genomic groups, morphology, and sectional delimination in Eurasian Elymus (Poaceae, Triticeae) II Plant Syst. Evol. 1992. Vol. 180. P. 1-13.

338. Salomon В., Bothmer R. von., Seberg O. A proposal for an Elymus core collection // Plant Genet. Res. Newsletter. 1997. Vol. 111. P. 77-81.

339. Sanders Т. В., Hamrick J. L., Holden L. R. Allozyme variation in Elymus canadensis from the tallgrass prairie region: Geographic variation // Amer. Midi. Nat. 1979. Vol. 101. P. 1-12.

340. Saperstain H. D., Bushuk W. Computer-aided analysis of gliadin electrophoregrams. ii. Wheat cultivar identification and class comparisons // Cereal Chemistry. 1985. Vol 62. P. 377392.

341. Sears E. R. The transfer to wheat of interstitial segments of alien chromosomes // Proc. 6th Int. Wheat Genet. Symp. (Ed. Sakamoto S.). 1983. Kioto Univ., Kioto, Japan. P. 5-12.

342. Sears E. R., Okamoto M. Intergenomic chromosome relationships in hexaploid wheat // Proc. 10th Int Congr. 1958. Vol. 2. P. 258-259.

343. Seberg O. Genome analysis, phylogeny, and evolution // PI. Syst. Evol. 1989. Vol. 166.1. P. 159-171.

344. Sharma H. C., Gill B. S. New hybrids betwen Agropyton and wheat // Theor. Appl. Genet. 1983. Vol. 66. P. 111-121.

345. Sharma H. C., Baenziger P. S. Production, morphology, and cytogenetic analysis of Elymus caninus (Agropyron caninum) x Triticum aestivum Fj hybrids and backcross-1 derivatives // Theor. Appl. Genet. 1986. Vol. 71. P. 750-756.

346. Shewry P. R., Ellis J. R. S., Pratt H. M., Miflin B. J. A comparison of methods for the extraction and separation of hordein fractions from 29 barley varieties // J. Sci. Food. Agr. 1978b. Vol.29. P. 433-441.

347. Shewry P. R., Miflin B. J. Genes for the storage proteins in barley // Qual. Plant Foods Hum. Nutr. 1982. Vol. 31. P. 251-267.

348. Shewry P. R., Field J. M. The purification and characterization of two groups of storage proteins (secalins) from Rye (Secale cereale L.) // J. Exp. Botany. 1982. Vol. 33. № 133. P. 261— 268.

349. Shewry P. R., Miflin B. J., Kasarda D. D. The structural and evolutionary relationships of the prolamin storage proteins of barley, rye and wheat // Phil. Trans. R. Soc. Lond. 1984a. Vol. 304. P. 297-308.

350. Shewry P. R., Bradberry D., Franklin J., White R. P. The chromosomal locations and linkage relationships of the structural genes for the prolamin storage proteins (secalins) of rye // Theor. Appl. Genet. 1984b. Vol. 69. P. 63-69.

351. Shmidt-Stohn G., Wehling P. Genetic control of esterase isoenzymes in rye (Secale cereale L.) // Theor. Appl. Genet. 1983. Vol. 64. P. 109-115.

352. Sneath P. H. A., Sokal R. R. Numerical taxonomy — the principles and practice of numerical classification. W.H. Freeman & Co., San Francisco 1973.

353. Snowden J. D. A classification of the cultivated sorghums. Royal Bot. Gard., Kew No. 1935. Vol. 5. P. 221-255.

354. Snyder L. A. Morphological variability and hybrid development in Elymus glaucus II Amer. J. Bot. 1950. Vol. 37. P. 628-636.

355. Snyder S. A. Elytrigia repens. In: Fischer, William C., compiler. The Fire Effects Information System Database., 1992. Missoula, MT: U.S.

356. Sokal R. R., Michener C. D. A statistical method for evaluating systematic relationships // Univ. Kansas Sci. Bull. 1958. № 38. P. 1409-1438.

357. Spiker S. An evolution comparison of plant histones // Biochem. and Biophys. Acta. 1975. Vol. 400. P. 461.

358. Spiker S., Krishnaswamy L. Constancy of wheat histones during development // Planta (Berl.) 1973. Vol. 110. P. 71-76.

359. Stace С. A. Plant taxonomy and biosystematics. 1980. London: Arnold.

360. Statistica. StatSoft, Inc. STATISTICA for Windows Computer program manual. Tulsa, OK: StatSoft, Inc. 1995.

361. Stebbins G. L. The hybrid origin of microspecies in the Elymus glaucus complex // Cytologia. 1956. Suppl. vol. 336-340.

362. Stebbins G. L., Snyder L. A. Artificial and natural hybrids in the Gramineae, tribe Hordeae. IX. Hybrids between western and eastern North American species // Amer. J. Bot. 1956. Vol. 43. P. 305-312.

363. Stebbins G. L., Hartl D. L. Comparative evolution: Latent potentials for anagenic advance // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1988. Vol. 85. P. 5141-5145.

364. Stout J. Т., Phillips R. T. Two independently inherited electrophoretic variants of the lysine rich histones of maize (Zea mays) // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1973. Vol. 70. P. 3043-3047.

365. Svitashev S., Salomon В., Bryngelsson Т., Bothmer R. von. A study of twenty eight Elymus species using repetitive DNA sequences // Genome. 1996. Vol. 39. P. 1093-1101.

366. Svitashev S., Bryngelsson Т., Li X. M., Wang R. R. C. Genome-specific repetitive DNA and RAPD markers for genome identification in Elymus and Hordelymus II Genome. 1998. Vol. 41. № l.P. 120-128.

367. Sugita M. Yoshida K., Sasaki K. Germination-induced changes in chromosomal proteins of spring and winter wheat embryos // Plant Phisiol. 1979. Vol. 64. P. 780-785.

368. Sun G. L., Salomon В., Bothmer R. von. Analysis of tetraploid Elymus species using wheat microsatellite markers and RAPD markers // Genome. 1997. Vol. 40. P. 806-814.

369. Sun G. L., Salomon В., Bothmer R. von. Characterization of microsatellite loci from Elymus alaskanus and length polymorphism in several Elymus species (Triticeae: Роасеае) И Genome. 1998a. Vol. 41. P. 455-463.

370. Sun G. L., Salomon В., Bothmer R von. Characterization of microsatellite polymorphism in Elymus species // Triticeae III (Ed. Jaradat A.A.), Enfield, New Hampshire, Science Publishers. 1998b. P. 175-182.

371. Sun G. L., Diaz O., Salomon В., Bothmer R. von. Genetic diversity in Elymus caninus as revealed by isozyme RAPD and microsatellite markers // Genome. 1999. Vol. 42. № 3. P. 420431.

372. Thomas J. O. The higher order structure of chromatin and histon HI // J. Cell. Sci. 1984. Suppl. l.P. 1-20.

373. Torabinejad J., Carman J. G., Crane C. F. Morphology and genome analyses of interspecific hybrids of Elymus scabrus II Genome. 1987. Vol. 29. P. 150-155.

374. Torabinejad J., Mueller R. J. Genome constitution of the Australian hexaploid grass, Elymus scabrus (Роасеае: Triticeae) // Genome. 1993. Vol. 36. P. 147-151.

375. Tschermak, v. E. Uber ktinstiche Kreuzung bei Pisum sativum. Zeitschrift Шк das landwirtschaftliche Versuchswesen in Osterreich // Habilitationsschrift. 1900. №. 3. P. 465-555.

376. Turesson G. The species and variety as ecological units. Hereditas. 1922a. Vol. 3. P. 100-113.

377. Turesson G. The genotypical response of the plant species to habitat. Hereditas. 19226. Vol. 3. P. 211-350.

378. Turesson G. The scope and import of genecology. Hereditas. 1923. Vol. 4. P. 171-176.

379. Turner J. E., Boundy J. A., Dimler R. J. Zein: A heterogeneous protein containing disulfidelinked aggreates // Cereal Chem. 1965. Vol. 42. P. 452^61.

380. Tzvelev N. N. The system of grasses (Роасеае) and their evolution // Bot. Review. 1989. Vol. 55. P. 141-204.

381. Ullman W. Natural and artificial hybridization of grass species and genera // Herbage Reviews. 1936. P. 105-142.

382. Vapa L., Kastari R., Filipovic S. Genetic variability of proteins in Dasypyrum villosum populations // J. Genet. & Breed. 1993. Vol. 47. P. 49-52.

383. Vavilov N. I. The law of homologous series in variation // Genetics. 1922. Vol. 12. № 1.1. P. 47.

384. Vavilov N. I. The Linnean species as a system // Proc. V Int. Bot. Congress (Cambridge, 1930). Cambridge: Univ. Press, 1931. P. 213.

385. Vavilov N. I. The new systematic of cultivated plants // The new systematics. Oxford: Univ. Press. 1940. P. 549.

386. Vos P., Hogers R., Bleeker M., Reijans M., van der Lee Т., Homes M., Frijters A., Pot J., Peleman J., Kuiper M., and Zabeau M. AFLP: a new technique for DNA fingerprinting. Nucleic Acids Res. 1995. Vol. 23. P. 4407^414.

387. Vries, H. de. Das Spaltungsgesetz der Bastarde // Berichte der Deutschen Botanischen Gesellschaft. 1900. № 18. P. 83-90.

388. Walton P. D., Taing Aung. Agronomic characteristics of four ploidy levels in Elymus trachycaulus //J. Genet. Breed. 1989. Vol. 43. P. 135-138.

389. Wang R. R.-C. An assessment of genome analysis based on chromosome pairing in hybrids in perennial Triticeae II Genome. 1989. Vol. 32. P. 179-189.

390. Wang R. R.-C., Dewey D. R., Hsiao C. Genomic analysis of the tetraploid Pseudoroegneria tauri II Crop.Sci. 1986. Vol. 26. P. 723-727.

391. Wang R. R.-C., von Bothmer R., Dvorak J., Fedak G., Linde-Laursen I., Muramatsu M. Genome symbols in the Triticeae (.Роасеае) // Proc. 2nd Int. Triticeae Symp. (Eds Wang R. R.-C., Jensen K.B. and Jaussi C.), Logan, Utah, USA. 1994. P. 29-34.

392. Williams J. G. K., Kubelic A. R., Livak K. J., Rafalski J. A., Tingey S. V. DNA polymorphism amplified by arbitrary primers are useful as genetic marker // Nucleic Acids Res.1990. Vol. 18. P. 6531-6535.

393. Winkler H. Verbreitung und Ursache der Parthenogenesis im Pflanzen und Tierreiche. Jena.1920.

394. Woychik I. H., Boundy I. A., Dimler R. I. Starch gtl electrophoresis of wheat gluten proteins with consentrated urea//Arch. Biochem. and Biophys. 1961. Vol. 94. P. 477-482.

395. Wrigley C. W., Robinson P. J., Williams W. T. Relationships between Australian wheat on the basis of pedigree, grain protein composition, grain quality and morphology // Australian J. Agricultural Research. 1982. Vol. 33. P. 419-427.

396. Wu K. S., Tanksley S. D. Abundance, polymorphism and genetic mapping of microsatellites in rice. Mol. Genet. 1993. Vol. 241. P. 225-235.

397. Yang J.-L., Yen C., Baum B. R. Kengylia: synopsis and key to species // Hereditas. (Proc. 1st Int. Triticeae Symp., Helsinborg, Sweden) 1992. Offprint vol. 116. P 25-28.

398. Yen C., Yang J.-L. Kengylia gobicola, a new taxon from west China // Can. J. Bot. 1990. Vol. 68. P. 1894-1897.

Информация о работе

Агафонов, Александр Викторович
доктора биологических наук
Новосибирск, 2004
ВАК 03.00.05

Диссертация

Система рекомбинационных и интрогрессивных генпулов StH-геномных видов рода Elymus L. Северной Евразии - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы