Информация о гранте

Грант РФФИ 15-04-01966

Молекулярно-генетический анализ и филогенетические взаимоотношения подродов Chamaetia и Vetrix (Salix, Salicaceae) в северо-восточной Азии

Год начала:2015
Год окончания: 2017

Результаты

2015
Настоящее исследование одно из первых, направленных на изучение структурированности популяций азиатских видов Salix из подрода Chamaetia с помощью маркеров хлоропластного генома. Таксономический статус, положение в системе и родственные отношения ряда видов, принадлежащих этому подроду, особенно в группе "барбарисолистных" ив (Salix aggr. berberifolia Pall.), до сих пор неясны или дискутируются. Результаты анализа генетической изменчивости и структуры популяций 6 видов комплекса Salix aggr. berberifolia (S. berberifolia, S. fimbriata, S. kamtschatica, S. kimurana, S. tschuktschorum, S. vyshinii) указывают на низкий уровень изменчивости и присутствие общих гаплотипов, что свидетельствует о генетически однородной группе, образовавшейся, вероятно, в результате относительно недавней и быстрой дивергенции от общего предка, а также высокой степени интрогрессивной гибридизации. Колонизация дальневосточной части ареала S. berberifolia s.l. произошла сравнительно недавно, вероятно, в позднеплейстоценовое время. Косвенным фактом этого может служить слабая морфологическая обособленность видов комплекса S. aggr. berberifolia. В отношении филогенетических взаимоотношений комплекс "барбарисолистных" ив можно подразделить на две близкородственные группы, первая включает S. berberifolia, S. fimbriata и S. kamtschatica, вторая – S. tschuktschorum, S. kimurana и S. vyshinii, при этом два последних вида, вероятно, конспецифичны. Продолжалась работа по анализу образцов Salix из подродов Chamaetia и Vetrix, а также работа над рукописью монографии "Ивы Дальнего Востока" (уточнение систематической принадлежности видов, карты по распространению, иллюстративный материал). Подготовлена и сдана в печать рукопись статьи: В.Ю. Баркалов, М.М. Козыренко, "Взаимоотношения видов Salix aggr. berberifolia Pall. (Myrtosalix, Salicaceae) северо-восточной Азии по данным секвенирования маркеров хлоропластного генома" (Ботанический журнал).

2016
Исследованы филогенетические взаимоотношения и популяционная структура видов Salix из секции Myrtosalix подрода Chamaetia на основе хпДНК. В анализ дополнительно включен ряд видов (S. fuscescens, S. erythrocarpa, S. nummularia, S. recurvigemmis и др.), помещаемых в эту секцию разными авторами, а также S. reticulata из секции Chamaetia и S. myrtilloides из секции Myrtylloides. Всего исследовано 400 образцов из 87 популяций 21 вида. Высокая степень поддержки (BP 87%) выявлена только у двух видов – S. jurtzevii и S. berberifolia, т.е. подтверждается правомерность включения S. jurtzevii в секцию Myrtosalix. Два вида – S. myrtylloides и S. fuscescens группируются в одной подкладе, хотя и с низкой степенью поддержки, что указывает на их принадлежность к одной и той же секции, а именно, к секции Myrtilloides, а не к разным секциям, как это принято американскими исследователями. Не подтверждаются родственные связи S. erythrocarpa и S. reticulata, относимых в последнее время к секции Chamaetia; в филогенетическом дереве виды располагаются в разных подкладах и, следовательно, должны быть помещены в разные секции, соответственно, Myrtosalix и Chamaetia. Анализ 400 последовательностей объединенной матрицы выявил 51 гаплотип (H1–H51), 26 (6.5%) из них были уникальными, т.е. присутствовали только в одном образце. Гаплотип H1 присутствует с наибольшей частотой встречаемости (34%) и является, по-видимому, анцестральным (предковым) гаплотипом, который встречается у 14 видов из 21 исследуемых. Наличие общих гаплотипов у близкородственных видов, имеющих определенные морфологические отличия, можно объяснить тем, что в результате интрогрессии органельная ДНК одного вида может иногда замещаться таковой близкородственных видов. Сеть генеалогических связей гаплотипов, построенная по результатам анализа нуклеотидного полиморфизма с учетом инделей методом MJ, показывает отсутствие каких-либо филогенетических групп. Большинство гаплотипов образуют хорошо выраженные звездчатые структуры с одним из гаплотипов H1, H2 и H6 в центре, что указывает на общность происхождения ("эффект основателя") и быстрое расширение ареала в прошлом. Анализ молекулярной дисперсии (AMOVA) показал, что более 79% всей генетической изменчивости приходится на внутрипопуляционную составляющую и около 20% на межпопуляционную (FST = 0.208, P = 0.000). Таким образом, низкий уровень изменчивости нуклеотидных последовательностей межгенных спейсеров trnS–psbZ, trnC–petN и petN–psbM хпДНК и присутствие общих гаплотипов могут указывать на то, что исследуемые виды представляют собой генетически однородную группу, образовавшуюся, вероятно, в результате интрогрессивной гибридизации и/или относительно недавней и быстрой дивергенции от общего предка. В целом взаимоотношения видов остались до конца не разрешенными, что указывает на необходимость дополнительных исследований с привлечением большего материала.