Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Сравнительное изучение видовых особенностей проростков лиственницы (Larix Mill)

ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Сравнительное изучение видовых особенностей проростков лиственницы (Larix Mill)"

МАО цзи цзюнь

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ВИДОВЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОРОСТКОВ ЛИСТВЕННИЦЫ

(Larix Mill.)

Специальность 06.03.01 Лесные культуры, селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 1998

Работа выполнена на кафедре селекции, генетики и дендрологии Московского государственного университета леса.

Научные руководители:

доктор биологических наук, профессор Ефимцев Е.И.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Шапкин О.М.

Официальные оппоненты доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Дроздов И.И.;

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Николаева Л.Ф.;

Ведущая организация - Институт лесоведения Российской Академии Наук

Защита диссертация состоится « » _ 1998 года

в /¿2 часов 3 ¿7 минут на заседании диссертационного совета Д 053.31.03 при Московском государственном университете леса по адресу: 141001, г.Мытищи-1, Московской области, Московский государственный университет леса, ауд 313.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Московского государственного университета леса.

Автореферат разослан » ^¿-С1998 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Анисочкин В. Г.

Подп. К печ.Н.г. Объем! п. л. Зак. ¿'V Тир. 100

Издательство Московского государственного университета леса

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации.

Одной из основных лссообразующих пород в России является лиственница (Larix Mill). Ее ареал занимает значительную территорию, простираясь из европейской части на Дальний Восток и от южной границы до северного предела распространения лесной растительности. Площадь лиственничных лесов занимает около 40% всей покрытой лесом поверхности России. Древесный запас лиственничных лесов составляет, около, 38% от всех древесных запасов страны. Благодаря быстрому росту и высококачественной древесине, лиственница может широко использоваться для различных целей в народном хозяйстве.

Истощение запасов мягкой древесины хвойных при наличии огромных запасов лиственницы, высокое качество ее древесины и потребность в ней, говорят о том, что лиственница в ближайшем будущем должна найти широкое применение в хозяйстве страны. В связи с изложенным, исследование лиственницы является весьма своевременным.

История исследований лиственницы включает в себя различные аспекты изучения рода. Их основу составляют морфологические, анатомические, физиолого-биохимичеекие, генетические, экологические и другие направления. Однако до настоящего времени остается много неясного в вопросах систематики, эволюции видов, внутривидового разнообразия, естественной гибридизации лиственницы. Отсюда, например, возникает неопределенность в вопросах о числе видов рода Larix, о статусе лиственницы Сукачева и лиственницы Каяндера, степени внутривидового разнообразия. Разрешение этих вопросов открывает новые возможности не только в теоретических, но и практических областях, например, при оценке величины генофонда и его рационального использования, проведении селекции и решение вопросов семеноводства.

В конечном итоге проведение исследований в этих направлениях должно способствовать повышению продуктивности, качества и устой-

чииости лесных насаждений лиственницы, оказывать влияние на стабилизацию состояния фигоценозов.

Цель и задачи исследований состоит в установлении селекционно-генетических характеристик ряда видов лиственниц для определения их места в систематике рода Larix.

Для этого было проведено сравнительное изучение видовых особенностей на проростках лиственниц Сукачева (L.sukaczewii Djil), сибирской (L.sibirica Ldb.), Гмелина (L.gmelinii (Rupr.) 11ирг.),Каяндсра (L.cajanderi Мауг.) и Чекановского (L.czekanowskii Sz.), что позволило существенно снизить влияние экологических факторов на измеряемые параметры растений.

В соответствии с выбранной целью были поставлены следующие задачи:

1. Провести сравнительное исследование биометрических показателей развития проростков 5 видов лиственницы.

2. Осуществить сравнительное изучение содержания пигментов in Vitro, особенностей и состояния пигментов и пигментных систем в живых растениях, методом абсорбционной и флуоресцентной спектрофотомет-рии, скорости обмена кислорода при фотосинтезе проростков лиственницы.

3. Оценить видовую устойчивость лиственниц к действию мутагенов используя в качестве них энтомоцидные бактериалышу биопрепараты битоксибациллин (БТБ) (Bacillus thuringiensis subsp. thuringiensis) и лепидо-цид (Вас. thuringiensis subsp. kurstaky).

4. Установить генетические особенности изучаемых видов лиственниц методом изоферментного анализа проростков.

Научная новизна. Впервые получены данные по биометрическим показателям в процессе онтогенеза проростков L.sukaczewii, L.sibirica, L.gmelinii, L.cajanderi L.czekanowskii и обнаружено различие в кинетике их развития в отдельных подфазах. Установлено, что у лиственницы Гмелина появление максимумов в наблюдаемой подфазе развития наступает на 20-40 часов раньше, чем у остальных видов. Процесс онтогенеза у проро-

сткон лиственниц сибирской и Каяндера протекал, примерно, одинаково.

Сравнительное изучение количественных показателей развития проростков ряда видов лиственницы (длина семядолей, длина гипокотиля и т.д.) позволило обнаружить видовые особенности в их протекании. Среди других биометрических показателей, длина корешка, например, у проростков L.sukaczewii оказалась наибольшей. Последнее подтверждается особенностью корневой системы этого вида. Особенность поверхностно-якорной и поверхностной корневых систем у L.gmelinii и L.cajanderi нашел отражение в онтогенезе этих двух видов. Очевидно, что эти морфологические признаки закреплены генетически.

Впервые получена информация о содержании пигментов у проростков лиственницы. Результаты показали, что у каждого из изученных видов, индивидуальное содержание хлорофилла отличалось количественно. Однако, статистический анализ показал недостоверность этих различий. Впервые получены данные спектрального анализа спиртового экстракта пигментов и гомогената проростков лиственницы. Установлены и оценены особенности пигментных систем проростков in Vivo у ряда лиственниц по спектрам низкотемпературной флуоресценции (77°К).

Изученные виды лиственницы обладают различной устойчивостью к мутагенному воздействию, что было обнаружено в опытах с использованием биоинсектицидов битоксибациллина и лепидоцида.

Установлено, что бактериальные энтомоцидные биопрепараты оказывают определенное влияние на растения. С увеличением концентрации препаратов это воздействие усиливается. Изученные эффекты воздействия биопрепаратов на проростки, возможно, зависят от их индивидуальных особенностей последних.

Впервые установлена генетическая дистанция между изученными видами лиственницы на молекулярном уровне и показана степень родства у ряда видов Larix. Это имеет важное значение для определения положения каждого вида в систематике рода Larix. Результаты сравнительного анализа изоферментов лиственниц показали, что лиственница Сукачева

должна определяться как самостоятельный вид, а ие как экотип вида Ь.51Ь1"пса. Лиственница Каяндсра также должна определяться статусом самостоятельного вида. Одновременно было установлено, что между двумя популяциями лиственницы Гмелина (из России и Китая) существует значительное генетическое различие.

Практическая значимость исследования. Полученные результаты по онтогенезу проростков лиственницы их биологическим, физиологическим и генетическим особенностям, позволили внести новые коррективы в систематику, эволюцию видов лиственницы, оценить внутривидовое разнообразие. Представленные данные отражают видовые особенности лиственниц, позволяют оценить величину их генофонда. Последнее может определять рациональное использование генофонда каждого вида лиственницы, осуществлять семеноводство на селекционной основе. Таким образом, кроме вышеупомянутого созданы новые предпосылки для решения вопросов, связанных с повышением продуктивности лиственницы, улучшением качества ее древесины, с селекционной устойчивостью к антропогенному воздействию, а также разработаны и апробированы новые методы оценки видовых особенностей и состояния проростков лиственницы.

Апробация работы. Основные выводы и предложения диссертации были доложены на втором съезде Биохимического общества Российской Академии наук (Пущино, 1997), на четвертой международной конференции «Регуляторы роста и развития растений» (Москва, 1997).

Публикации. Основные положения диссертации отражены в научных публикациях Биохим съезда и международной конференции.

Структура диссертации. Работа включает введение, изложение полученных результатов и их обсуждение, отраженное в шести главах, выводы и список использованных источников, включающей 294 названия. Работа содержит 203 страницы, 33 таблицы, 37 рисунков и 43 фотографии.

Содержание работы

Глава 1. Общая характеристика изученных видов лиственницы

Вопрос о происхождении и генетических взаимосвязях видов рода Larix обсуждался многими исследователями на протяжении длительного времени и имеет свою историю (Лбаимов А.П. и др. 1984). Однако, до сих пор в систематике лиственницы, например, в вопросе о числе видов Larix, о статусе некоторых подвидов и даже видов нет единого мнения. Так Сукачев В.Н. (1924) признает и описывает 14 видов, Комаров B.JI. (1934) -25, Дылис Н.В. (1981) - 20, БобровЕ.Г. (1978) - 16 и т.д. Различия в понимании объема рода Larix во многом объясняется естественной гибридизацией между видами этого рода, установлением статуса некоторых видов и подвидов лиственницы.

Наиболее подробно вопросы систематики лиственницы в СССР разработаны и освещены Дылисом Н.В. (1961). Для лиственницы даурской Дылис определил две географические расы: западный подвид (L.dahurica ssp. dahurica) и восточный подвид (L.dahurica ssp. cajanderi (Mayr.) Djil). Бобров Е.Г.(1972) возражает против этого и просматривает вид L.dahurica ssp. cajanderi, как самостоятельный - L. cajanderi Mayr. Он признает приоритетное название лиственницы даурской как L.gmelinii (Rupr.) Rupr. Однако, это мнение еще Не совсем принято рядом исследователей.

О статусе лиственницы Сукачева также ведутся дискуссии. Так Дылис (1947) выделил из L.sibirica новый вид - лиственницу Сукачева (L.sukaczewii Djil), но этот статус для нее отвергается некоторыми учеными (Бобров Б.Г (1972), Путенихин В.П. (1993), Милютин Л.И. (1993)). По этому вопросу мнения неоднозначны.

Решение вопросов систематики, видового разнообразия и прикладных аспектов селекции и семеноводства должно, по-видимому, основываться на использовании новых методов исследования биологических систем разного уровня организации, превосходящих информативностью и точностью традиционные, морфологические.

Глава 2. Объекты и методы исследования

В работе использовались проростки из семян лиственницы, присланных из разных районов России и Китая. Они собирались в естественных популяциях на территории ареала каждого вида главным образом в течение 1994-1995 гг. Из имеющегося материала, после проверки его качества было отобрано 5 видов лиственниц (Сукачева, сибирская, Гмелина, Каяндера и Чекановского).

Всего было изучено 15 популяций, в том числе лиственницы сибирской - 4, Сукачева -1, Гмелина - 4, Каяндера - 5, Чекановского -1.

Качество семян определялось автором на Центральной лесосеменной станции (г.Пушкино Московской обл.). Проращивание проводилось на перлите при освещении лампами накаливания общей интенсивностью 14x103 люкс и температуре 20-24°С.

Для изучения динамики развития проростков проводилось периодическое изучение биометрических показателей. Для количественной оценки развития проростков был выбран показатель К; %.

^ число исходных семян х100/о

Количественное изучение содержания пигментов проводилось общепринятыми методами (Wintermans J.F., Mots А., 1965) на спектрофотометре Спекол-11 (Карл Цейс, Германия).

Исследование спектральных характеристик спиртового экстракта пигментов из семядолей, а так же гомогената нативных проростков проводилось с помощью регистрации спектров поглощения на спектрофотометре СФ-18. Изучение спектров флуоресценции нативных проростков лиственницы осуществлялось на спектрофлуориметре при температуре жидкого азота (-196°С) или 77°К.

Устойчивость пророспсов Larix sibirica и L.gmelinii к мутагенному воздействию оценивалась по влиянию бактериальных энтомоцидных биопрепаратов битоксибациллина и лепидоцида на их биометрические и физиолого-биохимические параметры.

Изучение интенсивности фотосинтеза у проростков Ьапх проводилось путем измерения скорости обмена кислорода полярографическим методом (Ефимцев Е.И. и др., 1978).

Анализ изоферментов осуществлялся методом электрофореза. Разделение нативных экстрактов из семядолей достигалось благодаря использованию двух буферных систем (Бо^! и др., 1989). Для определения уровня изменчивости и степени дифференциации в исследованных популяциях использовались стандартные методы и показатели (N01' М. 1972, 1975).

Глава 3. Изучение у ряда видов биологических особенностей проростков лиственницы

Изучение видовых особенностей проростков лиственницы было осуществлено путем измерения их биометрических показателей в подфа-зах развития (всхожесть семян, сроки появления корешка, вынос гипоко-тиля, появление зеленых семядолей и сбрасывание семенной оболочки, фиксации изменения линейных и весовых параметров).

Полученные результаты указывают, что достоверные различия по линейным и весовым показателям развития проростков (длине корешка, гипокотиля, семядоли и сырому весу корешка, гипокотиля семядоли) между изученными видами не обнаружены.

Было обнаружено, что по скорости развития проростков у 5 видов Ьапх существуют различия. Так у Ь^те1тп появление максимумов развития в каждой из подфаз показало опережение остальных видов на 1-2 суток. У Ь^Ьшеа и L.cajanderi развитие проростков протекало, примерно, одинаково, как и у второй пары (Ь.зикасге\ун и Ь-сгекапошвки). Однако, между этими двумя парами существовала временная разница. Кроме то-то, было обнаружено внутривидовое различие по срокам развития проростков растений у двух популяций лиственницы Гмелина (Ь.§те1тн), произрастающих в России и Китае.

Гшва 4. Исследование содержания хлорофилла и особенностей пигментного аппарата ряда видов Larix

Попытки использования показателя содержания хлорофилла в качестве характеристики некоторых видов Larix были предприняты Оллыкай-нсным A.M. (1968), Надеждиной В.В. (1971), Милютиным Л.И. (1974).

Однако, значительные различия в полученных результатах уже при изучении одного и того же вида делали исследование в этой области малопривлекательными. Очевидно, что в основе получаемых различий в содержании хлорофилла в хвое лиственницы лежало влияние экологических факторов. Существенного снижения влияния последних можно было добиться только при изучении содержания хлорофилла в проростках выращенных в контролируемых условиях.

В проведенных опытах на 20 дневных проростках лиственницы нескольких популяций и ряда видов было одновременно осуществлено изучение содержания хлорофилла в тканях, спектров поглощения спиртового экстракта пигментов, спектров поглощения гомогенатов проростков и спектров их низкотемпературной (77°К) флуоресценции.

Сопоставление усредненных значений содержания хлорофилла для ряда популяций нескольких видов лиственниц и их статистическая обработка (табл.4.1) показали, что между изученными видами достоверных различий в содержании хлорофилла не существует.

Изучение спектров поглощения спиртовых экстрактов из проростков, их гомогенатов, спектров флуоресценции гипокотилей проростков разных популяций и видов позволило оценить их особенности.

Исследование спектров поглощения спиртовых экстрактов пигментов выделенных из семядолей проростков показало, что они имеют в красной области спектра основной максимум 665 нм и дополнительный около 615-620 нм. У изученных видов (табл. 4.1) спектры поглощения спиртовых экстрактов по структуре и амплитуде оказались близкими, за исключением L.sukaczewii. Последний вид имел отличия, связанные с уменьшением поглощения форм хлорофилла в области 600-660 и 670-700

и

нм. Указанные интегральные различия в поглощении пигментов этого вида лиственницы подтверждаются и данными табл.4.1.

Таблица 4.1.

Содержание хлорофилла в семядольных листьях проростков разных видов лиственницы

Вид Среднее по популяциям содержание хлорофилла, мг/г* Число популяций, образующих выборку Расчетное значение (-критерия Стыодепта Табличное значение (-критерия Стьюдента Уровень значимости, %

Ь. БЙмпса 1,76+0,12 3 14,7 9,92 0,01

Ь. 5икасге\уи 1,30** 1 - - -

Ь. ®те1ши 1,95±0,08 4 24,4 12,9 0,001

Ь. сгекапошБкн 1,97** 1 - - -

Ь. cajandri 1,78+0,15 5 11,7 8,61 0,001

Усреднение по видам 1,75+0,12 14 14,58 4,14 0,1

Примечание:

* Содержание хлорофилла (а+Ь) экстрагированного этанолом из проростка приведено в расчете на I г сырого веса семядольного листа.

** Среднее значение содержания хлорофилла в семядолях определенно по выборке из 8-10 проростков в 2-3-х кратной повторности, с 3-5% ошибкой охватывающей все этапы приготовления и измерения проб.

Возраст проростков 20 суток. Выращивание всех видов лиственниц одновременное, на перлите, » стационарных условиях близких фитотрону (1=20-24°С). Величина непрерывного интегрального светового потока ламп накаливания составляла 14х103 люкс, влажность постоянная.

Изучение спектров поглощения гомогенатов проростков 5 видов Ьапх показало, что их структура в красной области спектра представлена главным максимумом 678 им и дополнительными 650 и 620 нм. Значительных отличий в амплитуде максимумов спектра поглощения гомогенатов обнаружено не было, за исключением некоторого увеличения поглощения у двух видов Ь.5икас2с\уц и Ь.сгекапо'итскн.

Для сопоставления и статистической обработки спектры поглощения экстрактов и гомогенатов нормировались в главном максимуме.

Изучение низкотемпературных (77°К) спектров флуоресценции проростков лиственницы позволило пронаблюдать и оценить имеющиеся видовые особенности их фотосистем.

Спектральные кривые флуоресценции имели максимумы 685, 696 и 734 нм. Нормированные при 734 нм спектры были подвергнуты статистической обработке. Результаты анализа достоверности различий спектральных кривых поглощения и флуоресценции (табл.4.2) показали, что существенных отличий у всех изученных видов лиственницы не обнаружено.

Таблица 4.2.

Результаты оценки достоверности межвидовых различий по данным биологической спсктрофотометрии проростков лиственницы

Показатели оптических спектров различных типов образцов, п риготовленных из проростков

Оптическая плотность спиртового экстракта * Оптическая плотность гомогената ** Флуоресценция проростков ***

Длина волны, нм Значение t-теста Стыодента; (v=3) Длина волны, нм Значение t-тесга Стьюдента; (v=5) Длина волны, нм Значение t-теста Стьюдента; (v=5)

расчетное табличное11 расчетное табличное расчетное табличное

600 18,3 12,92 600 34,0 6,87 660 0,5 2,45

605 14,0 12,92 605 40,9 6,87 670 1,0 2,45

610 16,2 12,92 610 37,3 6,87 680 0,3 2,45

615 14,1 12,92 615 50,6 6,87 686 4,9 3,71

620 14,6 12,92 620 42,1 6,87 688 19,7 5,96

625 15,0 12,92 625 46,8 6,87 690 22,5 5,96

630 15,2 12,92 630 47,8 6,87 696 18,8 5,96

635 15,9 12,92 635 48,6 6,87 700 28,1 5,96

640 19,2 12,92 640 47,6 6,87 710 31,9 5,96

645 20,4 12,92 645 55,0 6,87 720 20,3 5,96

650 29,5 12,92 650 67,1 6,87 730 24,9 5,96

655 59,3 12,92 655 80,6 6,87 734 00 5,96

660 86,2 12,92 660 87,2 6,87 740 40,8 5,96

665 afi 12,92 665 145,9 6,87 750 110,2 5,96

670 32,2 12,92 670 336,0 6,87 760 67,2 5,96

675 15,9 12,92 675 00 6,87 770 51,4 5,96

680 9,7 5,84 680 476,4 6,87 780 60,9 5,96

685 9,3 5,84 685 149,6 6,87 790 28,1 5,96

690 6,7 5,84 690 76,6 6,87 800 18,9 5,96

695 00 12,92 695 38,7 6,87 - 5,6 3,71

700 оо 12,92 700 29,5 6,87 - 00 5,96

j - - 710 23,5 6,87 - - -

- - - 720 17,2 6,87 - - -

- - - 730 15,2 6.87 - - -

* Измерение спектров поглощения спиртовых экстрактов пигментов из проростков Ьапх £те1юн, Ьапх вШтса, Ьапх cajandeIi и Ьапх зикасгеуц.

** Спектры поглощения измерены у проростков Ьайх ¿теШш, Ьапх .чь Ьшса, Ьалх cajanderi, Ьапх зикасгеуц и Ьапх c2ekanowskii.

*** Спектры флуоресценции измерены у проростков Ьапх ¿>гпеИпИ, Ьапх Б^тса, Ьапх cajanderi, Ьапх зикасгеуп, Ьапх сгекапствкц, L.japonica и Ьапх о^еп-

513.

В скобках (V) представлено число степеней свободы статистической выборки из разных видов лиственницы.

"В порядке убывания табличные значения Места Стыодспта соответствуют 0,01; 0,001 уровню значимости.

11 Знаком «ад» отмечены случаи совпадения значений оптических характеристик для всех видов лиственницы.

г Прочерком отмечены величины спектра за пределами области измерения.

Глава 5. Изучение видоспецифичной устойчивости к биоинсектицидам у лиственниц сибирской и Гмелииа

Известно, что промышленные выбросы химического производства (Новиков М.Н., 1989), энтомоцидные бактериальные препараты (Валентирова О.Б., 1992) воздействуя на маточное и семенное потомство сосны обыкновенной обнаружили дифференциацию растений по степени их устойчивости к экзогенным факторам. Стало очевидно, что количественный экспериментальный подход по изучению влияния бактериальных препаратов на растение может быть использован для оценки их устойчивости к действию мутагенных факторов.

Последнее открывало бы не только в оз м о ж н о сть<се л екци и по этому признаку, но и способствовало решению других сопряженных задач.

Результаты сравнительного изучения устойчивости к биоинсектицидам у Ьапх {*те1вш и Ьапх БЛшса показали, что между ними существует различие в воздействии на развитие проростков. Однако, видовая особенность реакции у лиственниц сибирской и Гмелина на действие одного и того же биопрепарата взятого в одинаковой концентрации не всегда проявлялось достаточно отчетливо (рис.5.1). В варианте с использованием битоксибациллина и лепидоцида в концентрации 2 г/л, что соответствует дозе 1 кг/га или на 500 л воды, у изученных видов лиственниц иногда наблюдалась незначительная стимуляция некоторых показателей развития проростков по сравнению с контролем или близость к нему.

I

2,5 тем 2 1,5

1 -0,5 0

5 г СМ

4,5 -1

4 •

3,5

3 -

2,5

2

1,5 -

1 -

0,5 -

0 -

—]

н

щы 1Ш

1

I 1

14 т 12 10 8 -6 4 2 О

2,5 тем

1,5

II '

1

-1 1 1 ! т

- п | ! п {

1 1 — — 1 . 4 —1

4,5 4 3,5 3

2,5 -2 -1,5 1

0,5 -О

14 "г мг 12 -10

6

4 -2 О

Г-1

Ж

В контроль ®2г/л

> г/л

В12 г/л

Рис.5.1. Изучение биологических показателей проростков лиственницы под воздействием бактериальных энтомоцидных биопрепаратов.

I - битоксибациллин; II - лепидоцид; 1 - длина корешка; 2 - длина гипокотиля; 3 - живой вес семядоли.

С - лиственница сибирская; Г - лиственница Гмелина (произрастающая в России). Проростки 15-дневные. Обработка однократная. Концентрация препаратов:2, 6 и 12 г/л.

о

Таблица 5.1

Изменение содержания хлорофилла (а+в) в семядолях лиственницы под воздействием

битоксибациллина и лепидоцида

Вид Вариант Возраст проростков (сутки); содержание хлорофилла в % к контролю

лиственницы среда доза; 15 % к кон- 18 % к кон- 21 % к кон- 28 % к кон- 30 % к кон- 33 % к кон-

г/л тролю тролю тролю тролю тролю тролю

Н20 0 2,50 100 2,2 100 2,47 100 2,3 100 2.65 100 2,10 100

2 2,35 94,0 2,88 130,9 2,70 109,3 2,46 107,0 2,79 105,3 2,52 120,0

Сибирская БТБ* 6 0,97 36,6

12 0,92 34,7

лепи- 2 3,10 124,0 3,09 140,5 3,09 125,1 2,31 100,4 2,18 82,3 2,14 101,9

доцид 6 • 1,40 52,8

12 1,36 51,3

Н20 0 2,66 100 2,54 100 2,55 100 2,27 100 2,13 100 1,89 100

2 1,90 71,4 2,30 90,6 2,42 94,9 2,30 101,3 2,27 106,6 2,40 127,0

Гмслипа БТБ* 6 1,85 86,9

(Россия) 12 1,51 70,9

лепи- 2 2,78 104,5 2,75 108,3 2,36 92,5 2,16 95,2 2,54 119,2 2,44 129,1

доцид 6 1,81 85,0

12 1,08 50,7

* БТБ - битоксибациллин. Концентрация хлорофилла мг/г сырого веса. Режим освещения - непрерывный. Проростки выращены при температуре 23-2б°С, освещении ламп накаливания 1,4х104 люкс, на перлите.

Воздействие рекомендуемых заводом-изготовителем доз (4-10 г/л) битоксибациллина и лепидоцида при 2-5 кратных обработках, выразилось в снижении основных параметров развитая проростков лиственницы (рис.5.1). С увеличением концентрации биопрепаратов ингибирую-щий эффект их воздействия на проростки усиливается.

Результаты по изучению измерения содержания хлорофилла (табл.5.1.) в проростках под действием бактериальных энтомоцидных биопрепаратов обнаружило стимуляцию его биосинтеза при низких (до 30%) и значительное (до 65%) ингибирование при высоких концентрациях инсектицидов. Изучение формы спектров поглощения пигментов в го-могенатах проростков свидетельствует о том, что с увеличением концентрации препаратов величина поглощения так же уменьшалась.

В работе было осуществлено сравнительное изучение скорости обмена кислорода при фотосинтезе у проростков Ьапх этеШш, Ьапх вЛтса выросших при воздействии биопрепаратов битоксибациллина и лепидоцида. Результаты показали, что световые кривые скорости обмена кислорода проростков Ьапх }*те1ти, Ьапх зЛипса имеют «8»-образную форму (рис.5.2). Таким образом, действие биопрепаратов выразилось в снижении уровня фотосинтеза и изменении формы световых кривых обмена кислорода. Это проявляется в увеличении латентного периода в начале освещения объекта и уменьшении амплитуды стационарного уровня световых кривых фотосинтеза у проростков двух видов Ьапх. С увеличением концентрации препаратов скорость фотосинтеза снижается. Очевидно, что изменение биометрических показателей, содержания хлорофилла и изменение формы световых кривых под действием мутагенных факторов позволило обнаружить различия у двух видов рода Ьапх. Однако, возможно, из-за их близкородственных отношений (рис.6.2, гл.6), эффекты вызванные действием инсектицидов не достаточно выражены.

У(02); отн.ед. 3,5

У(02); отн.ед 3,5 т

100

интенсивность света;%

54 100

интенсивность света; %

Рис.5.2. Световые кривые скорости обмена кислорода проростков лиственниц Гмелина (а) и сибирской (б). 1 - контроль, 2, 3, 4 - выросшие при концентрации 2, 6, 12 г/л битоксибациллина; 5, б, 7 - при концентрации 2, 6, 12 г/л лепи-доцида.

Освещение интегральным светом лампы накаливания. Интенсивность света 5x103 люкс. Измерения по точкам с нейтральными светофильтрами. Усредненная величина пропускания интегрального света светофильтрами 13; 20; 32 и 54 %.

Глава 6. Изучение межвидовых взаимосвязей у рода Ьаг'сс методом изоферментиого анализа

Изофермснтами называются множественные формы фермента, наличие которых в клетках и тканях одного или разных организмов генетически детерминировано.

В последнее десятилетие метод электрофореза изоферментов используется чрезвычайно широко, включая исследования генетических структур и генетического разнообразия, особенностей размножения, географической изменчивости и т.д.

Известно, что электрофорез изоферментов выделенных из растений позволяет выявить в них генетически детерминированные различия, которые не проявляются фенотипически.

Электрофорез изоферментов основан на одном из важнейших свойств белковых молекул - наличии на их поверхности электрических зарядов. Заряды возникают вследствие, так называемой, электролитической диссоциации отдельных химических группировок, имеющихся в тех аминокислотах, из которых создан белок.

Материал исследования - 15-20 дневные проростки. Методика электрофореза включает экстракцию аллозимов проб, приготовление геля, протекание электрофореза, гистохимическое окрашивание и анализ результата.

Аллельный характер обнаруженных вариантов был установлен на основании результатов анализа их расщепления у диплоидных проростков методом электрофореза. С помощью этого метода было изучено 5 ферментов(рис. 6.1). На основании оценки частоты встречаемости всех 20 аллелей, определения показателей наблюдаемой и ожидаемой гетерози-готности был осуществлен генетический анализ структуры каждой популяции (табл 6.1).

На основании данных таблицы 6.1. были рассчитаны значения коэффициентов генетической дистанции Ней (Рк), величины которых позволили количественно оценить степень близости друг к другу исследованных видов (популяций) лиственницы.

Фермент ААТ ЮН БКЮН РОМ Б1А Поляр-

№ локуса *1 2 1 1 1 2 1 2 3 ность

Относительная подвижность 1,00; 1,10 0,95; 1,00 0,90; 1,00 0,90; 1,00; 1,10 0,90; 1,00; 1,10 ода,00; 1,30 0,90;0,95;1,00

— — — — ©

Старт — 0

Рис.6.1. Схематическое изображение и обозначение электрофоретичееких аллельных вариантов 9 локусов у 5 видов лиственницы.

Примечание: * Самая быстрая по подвижности зона электрофоретического спектра определенного фермента (ААТ, ШН и т.д.) обозначена цифрой 1, менее подвижная - 2, и т.д.

** Внутри зон варианты обозначены следующим образом: наиболее часто встречающийся вариант цифрой 1,00; остальные в соответствии с их электрофоретической подвижностью относительно варианта 1,00.

Таблица 6.2.

Значения основных показателей генетического полиморфизма в природных популяциях 5 видов лиственницы

Популяции Число изу- Средне Доля полиморфных Средняя Коэффи-

рода ченных е число локусов (Р), % гетерозиготносгь циент

Larix проростков аллелей 95%-иый 99%-ный наблюда ожидаемая имбридин

на ло- критерий критерий емая (Не) -га

кус (А) (Но)

L.sibirica 30 1,556 62,5 62,5 0,274 0,264 -0,038

L.sukaczewii 30 1,444 62,5 62,5 0,311 0,246 -0,264

L.gmelinii 30 1,444 50,0 50,0 0,167 0,158 -0,057

(Россия)

L.czekano- 30 1,556 62,5 62,5 0,322 0,253 -0,273

wskii

L.cajandcri 30 1,667 62,5 62,5 0,193 0,255 0,243

L.gmelinii 30 1,667 44,4 44,4 0,178 0,150 -0,187

(Китай)

Среднее 30 1,556 57,4 57,4 0,241 0,221 -0,096

значение

А = Е а,/п, где а; - число выявленных аллелей на i-том локусе;

п - общее количество исследованных локусов

Р = K/N, где К - число полиморфных локусов аллозима

N - общее количество исследованных локусов аллозима.

Но вычисляли путем деления числа наблюдаемых гетерозиготных особей (проростков) на общее число проанализированных по данному локусу особей.

Не = 1 -Ех*, где X;- частота i-того аллеля

F = 1 - Но/Не

Оказалось, что величина генетической дистанции (Dn) изученных шести популяций пяти видов Larix находится в пределах от 0,076 до 0,353 относительных единиц. Для наглядного отображения межвидовых взаимосвязей на основании полученных данных Dn построена дендрограмма (рис.6.2.), иллюстрирующая степень межвидовой и межпопуляционной дифференциации у изученных представителей рода Larix. Из дендро-граммы видно, что L.sukaczewii и L.gmelinii, произрастающая в России, а так же L.sibirica и L.cajanderi относятся, очевидно, к одному кластеру. При этом степень генетической близости пропорциональна коэффициенту ге-

нетической дистанции. Ьх/екапои^км и 1_.«тс1|пм, произрастающая в Китае, образуют еще один кластер.

Таким образом, полученные данные позволяют, по-видимому, сделать выводы, что лиственницу Сукачева и лиственницу Каяндера можно выделить в качестве вида.

•п

<л

►4

N5

8

II

N5

-1

N2

-а Я

N,0

а

и

N9

I в

N2,

0,0760,0100,1400,1540,2000,237-

Рис.6.2. Дендрограмма определяющая степень генетической дифференциации 6 природных популяций 5 видов лиственницы. Построено по данным расчетной величины (коэффициент генетической дистанции Ней).

Выводы:

1. Установлено существование достоверных различий между изученными видами лиственниц по некоторым биометрическим показателям состояния семян и развития проростков, таким как вес и размеры семян, кинетики появления корешка, выноса гипокотиля, появления семядолей и сбрасывания семенной оболочки. Эта параметры могут быть использованы в селекции и семеноводстве.

2. Доказано, что содержание хлорофилла в проростках, спектральные кривые поглощения пигментов in Vitro и in Vivo, а также параметры низкотемпературных (77° К) спектров флуоресценции нагивных проростков не могут служить критерием при оценке межвидовых различий у лиственницы.

3. Показано, что степень устойчивости у проростков лиственницы сибирской и Гмелина к мутагенному воздействию экзотоксинов бактериальных энтомоцидных препаратов битоксибациллина и лепидоцида определяется их видовыми особенностями. Разработанный подход может быть использован в качестве селекционного критерия на устойчивость лиственниц разных видов к действию антропогенных факторов.

4. Впервые исследована методом электрофореза аллозимная изменчивость 20 обнаруженных аллелей у 5 видов проростков лиственницы. Полученные результаты подтверждают и дополняют характеристику их видовых особенностей. Оцененные генетические расстояния между этими видами адекватно отражают их филогенетические взаимоотношения и доказывают видовую самостоятельность лиственницы сибирской, Сукачева, Гмелина и Каяндера.

Полученные результаты могут быть использованы при оценке величины генофонда популяций и отдельных видов лиственницы в целях рационального его использования в селекции, семеноводстве и лесном хозяйстве.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Ефимцев Е.И., Буров Г.П., Воронина O.E., Мао Цзи Цзюнь. Регуляция метаболизма бактерий Bacillus thuringiensis энтомоцидными экзотоксинами // Труды второго съезда биохимического общества Российской академии наук. Под ред. Скулачева В.П. и др., Пущино: Изд-во ПНЦ РАН 4.2.- 1997-с. 188-189.

2. Воронина O.E., Мао Цзи Цзюнь, Ефимцев Е.И., Шапкин О.М. Воздействие экзотоксинов энтомоцидных препаратов на проростки сосны и лиственниц. // Тезисы докладов четвертой международной конференции «Регуляторы роста и развития растений». Под ред. Шевелухи B.C. и др. Москва; Изд-во ТСХА. - 1997. - С.277.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Мао Цзи Цзюнь, Москва

(Г.х»

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛЕСА Кафедра селекции, генетики и дендрологии

На правах рукописи

МАО ЦЗИ ЦЗЮНЬ

¿И

го

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ВИДОВЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОРОСТКОВ ЛИСТВЕННИЦЫ

(Larix Mill)

06.03.01 - Лесные культуры, селекция и семеноводство

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научные руководители: - доктор биологических наук, профессор Ефимцев Е.И.

- доктор сельскохозяйственных наук.

профессор Шапкин О.М.

МОСКВА -1998

Содержание

Содержание 2

Введение 4

Глава 1. Общая характеристика изучаемых видов лиственницы 8

1.1. Систематика рода лиственницы Larix Mil 1.и ее особенности 8

1.2. Географическое распространение изученных лиственниц 18

1.2.1 .Ареал лиственницы Каяндера 19

1.2.2. Ареал лиственницы даурской 20

1.2.3. Ареал лиственницы Чекановского 22

1.2.4. Ареал лиственницы сибирской 24

1.2.5. Ареал лиственницы Сукачева 25

1.3. Некоторые морфологические и эколого-биологические особенно- 26 ста лиственницы

1.3.1. Лиственницы даурская и Каяндера 27

1.3.2. Лиственницы Сукачева и сибирская 29

1.3.3. Лиственница Чекановского 30 Глава 2. Объекты и методы исследования 33

2.1. Объект исследования 33

2.2. Методика исследования 36 Глава 3. Изучение видовых биологических особенностей проростков лиственницы 42 Глава 4. Исследование содержания хлорофилла и особенностей пигментного аппарата ряда видов лиственницы 54

4.1. Общие представления 54

4.1.1. Основы абсорбционной биологической спектрофотометрии хлорофилла 56

4.1.2. Измерение спектров поглощения хлорофилла in vivo 60

4.1.3. Определение содержания хлорофилла а и b в биомассе растительной ткани [21] 64

4.2. Количественное изучение хлорофилла в спиртовых экстрактах из семядолей ряда видов лиственниц 65

4.3. Изучение спектров поглощения спиртовых экстрактов пигментов

из проростков некоторых видов лиственницы 70

4.4. Исследование спектров поглощения нативных семядолей проростков лиственниц разных видов 75

4.5. Исследование спектров низкотемпературной флуоресценции семядолей проростков лиственницы 81 Глава 5. Изучение видоспецифичной устойчивости к биоинсектициду у лиственницы сибирской и лиственницы Гмелина 91

5.1. Влияние биопрепаратов битоксибациллина (БТБ) и лепидоцида

на биологические показатели лиственниц сибирской и Гмелина 91

5.2. Действие экзотоксинов Bacillus thuringiensis на пигментный аппарат и протекание процесса фотосинтеза у лиственницы 107

5.2.1. Изучение влияния экзотоксинов битоксибациллина и лепидоцида на содержание хлорофилла в семядолях лиственниц сибирской и Гмелина 107

5.2.2. Изучение изменения спектров поглощения нативных проростков лиственницы сибирской и Гмелина под воздействием биоинсектицидов. 113

5.2.3. Изучение кинетических и световых кривых фотосинтеза проростков лиственниц, выросших в присутствии биопрепаратов битоксибациллина и лепидоцида 122 Глава 6. Изучение межвидовых генотипических особенностей у лиственницы 131

6.1. Изоферментный анализ организмов 131

6.2. Выделение изоферментов с помощью электрофореза 133

6.3. Материалы и методы 134

6.4. Результаты и обсуждение эксперимента 139

6.4.1. Схема аллелей 139

6.5. Генетическая структура популяций изученных видов лиственницы 146 Выводы 162 Список литературы 163 Рисунки 188

Введение

Одной из основных лесообразующих пород в России является лиственница (Larix Mill). Ее ареал занимает значительную территорию, простираясь из европейской части на Дальний Восток и от южной границы до северного предела распространения лесной растительности. Площадь лиственничных лесов занимает около 40% всей покрытой лесом поверхности России. Древесный запас лиственничных лесов составляет, примерно, 38% от всех древесных запасов страны. Благодаря быстрому росту и высококачественной древесине, лиственница может широко использоваться для различных целей в народном хозяйстве.

Таким образом, истощение запасов мягкой древесины хвойных при наличии огромных запасов лиственницы высокое качество ее древесины и потребность в ней, говорят о том, что лиственница в ближайшем будущем

и ч_/ "п

должна наити широкое применение в хозяйстве страны. В связи с этим, всестороннее исследование лиственницы является весьма своевременным.

Актуальность проблемы. История исследований лиственницы включает в себя различные аспекты изучения рода. Их основу составляют морфологические, анатомические, физиолого-биохимические, генетические, экологические и другие направления. Однако, до настоящего времени остается много неясного в вопросах систематики, эволюции видов, внутривидового разнообразия, естественной гибридизации лиственницы. Отсюда, например, возникает неопределенность в вопросах о числе видов рода Larix, о статусе лиственницы Сукачева и лиственницы Каяндера, степени внутривидового разнообразия. Разрешение этих вопросов открывает новые возможности не только в теоретических, но и практических областях, например, при оценке величины генофонда и его рационального использования, проведении селекции и решение вопросов семеноводства.

В конечном итоге проведение исследований в этих направлениях должно способствовать повышению продуктивности, качества и устойчивости лесных насаждений лиственницы и оказывать влияние на стабилизацию состояния фитоценозов.

Цель исследований. Заключалась в поиске критериев для селекционной оценки вида и его места в систематике рода Larix. Для этого было проведено сравнительное изучение видовых особенностей на проростках лиственниц (лиственницы Сукачева (L.sukaczewii Djil), лц. сибирская (L.sibirica Ldb.), лц. Гмелина (L.gmelinii (Rupr.) Rupr.), лц. Каяндера (L.cajanderi Мауг.) и лц. Чека-новского (L.czekanowskii Sz.)), которое позволило снизить влияние экологических факторов на рост и развитие растений.

В соответствии с выбранной целью были поставлены следующие задачи:

1. Провести сравнительное исследование биометрических показателей развития проростков 5 видов лиственницы.

2. Осуществить сравнительное изучение содержания пигментов in vitro, особенностей и состояния пигментов и пигментных систем в живых растениях. Оно проводилось с использованием методов абсорбционной и флуоресцентной спектрофотометрии, амперометрии по скорости обмена кислорода при фотосинтезе проростков лиственницы.

3. Оценить видовую устойчивость к действию антропогенных факторов на основе использования мутагенов-экзотоксинов энтомоцидных бактериальных биопрепаратов битоксибациллина (БТБ) (Bacillus thuringiensis subsp. thuringiensis) и лепидоцида (Вас. thuringiensis subsp. kurstaky) у проростков лиственницы сибирской и Гмелина.

4. Установить генетические особенности, степень видового разнообразия лиственниц методом изоферментного анализа и на этой основе оценить таксономические характеристики изученных видов.

Научная новизна. Впервые получены данные биометрйческих показателей L.sukaczewii, L.sibirica, L.gmelinii, L.cajanderi и, естественно, L.czekanowskii. Обнаружено различие в кинетике развития проростков у 5 видов лиственницы в отдельных подфазах. Установлено, что у лиственницы Гмелина появление максимума развития в каждой подфазе наблюдается на 1-2 суток раньше, чем у остальных видов, а процессы развития проростков лц. сибирской и Каяндера протекали, примерно, одинаково.

Сравнительное изучение количественных признаков развития проростков ряда видов лиственницы (длина семядолей, длина гипокотиля) позволило обнаружить видовые особенности. Среди других биометрических показателей

длина корешка, например, у проростков L.sukaczewii оказалась наибольшей. Последнее подтверждается особенностью корневой системы этого вида. Характер поверхностно-якорной и поверхностной корневой системы у L.gmelinii и L.cajanderi также был отражен в онтогенезе этих двух видов. Очевидно, что эти морфологические признаки закреплены генетически.

Впервые получена информация о содержании пигментов у проростков лиственницы. Результаты показали, что у каждого из изученных видов, индивидуальное содержание хлорофилла отличалось количественно. Однако, статистический анализ показал недостоверность этих различий. Впервые получены данные спектрального анализа спиртового экстракта пигментов и гомо-гената проростков лиственницы. Установлены спектры и оценены особенности пигментных систем проростков in vivo у ряда лиственниц по спектрам низкотемпературной флуоресценции (77°К).

Изученные виды лиственницы обладают устойчивостью к антропогенному воздействию, что было обнаружено в опытах с использованием биоинсектицидов битоксибациллина и лепидоцида.

Установлено, что бактериальные энтомоцидные биопрепараты оказывают определенное влияние на растения. С увеличением концентрации препаратов это воздействие усиливается. Изученные эффекты воздействия биопрепаратов на проростки, возможно, зависят от их индивидуальных особенностей.

Впервые установлена генетическая дистанция между изученными видами лиственницы на молекулярном уровне и показана степень родства у ряда видов Larix. Это имеет важное значение для определения положения каждого вида в систематике рода Larix. Результаты сравнительного анализа изофер-ментов лиственниц показали, что лиственница Сукачева должна определяться как самостоятельный вид, а не как экотип вида L.sibirica. Лиственница Каян-дера также должна определяться в статусе самостоятельного вида. Одновременно было установлено, что между двумя популяциями лиственницы Гме-лина существует значительное генетическое различие.

Практическая значимость исследования. Полученные результаты по онтогенезу проростков лиственницы, их биологическим, физическим и генетическим особенностям, позволили внести новые коррективы в систематику, эволюцию видов лиственницы, оценить внутривидовое разнообразие. Пред-

ставленные данные отражают видовые особенности лиственниц, позволяют оценить величину их генофонда. Последнее может определять рациональное использование генофонда каждого вида лиственницы, осуществлять семеноводство на селекционной основе. Таким образом, в результате проведенных исследований были найдены дополнительные предпосылки для повышения продуктивности, качества древесины и устойчивости лесных насаждений лиственницы к антропогенному воздействию, а также разработаны и апробированы новые методы оценки видовых особенностей и состояния проростков лиственницы.

Апробация работы. Основные выводы и предложения диссертации были доложены на втором съезде биохимического общества Российской Академии наук (Пущино, 1997), на четвертой международной конференции «Регуляторы роста и развития растений» (Москва, 1997).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы тезисы двух докладов на указанном выше съезде и конференции, а так же сдана в печать работа для публикации в журнале «Физиология растений» РАН.

Структура диссертации. Работа включает введение, изложение полученных результатов и их обсуждение, отраженное в шести главах, выводы и список используемой литературы, включающей 294 названия. Работа содержит 203 страницы, 33 таблицы, 37 рисунков и 43 фотографии.

Глава 1. Общая характеристика изучаемых видов листвениицы

1.1. Систематика рода лиственницы Larix Mill.u ее особенности

Вопрос о происхождении и, следовательно, генетических взаимоотношениях между видами рода Larix изучался многими исследователями и имеет свою историю [2]. Однако до сих пор в систематике лиственниц, например, в вопросах о числе видов рода Larix. О статусе некоторых подвидов, и даже видов, нет единого мнения. Так В.Н. Сукачев [157] выделяет и описывает 14 видов, В.Л. Комаров [75] - 25, Н.В.Дылис [47]- 20, Райт [288] - 15, Гауссен [226]-18, Л.И.Милютин [83] - 17, Е.Г.Бобров [10] - 16. Различное понимание объема рода Larix во многом объясняется легкой естественной гибридизацией между видами этого рода.

Род лиственницы был выделен впервые в 1754 г. английским ботаником Ф.Миллером из рода Pinus, который включал ранее западно-европейскую лиственницу.

В 1845 г. Ф.И.Рупрехт [9] в работе о бореальной флоре предуралья описал три вида, произрастающих в России лиственниц - Larix ledebouri, L. Gmelinii, L. Kamtschatika.

Несколько позднее в работе «Flore rossica» К.Ф.Ледебур признал выделенную Рупрехтом Larix ledebouri и отметил ее распространение не только в европейской части России, но и в Сибири, и даже в Забайкалье. В отличии от Рупрехта Ледебург относил описанную им в 1833 году L.sibirica к синонимам этого вида, из этого следует, что он не усматривал различий между лиственницами европейской части и Сибири.

Их других видов им описывались западно-европейская, даурская и камчатская лиственницы. По таксонамическим представлениям того времени все лиственницы были отнесены к роду Pinus и выделены в особый раздел Larix

ИВ 1838 году Н.С.Турчанинов предложил назвать лиственницу, произрастающую в Забайкайле, даурской. Это название закрепилось в практике и в научной литературе.

Однако, необходимое ботаническое описание вида было сделано несколько позже Трауфеттером (1844 г.) и Рупрехтом (1845 г.) [47, 2]. Рупрехт сделал ботаническое описание на латинском языке под названием : «Abies gmelinii». В дальнейшем Е.Г.Бобров [9] убедительно доказал, что видовое название Рупрехта «gmelinii» относится к июлю 1845 г., а Траутфеттера «daliurica» в немецком названии - к 1846 г., а в русском - к 31 июля 1947 г. Из этого очевидно, что приоритетным научным названием лиственницы даурской является L.gmelinii (Rupr.) Rupr.

В 1913 г. Пачке [263] проводил исследование по систематике рода Larux и установил две секции - Multiseriales и Pauciceriales, отличительным определительным признаком которых являлась величина шишек. К тому времени известные другие виды из этой секции, в том числе и описанную по гербарным сборам финского ботаника Каяндера, немецким дендрологом Майром L.cajanderi, Пачке отнес к типичной даурской лиственнице, считая, что усмотренных Майором особенностей недостаточно даже для выделения разновидности [2].

В это же время польский ботаник В. Шафер сделал сообщение по исследованию рода Larix. В частности автор выделил у лиственницы сибирской несколько форм - typica, culta, rossica и altaica. Как и Пачке, Шафер предложил внутривидовую группировку морфологически близких видов. В.Шафер одним из первых обратил внимание на широкую изменчивость различных морфологических признаков у лиственницы даурской и выделил целый ряд форм по окраске женских шишек и форме семенных чешуй. Он считал, что лиственница даурская произрастает на огромном пространстве, и отвергал лиственницы курильскую и Каяндера в качестве самостоятельных видов. В.Шафер относил их к формам лиственницы даурской. Он отметил, что лиственница , даурская морфологически далека от европейской и сибирской, и значительно ближе к американской. Кроме того, Шафер обнаружил образцы лиственницы, собранные Чекановским и Миллером в 1837 году, у которых выделил ряд признаков, свойственных сибирской лиственнице, и некоторые признаки, свойственные даурской лиственнице. Он считал эти образцы гибридом и на-

звал их в честь известного исследователя Сибири, своего соотечественника

A.Л.Чекановского лиственницей Чекановского (Larix czekanowskii Szafer).

В 20-тых годах XX века исследование систематики лиственниц вышло на новый этап развития: известный русский ученый В.Н.Сукачев наметил шесть генетических рядов лиственниц, на основе географо-морфологических методов исследования известных в систематике растений. Он дал их морфологическую характеристику, предложил и основные этапы истории развития рода Larix. В его работе сибирские и дальневосточные виды относились к двум отдельным рядам - Eurasiaticae и Paucisquamatae. К первому он отнес лиственницу сибирскую, а ко второму - даурскую и другие дальневосточные виды.

B.Н.Сукачев считал, что лиственница даурская является сравнительно молодым прогрессивным видом. Он возник на северо-востоке Азии в период плейстоцена и голоцена «не только в процессе миграции, но, весьма вероятно, и на месте путем постоянного видоизменения» [157].

В 1932 г. В.Н.Сукачев выделил два новых вида лиственницы на Дальнем Востоке - лиственницу Любарского и приморскую.

В 1931 г. во «Флоре СССР» [75] В.Л.Комаров описал род Larix состоящим из 25 видов в мире, а в СССР выделил всего 4 вида - лиственница даурская (Larix dahurica Turez), лиственница сибирская (L. Sibirica Ldb.), лиственница Камчатская (курильская) (L. Kamtschtica (Rupr.) Carr.) и лиственница Ольгин-ская (L. Olgensis А. Henry). В.Л.Комаров отметил, что кроме этих четырех видов L.czekanowskii, Lmartitima, L.lubarskii, L.cajanderi: «по всей вероятности являются лишь формами L.dahurica Turez».

В 1946 г. Б.П.Колесников высказал мнение, которое в отношении систематики лиственниц отличалось от вышеизложенных. Он не только признал все выделенные до него таксоны, но и назвал еще три новых вида: лиственницу Миддендорфа, Комарова и охотскую [73].

По мере увеличения исследования рода Larix, разные вопросы о систематическом положении лиственниц поднимались различными исследователями. Наиболее подробно вопросы систематики лиственницы в СССР разработаны и освоены Н.В.Дылисом [47]. В 1961 г. Дылис сообщи�