Цитогенетический анализ пихты сибирской в средней сибири

Проведено цитогенетическое исследование семенного потомства пихты сибирской (Abies sibirica Ledeb.) в различных экологических условиях. Установлены значения цитогенетических показателей, характерные для естественного уровня мутагенеза данного вида. Выявлено, что у потомства усыхающих деревьев пихты...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2010
1. Verfasser:	Квитко, О.В.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут молекулярної біології і генетики НАН України 2010
Schriftenreihe:	Фактори експериментальної еволюції організмів
Schlagworte:	Аналіз та оцінка генетичних ресурсів
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/177470
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Цитогенетический анализ пихты сибирской в средней сибири / О.В. Квитко // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 8. — С. 126-131. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-177470
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1774702021-02-16T01:25:43Z Цитогенетический анализ пихты сибирской в средней сибири Квитко, О.В. Аналіз та оцінка генетичних ресурсів Проведено цитогенетическое исследование семенного потомства пихты сибирской (Abies sibirica Ledeb.) в различных экологических условиях. Установлены значения цитогенетических показателей, характерные для естественного уровня мутагенеза данного вида. Выявлено, что у потомства усыхающих деревьев пихты из высокогорья Западного Саяна частотах ромосомных мутаций, патологических митозов и микроядер вышев 1,5–2,0 раза, что может являться результатом длительного воздействия экстремальных факторов, и отражает высокую степень нарушенности экосистем в данном регионе. The cytogenetic study of Abies sibirica seed progeny in different ecological conditionswas carried out. The cytogenetical characteristics of Abies sibirica at natural mutagenesiswere determined. The chromosome and genome mutations, pathologies of mitotic cycle andcells with micronuclei were recorded with high frequency in decline fir stands of West SayanHigh Mountains. The revealed irregularities might be result of long-term exposure of extremeenvironmental factors and they probably reflect of high level of forest ecosystems decline. 2010 Article Цитогенетический анализ пихты сибирской в средней сибири / О.В. Квитко // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 8. — С. 126-131. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 2219-3782 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/177470 ru Фактори експериментальної еволюції організмів Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Аналіз та оцінка генетичних ресурсів Аналіз та оцінка генетичних ресурсів
spellingShingle	Аналіз та оцінка генетичних ресурсів Аналіз та оцінка генетичних ресурсів Квитко, О.В. Цитогенетический анализ пихты сибирской в средней сибири Фактори експериментальної еволюції організмів
description	Проведено цитогенетическое исследование семенного потомства пихты сибирской (Abies sibirica Ledeb.) в различных экологических условиях. Установлены значения цитогенетических показателей, характерные для естественного уровня мутагенеза данного вида. Выявлено, что у потомства усыхающих деревьев пихты из высокогорья Западного Саяна частотах ромосомных мутаций, патологических митозов и микроядер вышев 1,5–2,0 раза, что может являться результатом длительного воздействия экстремальных факторов, и отражает высокую степень нарушенности экосистем в данном регионе.
format	Article
author	Квитко, О.В.
author_facet	Квитко, О.В.
author_sort	Квитко, О.В.
title	Цитогенетический анализ пихты сибирской в средней сибири
title_short	Цитогенетический анализ пихты сибирской в средней сибири
title_full	Цитогенетический анализ пихты сибирской в средней сибири
title_fullStr	Цитогенетический анализ пихты сибирской в средней сибири
title_full_unstemmed	Цитогенетический анализ пихты сибирской в средней сибири
title_sort	цитогенетический анализ пихты сибирской в средней сибири
publisher	Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Аналіз та оцінка генетичних ресурсів
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/177470
citation_txt	Цитогенетический анализ пихты сибирской в средней сибири / О.В. Квитко // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 8. — С. 126-131. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.
series	Фактори експериментальної еволюції організмів
work_keys_str_mv	AT kvitkoov citogenetičeskijanalizpihtysibirskojvsrednejsibiri
first_indexed	2025-07-15T15:38:00Z
last_indexed	2025-07-15T15:38:00Z
_version_	1837727881997844480
fulltext	126 хорологические и биологические предпосылки для формирования гибрид- ных форм, их длительного существования в пределах смешанных популяций и стабилизации вследствие формирования клонов и клоновых популяций. Исследование частично финансируется грантами РФФИ 10-04-00989-а и РФФИ урал 10-04-96012-р_урал_а. Литература 1. Беляев А.Ю., Вержбицкий И.Б. Аллозимный полиморфизм в популяциях солодки в районе среднего течения реки Урал // Природные и городские экосистемы: Проблемы изучения разнообразия. Екатеринбург.— 2003.— С. 18–23. 2. Беляев А.Ю., Васфилова Е.С. Популяционный подход к оценке и сохранению биоразнообразия солодки в Урало-Сибирском регионе // Проблемы сохранения раз- нообразия растительного покрова Внутренней Азии. Улан-Удэ.— 2004.— С. 24–25. 3. Зимницкая С.А. Состояние репродуктивной системы популяций видов рода Glycyrrhiza L.(Fabaceae)/ Сибирский экологический журнал.— №4.— 2009.— С. 629–634. 4. Мусаев И.Ф. Ареаграфическая характеристика видов солодки // Ареалы растений флоры СССР. Л., 1976.— С. 85–111. 5. Пономарев А. Н. Экология цветения и опыления злаков / Биол. науки. 1960.— С. 80–86. Резюме Проведено исследование системы размножения видов рода Glycyrrhiza L., произрастающих на Урале. Выявлены особенности функционирования системы опыления, которые лежат в основе межвидовой гибридизации, гейтеногамии и формирования смешанных и клоновых популяций. Проведено дослідження системи розмноження видiв рiду Glycyrrhiza L., якi зростають на Уралi. Виявлено особливостi функціонування системи запилення, якi лежать в основi мiжвидової гiбридiзацiї, гейтоногамiї та формування змiшаних, гiбридних та клонових популяцiй. The reproductive systems of Glycyrrhiza species from Ural were investigated. It was shown that the notes of pollination system are base of geytonogamy and interspecies hybridization and formation of mixed, hybrid and clonal Ural populations. КВИТКО О.В. Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН Россия, 660036, г. Красноярск, Академгородок, e-mail: kvitko@ksc.krasn.ru ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПИХТЫ СИБИРСКОЙ В СРЕДНЕЙ СИБИРИ Генетические ресурсы основных лесообразующих хвойных Сибири и Дальнего Востока изучены недостаточно (Ирошников, 1998; Милютин, 2006). Кариологические и цитогенетические исследования являются состав- ной частью изучения генетических ресурсов и необходимы для использова- ния генофонда мирового разнообразия хвойных. Оценка уровня хромосом- ных аберраций и патологий митоза используется для цитогенетического 127 мониторинга состояния экосистем. Повышенная чувствительность пихты сибирской, как и других видов хвойных, к экстремальным факторам различ- ной природы определяет перспективность ее использования в качестве объекта для анализа и прогноза состояния экосистем (Шафикова, Калашник, 1997; Калашник, 2008). Повышенный уровень хромосомных мутаций у пих- ты сибирской ранее отмечался в экстремальных районах произрастания — в горах, на экологически неблагополучных и заболоченных территориях и на границе ареала вида (Муратова, Матвеева, 1996; Седельникова, Пименов, 2003; Калашник, 2008). Материалы и методы Материалом для исследований служили семена пихты сибирской, собранные в районах Средней Сибири с различными экологическими условиями. На территории заповедника “Столбы” сбор семян проводился на трех пробных площадях: долина р. Б. Сынжул (440–480 м над ур.м.), долина р. Каменка (520–550 м над ур.м.), Кайдынский хребет (800–830 м над ур.м.). Лесные насаждения в этих районах заповедника испытывают воздействие аэротехногенных выбросов г. Красноярска (Коловский, Бу- чельников, 2001). Высокой степенью нарушенности характеризуются пихтовые древостои в высокогорье Западного Саяна (окр. метеостанции “Оленья речка”, 1500 м над ур.м.), где наблюдается интенсивное усыхание пихты. Низкогорная популяция из Западного Саяна (окр. пос. Танзыбей, 400 м над ур.м.) произрастает в относительно благополучной экологической обстановке и может выступать в качестве контроля. Для характеристики естественного уровня мутагенеза, свойственного данному виду, в иссле- дование также были включены равнинные популяции пихты сибирской из Енисейского (окр. д. Плотбище, 100 м над ур.м.) и Козульского (ст. Веселая, 300 м над ур.м.) районов Красноярского края. Цитогенетические исследования проводились на меристематических тканях кончиков корешков проросших семян. Для анализа хромосомных перестроек на стадии метафазы проросшие семена обрабатывали 1% водным раствором колхицина в течение 6 ч. В качестве фиксатора использовали уксуснокислый этанол, проростки окрашивали ацетогематоксилином. Хро- мосомные аберрации в метафазных пластинках классифицировали по обще- принятой методике (Бочков и др., 1972). Для анализа митоза на стадиях метафазы и ана-телофазы и учета клеток с микроядрами дополнительно изучали по 30–50 проростков из каждого местопроизрастания без обработки колхицином. Учитывали размеры микро- ядер, а также среднее их количество в аберрантной клетке. Классификацию типов микроядер проводили согласно рекомендациям Л.Ю. Жулевой и Н.П. Дубинина (1994). Результаты и обсуждение В диплоидном наборе пихты сибирской содержится 24 хромосомы (2n=2х=24). Во всех изученных популяциях зарегистрированы геномные мутации типа миксоплоидии, такие проростки составляли 9,1–14,6% и со- 128 держали единичные клетки с измененным числом хромосом (2n=12, 25, 27, 36, 40, 48). Кариотипы изученных популяций характеризуются сходными морфометрическими параметрами хромосом и содержат 7 пар длинных метацентрических (I–VII) и 5 пар более коротких субметацентрических (VIII, X–XII) и интерцентрических (IX) хромосом (Квитко, Муратова, 2010). Проведенные исследования показали, что в популяциях, произрастаю- щих в относительно благополучной экологической обстановке (д. Плотбище, ст. Веселая, пос. Танзыбей) уровень хромосомных перестроек довольно низкий — 2,1–2,9%. В спектре нарушений преобладали хромосомные фрагменты, ацентрические кольца и кольцевые хромосомы, значительно реже наблюдались дицентрики (рис. 1). Кроме того, при проведении морфо- метрического хромосомного анализа были обнаружены метафазные плас- тинки, содержащие одну или две нетипичные для кариотипа данного вида хромосомы. Это может свидетельствовать о внутрихромосомном обмене в результате перицентрической инверсии (при появлении одной нетипичной хромосомы) или о межхромосомном обмене в результате симметричной транслокации (в случае двух таких хромосом). Крайне редко наблюдались последствия нереципрокного межхромосомного обмена — укороченные и дицентрические хромосомы. Появление большинства хромосомных мутаций, таких как фрагменты, кольцевые и полицентрические хромосомы, имеет негативные послед- ствия — приводит к потере генетического материала и формированию анеуплоидных клеток, большинство из которых впоследствии погибает. Инверсионный полиморфизм, напротив, играет важную адаптивную роль, которая обусловлена изменением функционирования генетических систем (эффект положения). Цитогенетические показатели семенного потомства пихты сибирской из заповедника “Столбы” практически не отличаются от нормальных. Так, хромосомные перестройки были отмечены в 1,9–4,2% клеток, частота встре- Рис. 1. Частота встречаемости хромосомных мутаций у пихты сибирской 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Д. Плотбище Ст. Веселая Долина р. Б.Сынжул Долина р . Каменка Пос. Танзыбей "Оленья речка" Ча ст от а вс тр еч ае м ос ти , % Хромосомные фрагменты Кольцевые хромосомы Дицентрики 129 чаемости патологий митоза варьировала от 0,8 до 1,5% на стадии метафазы и от 2,3 до 4,1% на стадии ана-телофазы. Полученные данные согласуются с результатами исследований естественного мутагенеза пихты сибирской на Южном Урале (Лихонос, Калашник, 2003; Калашник, 2008), однако ниже показателей, установленных в заболоченных и суходольных насаждениях Томской области (Седельникова, Пименов, 2003). Достоверно (р<0,05) по- вышенная частота нарушений отмечена только у семенного потомства усыхающих деревьев из окр. метеостанции “Оленья речка” — 7,5% клеток с хромосомными перестройками, 3,1% (метафаза) и 5,7% (ана-телофаза) патологических митозов. Микроядерный тест использовался для исследования пихты сибирской впервые. У большинства проростков была выявлена низкая встречаемость клеток с микроядрами на стадии интерфазы: 0,03–0,10% от общего числа изученных клеток. В большинстве клеток наблюдалось не более одного микроядра, диаметр которого, как правило, составлял 14,7–23,5% диаметра основного ядра клетки. В единичных случаях наблюдались очень крупные микроядра (60,9– 69,4% диаметра основного ядра). Наиболее часто (0,20%) клетки с микро- ядрами наблюдались в семенном потомстве усыхающих деревьев пихты из Таблица Цитогенетические показатели семенного потомства пихты сибирской Цитогенетические показатели Плотбище Веселая Заповедник “Столбы” Западный Саян Сынжул Каменка Кайдын- ский Танзыбей Оленья речка Анализ митоза Кол-во метафаз, шт. 321 963 599 943 748 1278 554 Кол-во аберрантных метафаз, шт./% 5/1,56 12/1,25 11/1,84 8/0,85 6/0,80 8/0,63 16/2,89 Кол-во ана-телофаз, шт. 494 1830 1150 1779 1132 2077 947 Кол-во аберрантных ана-телофаз, шт./% 19/3,83 48/2,62 36/3,13 35/1,97 26/2,30 67/3,23 46/4,86 Средняя частота встре- чаемости патологиче- ских митозов, % 2,9±1,2 2,1±0,5 2,7±0,8 1,6±0,5 1,7±0,6 2,2±0,5 4,1±1,0 Микроядерный тест (интерфаза) Изучено клеток, шт. 20 000 25 000 31 000 42 000 20 000 44 000 50 000 Кол-во клеток с микроядрами, шт./% 2/0,01 26/0,10 12/0,04 13/0,03 12/0,06 12/0,03 99/0,20 130 окрестностей метеостанции “Оленья речка”. Проростки из данного место- произрастания содержали от 1 до 65 таких клеток из 1000 просмотренных. В некоторых клетках наблюдалось до 3 микроядер, часто различных по размеру (рис. 2). Считается, что механизм постмитотической микронуклеации обеспечи- вает перевод накопившихся в течение некоторого времени латентных повреждений генома в морфологически идентифицируемые клеточные формы (Ильинских и др., 1986). Наличие в клетках микроядер является ре- зультатом длительного воздействия на организм генотоксических факторов различной природы и отражает степень нарушенности экосистем в районе его обитания. Таким образом, пихта сибирская характеризуется низким уровнем изменчивости цитогенетических показателей в большинстве исследованных местопроизрастаний, однако присутствие микроядер в интерфазных клетках, вероятно, следует рассматривать как сигнал о накоплении латентных повреж- дений генома и начале патологических процессов в пихтовых насаждениях. Литература 1. Бочков Н.П., Демин Ю.С., Лучник Н.В. Классификация и методы учета хромо- сомных аберраций в соматических клетках // Генетика.— 1972.— Т.8, №5.— С. 133–141. 2. Жулева Л.Ю., Дубинин Н.П. Использование микроядерного теста для оценки экологической обстановки в районах Астраханской области // Генетика.— 1994.— Т.30, №7.— С. 999–1004. 3. Ильинских Н.Н., Ильинских И.Н., Бочаров Е.Ф. Патогенетический гомеостаз и иммунитет.— Новосибирск: Наука, 1986.— 256 с. 4.Ирошников А.И. Состояние и проблемы сохранения генетического фонда древесных пород в лесах России // Программы сохранения и постоянного воспроиз- водства лесных генетических ресурсов в новых независимых государствах бывшего СССР: М-лы сов. Беловежа, Беларусь. Зволен: Арбора Публишерс и Межд. Ин-т раст. генет. ресурсов.— Рим, 1998.— С. 37–41. 5.Калашник Н.А. Хромосомные нарушения как индикатор оценки степени тех- ногенного воздействия на хвойные насаждения // Экология.— 2008.— №4.— С. 276– 286. Рис. 2. Микроядра в интерфазных клетках пихты сибирской 131 6.Квитко О.В., Муратова Е.Н. Кариологическая характеристика пихты сибир- ской в Средней Сибири // Цитология.— 2010.— Т.52, №2.— С. 161–167. 7.Коловский Р.А., Бучельников М.А. Биоиндикация в заповеднике “Столбы”: оценка и прогноз // Тр. Гос. заповедника “Столбы”.— Красноярск, 2001.— Вып.17.— С. 226–244. 8.Лихонос Т.А., Калашник Н.А. Характеристика естественного мутагенеза хвой- ных видов на Южном Урале // Актуальные проблемы генетики: Матер. 2-й конф. МОГиС им. Н.И. Вавилова, 20–21 февр. 2003.— Москва, 2003.— С. 318. 9.Милютин Л.И. Лесные генетические ресурсы Северо-Восточной Азии // Лес- ные экосистемы северо-восточной Азии и их динамика: Матер. межд. конф.— Вла- дивосток: Дальнаука, 2006.— С. 208–210. 10. Муратова Е.Н., Матвеева М.В. Кариологические особенности пихты сибир- ской в различных условиях произрастания // Экология.— 1996.— №2.— С. 96–102. 11. Седельникова Т.С., Пименов А.В. Хромосомные мутации в болотной и сухо- дольной популяциях Abies sibirica Ledeb. // Цитология.— 2003.— Т.45, №5.— С. 515–520. 12. Шафикова Л.М., Калашник Н.А. Хромосомная индикация загрязнения окружающей среды // Тр. межд. конф. по анатомии и морфологии растений, посв. 150-летию со дня рождения И.П. Бородина.— Санкт-Петербург, 1997.— С. 328. Резюме Проведено цитогенетическое исследование семенного потомства пихты сибир- ской (Abies sibirica Ledeb.) в различных экологических условиях. Установлены значения цитогенетических показателей, характерные для естественного уровня мутагенеза данного вида. Выявлено, что у потомства усыхающих деревьев пихты из высокогорья Западного Саяна частота хромосомных мутаций, патологических митозов и микро- ядер выше в 1,5–2,0 раза, что может являться результатом длительного воздействия экстремальных факторов, и отражает высокую степень нарушенности экосистем в данном регионе. The cytogenetic study of Abies sibirica seed progeny in different ecological conditions was carried out. The cytogenetical characteristics of Abies sibirica at natural mutagenesis were determined. The chromosome and genome mutations, pathologies of mitotic cycle and cells with micronuclei were recorded with high frequency in decline fir stands of West Sayan High Mountains. The revealed irregularities might be result of long-term exposure of extreme environmental factors and they probably reflect of high level of forest ecosystems decline. КИРИЛЛОВА И.М, КАШИН А.С. Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Россия, 410012 Саратов, ул. Астраханская, 83, E-mail: kashinas@sgu.ru ОСОБЕННОСТИ СЕМЕННОГО РАЗМНОЖЕНИЯ В ПОПУЛЯЦИЯХ ANTENNARIA DIOICA (L.) GAERTN. НА ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ГРАНИЦЕ АРЕАЛА В роде Antennaria (Asteraceae), в том числе, и у A. dioica (L.) Gaertn., широко распространен автономный гаметофитный апомиксис в регулярной форме (Хохлов и др., 1978; Bayer, Stebbins, 1983; Bierzychudek, 1985; Carman,

Цитогенетический анализ пихты сибирской в средней сибири

Institution

Ähnliche Einträge