Дифференциация болотных и суходольных популяций видов семейства pinaceae lindl. (репродуктивные и кариотипические особенности) 03. 00. 05 ботаника
Скачать 0.66 Mb.
|
  а б Рис. 6.1. Хромосомные мутации у пихты сибирской: а – кольцевая хромосома; б – фрагменты. Мутации указаны стрелками. Масштабная линейка 10 мкм. Таблица 6.3. Встречаемость и спектр ана-телофазных нарушений в популяциях пихты сибирской с болотной согры и с суходола
  а б   в г Рис. 6.2. Нарушения митоза у пихты сибирской: а – многополюсное расхождение; б – парный мост; в – фрагмент; г – забегающая хромосома. ЗАКЛЮЧЕНИЕ «Ключевыми» объектами для изучения микроэволюционных преобразований, связанных с характером прохождения репродуктивных процессов в популяциях Pinaceae, могут служить болотные насаждения видов данного семейства. История формирования болотных насаждений сосновых началась параллельно с развитием процесса заболачивания участков земной поверхности. Сосна обыкновенная расселилась на возникающие болота в среднем голоцене, 10-11 тыс. лет назад (Санников, Петрова, 2003). В настоящее время данный вид образует на болотах олиготрофного типа интразональные сообщества «рямов» - кустарничково-сфагновых сосняков. На евтрофных болотах, наряду с сосняками, сформировались смешанные древостои, состоящие из кедра сибирского, лиственницы сибирской, пихты сибирской, ели сибирской. Предполагается, что изменение направления естественного отбора на болотах, по сравнению с суходолами, связанное с территориальной, фенологической и репродуктивной изоляцией, привело к формированию фенотипически и генетически обособленных групп болотных популяций хвойных, имеющих комплекс адаптивных особенностей по ряду признаков, и достигших в процессе своего развития определенной степени специализации. Это предположение основано на анализе данных изучения болотных популяций сосны обыкновенной (Мамаев, Рождественский, 1973; Духарев, Правдин, 1983; Шершукова, Абатурова, 1984; Ефремов, 1987; Буторина, 1989; Санников, Петрова, 2003). Полученные перечисленными авторами выводы существенно дополнены и расширены результатами впервые проведенного на территории Западной Сибири многолетнего исследования генеративной сферы и кариотипа болотных и суходольных популяций основных лесообразующих видов, относящихся к семейству Pinaceae (Муратова, Седельникова, 1993; Седельникова, 1994, 2003; Седельникова, Муратова, 1991, 1992, 1999, 2000, 2001, 2002; Седельникова и др., 1999, 2001, 2004; Sedelnikova, Pimenov, 2002; Седельникова, Пименов, 2003, 2005, 2006, 2007). Выявлен ряд особенностей, характеризующих специфику микроэволюционных преобразований для каждого вида Pinaceae в болотных и суходольных условиях произрастания, а также общие закономерности формирования генеративной сферы хвойных в гидроморфных экотопах. ВЫВОДЫ 1. Формирование болотных популяций видов семейства Pinaceae происходит в соответствии с развитием процесса заболачивания. При этом распространение популяций хвойных на болота осуществляется за счет миграции пыльцы и семян из суходольных популяций Pinaceae, произрастающих на смежных плакорных участках леса. Подтверждением общего происхождения болотных и суходольных популяций хвойных служат сходные значения стабильных признаков репродуктивной сферы, или индексов - индекса формы макростробилов, индекса формы семенных крылаток и аэродинамических характеристик их полета, относительной длины и центромерного индекса хромосом. 2. Особенности популяционной структуры видов Pinaceae, произрастающих на болотах и суходолах, отражают различные направления естественного отбора в контрастных гидротермических и трофических условиях данных экотопов. В соответствии с условиями произрастания болотные и суходольные популяции Pinus sylvestris дифференцируются по соотношению деревьев с различным строением апофизов шишек, встречаемости деревьев со светлыми и темными семенами, с красноокрашенными и желтоокрашенными микростробилами. Специфика структуры болотных и суходольных популяций Larix sibirica проявляется в неодинаковом распределении деревьев с различной окраской шишек, семян, семенных крылаток. Установлено, что по репродуктивным параметрам западносибирские болотные и суходольные популяции лиственницы занимают промежуточное положение между Larix sibirica и Larix sukaczewii. 3. В популяциях видов Pinaceae в соответствии с ухудшением условий произрастания (суходолы – евтрофные болота – олиготрофные болота) уменьшаются размеры генеративных органов и повышается их изменчивость, а также в целом возрастает вариабельность показателей качества семян. Установлено, что низкими или средними показателями качества семян отличаются деревья Picea obovata с высокой встречаемостью хромосомных перестроек в клетках. У деревьев Pinus sibirica с отклонениями развития типа «ведьмины метлы» изменения в генеративной сфере связаны с продуцированием аномально мелких шаровидных шишек. 4. Выявлено, что формирующие болотные и суходольные популяции виды Pinaceae являются диплоидами с основным числом хромосом x = 12 (2n = 2х = 24). Для всех изученных видов Pinaceae характерна миксоплоидия, наиболее распространенная в болотных популяциях хвойных. У Larix sibirica миксоплоидные деревья выявлены впервые. В популяциях Picea obovata обнаружены добавочные хромосомы (2n = 24 + 1В, 2n = 24 + 2В). 5. Впервые проведено изучение морфологии хромосом деревьев в болотных и суходольных популяциях хвойных. Кариотипы Pinus sylvestris и Pinus sibirica состоят из 12 пар хромосом метацентрического типа (I-XII). Кариотип Larix sibirica содержит 6 пар метацентрических хромосом (I-VI), 1 пару хромосом интерцентрического типа (VII), 5 пар субметацентрических хромосом (VIII-XII). Кариотип изученных западносибирских популяций лиственницы по морфологическим типам хромосом является переходным между кариотипами Larix sibirica и Larix sukaczewii. Кариотип Picea obovata включает 10 пар метацентрических хромосом (I-VIII, X-XI) и 2 пары субметацентрических хромосом (IX-XII). Кариотип Abies sibirica состоит из 7 пар метацентрических хромосом (I-VII) и 5 пар субметацентрических хромосом (VIII-XII). 6. Отличительными особенностями кариотипов деревьев из болотных популяций Pinaceae, по сравнению с суходольными популяциями, являются увеличение числа и встречаемости вторичных перетяжек в хромосомах. Образование «дополнительных» перетяжек в хромосомах деревьев, произрастающих на болотах, предположительно связано с функционированием латентных ядрышковых организаторов в результате их активизации в «блокированных» и «запретных» зонах плеча хромосомы и перестроек нуклеолярных районов хромосом. В хромосомных наборах деревьев с аномалиями развития («ведьмиными метлами») выявлено наибольшее для представителей Pinaceae число вторичных перетяжек. 7. Число ядрышек в интерфазных ядрах возрастает у деревьев в болотных популяциях Pinus sylvestris, Pinus sibirica, Larix sibirica, Picea obovata и уменьшается в болотной популяции Abies sibirica по сравнению с суходольными популяциями данных видов. У деревьев Pinus sylvestris с аномалиями типа «ведьмины метлы», по сравнению с нормальными по габитусу растениями, наблюдается увеличение числа ядрышек в интерфазных ядрах и трансформация их морфологии, выявленная впервые для хвойных. 8. Установлено, что болотные популяции видов Pinaceae, по сравнению с суходольными популяциями хвойных, характеризуются высокой встречаемостью хромосомных мутаций и патологий митоза и их широким спектром. Хромосомные мутации в болотной популяции Pinus sibirica, а также нарушения митоза и перицентрическая инверсия в болотной популяции Abies sibirica описаны впервые для данных видов. У деревьев Pinus sylvestris с аномалиями типа «ведьмины метлы» выявлены редкие типы хромосомных нарушений. Сравнительное изучение хромосомных мутаций у представителей Pinaceae в экстремальных условиях произрастания выявило высокую встречаемость нарушений и их широкий спектр, сходные с аналогичными показателями в болотных популяциях хвойных. 9. Дифференциация насаждений Pinus sylvestris, произрастающих на олиготрофных болотах, от древостоев сосны на евтрофных болотах и суходолах позволяет рассматривать их в качестве болотного экотипа Pinus sylvestris subsp. sibirica f. nana. Отличия между представителями Pinaceae, произрастающими на евтрофных болотах и суходолах, дают основания интерпретировать болотные насаждения хвойных как группу болотных популяций данных видов. 10. Дивергенция и обособление болотных и суходольных популяций видов Pinaceae, установленные по репродуктивным и кариотипическим признакам, обусловлены различным характером микроэволюционных процессов в специфических условиях произрастания древостоев на болотах олиготрофного и евтрофного типов водно-минерального питания и в плакорных местообитаниях. ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи в рецензируемых журналах из списка, утвержденного ВАК 1. Седельникова Т.С. Генеративные органы и кариотип сосны обыкновенной на олиготрофных болотах Западной Сибири / Т.С. Седельникова, Е.Н. Муратова // Лесоведение. – 1991. - № 3. – С. 34-43. 2. Муратова Е.Н. Числа хромосом некоторых представителей семейства Pinaceae / Е.Н. Муратова, Н.С. Медведева, Т.С. Седельникова // Ботанический журнал. – 1991. - Т. 76, № 1. – С. 140-141. 3. Седельникова Т.С. Кариологическое исследование болотной формы сосны обыкновенной / Т.С. Седельникова, Е.Н. Муратова // Сибирский биологический журнал. Известия СО РАН. – 1992. – Вып. 5. – С. 12-18. 4. Муратова Е.Н. Кариологическое исследование болотных и суходольных популяций сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) / Е.Н. Муратова, Т.С. Седельникова // Экология. – 1993. - № 6. – С. 41-50. 5. Седельникова Т.С. Популяционная изменчивость генеративных структур сосны обыкновенной в болотных местообитаниях Западной Сибири / Т.С. Седельникова // Генетика. – 1994. – Т. 30. - С. 141. 6. Муратова Е.Н. Числа хромосом некоторых древесных растений / Е.Н. Муратова, А.В. Пименов, Т.С. Седельникова, М.И. Нелюбина // Ботанический журнал. – 1998. - Т. 83, № 2. – С. 148-149. 7. Седельникова Т.С. Изучение ядрышек у хвойных на болотах и суходолах / Т.С. Седельникова, Е.Н. Прохорчук // Цитология. – 1999. – Т. 41, № 12. – С. 1082. 8. Седельникова Т.С. Хромосомные престройки у кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour) в экстремальных условиях произрастания / Т.С. Седельникова, Е.Н. Муратова, Н.Ф. Бартницкая // Цитология и генетика. – 1999. – Т. 3, № 1. – С. 10-14. 9. Седельникова Т.С. Цитологическое изучение сосны обыкновенной типа «ведьмина метла» на болоте / Т.С. Седельникова, Е.Н. Муратова // Цитология. – 1999. – Т. 41, № 12. – С. 1082. 10. Седельникова Т.С. Морфологические и цитологические особенности «ведьминой метлы» сосны обыкновенной / Т.С. Седельникова, Е.Н. Муратова, С.П. Ефремов // Лесоведение. – 2000. - № 6. – С. 78-81. 11. Седельникова Т.С. Кариологическое изучение Pinus sylvestris (Pinaceae) с «ведьминой метлой», растущей на болоте / Т.С. Седельникова, Е.Н. Муратова // Ботанический журнал. – 2001. – Т. 86, № 12. – С. 50-60. 12. Муратова Е.Н. Числа хромосом некоторых представителей голосеменных растений / Е.Н. Муратова, О.С. Владимирова, Т.С. Седельникова // Ботанический журнал. – 2001. – Т. 86, № 8. – С. 143-144. 13. Седельникова Т.С. Особенности ядрышкообразующих хромосом и структурные перестройки в кариотипе болотных популяций сосны обыкновенной / Т.С. Седельникова, С.П. Ефремов, Е.Н. Муратова // Сибирский экологический журнал. – 2001 (6). – С. 689-695. 14. Пименов А.В. Числа хромосом представителей семейства Pinaceae из Западной и Средней Сибири / А.В. Пименов, Т.С. Седельникова // Ботанический журнал. - 2002. - Т. 87, № 9. – С. 136-137. 15. Седельникова Т.С. Кариологические особенности сосны кедровой сибирской (Pinus sibirica Du Tour) на болотах Западной Сибири / Т.С. Седельникова, Е.Н. Муратова // Экология. – 2002. - № 5. – С. 323-328. 16. Седельникова Т.С. Хромосомные и геномные мутации у сосны обыкновенной в Нижнем Поволжье / Т.С. Седельникова // Лесоведение. - 2003. - № 6. – С. 28-33. 17. Пименов А.В. Числа хромосом представителей семейств Cupressaceae и Pinaceae / А.В. Пименов, Т.С. Седельникова // Ботанический журнал. - 2003. - Т. 88, № 9. – С. 136-137. 18. Седельникова Т.С. Хромосомные мутации в болотной и суходольной популяциях Abies sibirica Ledeb. / Т.С. Седельникова, А.В. Пименов // Цитология. – 2003. – Т. 45, № 5. – С. 515-520. 19. Седельникова Т.С. Кариологические особенности болотных и суходольных популяций Picea obovata в Западной Сибири / Т.С. Седельникова, Е.Н. Муратова, А.В. Пименов, С.П. Ефремов // Ботанический журнал. – 2004. - Т. 89, № 5. – С. 718-733. 20. Седельникова Т.С. Морфология пыльцы сосны обыкновенной на болотах и суходолах / Т.С. Седельникова, А.В. Пименов, С.П. Ефремов // Лесоведение. – 2004. - № 6. – С. 1-5. 21. Пименов А.В. Анализ посевных качеств семян и начальных этапов развития Pinus sylvestris L. в различных местообитаниях / А.В. Пименов, Т.С. Седельникова, С.П. Ефремов // Растительные ресурсы. – 2004. – Вып. 2. – С. 42-52. 22. Седельникова Т.С. Кариологическое изучение болотной и суходольной популяций Larix sibirica (Pinaceae) из Западной Сибири / Т.С. Седельникова, А.В. Пименов // Ботанический журнал. – 2005. – Т. 90, № 4. – С. 582-593. 23. Седельникова Т.С. Кариологическое изучение болотной и суходольной популяций пихты сибирской (Abies sibirica Ledeb.) / Т.С. Седельникова, А.В. Пименов // Известия РАН. Серия биологическая. – 2005. - № 1. – С. 23-29. 24. Муратова Е.Н. Кариологические и цитогенетические исследования хвойных Сибири и Дальнего Востока / Е.Н. Муратова, Т.С. Седельникова, Т.В. Карпюк, О.С. Владимирова, А.В. Пименов, Н.А. Михеева, Е.В. Бажина, О.В. Квитко // Сибирский экологический журнал. – 2005. - № 4. – С. 573-583. 25. Седельникова Т.С. Числа хромосом некоторых видов хвойных / Т.С. Седельникова, А.В. Пименов, Г.С. Вараксин, В. Янковска // Ботанический журнал. - 2005. – Т. 90, № 10. - С. 1611-1612. 26. Пименов А.В. Аномалии митоза в проростках Pinus sylvestris (Pinaceae) на евтрофном осушенном болоте / А.В. Пименов, Т.С. Седельникова // Ботанический журнал. – 2006. – Т. 91, № 10. – С. 1537-1544. 27. Седельникова Т.С. Хромосомные мутации у лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) на Таймыре / Т.С. Седельникова, А.В. Пименов // Известия РАН. Серия биологическая. – 2007. - № 2. – С. 244-247. 28. Зырянова О.А. Бореальные леса Сибири: исследование генетического, видового и экосистемного разнообразия / О.А. Зырянова, Л.И. Милютин, Е.Н. Муратова, В.А. Рыжкова, А.Я. Ларионова, Т.С. Седельникова, М.А. Корец, И.А. Михайлова // Сибирский экологический журнал. – 2007. - № 2. – С. 149-158. 29. Седельникова Т.С. Особенности генеративной сферы сосны обыкновенной болотных и суходольных популяций / Т.С. Седельникова, А.В. Пименов, С.П. Ефремов, Е.Н. Муратова // Лесоведение. – 2007. - № 4. – С. 44-50. 30. Седельникова Т.С. Числа хромосом некоторых видов хвойных в дендрариях и парковых насаждениях / Т.С. Седельникова, А.В. Пименов, А.А. Онучин, В. Янковска // Ботанический журнал. – 2008. – Т. 93, № 1. – С. 157-158. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Экологическая оценка и биоресурсный потенциал растений семейства... |  | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... ... |
| Экзаменационные вопросы по дендрологии фитоценоз, его характерные... Общая характеристика семейства Маслинные. Морфо-экологическая характеристика и хозяйственное значение важнейших родов и видов | | Задание для группы №1. Изучение растений и животных обитателей суходольных берегов Дайте оценку состояния деревьев, кустарников, трав суходольных берегов. Выясните сколько ярусов образуют растения, определите жизненные... |
| Тема: «Характеристика класса Однодольные. Изучение растений семейства... Повторить понятие о таксономических категориях; дать характеристику класса Однодольные; познакомить с основными признаками растений... | | Модульный урок №3 Научиться работать с раздаточным материалом, выполнять задания, приводить примеры популяций, моделировать схемы состава популяций,... |
| Характеристика аллелофонда и Дифференциация пород и популяций медоносной... Программа: Планета Знаний. Технология. О. В. Узорова; Е. А. Нефёдова. Традиционная система. Программы общеобразовательных учреждений.... | | Взаимодействие популяций разных видов Цель: сформировать у учащихся знания о многообразии и сложном характере взаимосвязей между живыми организмами в природе |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «Динамика биологических популяций. Математическое моделирование. Биологические модели развития популяций». (11 класс). Учителя: Кузнецов... | | Программа по курсу: Практикум по программированию в ядре операционной системы История семейства Windows nt. Цели и принципы семейства Windows nt. Основные концепции: Native и Win32 api, режимы ядра и пользователя,... |
| Лабораторная работа №15 б «Выявление признаков семейства розоцветных... Цель: познакомиться с признаками семейства розоцветных по внешнему строению растений | | Темы вашего учебного проекта В данном проекте рассмотрены виды, технические особенности, эволюция видов принтеров. Рассмотрены плюсы и минусы различных видов... |
| Конспект урока по теме: Класс Однодольные. Семейство Лилейные Однодольные; признаки растений семейства Лилейные, роль растений данного семейства в природе и жизни человека; уметь определять по... | | Презентация преподавателя для выявления представлений и интересов... В данном проекте будет рассмотрено происхождение сканера (1), эволюция его видов, плюсы и минусы (2) различных видов сканеров, техническое... |
| Вопросы к экзамену кандидатского минимума по специальности 03. 02.... Ботаника – наука о строении и жизни растений и их сообществ (фитоценозов) как компонентов биогеоценозов. Многообразие форм растений.... | | Рабочая программа учебной дисциплины ботаника для специальности 060301 Фармация 2011 год Автор: преподаватель дисциплины «Ботаника» высшей квалификационной категории ооау спо «лмк» Помогалова Ю. А |
