Полиморфизм изоферментов и филогенетические взаимоотношения хвойных видов Дальнего Востока России

• Автор: Потенко, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 03.00.05, 03.00.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 188 с. : ил.

Глава 1. Обзор литературы
1.1. Ботанико-географическое описание елей, сосен и пихт Дальнего Востока России
1.1.1. Ели (род Ргсеа)
1.1.2. Сосны (род Ртш)
1.1.3. Пихты (род АЫеэ)
1.2. Преимущества изоферментов и история их становления как генетических маркеров у хвойных видов
1.3. Характер наследования ферментных систем
1.4. Исследование генетической изменчивости природных популяций
1.5. Анализ состояния равновесия и степени подразделенности популяций
1.6. Определение внутри- и межвидовой генетической дифференциации
Глава 2. Материалы и методы
2.1. Получение экспериментального материала
2.2. Электрофоретический анализ
2.3. Обозначение и генетическая символика
2.4. Математическая обработка
Глава 3. Результаты и обсуждение
3.1 Генетическая изменчивость и филогенетические взаимоотношения у пятихвойных сосен
3.1.1 Описание и характер наследования ген-ферментных систем
3.1.2 Частоты аллелей и показатели полиморфизма в популяциях
3.1.3 Оценка равновесия и подразделенность популяций
3.1.4 Внутри- и межвидовая дифференциация
3.2 Генетическая изменчивость и филогенетические взаимоотношения у двухвойных сосен
3.2.1 Описание ген-ферментных систем
3.2.2 Частоты аллелей и генетическая изменчивость популяций
3.2.3 Оценка равновесия и подразделенность популяций
3.2.4 Дифференциация популяций, филогенетические взаимоотношения среди двухвойных сосен и решение спорных таксономических вопросов
3.3 Генетическая изменчивость и филогенетические взаимоотношения у дальневосточных елей
3.3.1 Описание ген-ферментных систем
3.3.2 Частоты аллелей и показатели полиморфизма в популяциях
3.3.3 Дифференциация популяций, филогенетические взаимоотношения среди елей и решение спорных таксономических вопросов
3.3.4 Оценка равновесия и подразделенность популяций
3.4 Генетическая изменчивость и филогенетические взаимоотношения у пихт
3.4.1 Описание ген-ферментных систем
3.4.2 Частоты аллелей и показатели полиморфизма в популяциях
3.4.3 Дифференциация популяций и филогенетические взаимоотношения дальневосточных пихт
3.4.4 Оценка равновесия и подразделенность популяций
Заключение
Выводы
Литература
Последние десятилетия ознаменовались всесторонним изучением генетических ресурсов природных популяций лесных древесных растений. Это связано с тем, что угроза утраты генетического разнообразия сегодня встает со всей очевидностью, поскольку интенсивное и зачастую нерегламентированное ведение лесного хозяйства приводит к "эрозии" популяционных генофондов, т.е. к их необратимым отрицательным изменениям. Общеизвестно, что уменьшение генетического разнообразия приводит к снижению адаптивных свойств популяций и сопротивляемости к вредителям и болезням. • Это, в конечном счете, ведет к ухудшению состояния популяций, иХ распаду и вырождению в результате действия стрессовых или иных факторов. Сокращение размеров популяций древесных растений или юГгибель может вызвать каскадную реакцию среди живых организмов, т.к. древесные виды являются основными структурными компонентами лесных экосистем. Таким образом, истребление лесов актуализирует проблему сохранения, восстановления и рационального использования их генетических ресурсов.
Данную проблему невозможно решить без учета состояния генофонда, уровня генетической изменчивости и дифференциации природных популяций лесных древесных растений, поэтому все более острой становится необходимость их оценки. Особое значение при исследовании популяций древесных видов имеют генетико-биохимические методы, в частности - электрофоретический анализ изоферментов. Это связано с тем, что применение традиционных методов генетического анализа к этим видам затруднено, вследствие длительности жизненного цикла и полигенного характера наследования морфологических признаков у древесных.
К настоящему времени, использование изоферментов в качестве генетических маркеров позволило не только определить уровень изменчивости и дифференциации популяций растений леса, но и установить эволюционно-филогенетические взаимоотношения среди видов, границы лесосеменных районов, параметры системы скрещивания в искусственных и естественных насаждениях, критерии выделения генетических резерватов и др. (Muller, 1976; Yeh, El-Kassaby, 1980; Szmidt, 1984; Müller-Starck, 1987, 1995; Hamrick et al., 1992; Krutovskii et al., 1994; Korol, Schiller, 1996; Tani et al., 1996; Гончаренко, 1999; Jorgensen et al., 2002 и др.). В основном, эти исследования проведены в США, Канаде, Израиле, Японии, в странах Западной и Северной Европы, а также в Беларуси и, частично, в России.
На территории Дальнего Востока России основными лесообразующими видами являются хвойные растения, включая представителей родов Pinus, Picea и Abies. Однако, генетические исследования хвойных Дальнего Востока России начаты сравнительно

Таблица
Использованные ферменты, выявленные электрофоретически в крахмальном геле
Тривиальное название фермента
Систематическое название фермента
Сокращенное
название
фермента
Кодовый
номер
фермента
Аконитаза
Алкогольдегидрогеназа Аспартатаминотрансфераза Гексокиназа Глутаматдегидрогеназа Г лутаматпируваттрансаминаза Г люкозофосфатизомераза Диафораза
Изоцитратдегидрогеназа
Лейцинаминопептидаза
Малатдегидрогеназа
Малик-энзим
Сорбитолдегидрогеназа Флуоресцентная эстераза Формиатдегидрогеназа
Фосфоглюкомутаза
б-Фосфоглюконатдегидрогеназа
Шикиматдегидрогеназа
Цитрат (изоцитрат) -гидролиаза Алкоголь: НАД-оксидоредуктаза Ь-аспартат: 2-оксоглутарат-аминотрансфераза АТФ: И-гексозо-б-фосфо-трансфераза
Ь-глутамат: НАД-оксидо-редуктаза (дезаминирующая) Б-аланин: 2-оксоглутарат-аминотрансфераза И-глюкозо-б-фосфаткетол-изомераза
Восстановленный НАД:
липоамидоксидоредуктаза
ТреоГОз-изоцитрат: НАДФоксидоредуктаза
(декарбоксилирующая)
Аминоацилпептидгидролаза
(цитозоля)
Ь-малат: НАД-оксидо-редуктаза
Ь-малат: НАДФ-оксидо-редуктаза
(карбоксил ирующая)
Ь-идитол: НАД-5-оксидо-редуктаза
Гидролаза эфиров карбоновых кислот
Формиат: НАД-оксидо-редуктаза
аГО-глюкозо-1,6-дифосфат: а-Б-глюкозо-1 -фосфат-фосфотрансфераза б-фосфо-О-глюконат: НАДФ-оксидоредуктаза (декарбоксилирующая) Шикимат: НАДФ-З-оксидо-редуктаза
АСО 4.2.1.3.
АБН 1.1.1.1.
ААТ 2.6.1.1.
НК 2.7.1.1.
ООН 1.4.1.2.
ОРТ 2.6.1.2.
вР1 5.3.1.9.
ОІА 1.6.4
ГОН 1.1.1.42.
ЬАР 3.4.11.1.
МОН 1.1.1.37.
МЕ 1.1.1.40.
БОН 1.1.1.14.
ЕЬ-ЕБТ 3.1.1.2.
БОН 1.2.1
РОМ 2.7.5.1.
6-РОО 1.1.1.44.
БИЭН 1.1.1.25.
Если один фермент кодируется несколькими генами, то они нумеруются в порядке уменьшения их электрофоретической подвижности, например: АаИ, АйХ-2, АаРЗ. При обозначении аллелей и кодируемых ими аллозимов использованы цифровые символы,