Дифференциация Juniperus deltoidеs R.P. Аdams в Крымско-Кавказском регионе по данным изменчивости микросателлитных ДНК-маркеров

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В северо-восточной части ареала изучена структура генетической изменчивости можжевельника дельтовидного Juniperus deltoidеs R.P. Аdams (семейство Cupressaceae) – важного компонента средиземноморских аридных и полуаридных экосистем. Для генотипирования выборок из шести популяций этого вида в западных регионах Крыма, Кавказа и на Балканах впервые были применены пять ядерных микросателлитных локусов, разработанных для другого вида – J. cedrus Webb & Berthel. Для J. deltoidеs характерен средний уровень внутрипопуляционной генетической изменчивости (He варьирует от 0.428 до 0.602) с наименьшими значениями в крымских популяциях. Филогенетический анализ выявил статистически значимую дифференциацию исследуемых популяций (9.9% от общей изменчивости, P < 0.001) на три генетические группы: Западный Крым, Кавказ (Краснодарский край) и Балканы (Болгария). Первые две группы соответствуют ранее выявленной азиатской группе J. deltoidеs, третья – балканской группе. Дифференциация крымских популяций от географически близких кавказских популяций показана нами впервые.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. В. Хантемирова

Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: hantemirova@ipae.uran.ru
Россия, Екатеринбург, 620144

Ц. Радукова

Пловдивский университет им. П. Хилендарского

Email: hantemirova@ipae.uran.ru

кафедра ботаники и биологического образования

Болгария, Пловдив, 4000

Список литературы

  1. Farjon A., Filer D. An Atlas of the World’s Conifers: an Analysis of Their Distribution, Biogeography, Diversity and Conservation Status. 2013. Brill, Leiden-Boston. 524 p.
  2. 2 Adams R.P. Juniperus deltoides, a new species, and nomenclatural notes on Juniperus polycarpos and J. turcomanica (Cupressaceae) // Phytologia. 2004. V. 86. P. 49–53.
  3. Adams R.P, Morris J.A, Padney R.N, Schwarzbach A.E. Cryptic speciation between Juniperus deltoides and Juniperus oxycedrus (Cupressaceae) in the Mediterranean // Biochem. System. and Ecology. 2005. V. 33. P. 771–787. https://doi.org/10.1016/j.bse.2005.01.001
  4. Adams R.P. Morphological comparison and key to Juniperus deltoides and J. oxycedrus // Phytologia. 2014. V. 96 P. 58–62.
  5. Roma-Marzio F., Najar B., Alessandri et al. Taxonomy of prickly juniper (Juniperus oxycedrus group): A phytochemical-morphometric combined approach at the contact zone of two cryptospecies // Phytochemistry. 2017. V. 141. P. 48–60. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2017.05.008
  6. Bennet K.D., Tzedakis P.C., Willis K.J. Quaternary refugia of north European trees // J. Biogeogr. 1991. V. 18. P. 103–115. https://doi.org//10.2307/2845248
  7. Willis K., Rudner E., Sümegi P. The full-glacial forests of Central and Southeastern Europe // Quaternary Research. 2000. V. 53. I. 2. P. 203–213. https://doi.org/10.1006/qres.1999
  8. Klimko M., Boratynska K., Montserrat J.M. et al. Morphological variation of Juniperus oxycedrus subsp. oxycedrus (Cupressaceae) in the Mediterranean region // Flora. 2007. V. 202. P. 133–147. https://doi.org/10.1016/j.flora.2006.03.006
  9. Boratynski A., Wachowiak W., Dering M. et al. The biogeography and genetic relationships of Juniperus oxycedrus L. and related taxa from the Mediterranean and Macaronesian regions // Bot. J. Linn. Soc. 2014. V. 174. P. 637–653. https://doi.org/10.1111/boj.12147
  10. Красная книга Республики Крым. Растения, водоросли и грибы / Отв. ред. Ена А.В. , Фатерыга А.В.. Симферополь: ООО “ИТ “АРИАЛ”, 2015. 480 с.
  11. Красная книга Краснодарского края. Растения и грибы 3-е изд. Краснодар: 2017. 850 с.
  12. Ена А.В. Природная флора Крымского полуострова. Симферополь: Н. Орианда, 2012. 232 с.
  13. Devey M.E., Bell J.S., Smith D.N., Neale D.B. A genetic linkage map for Pinus radiata based on RFLP, RAPD and microsatellite markers // Theor. Appl. Genet. 1996. V. 92. P. 673–679. https://doi.org/10.1007/BF00226088
  14. Michalczyk I.M., Sebastiani I.F., Buonamici A. et al. Characterization of highly polymorphic nuclear microsatellite loci in Juniperus communis L. // Mol. Ecol. Notes. 2006. V. 6. P. 346–348. https://doi.org//10.1111/j.1471-8286.2005.01227.x
  15. Zhang Q., Yang Y.Z., Wu G.L. et al. Isolation and characterization of microsatellite DNA primers in Juniperus przewalskii Kom (Cupressaceae) // Conserv. 2008. V. 9. P. 767–769. https://doi.org/10.1007/s10592-007-9387-y
  16. Rumeu B., Sosa P.A., Nogales M., Gonzalez-Perez M.A. Development and characterization of 13 SSR markers for an endangered insular juniper (Juniperus cedrus Webb & Berth.) // Conserv. Genet. Resources. 2013. V. 5. P. 457–459. https://doi.org/10.1007/ s12686-012-9827-y
  17. Peakall R., Smouse P.E. GenAlEx 6.5: Genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research-an update // Bioinformatics. 2012. V. 28. P. 2537–2539. https://doi.org/10.1093/ bioinformatics/bts46 0
  18. Excoffier L., Lischer H. Arlequin suite ver 3.5: A new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows // Mol. Ecol. Resour. 2010. V. 10. P. 564–567. https://doi.org/10.1111/j.1755-0998.2010.02847.x
  19. Raymond M., Rousset F. GENEPOP (Version 1.2): Population genetics software for exact tests and ecumenicism // J Hered. 1995. V. 86. P. 248–249. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2007.01931.x
  20. Brookfield J. A simple new method for estimating null allele frequency from heterozygote deficiency // Mol. Ecol. 1996. V. 5. P. 453–455. https://doi.org/10.1046/j.1365-294X.1996.00098.x
  21. Oosterhout C.V., Hutchinson W.F., Wills D.P.M., Shipley P. Micro-checker: Software for identifying and correcting genotyping errors in microsatellite data // Mol. Ecol. Notes. 2004. V. 4. P. 535–538. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2004.00684.x
  22. Nei M., Tajima F., Tateno Y. Accuracy of estimated phylogenetic trees from molecular data // J. Mol. Evol. 1983. V. 19. P. 153–70. https://doi.org/10.1007/BF02300753
  23. Rohlf F.J. NTSYS-pc. Numerical taxonomy and multivariate analysis systems // Exeter Software, Applied Biostatistics. New York: 1992. 225 p.
  24. Pritchard J.K., Stephens M., Donnelly P. Inference of population structure using multilocus genotype data // Genetics. 2000. V. 155. P. 945–959. 10.1093/genetics/155.2.945' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1093/genetics/155.2.945
  25. Earl D.A., von Holdt B.M. Structure harvester: A website and program for visualizing STRUCTURE output and implementing the Evanno method // Conserv. Genet. Resour. 2012. V. 4. P. 359–361. https://doi.org/10.1007/s12686-011-9548-7
  26. Dupanloup I., Schneider S., Excoffier L. A simulated annealing approach to define the genetic structure of populations // Mol. Ecol. 2002. V. 11. P. 2571–2581. doi.org/10.1046/j.1365-294X.2002.01650 .x
  27. Mantel N.A. The detection of disease clustering and generalized regression approach // Cancer. Res. 1967. V.27. P. 209–220.
  28. Evren O., Kaya N. High genetic diversity within and low differentiation among Juniperus excelsa M. Bieb.populations: Molecular markers reveal their genetic structure patterns // Turk. J. Bot. 2021. V. 45. P. 192–202. https://doi.org/10.3906/bot-2006-22
  29. Хантемирова Е.В., Бессонова В.А. Генетическое разнообразие можжевельника обыкновенного (Juniperus communis L.) в Евразии и на Аляске по данным анализа ядерных микросателлитов // Генетика. 2023. Т. 59. № 3. С. 316–326. EDN: INZGJC https://doi.org/10.31857/S0016675823030050
  30. Ritland C., Pape T., Ritland K. Genetic structure of yellow cedar (Chamaecyparis nootkatensis) // Can. J. Bot. 2001. V. 79. P. 822–828. https://doi.org/10.1139/b01-053
  31. Lantushenko A.O., Korenkova O.O. Syrovets A.A. et al. Morphological and phylogenetic features of the Crimean population of Juniperus deltoides R.P. Adams // Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. 2023. V. 27(4). P. 306-315. https://doi.org/10.18699/VJGB-23-37
  32. Тахтаджян А.Л. Флористические области Земли. Л.: Наука, 1978. 247 с.
  33. Gömöry D, Paule L, Mačejovský V. Phylogeny of beech in western Eurasia as inferred by approximate Bayesian computation // Acta Soc. Bot. Pol. 2018. V. 87. I. 2. https://doi.org/10.5586/asbp.3582
  34. Semerikova S.A., Podergina S.M., Tashev A.N., Semerikov V.L. Phylogeography of Oaks in the Crimea Reveals Pleistocene Refugia and Migration Routes // Russ. J. Ecology. 2023. V. 54. № 3. P. 197–212.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Ареалы Juniperus deltoides (красный цвет) и J. oxycedrus (синий цвет) по R.P. Adams [3].

Скачать (309KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Очертания района исследований с расположением исследованных популяций J. deltoides, распределение генетических групп и графики с оценками SSR-полиморфизма. Номера популяций и географические координаты пояснены в табл. 1. а – распределение генетических групп J. deltoidеs на основе полиморфизма SSR-маркеров. Цвет значков соответствует группам SAMOVA и PCoA. б –ординация популяций J. deltoides методом главных координат (PCoA) на основе их генетических дистанций; римскими цифрами обозначены группы согласно SAMOVA. в – UPGMA-дендрограмма популяций J. deltoides, построенная на основе их генетических дистанций в программе NTSYSpc 2.1. г – результаты анализа STRUCTURE.

Скачать (623KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024