Применение ISSR-PCR маркеров для изучения внутривидового генетического полиморфизма сосны обыкновенной на объектах единого генетико-селекционного комплекса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.07, кандидат наук Новиков, Петр Сергеевич

• Новиков, Петр Сергеевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Новиков, Петр Сергеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

I. АНАШТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Развитие молекулярно-генетических методов исследования

видов Pinus L

1.2. Основные направления исследований растений рода

Pinus L. с применением молекулярно-генетических маркеров

1.3. Исследования в популяционной биологии сосны обыкновенной {Pinus sylvestris L.) на территории СНГ

II. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Объекты исследований

2.2. Сбор и хранение образцов для анализа

2.3. Выделение геномной ДНК растений для ПЦР анализа

2.4. Полимеразная цепная реакция

2.5. Электрофорез продуктов амплификации

2.6. Визуализация и математическая обработка данных ПЦР-анализа

2.7. Объем исследований

III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Оптимизация методики ISSR-анализа для оценки

генетического полиморфизма сосны обыкновенной

3.1.1. Выбор оптимального метода разрушения клеточных структур

3.1.2 Подбор ISSR-праймеров для анализа генетического полиморфизма сосны обыкновенной

3.1.3 Разработка программного модуля Bioimage Geles PCR

Analysis v.l.0

3.4 ^БЯ-анализ выборок сосны обыкновенной различных

селекционных категорий

3.5. ^БЯ-анализ плюсовых деревьев сосны обыкновенной

из различных географических районов

ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Применение ISSR-PCR маркеров для изучения внутривидового генетического полиморфизма сосны обыкновенной на объектах единого генетико-селекционного комплекса»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Генетические ресурсы основных лесообразующих пород к настоящему времени на территории бывшего СССР исследованы достаточно детально (Крутовский и др., 1989; Путенихин, 2000; Гончаренко, 2001; Падутов, 2001; Потенко, 2004; Политов, 2007 и др.). Однако изучению генетических ресурсов искусственных насаждений посвящено гораздо меньше исследований (Шигапов и др., 1996; Авров, 2001; Коршиков и др., 2010). К тому же основная часть этих работ выполнена с применением в качестве маркеров изоферментов, имеющих ряд методологических и методических ограничений (Сулимова, 2004). Современные генетические маркеры и методы в популяционно-генетических исследованиях древесных растений в России (по сравнению с зарубежными странами) применяются крайне редко (Семериков, 2007; Боронникова, 2009; Bushbom et al., 2011).

Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) - один из наиболее широко распространенных экономически важных лесообразующих видов России, играющий исключительно важную роль в формировании структуры и

функций лесных экосистем (Тараканов, 2003). В европейской части России

/

более 65 % работ по созданию объектов единого генетико-селекционного

комплекса (ЕГСК) приходится на сосну обыкновенную (Прохорова и др.,

2008; Ефимов, 2010). Традиционными в лесной генетике и селекции

являются пути, основанные на изучении географических культур и

использовании плюсовой селекции (Видякин, 2008). Однако они не

учитывают исторически сложившуюся генетическую структуру природных

популяций древесных видов и необходимость сохранения и воспроизводства

генетических ресурсов в условиях ex situ (Политов, 2007). По этой причине

генетические исследования объектов ЕГСК, основанные на применении

современных эффективных методов генетического анализа и сравнении

полученных оценок с генофондом природных популяций, представляются

актуальными. Они позволят оценить эффективность селекционных и

4

лесовосстановительных мероприятий, организовать мониторинг динамики генофондов.

ISSR-анализ генетического полиморфизма, основанный на ПЦР, включает амплификацию фрагментов ДНК, находящихся между двумя близко расположенными микросателлитными последовательностями (Zietkiewicz et al, 1994). Данный сравнительно простой и воспроизводимый метод имеет ряд преимуществ: позволяет анализировать одновременно до 150 локусов в геноме (Reddy et al., 2002) и по уровню выявляемого полиморфизма не уступает RFLP-маркерам (Nagaoka, Ogihara, 1997). Он находит широкое применение в областях генетики, связанных с изучением биоразнообразия, картированием геномов, определением генетического сходства особей и сортов, мониторингом генетического разнообразия при различных манипуляциях и т.д. (Reddy et al., 2002; Rakoczy-Trojanowska, 2004). ISSR-анализ, используемый для изучения геномов широкого круга растений, в том числе древесных (Боронникова и др., 2009), для исследований сосны обыкновенной ранее практически не использовался. Одна из основных причин этому - трудности при выделении ДНК из древесины и хвои - тканей, богатых у данного вида вторичными метаболитами, инактивирующими нуклеиновые кислоты (Ganopoulos et al., 2013).

На основании вышесказанного были сформулированы цели и задачи настоящего исследования.

Цель исследования - разработка молекулярных ISSR-PCR маркеров и анализ генетического полиморфизма сосны обыкновенной на объектах единого генетико-селекционного комплекса.

Задачи исследования:

1) оптимизировать методику ISSR-анализа ДНК сосны обыкновенной из хвои и древесины для оценки ее внутривидового генетического полиморфизма;

2) провести анализ генетической изменчивости деревьев сосны обыкновенной различных селекционных категорий;

3) провести сравнительный анализ генетического разнообразия плюсовых деревьев сосны обыкновенной из разных географических районов;

Научная новизна работы. Разработана методика ISSR-PCR анализа для оценки генетического полиморфизма сосны обыкновенной. Показана информативность в этих целях шести полиморфных ISSR-праймеров, ранее использованных для генетического анализа растений других таксонов. Получены оценки генетического разнообразия плюсового насаждения сосны обыкновенной в Республике Марий Эл и различий в полиморфизме ДНК деревьев разных селекционных категорий. Впервые проанализированы уровень генетического разнообразия и степень генетической дифференциации групп плюсовых деревьев сосны обыкновенной из Республики Марий Эл, Чувашской Республики, Пензенской и Кировской областей.

Научно-практическая значимость работы. Создан программный

модуль для анализа и обработки изображений фрагментов ДНК на

электрофореграммах, получено свидетельство о государственной

регистрации программы для ЭВМ Bioimage Geles PCR Analysis v. 1.0.

Разработанная методика анализа генетического полиморфизма сосны

обыкновенной по ISSR-маркерам может быть рекомендована к

использованию для оценки генофонда популяций данного вида, при

разработке лесосеменного районирования на генетической основе, для

мониторинга эффективности селекционных и лесовосстановительных

мероприятий, при проведении экспертиз по идентификации растений сосны в

криминалистических лабораториях. Данные о генетической изменчивости

плюсового насаждения в Республике Марий Эл и плюсовых деревьев сосны

обыкновенной с идентифицированными генотипами из Республики Марий

Эл, Чувашской Республики, Пензенской и Кировской областей могут быть

использованы при разработке научно обоснованных программ создания и

6

эксплуатации объектов ЕГСК в Среднем Поволжье. Материалы диссертационной работы могут быть использованы при проведении учебных занятий по направлению «Лесное дело» в вузах, а также на курсах повышения квалификации работников лесного хозяйства.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на Международной научной студенческой конференции по естественным и техническим дисциплинам «Научному прогрессу - творчество молодых» (г. Йошкар-Ола, 2007-2011), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения М.Д. Данилова «Современные проблемы теории и практики лесного хозяйства» (Йошкар-Ола, 2008), Международной научной конференции «Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений» (Красноярск, 2009, 2011), III Российском форуме «Российским инновациям - российский капитал», (Ижевск, 2010), Всероссийском молодежном образовательном форуме «Селигер - 2010» (Селигер, 2010), Молодежном инновационном форуме Приволжского федерального округа (Ульяновск, 2010), Международной конференции с элементами научной школы для молодёжи «Лесные экосистемы в условиях изменения климата: биологическая продуктивность, мониторинг и адаптационные технологии» (Йошкар-Ола, 2010), III Всероссийской научно-практической конференции «Биотехнология как инструмент сохранения биоразнообразия растительного мира» (Волгоград, 2010), Постоянно действующей Всероссийской междисциплинарной научной конференции с международным участием «Вавиловские чтения» (Йошкар-Ола, 2010, 2011), VI Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2011), 3-м международном совещании «Сохранение лесных генетических ресурсов Сибири» (Красноярск, 2011), Всероссийской научно-практической конференции «Лесовосстановление в Поволжье: состояние и пути совершенствования» (Йошкар-Ола, 2013).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 печатных работ, в т.ч. 3 - в рецензируемых журналах из перечня ВАК. Получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Личный вклад заключается в активном участии автора на всех этапах выполнения диссертационной работы, в том числе при постановке цели и задач, анализе литературных данных, разработке программы и методики исследований, первичном сборе экспериментального материала, выполнении лабораторных исследований, написании и оформлении диссертации, апробации полученных данных на научных форумах различного уровня. Подготовка публикаций и программы для ЭВМ выполнена лично или при активном участии автора.

Связь работы с научными программами. Диссертационная работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 20092013 годы по направлению 1.3.2 «Проведение научных исследований целевыми аспирантами» (ГК № 14.740.11.0458 от 01.10.2010 г. «Оценка генетического полиморфизма деревьев хвойных видов, отличающихся по селекционным категориям и географическому происхождению, на основе использования молекулярных маркеров»; Соглашение № 14.132.21.1767 от 15.10.2012 г. «Проведение исследований по оценке возможности использования 188К-маркеров для генетической идентификации, паспортизации и сертификации растительного сырья»), а также Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере в рамках личного гранта по программе УМНИК (2009 г.) «Метод ДНК-маркеров для выявления фактов несанкционированных заготовок древесины».

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 120 страницах машинописного текста, содержит 14 таблиц и 26 рисунков. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов

исследования, результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы, который включает 149 источников.

I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Развитие молекулярно-генетических методов исследования

видов Pin us L.

С 80-х годов прошлого столетия в качестве генетических маркеров в популяционной генетике стали активно применяться изоферменты. Аллозимным исследованиям сосен посвящено достаточно много работ как иностранных авторов (Bergmann et al., 1995; Szmidt et al., 1996; Tani et al., 1998; Yu et al., 2000), так и исследователей из СНГ (Крутовский и др., 1987; Гончаренко и др., 1987; Духарев и др., 1987; Семериков и др., 1991; Белоконь и др., 1995; Потенко, 2004; Коршиков и др., 2005; Политов, 2007 и др.).

Начиная с 90-х годов XX века стали появляться сообщения об

исследованиях природных популяций Pinus L. с применением молекулярных

маркеров. Стали адаптироваться протоколы выделения геномной ДНК,

например для P. radiata на основе СТАВ-метода (Stange et al., 1998). Вначале

применялись RAPD-маркеры (Lu et al., 1995; Devey et al., 1996; Karhu et al.,

1996; Goto et al., 1998 и др.). Практически одновременно, но с меньшим

масштабом стали применяться ISSR-маркеры, например, при изучении

P. pumila из Японии (Tani et al., 1998), а также RFLP-маркеры для изучения

популяций Р. radiata D. Don и P. taeda L. в Австралии (Devey et al., 1996) и

Р. sylvestris в Финляндии (Karhu et al., 1996). В это же время появляются

сообщения об использовании микросателлитов (SSR-маркеров) в

популяционных исследованиях сосен, например Р. sylvestris L. в Италии на

Апеннинах (Scalfi et al., 1998). Позже появились публикации об

использовании AFLP-маркеров в популяционных исследованиях растений

рода Pinus L. (Lerceteau et al., 1999; Remington et al., 2010; Cuesta et al., 2010).

В некоторых работах вышеперечисленные типы маркеров были

использованы в комплексе (Szmidt et al., 1996; Newton et al., 2002; Zhang et

al., 2005; Li et al., 2008; Cuesta et al., 2010, и др.). Некоторые

микросателлитные праймеры разрабатывались для различных видов

растений - Salix reinii , P. densiflora и Robinia pseudoacacia (Chunlan et al.,

10

2001). Все эти типы маркеров применяются для исследований сосен и в настоящее время.

Для проведения филогенетических и филогеографических исследований широко применяются методы анализа митохондриальной и хлоропластной ДНК (Gernandt et al., 2005). Проводились исследования природных популяций Р. kesiya и Р. merkusii в Таиланде и Вьетнаме (Szmidt et al., 1996), Pinus L. подвида Trifoliae в Северной и Центральной Америке и на Карибских островах (Hernández-León et al., 2013), Р. ponderosa тихоокеанских и горных Rocky Mountain популяций (Potter et al., 2013), Р. contorta в Северной Америке (Lesser et al., 2012), Р. sylvestrys вар. mongolica и Р. densiflora в северо-восточном Китае (Ren et al., 2012), Р. koraiensis в популяциях всей северо-восточной Азии (Aizawa et al., 2012), Р. pinaster на Пиренейском полуострове (Salvador et al., 2000; González-Martínez

с

et al., 2001). Филогеографические исследования i3, sylvestris L. с применением молекулярных маркеров осуществлялись и в России (Видякин и др., 2012).

В последнее время все больше уделяется внимание EST- и QTL-маркерам, с применением которых можно исследовать количественные признаки (Zhou et al., 2012; Yang et al., 2013). Исследования деревьев Р. Taeda L. выявили сильные стороны метода оценки геномных отношений, что позволяет методу стать мощным инструментом в лесной селекции (Zapata-Valenzuela et al., 2013). Развитие получают исследования TRNL-интрона и HRM-маркеров для быстрого и точного таксономического определения видов растений и их гибридов (Ganopoulos et al., 2013). Активно изучается связь генетических маркеров с фенотипическими признаками (Abrahamsson et al., 2013). Ведутся исследования по генетическому картированию сосен Р. koraiensis (Chen et al., 2010), Р. elliottii и Р. caribaea вар. hondurensis (Yang et al., 2013), P. taeda L. в Китае (Remington et al., 2010). Также ведутся работы по секвенированию генома сосен (Neves et al., 2013).

В некоторых работах приводится сравнительный анализ различных

типов маркеров для применения их в молекулярно-генетических

11

исследованиях сосен. В ходе исследований P. squamata, проведенных в Китае, с использованием RAPD- и ISSR-маркеров, оказалось, что разные типы маркеров показывают неодинаковую (Gst (RAPD) = 0,011, Gsr (IS SR) = 0,024) степень генетической дифференциации между субпопуляциями (Zhang et al., 2005). Исследования сосны обыкновенной в Финляндии показали, что все типы маркеров (изоферменты, RFLP, RAPD и SSR) показали высокий уровень изменчивости (Karhu et al., 1996). При изучении сомаклональной изменчивости микро растений Р. pinea L. ISSR-, AFLP- и SAMPL-маркеры показали мономорфные профили амплификации и только RAPD-маркеры - некоторую межклональную вариацию (Cuesta et al., 2010). При исследованиях популяций Р. tabulaeformis Карр. RAPD- и ISSR-методы показали сопоставимые результаты (Li et al., 2008).

Нами была проанализирована динамика публикационной активности по вопросам популяционной биологии Pinus L. с применением молекулярно-генетических маркеров. Учитывались отечественные и зарубежные журнальные статьи. График, представленный на рис. 1.1 отображает ситуацию по количеству публикаций, приходящихся на пятилетние промежутки с 90-х годов XX века по сегодняшний день. Количество публикаций по вопросам популяционной биологии Pinus L. резко возрастает начиная с 2000 года. Такая динамика, возможно, объясняется тем, что в последние десятилетия разработано большое количество новых генетических маркеров, а также аппаратных средств для проведения молекулярно-генетических исследований живых организмов. На рынке представлены сотни фирм-изготовителей высокотехнологичного научного оборудования в данной области, при этом на выбор предлагаются относительно недорогие комплексы. Также методы молекулярно-генетического анализа растений получили развитие и широкое распространение в Китае (Yin et al., 2003). Доля публикаций китайских исследователей в популяционной биологии сосен значительна. Все эти обстоятельства, на наш взгляд, и создают условия для данной тенденции.

0 J---

1996-2000 2001-2005 2006-2010 2011-наст.вр.

Годы

Рисунок 1.1 - Динамика публикаций в области молекулярно-генетических исследований в популяционной биологии растений рода Pinus L.

К сожалению, доля российских публикаций в общей численности научных работ в области исследований видов Pinus L. молекулярно-генетическими методами чрезвычайно мала и представлена практически единичными статьями.

1.2. Основные направления исследований растений рода Pinus L. с применением молекулярно-генетических маркеров. Изучение генетического разнообразия популяций Pinus L.

Молекулярно-генетические маркеры являются на сегодняшний день основным инструментом изучения генетического полиморфизма растений. В последние годы проведено большое количество исследований сосен на территории Китая. Так, изучение популяций Р. squamata на северо-востоке провинции Юньнань с использованием RAPD- и ISSR-маркеров, показали очень низкую генетическую изменчивость. Основные параметры генетического полиморфизма, выявленные с использованием RAPD-анализа (индекс Шеннона (I) - 0,030; среднее эффективное число аллелей на локус (Ne) - 1,032; доля полиморфных локусов (Р) - 6,45; ожидаемая

13

гетерозиготность (Не) - 0,019) на уровне вида коррелировали с результатами ISSR-анализа, но оказались несколько ниже: I = 0,048; Ne = 1,042; Р = 12,3, Не = 0,029. Генетическая изменчивость субпопуляций на юго-западном склоне была намного выше, чем у субпопуляции на северо-восточном склоне, что можно объяснить более разнообразными условиями среды на юго-западном склоне. Генетическая дифференциация между двумя субпопуляциями была очень низкой (GSt (RAPD) = 0,011, GST (ISSR) = 0,024). Низкое генетическое разнообразие исследователи связали с долгой изолированной эволюцией популяции и с деятельностью человека (Zhang et al., 2005).

ISSR-маркеры были использованы для генетического анализа девяти субпопуляций Р. sylvestris. Было получено 108 локусов с использованием 10 праймеров. Процент полиморфных полос среди различных субпопуляций варьировал от 27% до 54%. Информационный индекс Шеннона (I) на видовом уровне составил 0,158; генетическое разнообразие по Нею (Н) -0,239. Большая часть генетической изменчивости (60,35%) была обнаружена в пределах субпопуляций (Li et al., 2005).

Генетическая близость 12 видов сосны секции Strobus изучена с применением ISSR-маркеров. Двенадцать ISSR-праймеров позволили идентифицировать 117 локусов, при этом процент полиморфных полос варьировал от 5,93% до 19,92%. Общее генетическое разнообразие (Н) составило 26,21%, из которых на внутривидовое генетическое разнообразие (Hs) пришлось 7,66%, а на межвидовое (DSr) - 18,55%. Межвидовое разнообразие составило 70,78% от общего генетического разнообразия. Изучаемые виды разделились на две группы. В первую группу вошли P. griffithii, P. armandi, P. fenzeliana, P. kwangtungensis, Р. strobus, P. monticola и P. wangii. Во вторую группу вошли P. albicaulis, P. pumila, P. flexilis, P. sibirica и P. koraiensis (Liu et al., 2005).

Эндемичный и наиболее широко распространенный вид сосны в

северном Китае - P. tabulaeformis Carr. - изучался RAPD-методом.

14

Исследования показали, что популяции P. tabulaeformis характеризовались относительно высоким уровнем генетического разнообразия (Я = 0,323). Разнообразие было сосредоточено в основном в пределах популяции (79,2%). Популяции с гор Lingkong и Wuling имели более высокий уровень разнообразия (0,269), чем другие исследованные популяции (0,254). Статистически значимой связи между генетическим разнообразием и климатическими факторами обнаружено не было (Wang & Gao et al., 2009).

Исследования пяти популяций P. tabulaeformis Carr. в провинции Шаньси с использованием 15 RAPD- и 5 ISSR-праймеров у 140 деревьев показали сходные результаты. Генетическое разнообразие Нея составило соответственно 0,284 и 0,308, индексы Шеннона - 0,433 и 0,447. Генетическое разнообразие на видовом уровне было выше по сравнению с другими представителями рода Pinus L. Относительная величина дифференциации между популяциями (Gst) составила 0,149 и 0,136. Это показывает, что большая часть генетической вариации сосредоточена внутри популяций (Li et al., 2008).

Тринадцать природных популяций со всего ареала P. tabulaeformis Carr. изучены с применением микросателлитных маркеров. Большая часть генетической изменчивости китайской сосны сосредоточена внутри популяций, при этом генетическая дифференциация между популяциями достоверна. Генетическое разнообразие имеет тенденцию к снижению от центральных к периферийным и маргинальным популяциям. Кластерный анализ, основанный на генетических расстояниях Нея, позволил получить разделение на четыре субпопуляции, которое обусловлено историческими факторами, сыгравшими ключевую роль в формировании пространственной и генетической структур вида (Wang et al., 2010).

Генетическое разнообразие и генетическая дифференциация четырех

популяций P. koraiensis на северо-востоке Китая и в Приморском крае России

были проанализированы с использованием ISSR-маркеров. Исследования с

использованием 15 праймеров показали, что полиморфны 60,7%

15

фрагментов ДНК. Уровень генетического разнообразия P. koraiensis у центральных популяций выше, чем у периферийных. Но не обнаружено положительной корреляции между генетическими и географическими расстояниями для изучаемых популяций (Feng et al., 2006). При исследовании горных популяций P. koraiensis на основе AFLP-анализа 78 особей получено 13 полиморфных локусов, на основе которых разработаны микросателлитные праймеры для анализа генетического полиморфизма. Эти маркеры могут быть использованы для генетических исследований этого вида, а также при разработке эффективных программ сохранения P. koraiensis (Yu et al., 2012).

Исследования популяций P. massoniana в Китае и Тайване показали, что генетическое разнообразие островных популяций ниже, чем материковых (Ge et al., 2012).

С применением аллозимов исследованы уровень и структура генетического разнообразия девяти популяций P. densata Master в провинции Юньнань. Отмечено, что по сравнению с другими видами голосеменных P. densata имеет более высокие средние значения параметров генетического разнообразия. Аллозимный полиморфизм составил 97,0% и 71,4% на видовом и популяционном уровнях соответственно. Среднее число аллелей на локус - 3,1 на видовом и 2,0 на популяционном уровне. Средняя ожидаемая гетерозиготность P. densata значительно выше чем средние значения для других исследованных таксонов голосеменных растений как на популяционном, так и на видовом уровнях. Из общей генетической изменчивости менее 12% распределяется между популяциями. Наблюдаемое высокое разнообразие P. densata исследователи объясняют гибридным происхождением вида от двух генетически различных видов - P. yunnanensis и P. tabulaeformis (Yu et al, 2000).

С применением аллозимного, RAPD- и ISSR-анализов исследованы

популяции P. pumila на участках склонов гор Aino-dake (Япония). Результаты

показали, что менее одной трети изученных растений размножаются

16

вегетативно. Исследователи пришли к выводу, что изученные популяции Р. pumila имеют генетическую структуру, которая в значительной степени обусловлена вегетативным размножением и распространением семян птицами (Tani et al., 1998).

Популяции сосен, имеющие европейский ареал, также исследовались с использованием молекулярно-генетических маркеров. Исследования сосны обыкновенной в Финляндии показали, что молекулярные маркеры не ассоциированы с датами начала цветения популяций из разных географических широт. Из всех рассмотренных видов маркеров (изоферменты, RFLP, RAPD и SSR) микросателлиты отличаются наивысшим уровнем полиморфизма (Н = 0,77). Все молекулярные маркеры характеризуются высоким уровнем изменчивости, в то время как между популяциями дифференциация низкая (Gst < 0,02) (Karhu et al., 1996).

Популяции Р. sylvestris L. на Апеннинах (Италия), принадлежащие к западной границе ареала вида, проанализированы с использованием микросателлитных маркеров. Изучалась ядерная и хлоропластная ДНК, результаты сравнивались с показателями альпийских популяций, которые относят к основному ареалу вида. Исследования показали, что фрагментированные апеннинские популяции поддерживают высокий уровень генетического разнообразия. Выявлена значительная межпопуляционная дифференциация с использованием ядерных SSR-маркеров (FST = 0,08) и хлоропластных SSR-маркеров (р = 0,14). Анализ молекулярной дисперсии позволил установить важность опыления как фактора гомогенизации генетической изменчивости в географическом масштабе (Scalfi et al., 1998).

Двадцать одна популяция сосны обыкновенной практически со всего итальянского ареала Р. sylvestris L. проанализирована с использованием девяти ядерных микросателлитных маркеров. Выявлен высокий уровень внутрипопуляционной изменчивости. Большая часть генетического

разнообразия сосредоточена внутри популяций (FSt = 0,058). Популяции с Апеннин всегда четко отделены от других (Belletti et al., 2012).

С применением аллозимов также изучались сосны Украины. Популяции европейская кедровой сосны P. cembra L. из Альп (Швейцария и Австрия) и Карпат (две выборки с северного макросклона хр. Горганы в Восточных Карпатах на территории Ивано-Франковской области и одна выборка из Закарпатской области Украины) исследованы с использованием изоферментного анализа. Выявлены два кластера, соответствующих изолированным Альпийской и Карпатской частям ареала. Уровень межпопуляционной дифференциации оказался несколько выше обычно наблюдаемого у сосен {FST = 7,4%), но в пределах, характерных для таксономически близких видов. Отмечено, что сокращение площади карпатских кедровников в голоцене в связи с глобальными климатическими изменениями и антропогенным прессом ставит под угрозу генофонд вида (Белоконь, 2005).

Полиморфизм молодых (14-16 лет), среднего возраста (70-80 лет) и старых (120-150 лет) растений и их семян изучен с использованием 20 аллозимных локусов в популяциях P. pallasiana D. Горного Крыма. Выявлено, что старые деревья имеют значительно более низкий уровень ожидаемой гетерозиготности, чем молодые растения. Аллельное разнообразие самосева на гарях изучалось по 20 аллозимным локусам и оказалось меньше, чем в коренных популяциях, но с близким к ним уровнем гетерозиготности. Генетическая дистанция (DN) между самосевом на гарях и на отвале сопоставима с DN для коренных популяций (Коршиков и др., 2010; Коршиков и др., 2011). Установлена низкая степень дифференциации генетической структуры разновысотных выборок растений и их потомства, что указывает на отсутствие жестких изоляционных барьеров, препятствующих потоку генов вдоль высотного профиля (Коршиков и др., 2006).

Изучены генетическая структура, внутри- и межпопуляционная подразделенность и дифференциация двух небольших изолированных популяций реликтового эндемика Крыма Р. stankewiczii (Sukacz.) Fomin на основе электрофоретического анализа изменчивости изоферментов. Установлено, что в популяциях Р. stankewiczii 80% генов находится в полиморфном состоянии, а каждое дерево гетерозиготно по 19,1% генов, а в искусственном 50-летнем насаждении - по 21,6% генов. Генетическая структура двух популяций в меньшей степени дифференцирована (Dn = 0,006), чем их отдельных локалитетов (DN = 0,008...0,009). Внутренняя подразделенность диффузно-рассеянных популяций более высокая (Fst -GST= 1,8...2,0%), чем внутри популяций (0,8%) (Коршиков и др., 2006).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Новиков, Петр Сергеевич, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Авров, Ф.Д. Восстановление устойчивых лесных насаждений / Ф.Д. Авров // Лесн. хоз-во. - 2000. - №2. - С. 33-35.

2. Авров, Ф.Д. Генетическая устойчивость лесов / Ф.Д. Авров // Лесн. хоз-во.-2001.-№3.-С. 46-47.

3. Баранов, Ю.О. Применение ДНК-маркеров в лесном хозяйстве Белоруси / Ю.О. Баранов, В.Е. Падутов, А.Е. Силин и др.// Лесохозяйственная информация. - 2008. -№3-4.-С. 38-39.

4. Башалханов, С. И. Реконструкция систематического положения лиственницы сукачева (Larix sukaezewii Dylis) по данным секвенирования TRNK интрона хлоропластной ДНК / С.И. Башалханов, Ю.М. Константинов, Д.С. Вербицкий и др. // Генетика. - 2003. - Т. 39, № 10.-С. 1322-1327.

5. Белоконь, М.М. Генетическая изменчивость европейской кедровой сосны, P. cembra L.: аллозимный полиморфизм в горных популяциях Альп и Восточных Карпат/ М.М. Белоконь, Д.В. Политов, Ю.С. Белоконь и др. // Генетика. - 2005. - Т. 41, № 11. - С. 1538-1551.

6. Белоконь, Ю.С. Наследование изоферментов сосны обыкновенной, Pi nus sylvestris L. в Зауралье / Ю.С. Белоконь, Д.В. Политов, М.М. Белоконь и др. // Генетика. - 1995. - Т. 31, № 4. - С. 1521-1528.

7. Белоконь, Ю. С. Применение ДНК-маркеров для паспортизации ЛСП и сертификации семян хвойных пород / Ю.С. Белоконь, Н. В. Гордеева, Н. Ю. Гордон и др.// Лесохозяйственная информация. - 2008. - №3-4. -С. 35-37.

8. Богданов, П. Л. Дендрология / П. Л. Богданов // - Москва: Лесная промышленность, 1974. - С. 240

9. Боронникова, C.B. Молекулярно-генетический анализ генофондов редких и исчезающих видов растений Пермского края: автореф. дис. ... д-ра биол. наук: 03.00.15 / C.B. Боронникова. - Пермь, 2009.

10. Беликов, A.B. Генетическая изменчивость и дифференциация природных популяций сосны кедровой корейской (Pinus koraiensis Sieb, et Zucc.) на Дальнем Востоке России: автореф. дис. ... канд. биол. наук: 03.00.05, 03.00.15 /A.B. Беликов. - Хабаровск, 2003.

11. Видякин, А.И. Распространение гаплотипов митохондриальной ДНК в популяциях сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на севере европейской России / А. И. Видякин, В. JI. Семериков, М. А. Полежаева и др. // Генетика. - 2012. - Т. 48, № 12. - С. 1440-1444.

12. Видякин, А.И. Изменчивость формы шишек в популяциях сосны обыкновенной на востоке европейской части СССР // Лесоведение. 1991. - № 3. - С.45-52.

13. Видякин, А.И. Плюсовая селекция сосны и ели: итоги и перспективы развития / А.И. Видякин // Лесохозяйственная информация. -2008. -№3-4. -С.33-35.

14. Видякин, А.И. Популяционная структура сосны обыкновенной на востоке Европейской части России: автореф. дис. ... д-ра биол. наук: 03.00.16 /А.И. Видякин. - Киров, 2004.

15. Гонсалес, Р. Цифровая обработка изображений / Р. Гонсалес, Р. Вудс // - М.: Техносфера, 2005. - 1072 с.

16. Гончаренко, Г. Г. Руководство по исследованию хвойных видов методом электрофоретического анализа изоферментов / Г. Г. Гончаренко, В. Е. Падутов, В. В. Потенко // Гомель: Изд-во «Полеспечать», 1989 - 164 с.

17. Гончаренко, Г.Г. Генетическая изменчивость у кедровой сосны сибирской / Г.Г. Гончаренко, В.Е. Падутов, З.С. Поджарова и др. //Доклады АН БССР. - 1987. - Т. 31, - № 9. - С. 848 - 851.

18. Гончаренко, Г.Г. Генетическая структура, изменчивость и дифференциация в популяциях Pinus sibirica Du Tour / Г.Г. Гончаренко, В.Е. Падутов, А.Е. Силин // Генетика. - 1992. - Т. 28, № 10. - С. 114 - 128.

19. Гончаренко, Г.Г. Исследование генетической структуры и уровня дифференциации у Pinus sylvestris ■ L. в центральных и краевых популяциях Восточной Европы и Сибири / Г. Г. Гончаренко, А. Е. Силин, В. Е. Падутов // Генетика. - 1993. - Т. 29, № 12.-С. 2019-2037.

20. Гончаренко, Г.Г. Популяционная и эволюционная генетика елей Палеарктики / Г.Г. Гончаренко, В.Е. Падутов. - Гомель: ИЛ HAH Беларуси, 2001.- 197 с.

21. Духарев, В.А. Гетерозиготность и семенная продуктивность особей сосны обыкновенной / В.А. Духарев, М.Г. Романовский, С.М. Рябоконь // Лесоведение. - 1987. - № 2. - С. 87 - 90.

22. Ефимов, Ю.П. Семенные плантации в селекции и семеноводстве сосны обыкновенной / Ю.П. Ефимов. - Воронеж: Истоки, 2010. - 253 с.

23. Ильинов, А. А. Сравнительная оценка фенотипического и генетического разнообразия северотаежных малонарушенных популяций ели финской (Picea X Fennica) / А. А. Ильинов, Б. В. Раевский, О. А. Рудковская // Труды Карельского научного центра РАН.-2011.- С. 37-47.

24. Ковалевич, А.И. Генетико-селекционные основы рационального использования лесных ресурсов Беларуси / А.И. Ковалевич, В.Е. Падутов, А.И. Сидор, А.П. Кончиц // Люовий журнал. - 2011. - №. 1. -С. 19-23.

25. Козыренко, М.М. Генетическая изменчивость и взаимоотношения лиственниц Сибири и Дальнего Востока по данным RAPD-анализа / М.М. Козыренко, Е.В. Артюкова, Г.Д. Реунова и др. // Генетика. - 2004. - Т. 40, № 4. - С. 506-515.

26. Коршиков, И.И. Возрастная динамика генетической изменчивости в изолированной популяции сосны меловой (Pinus sylvestris var. Cretacea kalenicz. Ex кот.) в Донбассе / И. И. Коршиков,

Е. А. Мудрик // Генетика. - 2006. - Т. 42, № 5. - С. 659-666.

79

27. Коршиков, И.И. Возрастная динамика населения генофонда сосны крымской (.Pinus pallasiana D. Don) в Крыму / И. И. Коршиков, Д.Ю. Подгорный, Е. А. Мудрик и др. II Цитология и генетика. — 2011. — Т. 45, № 1.- С. 41-48.

28. Коршиков, И.И. Генетическая изменчивость растений и зародышей семян Pinns pallasiana D. Don в высотных поясах популяции горного Крыма / И. И. Коршиков, Е.А. Мудрик // Экология. - 2006. -Т. 37, №2.-С. 79-83.

29. Коршиков, И.И. Генетическая структура, подразделенность и дифференциация популяций сосны станкевича (Pinus stankewiczii (Sukacz.) Fomin) в горном Крыму / И. И. Коршиков, Е.М. Горлова II Генетика. - 2006. - Т. 42, № 6. - С. 824-832.

30. Коршиков, И.И. Генетический полиморфизм клонов и их семенного потомства в архивно-клоновой плантации плюсовых деревьев сосны обыкновенной / И. И. Коршиков, А.Е. Демкович // Цитология и генетика. - 2010. - Т. 44, № 3. - С. 27-34.

31. Коршиков, И.И. Генетическое разнообразие природных популяций и искусственных лесонасаждений сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) Кременецкого холмогорья и Малого Полесья / И. И. Коршиков, И.И. Лисничук, Т.И. Великоридько // Цитология и генетика. - 2009. - Т. 43, № 5. - С. 35-43.

32. Коршиков, И.И. Популяционно-генетическая изменчивость сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в основных лесорастительных районах Украины / И. И. Коршиков, Л.А. Клафтат, Я.В. Пирко и др. // Генетика. - 2005. - Т. 41, № 2. - С. 216-228.

33. Котов, М.М. Применение биометрических методов в лесной селекции: учебное пособие / М.М. Котов, Э.П. Лебедева. - Горький: Горьковский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, 1977.- 120 с.

34. Крутовский, K.B. Изучение внутри- и межвидовой генетической дифференциации кедровых сосен Евразии с использованием изоферментных локусов и мономерных методов анализа / К. В. Крутовский, Д. В. Политов // Молекулярные механизмы генетических процессов. -М.: Наука, 1991.

35. Крутовский, К.В. Генетическая изменчивость сибирской кедровой сосны, Pinus sibirica Du Tour. Сообщение I. Механизмы генного контроля изоферментных систем/ К.В. Крутовский, Д.В. Политов, Ю.П. Алтухов // Генетика. - 1987. - Т. 23, №12.- С. 22162228.

36. Крутовский, К.В. Генетическая изменчивость сибирской кедровой сосны Pinns sibirica Du Tour. Сообщение 4. Генетическое разнообразие и степень генетической дифференциации между популяциями / К.В. Крутовский, Д.В. Политов, Ю.П. Алтухов и др. // Генетика. - 1989. - Т. 25, № 11. - С. 2009 - 2032.

37. Крутовский, К.В. Межвидовая генетическая дифференциация кедровых сосен Евразии по изоферментным локусам / К.В. Крутовский, Д.В. Политов, Ю.П. Алтухов // Генетика. - 1990. - Т. 26, № 4. - С. 694707.

38. Кузьмина, H.A. Изменчивость генеративных органов сосны обыкновенной в Приангарье / Н. А. Кузьмина // Селекция хвойных пород Сибири. - Красноярск: Ин-т леса и древесины им. В.Н.Сукачева СО АН СССР, 1978. - С. 96-120.

39. Лигачёв, И.Н. Изменчивость морфологических признаков и биоэкологических свойств сосны обыкновенной в Бурятской АССР / И.Н. Лигачёв // Тр. Ин-та леса и древесины. - М., 1962. - Т. 54. С. 189229.

40. Мамаев, С.А. Изучение популяционной структуры древесных растений с помощью метода морфофизиологических маркёров /

С.А. Мамаев, А.К. Махнёв // Фенетика популяций. - М.: Наука, 1982. -С. 140-150.

41. Милютин, Л.И. Исследования популяций лиственниц методами фенетики / Л.И. Милютин // Фенетика популяций. - М.: Наука, 1982. -С. 255-260.

42. Милютина, Т.Н. Молекулярно-генетические исследования изменчивости клонов плюсовых деревьев Pinns sylvestris по ISSR-маркерам / Т.Н. Милютина, О.В. Шейкина, П.С. Новиков // Хвойные бореальной зоны. -2013.- Т. 31, № 1-2.-С. 102-105.

43. Мирошников, А.И. Опыт использования достижений лесной генетики, селекции и семеноводства за рубежом / А.И. Мирошников // Лесохозяйственная информация. - 2008.- №3-4,- С. 4-9.

44. Морозов, Т.П. Фенотипическая структура популяций ели в подзоне южной тайги: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 1987.- 18 с..

45. Некрасов, В.И. Концепция генетического улучшения лесов России / В.И. Некрасов // Лесоведение. - 1995. - №3. - С. 3-5.

46. Новиков, П. С. Изменчивость плюсовых деревьев сосны обыкновенной на архиве клонов по ISSR-маркерам / П. С. Новиков, О. В. Шейкина, Т. Н. Милютина // Вестник МарГТУ. Серия: Лес. Экология. Природопользование. - 2011. - №3 (13). - С. 82-87.

47. Падутов, В.Е. Генетические и биотехнологические основы рационального использования лесных генетических ресурсов Белоруси / В.Е. Падутов // Лесохозяйственная информация. - 2008.- №3-4.-С. 23-24.

48. Падутов, В.Е. Генетические ресурсы сосны и ели Беларуси / В.Е. Падутов. - Гомель: ИЛ НАНБ, 2001.- 144 с.

49. Падутов, В.Е. Методы молекулярно-генетического анализа / В.Е. Падутов, Ю.О. Баранов, Е.В. Воропаев. - Минск.: Юнипол, 2007. -176 с.

50. Падутов, В.Е., Генетическая изменчивость у Pinus sylvestris L. /

B.Е. Падутов, Г.Г. Гончаренко, З.С. Поджарова // Доклады АН БССР. -1989. - Т. 33, № 11. - С. 1039 - 1042.

51. Политов, Д.В. Генетика популяций и эволюционные взаимоотношения видов сосновых (сем. Pinaceae) Северной Евразии: автореф. дис. ... д-ра биол. наук: 03.00.15 /Д.В. Политов. - Москва, 2007.

52. Политов, Д.В. Применение молекулярных маркеров в лесном хозяйстве для идентификации, инвентаризации и оценки генетического разнообразия лесных ресурсов / Д. В. Политов // Лесохозяйственная информация. - 2008. - №3-4. - С.24-27.

53. Политов, Д. В. Характеристика генофондов популяций кедровых сосен по совокупности изоферментных локусов/ Д. В. Политов, К. В. Крутовский, Ю. П. Алтухов // Генетика. - 1992. - Т. 28, № 1. -

C. 93-114.

54. Потенко, В.В. Полиморфизм изоферментов и филогенетические взаимоотношения хвойных видов Дальнего Востока России: автореф. дис. ... докт. биол. наук: 03.00.05, 03.00.15 /В.В. Потенко. - Хабаровск, 2004.

55. Прохорова, Е.В. Перспективы развития ЕГСК в Приволжском федеральном округе /Е.В. Прохорова, Э.П. Лебедева, О.В. Шейкина // Лесохозяйственная информация. - 2008. - №3-4. - С.64-67.

56. Прэтт, У. Цифровая обработка изображений. Кн.1, 2 / У. Прэтт -М: Мир, 1982.

57. Путенихин, В.П. Методы сохранения генетической гетерогенности при создании искусственных «популяций» лесообразующих видов / В.П. Путенихин, Г.Г. Фарукшина // Хвойные бореальной зоны. -2007. - Т. XXIV, № 2-3. С. 272-278.

58. Путенихин, В.П. Популяционная структура и сохранение генофонда хвойных видов на Урале: автореф. дис. ... д-ра. биол. наук: 06.03.01 / В.П. Путенихин. - Уфа, 2000.

83

59. Седельникова, Т.С. Дифференциация болотных и суходольных популяций видов семейства Pinaceae Lindl, (репродуктивные и кариотические особенности): автореф. дис. ... д-ра. биол. наук: 03.00.05 / Т.С. Седельникова. - Красноярск, 2008.

60. Семериков, В. JI. Электрофоретическая изменчивость белков хвои сосны обыкновенной Pinus sylvestris L. / В. JI. Семериков, А. В. Шурхал, А. В. Подогас и др. // Генетика.-1991.-Т. 27, № 9. -С. 1590-1596.

61. Семериков, B.JI. Популяционная структура и молекулярная систематика видов Larix Mill: автореф. дис. ... д-ра. биол. наук: 03.00.05 / B.JI. Семериков. - Екатеринбург, 2006.

62. Семериков, B.JI. Структура изменчивости аллозимных локусов в популяциях сосны обыкновенной / B.JI. Семериков, A.B. Подогас,

A.B. Шурхал // Экология. - 1993. -№ 1.-С. 17-25.

63. Семериков, B.JI. Структура изменчивости митохондриальной ДНК и послеледниковая история лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) / B.JI. Семериков, А.И. Ирошников, М. Ласко // Экология. -2007. -№3.-С. 163-171.

64. Семериков, В.Л. Структура изменчивости митохондриальной ДНК лиственниц Восточной Сибири и Дальнего Востока /

B. Л. Семериков, М. А. Полежаева // Генетика. - 2007. -Т. 43, №6- -

C. 782-789.

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

66. Сулимова, Г.Е. ДНК-маркеры в генетических исследованиях: типы маркеров, их свойства и области применения / Г. Е. Сулимова // Успехи современной биологии. - 2004. - Т. 124, № 3. - С. 260-271.

67. Тараканов, B.B. Структура изменчивости, селекция и семеноводство сосны обыкновенной в Сибири: автореф. дис. ... д-ра биол. наук: 06.03.01 / В.В. Тараканов. - Новосибирск, 2003.

68. Указания по лесному семеноводству в Российской Федерации

I

(утв. Рослесхозом 11.01.2000).

69. Шигапов, З.Х. Внутривидовая изменчивость и дифференциация видов семейства Pinaceae на Урале: автореф. дис. ... д-ра биол. наук: 03.00.05 / З.Х. Шигапов. - Пермь, 2005.

70. Шигапов, З.Х. Генетическая изменчивость и дифференциация природных популяций сосны обыкновенной ([Pinus sylvestris L.) / З.Х. Шигапов, P.M. Бахтиярова, Ю.А. Янбаев // Генетика. - 1995. - Т. 31, № 10.-С. 1386-1393.

71. Шигапов, З.Х. Генетический анализ природных популяций и лесосеменных плантаций сосны обыкновенной: автореф. дис. . канд. биол. наук. / З.Х. Шигапов. - Красноярск: Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, 1993. 24 с.

72. Шигапов, З.Х. Динамика генетической структуры потомства по годам на лесосеменной плантации и в природной популяции сосны обыкновенной Pinus sylvestris L. / З.Х. Шигапов, А.Ш. Тимерьянов, Ю.А. Янбаев и др. // Генетика. - 1996. - Т. 32, №10. - С. 1363-1370.

73. Шигапов, З.Х. Сравнительный генетический анализ лесосеменных плантаций и природных популяций сосны обыкновенной / З.Х. Шигапов // Лесоведение. -1995. №3.-С. 19-24.

74. Янбаев, Ю.А. Анализ генетической структуры природных популяций сосны обыкновенной Южного Урала: автореф. дис... канд. биол. Наук / Ю. А. Янбаев. - Минск. 1989.- 16 с.

75. Яркин, В.П. Долгосрочная программа создания постоянной лесосеменной базы на селекционной основе / В.П. Яркин // Лесное хозяйство. - 1990.-№11.-С. 34-39.

76. Abrahamsson, S. Maternal heterozygosity and progeny fitness association in an inbred Scots pine population / S. Abrahamsson, J. Ahlinder, P. Waldmann et al. // Genetica. - 2013. - Vol. 141, No 1-3. - P. 41-50.

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

78. Aizawa, M. Phylogeography of the Korean pine (Pinus koraiensis) in northeast Asia: inferences from organelle gene sequences / M. Aizawa, Z.S. Kim, H. Yoshimaru // J Plant Res. - 2012. - Vol. 125, No 6. - P. 713723.

79. Bakhtiyarova, R.M. Genetic variation in scotch pine (Pinus sylvestris) under industrial pollution in the southern urals: comparison of tree groups differing in life state / R.M. Bakhtiyarova, Y.A. Yanbaev // Russian Journal of Genetics. - 1996. - Vol. 32, No 4. - P. 986-991.

80. Belletti, P. Genetic variation and divergence in Scots pine (Pinus sylvestris L.) within its natural range in Italy / P. Belletti, D. Ferrazzini, A. Piotti et al. // European Journal of Forest Research. - 2012. - Vol. 131, No 4.-P. 1127-1138.

81. Bergmann, F. Isozyme gene loci and allelic variation in Pinus sylvestris L. and Pinus cembra L. / F. Bergmann, H. H. Hattemer // Silvae Genetica. - 1995. - Vol. 44, No 5-6. - P. 286-289.

82. Buschbom, J. Efficient long-distance gene flow into an isolated relict oak stand / J. Buschbom, B. Degen, Y. Yanbaev // Journal of heredit. - 2011. - Vol. 102, No 4. - P. 464-472.

83. Cato, S. A. Inter- and intraspecific polymorphism at chloroplast SSR loci and the inheritance of plastids in Pinus radiata D. Don. / S. A. Cato, T. E. Richardson // Theor Appl Genet. - 1996. - Vol. 93, No 4. - P. 587-592.

►

84. Chen, M. M. Construction of a framework map for Pinus koraiensis Sieb. et Zucc. using SRAP, SSR and ISSR markers / M.M. Chen, F. Feng, X. Sui et al. // Trees. - 2010. - Vol. 24, No 4. - P. 685-693.

85. Chunlan, L. A Simple Method for Developing Microsatellite Markers using Amplified Fragments of Inter-simple Sequence Repeat (ISSR) / L. Chunlan, Z. Zhihua, H. Taizo // Journal of Plant Research. - 2001. ,-Vol. 114, No 3. - P. 381-385.

86. Cuesta, C. PCR-based molecular markers for assessment of somaclonal variation in Pinus pinea clones micropropagated in vitro /

C. Cuesta, R. J. Ordas, A. Rodriguez et al. // Biologia Plantarum. - 2010. -Vol. 54, No 3.-P. 435-442.

87. De Miguel, M. Annotated genetic linkage maps of Pinus pinaster Ait. from a Central Spain population using microsatellite and gene based markers / M. de Miguel, N. de Maria, M. A. Guevara et al. // BMC Genomics. -2012.-Vol. 4, No 13.-P. 527.

88. Devey, M. E. A genetic linkage map for Pinus radiata based on RFLP, RAPD, and microsatellite markers / M. E. Devey, J. C. Bell,

D. N. Smith, et al. // Theor Appl Genet. - 1996. - Vol. 92, No 6. - P. 673679.

89. Feng, F. Genetic diversity and genetic differentiation of natural Pinus koraiensis population / F. Feng, S. Han, H. Wang // Trees. - 2006. - Vol. 17, No 1.-P. 21-24.

90. Ganopoulos, I. Taxonomic identification of mediterranean pines and their hybrids based on the high resolution melting (HRM) and trnL approaches: from cytoplasmic inheritance to timber tracing / I. Ganopoulos, F. Aravanopoulos, P. Madesis et al. // PLoS One. - 2013. - 8(4):e60945.

91. Ge, X. J. Inferring multiple refugia and phylogeographical patterns in Pinus massoniana based on nucleotide sequence variation and DNA fingerprinting / X.J. Ge, T.W. Hsu, K.H. Hung et al. // PLoS One. - 2012. -7(8):e43717.

92. Gernandt, D. S. Phylogeny and classification of Pinus / D. S. Gernandt et al. // Taxon. 2005. -Vol. 54, Nol.-P. 29-42.

93. Goncharenko, G.G. Population structure, gene diversity, and differentiation in natural populations of Cedar pines (Pinus subsect. Cembrae, Pinaceae) in the USSR / G.G. Goncharenko, V.E. Padutov, A.E. Silin 11 Plant Syst. Evol. - 1992. - Vol. 182. - P. 121-134.

94. González-Martínez, S. C. Geographical variation of gene diversity of Pinus pinaster Ait. in the Iberian Peninsula / S. C. González-Martínez, L. Salvador, D. Agúndez et al. // Genetic Response of Forest Systems to Changing Environmental Conditions. Forestry Sciences. - 2001. - Vol. 70, No l.-P. 161-171.

95. Goto, S. Determination of genetic stability in long-term micropropagated shoots of Pinus thunbergii Pari, using RAPD markers / S. Goto, R. C. Thakur, K. Ishii 11 Plant Cell Reports. - 1998. - Vol. 18, No 3-4. -P. 193-197.

96. Hernández-León, S. Phylogenetic relationships and species delimitation in Pinus section trifoliae inferrred from plastid DNA / S. Hernández-León, D. S. Gernandt, J.A. Pérez de la Rosa et al. // PLoS One. - 2013. - 30;8(7):e70501.

97. Iwaizumi, M. G. Consecutive five-year analysis of paternal and maternal gene flow and contributions of gametic heterogeneities to overall genetic composition of dispersed seeds of Pinus densiflora (Pinaceae) / M. G. Iwaizumi, M. Takahashi, K. Isoda et al. I I Am J Bot. - 2013. - Vol. 100, No 9.-P. 1896-1904.

98. Karhu, A. Do molecular markers reflect patterns of differentiation in adaptive traits of conifers? / A. Karhu, P. Hurme, M. Karjalainen. et al. // Theor Appl Genet. - 1996.-Vol. 93, No 1-2.-P. 215-21.

99. Kim, M.-S. Effect of white pine blister rust (Cronartium ribicola) and rust-resistance breeding on genetic variation in western white pine (Pinus

montícola) / M.-S. Kim, S.J. Brunsfeld, G.I. McDonald et al. // Theoretical and Applied Genetics.-2003.-Vol. 106, No 6.-P. 1004-1010.

100. Kimura, M. The number of alleles that can be maintained in a finite population / M. Kimura, J. F. Crow // Genetics. - 1964. - 49:725-38

101. Kurt, Y. Genetic differentiation in Pinus brutia Ten. using molecular markers and quantitative traits: the role of altitude / Y. Kurt, S.C. González-Martínez, R. Alia et al. // Annals of Forest Science. - 2012. - Vol. 69, No 3. -P. 345-351.

102. Lee, S.Y. A simple procedure for maximum yield of high-quality plasmid DNA / S.Y. Lee, S. Rasheed // Biotechniques. - 1990. - Vol. 9. -P. 676-679.

103. Lerceteau, E. AFLP mapping and detection of quantitative trait loci (QTLs) for economically important traits in Pinus sylvestris: a preliminary study/ E. Lerceteau, C. Plomion, B. Andersson //Molecular Breeding.-2000.-Vol. 6.-No5.-P. 451-458.

104. Lerceteau, E. Properties of AFLP markers in inheritance and genetic diversity studies of Pinus sylvestris L. / E. Lerceteau, A. E. Szmidt // Heredity. - 1999.- Vol. 82. - No 252-260.

105. Lesser, M. R. Cross-species transferability of SSR loci developed from transciptome sequencing in lodgepole pine / M. R. Lesser, T. L. Parchman, C. A. Buerkle // Mol Ecol Resour. - 2012. - Vol. 12, No 3. -P. 448-455.

106. Lewontin, RC. The apportionment of human diversity / R. C. Lewontin, T. Dobzhansky, M. K. Hecht et al. // Evolutionary Biology 6. New York: Appleton-Century-Crofts, 1972. P. 381-398.

107. Li, C. Population genetic structure of Pinus tabulaeformis in Shanxi Plateau, China / Cui Li, Baofeng Chai, Mengben Wang // Russian Journal of Ecology. - 2008. - Vol. 39, No 1. - P. 34-40.

108. Li, H. Genetic variation and division of Pinns sylvestris provenances by ISSR markers / Li H., Jiang J., Liu G. et al. // Journal of Forestry Research. -2005.-Vol. 16, No 3.-P. 216-218.

109. Liu, G. Analysis of genetic relationship in 12 species of Section Strobus with ISSR markers / G. Liu, J. Dong, Y. Jiang et al. // Journal of Forestry Research. - 2005. - Vol. 16, No 3. - P. 213-215.

110. Lu, M. Z. Inheritance of RAPD fragments in haploid and diploid tissues of Pinus sylvestris (L.) / M. Z. Lu, A. E. Szmidt, X. R.Wang // Heredity. - 1995. - Vol. 74. - P. 582-589.

111. Maniatis, T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. / T. Maniatis, J. Sambrook, E.F. Fritsch // Cold Spring Harbor: Laboratory Press, 1989. -321 p.

112. Mehes, M. S. Genetic analysis of Pinus strobus and Pinus monticola populations from Canada using ISSR and RAPD markers: development of genome-specific SCAR markers / M. S. Mehes, K. K. Nkongolo, P. Michael // Plant Systematics and Evolution. - 2007. - Vol. 267, No 1-4. - P. 47-63.

113. Meusel H., Jäger E. Vergleichende Chorologie der zentraleuropäischen Flora. 3 Bände. Gustav Fischer, Jena, 1992. 432 s.

114. Mosca, E. The geographical and environmental determinants of genetic diversity for four alpine conifers of the European Alps / E. Mosca, A. J. Eckert, E. A. Di Pierro et al. // Mol Ecol. - 2012. - Vol. 21, No 22. -P. 5530-5545.

115. Murray, M.G. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA / M.G. Murray, W.F. Thompson // Nucleic Acids Res. - 1980. - Vol. 8. -P. 4321-4325.'

116. Nei, M. Analysis of gene diversity in subdivided populations / M. Nei // Proc. Natl. Acad. Sei. (USA). - 1973. - Vol. 70 - P. 3321-3323.

117. Nei, M. Estimation of fixation indices and gene diversities / M. Nei, R.K. Chesser// Ann. Hum. Genet. - 1983. - Vol. 47- P. 253-259.

118. Nei, M. Molecular evolutionary genetics / M. Nei 11 Columbia University Press, New York, 1987.

119. Neves, L. G. Whole-exome targeted sequencing of the uncharacterized pine genome / L. G. Neves, J. M. Davis, W. B. Barbazuk et al.//Plant J.-2013.-Vol. 75, No l.-P. 146-156.

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

121. Potter, KM. Mitochondrial DNA haplotype distribution patterns in Pinus ponderosa (Pinaceae): range-wide evolutionary history and implications for conservation / K. M. Potter, V. D. Hipkins, M. F. Mahalovich etal. //Am J Bot. - 2013. - Vol. 100, No 8.-P. 1562-1579.

122. Rakoczy-Trojanowska, M. Characteristics and comparison of three classes of microsatellite-based markers and their application in plants / M. Rakoczy-Trojanowska, H. Bolibok // Cellular and molecular biology letters. - 2004. - Vol. 9. - P. 221-238.

123. Ranger, M. Genetic Differentiation of Jack Pine (Pinus banksiana) and Red Pine (P. resinosaj Populations From Metal Contaminated Areas in Northern Ontario (Canada) Using ISSR Markers / M. Ranger, K. K. Nkongolo, P. Michael et al. // Silvae Genetica. - 2008. - 57, 6.

124. Remington, D. L. Construction of an AFLP genetic map with nearly complete genome coverage in Pinus taeda / D. L. Remington, R. W. Whetten, B. H. Liu et al. // Theoretical and Applied Genetics. - 2010. - Vol. 98, No 8. -P. 1279-1292.

125. Ren, GP. Genetic divergence, range expansion and possible homoploid hybrid speciation among pine species in Northeast China / G. P. Ren, R. J. Abbott, Y. F. Zhou et al. // Heredity (Edinb). - 2012. - Vol. 108, No 5.-P. 552-562.

126. Salvador, L. Genetic variation and migration pathways of maritime

pine (Pinus pinaster Ait) in the Iberian peninsula / L. Salvador, R. Alia,

91

D. Agündez et al. // Theoretical and Applied Genetics. - 2000. - Vol. 100, No l.-P. 89-95.

127. Sannikov, S.N. Geno- and phenogeographic analysis of Pinus sylvestris L. populations along the transect extending from the northern to southern boundary of the species range / S.N. Sannikov, I.V. Petrova, V. L. Semerikov // Russian Journal of Ecology. - 2002. - Vol. 33, No 2. -P. 86-91.

128. Sazonova, I.Y. DNA from Various Tissues of Far Eastern Larches and Its Applicability for RAPD Assay / I.Y. Sazonova, M.M. Kozyrenko,

E.V. Artyukova et al. // Biology Bulletin of the Russian Academy of Sciences.-2001.-Vol. 28, No 2.-P. 196-201.

129. Scalfi, M. Genetic variability of Italian southern Scots pine {Pinus sylvestris L.) populations: the rear edge of the range / M. Scalfi, A. Piotti, M. Rossi et al. // European Journal of Forest Research. - 2009. - Vol. 128, No 4.-P. 377-386.

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

131. Stange, C. Isolation of Pinus radiata Genomic DNA Suitable for RAPD Analysis / C. Stange, D. Prehn, P. Arce-Johnson // Plant Molecular Biology Reporter. - 1998. - Vol. 16, No 4. - P. 366.

132. Steinitz, O. Effects of forest plantations on the genetic composition of conspecific native Aleppo pine populations / O. Steinitz, J. J. Robledo-Arnuncio, R. Nathan // Mol Ecol. - 2012. - Vol. 21, No 2. - P. 300-313.

133. Szmidt, A. E. Empirical assessment of allozyme and RAPD variation in Pinus sylvestris (L.) using haploid tissue analysis / A. E. Szmidt, X. R. Wang, M. Zh. Lu//Heredity. - 1996. - Vol. 76. - P. 412-420.

134. Szmidt, A. E. Contrasting patterns of genetic diversity in two tropical

pines: Pinus kesiya (Royle ex Gordon) and P. merkusii (Jungh et De Vriese) /

92

A. E. Szmidt, X. R. Wang, S. Changtragoon // Theor Appl Genet. - 1996. -Vol. 92, No 3-4. - P. 436-441.

135. Tani, N. Genetic structure within a Japanese stone pine (Pinus pumila regel) population on Mt. Aino-dake in central Honshu, Japan / N. Tani, N. Tomaru, Y. Tsumura et al. // Journal of Plant Research. - 1998. -Vol. Ill,No l.-P. 7-15.

136. Wang, M.B. Genetic Variation in Chinese Pine (Pinus tabulaeformis), a Woody Species Endemic to China / M.B. Wang, F.Q. Gao // Biochemical Genetics.-2009.-Vol. 47, No 1-2.-P. 154-164.

137. Wang, M. B. Rangewide Genetic Diversity in Natural Populations of Chinese Pine (Pinus tabulaeformis) / M. B. Wang, Z. Z. Hao et al. // Biochemical Genetics. - 2010. - Vol. 48, No 7-8. - P. 590-602.

138. Wolfe, A.D. Assessing hybridization (in natural population of Pestermon (Scrophulariaceae) using hypervariable inter-simple sequence repeat markers / A.D.Wolfe, Q.Y. Xiang, S.R. Kephart // Mol Ecol. - 1998. -Vol. 7.-P. 1107-1125.

139. Xu, S. Genetic diversity within and among populations of shortleaf pine (Pinus echinata Mill.) and loblolly pine (Pinus taeda L.) / S. Xu, C.G. Tauer, C.D. Nelson et al. // Tree Genetics & Genomes. - 2008. - Vol. 4, No 4.-P. 859-868.

140. Yang, H. Constructing genetic linkage maps for Pinus elliottii var. elliottii and Pinus caribaea var. hondurensis using SRAP, SSR, EST and IS SR markers / H. Yang, R. Luo, F. Zhao et al. // Trees. - 2013. - Vol. 27, No 5.-P. 1429-1442.

141. Yang, H. QTL detection for growth traits in Pinus elliottii var. elliottii and P. caribaea var. hondurensis / H.X. Yang, T.Y. Liu, C.X. Liu et al. // Forest Science and Practice. -2013,- Vol. 15, No 3.-P. 196-205.

142. Yeh, F.C. POPGENE Version 1.32. Ag/For Molecular Biology and Biotechnology Centre / F.C. Yeh, R. Yang, T. Boyle // University of Alberta and Center for International Forestry Research. - 1997.

93

143. Yin, T.M. Nearly complete genetic maps of Pinus sylvestris L. (Scots pine) constructed by AFLP marker analysis in a full-sib family / T.M. Yin, X.R. Wang, B. Andersson et al. // TAG Theoretical and applied genetic. -2003. - Vol. 106. - P. 1075-1083.

144. Yu, H. Allozyme Diversity and Population Genetic Structure of Pinus densata Master in Northwestern Yunnan, China / H. Yu, S. Ge, D.Y. Hong // Biochemical Genetics. - 2000. - Vol. 38, No 5-6. - P. 138-146.

145. Yu, J.H. Isolation and characterization of 13 novel polymorphic microsatellite markers for Pinus koraiensis (Pinaceae) / J. H. Yu, C. M. Chen, Z. H. Tang et al. // Am J Bot. - 2012. - Vol. 99, No 10. - P. 421424.

146. Zapata-Valenzuela, J. Genomic estimated breeding values using genomic relationship matrices in a cloned population of loblolly pine / Zapata-Valenzuela J, Whetten RW, Neale D et al. // G3 (Bethesda). - 2013. -Vol. 20, No 3 (5). - P. 909-916.

147. Zhang, Z.Y. Detection of Low Genetic Variation in a Critically Endangered Chinese Pine, Pinus squamata, Using RAPD and ISSR Markers / Z.Y. Zhang, Y.Y. Chen, D.Z. Li et al. // Biochemical Genetics. - 2005. - Vol. 43, No 5-6. - P. 239-249.

148. Zhou, S. Pattern analysis approach reveals restriction enzyme cutting abnormalities and other cDNA library construction artifacts using raw EST data. / Zhou S, Ji G, Liu X et al. /7 BMC Biotechnol. - 2012. - Vol. 3, No 12. -P. 16.

149. Zietkievicz, E. Genome fingerprinting by simple sequence repeat (SSR) - anchored polymerase chain reaction amplification / E. Zietkievicz., A. Rafalski., D. Labuda. // Genomics. - 1994. - Vol. 20. - P. 176-183.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

AFLP - Amplification fragments length polymorphism;

СТАВ - Цетилтриметиламмоний бромид;

DAF - DNA amplification fingerprint;

dNTP - Deoxyribonucleotide triphosphate

EST - Expressed sequence tag;

HRM - High-resolution melting;

IRAP - Inter Retrotransposone Amplified Polymorphism;

ISSR - Inter Simple Sequence Repeats;

MAS - Marker-assisted selection;

PCR (ПЦР) - Полимеразная цепная реакция;

QTL - Quantitative Trait Locus;

RAPD - Random amplified polymorphic DNA;

RFLP - Restriction fragment length polymorphism;

SCAR - Sequence Characterized Amplified Region;

SNP - Single nucleotide polymorphism;

SRAP - Sequence-related amplified polymorphism;

SSR - Simple sequence repeats;

STS -Sequence-tagged sites;

TBE - Трис-борат-ЭДТА;

UPGMA - Unweighted Pair-Group Method Using Arithmetic Averages;

ВАК - Высшая аттестационная комиссия;

ДНК - Дезоксирибонуклеиновая кислота;

ЕГСК - Единый генетико-селекционный комплекс;

ЛСП - Лесосеменная плантация;

НИР - Научно-исследовательская работа;

п.н. - пар нуклеотидов;

ПДРФ - Полиморфизм длин рестрикционных фрагментов;

ЭВМ - Электронно-вычислительная машина;

ЭДТА - Этилендиаминтетрауксусная кислота.

95

I