Оцінка генетичного поліморфізму представників роду Pinus L. оліготрофного торфовища «Болото Мшана»

  • А. П. Целіков ННЦ «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка, Україна, 03022, м. Київ, просп. Академіка Глушкова, 2 https://orcid.org/0009-0006-9338-8498
  • В. Г. Сахарова ДУ «Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України», Україна, 04123, м. Київ, вул. Осиповського, 2а https://orcid.org/0000-0002-7335-8252
  • А. М. Рабоконь ДУ «Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України», Україна, 04123, м. Київ, вул. Осиповського, 2а https://orcid.org/0000-0002-6249-1824
  • С. М. Приваліхін ДУ «Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України», Україна, 04123, м. Київ, вул. Осиповського, 2а https://orcid.org/0009-0006-2462-2105
  • В. Л. Коржов Український науково-дослідний інститут гірського лісівництва ім. П. С. Пастернака, Україна, 76018, м. Івано-Франківськ, вул. Грушевського, 31 https://orcid.org/0000-0002-3201-1199
  • Я. В. Пірко ДУ «Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України», Україна, 04123, м. Київ, вул. Осиповського, 2а https://orcid.org/0000-0003-1887-5406
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v34.1614
Ключові слова: Pinus mugo, Pinus sylvestris, Pinus uliginosa, молекулярно-генетичні маркери, генетичний поліморфізм, гібридизація

Анотація

Мета. Оцінити молекулярно-генетичний поліморфізм представників роду Pinus L. на території пам’ятки природи «Болото Мшана», а також перевірити гіпотезу про можливу їх локальну гібридизацію. Методи. Екстракція ДНК за використання ЦТАБ та DNeasy Plant Pro Kit, полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР) з праймерами до ділянки хлоропласної ДНК і генів, які кодують β-тубулін (TBP-маркери), електрофорез ДНК у поліакриламідному гелі з фарбуванням її нітратом срібла. Результати. За допомогою одного хлоропластного ДНК-маркера і двох ДНК-маркерів на основі інтронів генів β-тубуліну (ТВР, сТВР) проаналізовано ДНК-профілі P. mugo, P. sylvestris й, імовірно, P. uliginosa (загалом 21 зразок). Порівняли внутрішньовидовий генетичний поліморфізм видів і дослідили імовірність існування гібридних форм. Висновки. Найбільш ефективним й інформативним ДНК-маркером для дослідження представників роду Pinus L. виявився маркер на основі 2-го інтрону генів β-тубуліну. P. sylvestris за дослідженими генетичними маркерами продемонструвала менший генетичний поліморфізм, порівняно з P. mugo і P. uliginosa. Також було виявлено імовірні гібридні форми (P. mugo ✕ P. sylvestris) або P. uliginosa.

Посилання

Abbott R., Albach D., Ansell S., Arntzen J. W., Baird S. J. E., Bierne N., Boughman J., Brelsford A., Buerkle C. A., Buggs R., R. Butlin K., Dieckmann U., Eroukhmanoff F. et al.. Hybridization And Speciation. Journal of Evolutionary Biology. 2013. Vol. 26. P. 246. doi: 10.1111/J.1420-9101.2012.02599.X.

Sullivan Janet. 1993. Pinus sylvestris. Fire Effects Information System, [Online]. U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station, Fire Sciences Laboratory (Producer). 2024. Retrieved from: https://www.fs.usda.gov/database/feis/plants/tree/pinsyl/all.html.

Tsaryk I., Didukh Y.P., Tasenkevich L., Waldon B., Boratynski A. Pinus mugo Turra (Pinaceae) in the Ukrainian Carpathians. Dendrobiology. 2006. Vol. 55. P. 1641–1307. Retrieved from: https://eurekamag.com/research/012/879/012879220.php.

Kormutak A., Brana M., Manka P., Galgoci M., Libantova J., Camek V., Bolecek P., Gomory D. Hybridization Processes in Putative Hybrid Swarms of Scots Pine and Mountain Dwarf Pine as Revealed by Chloroplast DNA. Acta Biologica Cracoviensia s. Botanica. 2015. Vol. 56. P. 61–66. doi: 10.2478/abcsb-2014-0025.

Sobierajska K., Wachowiak W., Zaborowska J, Labiszak B., Wojkiewicz B., Sękiewicz M., Jasinska A. K., Sękiewicz K., Boratynska K., Marcysiak K. et al. Genetic Consequences of Hybridization in Relict Isolated Trees Pinus sylvestris and the Pinus mugo Complex. Forests. 2020. Vol. 11. P. 1086. doi: 10.3390/f11101086.

Jasinska A. K., Iakushenko D. M., Sobierajska K., Tretiak P. R., Iszkulo G. Pinus uliginosa G. E. Neumann ex Wimm. – a new taxon for the Ukrainian flora. Ukr. Bot. 2009. Vol. 66, № 5. P. 640–646.

Businsky R., Businska L. The genus Pinus L., Pines: contribution to knowledge. Acta Pruhoniciana. 2008. Vol. 88. P. 1–126.

Pirko N. N., Demkovych A. Ye., Kalafat L. O., Privalikhin S. N., Rabokon A. N., Pirko Ya. V., Blume Ya. B. Intron length polymorphism of β-tubulin genes in different representatives of Pinaceae Lindl. family. Journal of botany. 2016. Vol. VIII, NR. 2 (13). P. 5–9.

Green M. R., Sambrook J. Molecular cloning. Cold Spring Harbor (NY): Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2012. 1890 p.

Bardini M., Lee D., Donini P., Mariani A., Gianiì S., Toschi M., Lowe Ch., Breviario D. Tubulin-based polymorphism (TBP): a new tool, based on functionally relevant sequences, to assess genetic diversity in plant species. Genome. Vol. 47. P. 281–291. doi: 10.1139/g03-132.

Braglia L., Manca A., Mastromauro F., Breviario D. cTBP: A successful intron length polymorphism (ILP)-based genotyping method targeted to well defined experimental needs. Diversity. 2010. Vol. 2 (4). P. 572–585. doi: 10.3390/d2040572.

Demesure B., Sodzi N., Petit R. J. A set of universal primers for amplification of polymorphic non-coding regions of mitochondrial and chloroplast DNA in plants. Molecular ecology. 1995. Vol. 4. P. 129–131. doi: 10.1111/j.1365-294X.1995.tb00201.x.

Benbouza H., Jacquemin J.-M., Baudoin J.-P., Mergeai G. Optimization of a reliable, fast, cheap and sensitive silver staining method to detect SSR markers in polyacrylamide gel. Biotechnol. Agron. Soc. Environ. 2006. Vol. 10 (2). P. 77–81.

Kormutak A., Brana M., Manka P., Galgoci M., Libantova J., Camek V., Bolecek P., Gomory D. Hybridization processes in putative hybrid swarms of scots pine and mountain dwarf pine. Acta biologica cracoviensia (Series Botanica). 2014. Vol. 56 (2). P. 61–66. doi: 10.2478/abcsb-2014-0025.

Jasinska A. K., Iakushenko D. M., Sobierajska K., Tretiak P. R., Iszkulo G. Pinus uliginosa G. E. Neumann ex Wimm. – a new taxon for the Ukrainian flora. Ukr. bot. zhurn. 2009. Vol. 66 (5). P. 640–646.