ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАРКЕРОВ ОРГАНЕЛЬНОЙ ДНК ДЛЯ АНАЛИЗА ФИЛОГЕОГРАФИИ ВОСТОЧНОЕВРОПЕЙСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ ЕЛИ ЕВРОПЕЙСКОЙ PICEA ABIES (L.) H. KARST.

История формирования ареала ели европейской на территории Восточно-Европейской равнины обсуждается по результатам анализа аллельного разнообразия митохондриального гена Nad1, имеющего материнскую природу наследования, и межгенного спейсера trnT-trnF хлоропластной ДНК, наследуемой у елей по отцовской линии. Полиморфизм генов органельной ДНК проанализирован на выборке из 221 ели из 28 регионов РФ, представленной в географических культурах. У елей всех регионов европейской части РФ выявлены аллели Nad1, типичные для «северной семьи» Picea abies, распространенные также в Скандинавии и Западной Европе. Аллель Nad1, характерный для «южной семьи» P. abies, обнаружен в популяциях ели из Закарпатья. Аллель Nad1, видоспецифичный для P. obovata,выявлен только у елей из Свердловской области и Красноярского края. У проанализированных деревьев обнаружены гаплотипы хлДНК, как характерные для P. obovata, так и специфичные для P. abies. Анализ полиморфизма органельной ДНК позволяет выявить гибридную природу елей, развившихся в результате переопыления между особями разных видов.

1. Егоров А.А., Бурцев Д.С., Орлова Л.В. и др. Продуктивность видов и внутривидовых таксонов Picea abies, P. fennica, P. obovata в географических культурах на Северо-Западе России // Уч. записки Петрозаводского гос. ун-та. 2011. Т. 121. № 8. С. 59–64.

2. Ильинов А.А., Раевский Б.В., Рудковская О.А. и др. Сравнительная оценка фенотипического и генетического разнообразия северотаежных малонарушенных популяций ели финской (Picea × fennica) // Тр. Карельского науч. центра РАН. 2011. Т. 1. С. 37–47.

3. Минченко А.Г., Дударева Н.А. Митохондриальный геном. Новосибирск: Наука, 1990. 194 с.

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

5. Попов П.П. Формовая структура и географическая дифференциация популяций ели на северо-западе России // Экология. 2010. № 5. С. 336–343.

6. Толлефсруд М.М., Спиренсен Х. Отцовская интрогрессия от ели сибирской (Picea obovata) к ели обыкновенной (P. abies): отслеживание потока пыльцы и семян с помощью хлоропластной и митохондриальной ДНК // Сохранение лесных генетических ресурсов Сибири: Матер. 3-го междунар. совещ. Красноярск, 2011. С. 166–167.

7. Щербакова М.А. Генэкология ели обыкновенной Picea abies (L.) Karst. в разных лесорастительных районах: Автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Красноярск, 1973. 47 с.

8. Bobola M., Guenette D., Eckert R. et al. Using nuclear and organelle DNA markers to discriminate among Picea rubens, Picea mariana, and their hybrids // Can. J. Forest Res. 1996. V. 26. No. 3. P. 433–443.

9. Bousquet J., Simon L., Lalonde M. DNA amplifi cation from vegetative and sexual tissues of trees using polymerase chain reaction // Can. J. Forest Res. 1990. V. 20. P. 254–257.

10. Dering M., Lewandowski A. Finding the meeting zone: Where have the northern and southern ranges of Norway spruce overlapped? // Forest Ecol. Manag. 2009. V. 259. P. 229–235.

11. Giesecke T., Bennett K.D. The Holocene spread of Picea abies (L.) Karst. in Fennoscandia and adjacent areas // J. Biogeogr. 2004. V. 31. P. 1523–1548.

12. Grivet D., Jeandroz S., Favre J. Nad1 b/c intron polymorphism reveals maternal inheritance of the mitochondrial genome in Picea abies // Theor. Appl. Genet. 1999. V. 99. No. 1/2. P. 346–349.

13. Gugerli F., Sperisen C., Büchler U. et al. Haplotype variation in a mitochondrial tandem repeat of Norway spruce (Picea abies) populations suggests a serious founder effect during postglacial re-colonization of the western Alps // Mol. Ecol. 2001. V. 10. P. 1255–1263.

14. Huntley B., Birks H. An atlas of past and present pollen maps for Europe: 0–13,000 BP. Cambridge, UK: Cambridge Univ. Press, 1983.

15. Lockwood J.D., Aleksić J.M., Zou J. et al. A new phylogeny for the genus Picea from plastid, mitochondrial, and nuclear sequences // Mol. Phylogenet. Evol. 2013. V. 69. No. 3. P. 717–727.

16. Neale D., Sederoff R. Paternal inheritance of chloroplast DNA and maternal inheritance of mitochondrial DNA in loblolly pine // Theor. Appl. Genet. 1989. V. 77. No. 2. P. 212–216.

17. Neale D., Marshall K., Harry D. Inheritance of chloroplast and mitochondrial DNA in incense-cedar (Calocedrus decurrens) // Can. J. Forest Res. 1991. V. 21. No. 5. P. 717–720.

18. Newton A.C., Allnutt T.R., Gillies A.C.M. et al. Molecular phylogeography, intraspecific variation and the conservation of tree species // Trends Ecol. Evol. 1999. V. 14. P. 140–145.

19. Ran J., Wei X., Wang X. Molecular phylogeny and biogeography of Picea (Pinaceae): Implications for phylogeographical studies using cytoplasmic haplotypes // Mol. Phylogenet. Evol. 2006. V. 41. P. 405–419.

20. Schmidt-Vogt H. Die Fichte, Band I // Taxonomie. Verbreitung. Morphologie. Ökologie. Waldgesellschaft. Hamburg und Berlin. Verlag Paul Parey, 1977. Т. 647.

21. Sears B. Elimination of plastids during spermatogenesis and fertilization in the plant kingdom // Plasmid. 1980. V. 4. No. 3. P. 233–255.

22. Sperisen C., Buchler U., Gugerli F. et al. Tandem repeats in plant mitochondrial genomes: application to the analysis of population differentiation in the conifer Norway spruce // Mol. Ecol. 2001. V. 10. P. 257–263.

23. Stine M., Sears B., Keathley D. Inheritance of plastids in interspecific hybrids of blue spruce and white spruce // Theor. Appl. Genet. 1989. V. 78. No. 6. P. 768–774.

24. Sutton B., Flanagan D., Gawley J. et al. Inheritance of chloroplast and mitochondrial DNA in Picea and composition of hybrids from introgression zones // Theor. Appl. Genet. 1991. V. 82. No. 2. P. 242–248.

25. Taberlet P., Gielly L., Pautou G., Bouvet J. Universal primers for amplifi cation of three non-coding regions of chloroplast DNA // Plant Mol. Biol. 1991. 17. Р. 1105–1109.

26. Tollefsrud M.M., Brochmann C., Sperisen C. Paternal introgression from Siberian spruce (Picea obovata) to Norway spruce (P. abies): tracing pollen and seed flow with chloroplast and mitochondrial DNA // Phylogeography, diversity and hybridization in Norway spruce / M.M. Tollefsrud. PhD thesis. University of Oslo, Norway. 2008b.

27. Tollefsrud M., Kissling R., Gugerli F. et al. Genetic consequences of glacial survival and postglacial colonization in Norway spruce: combined analysis of mitochondrial DNA and fossil pollen // Mol. Ecol. 2008а. V. 17. No. 18. P. 4134–4150.

28. Volkova P., Shipunov A., Borisova P. et al. In search of hybridity: the case of Karelian spruces // Silva Fennica. 2014. V. 48. Nо. 2. Art. id 1072. 14 p. http://dx.doi.org/10.14214/sf.1072