Введение к работе
туальность темы. Одним из важнейших направлений со-еменных ботанических исследований является познание жпопуляционной и внутрипопуляционной изменчивости ви-в, что определяет процессы микроэволюции.При исследо-нии популяций видов недостаточно изученным остается прос о связи внутривидовой изменчивости с полиыорфиз-іл кариотипов, который проявляется в полиплоидии, ане-поидии и наличии добавочных, или В-хромосом. Это обловлено тем, что кариотип довольно лабилен по отноше-ю к действию факторов внешней среды и в значительной ре определяет популяционную гетерогенность и экологи-скую пластичность видов.
Имеется весьма ограниченная информация о биологи-зких эффектах эволюционных преобразований кариотипов, пученная в основном на некоторых культурных растениях пабораторных животных и отсутствуют данные о биологи-;ких эффектах изменений кариотипа в природных популя-чх высших растений.
Для исследования этих вопросов представляют инте-з крупные,""полиморфные роды семейства астровых ,к ним юсятся Centaurea L. и Crepis L. Исследованиями цито-?ов у некоторых видов родов Centaurea L. и Crepis L. шлено несколько типов хромосомного полиморфизма -шплоидия, анеуплоидия, присутствие В-хромосом, нали-i структурных перестроек хромосом (Battaglia,1964; шн,1971; Назарова, 1981; Цитленок, Недоспасова, 12; Навашин, 1985; Цитленок, Пулькина, 19916).
В работе исследованы кариотипы иести видов Сгеріз и одного вида Centaurea L. и их изменчивость в эави-юсти от расположения в разных участках ареалов и шых экологических условий обитания популяций этих (ов.Результаты могут служить отправным моментом при 'чении временной и пространственной изменчивости іуктурьі кариотипов. Они являются исходными при прове-іии цитогенетического мониторинга как составной части чения и динамики биоты в системе комплексного мони-іинга. В целом это направление предполагает дальней-- всестороннее и углубленное изучение популяций -овных структурных единиц вида и элементарных единиц люции.
Ь и задачи исследования. Целью настоящей работы было чение кариотипов в разных популяциях видов taurea и Сгеріз для выявления' хромосомного полимор-
морфиэма, выяснения его влияния на некоторые морфо-биологические признаки растений, значение в адаптации популяций.
В связи с этим были поставлены следующие задачи:
-
Изучить встречаемость типов хромосомного полиморфизма у видов Centaurea и Crepis.
-
Исследовать внутривидовую изменчивость кариотипа на примере Centaurea scabiosa L. и Crepis sibirica L.
-
Оценить влияние хромосомного полиморфизма на морфологические признаки и продуктивность исследуемых видов.
-
Изучить онтогенез и структуру ценопопуляций Crepis sibirica L. в связи с хромосомным полиморфизмом.
-
Исследовать цитогенетическую дифференцировку в цено-популяциях исследуемых видов во времени и пространстве в связи с оценкой роли хромосомного полиморфизма в по-пуляционно-экологической дифферейцировке видов.
-
Оценить возможности использования Centaurea scabiosa L. и Crepis sibirica L. для цитогенетического мониторинга загрязнения окружающей среды.
Научная новизна работы. Проведенное цитологическое исследование позволило внести новые данные в изучение кариотипов двух родов астровых. Определены числа хромосом у восьми видов астровых из 65 популяций, находящихся в разных участках ареалов видов. Впервые обнаружены анс-уплоидия и миксоплоидия у Centaurea scabiosa , В-хромосомы и анєуплоидия у Crepis chrysantha, миксоплоидия у Crepis sibirica. Обнаружена и изучена значительная географическая и внутрипопуляционная изменчивость кариотипов у Centaurea scabiosa и Crepis "sibirica по вариантам системы В-хромосом, анеуплоидии и миксоплоидии. Впервые -проведено сравнительное исследование хромосомного полиморфизма в процессе онтогенеза видов и в зависимости от структуры популяций Crepis sibirica, что позволило выделить ценопопуляций существующие в условиях близких к оптимальным для вида, достаточно благоприятных и неблагоприятных условиях.
Показано, что селективная ценность растений с различными системами В-хромосом может меняться в условиях изменяющейся среды, а кариологический полиморфизм содействует повышению адаптивных возможностей видов, позволяя им существовать в разных экологических нишах.
Научная и практическая ценность-работы. На примере видов семейства астровых показана связь полиморфизма кариотипов с морфо-биологической изменчивостью видов. Ре-
зультаты могут служить отправным моментом при изучении временной и пространственной изменчивости структуры ка-риотипов. Они являются исходными при проведении патогенетического мониторинга, который состазляет часть изучения динамики биологических систем комплексного экологического мониторинга. Частота встречаемости расте-чий с В-хромо-сомами может использоваться в качестве ларкеров состояния популяций Centaurea scabiosa и ^repis sibirica при оценке качества среды в системе охраны природы и организации разумного природопользования.
Иллюстративный и фактический материал диссертации широко используется в учебном процессе для студентов ^"омского государственного университета.
апробация работы. Основные положения диссертации доло-сены и обсуждены на 2 и 3 Всесоюзной конференции 'Экологическая генетика растений и животных" (Кишинев, .984,1987), на 1 и 2 Всесоюзной конференции по пробле-іам эволюции (Москва, 1984, 1988), на 5 и 1 съездах В0-VC (Москва, 1987, Саратов, 1994), на 3 Всесоюзной кон-іеренции по генетике и цитологии мейоза (Новосибирск, 990), на 1,2 и 3 Всесоюзном совещании по кариологии астений (Минск, 1986,Новосибирск, 1989, Саикт-етербург, 1992), на 4 Всесоюзном совещании по фонетике риродных популяций (Москва, 1990)', на . региональной онференции по проблемам экологии Томской области Томск, 1992), на международных научно-практических онференциях:"Радиационная безопасность и защита насе-ения " (Екатеринбург, 1995), " Устойчивое развитие: агрязнение окружающей среды и экологическая беэопас-ость" (Днепропетровск, 1995), на международной конфе-енции "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны кружающей среды" (Томск,1995) , на Всесоюзных и регио-зльных конференциях молодых ученых (Томск, 1986; Пет-эзаводск, 1980), на научной конференции " Механизмы цаптации организмов" (Томск, 1996).
/"бликации. По материалам диссертации опубликована 21 ібота.
ічьем и структура диссертации. Диссертация изложена на 16 страницах основного текста и состоит из введения, 5 гав и выводов, 'екст иллюстрирован 36 таблицами и 19 рисунками.
Список использованной литературы включает 335 работ, из них 176 отечественных и 159 зарубежных.
Автор выражает глубокую благодарность своему учителю доценту С.И.Цитленок за помощь в проведении исследований.