Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 . 'Проблемы изучения и сохранения ресурсов эндемичных видов растений
1.1. Молекулярные маркеры и проблемы популяционной биологии растений
1. 2. Особенности популяционной структуры эндемичных видов растений
Глава 2. Регион, объекты, материал и методика исследований 32
2. 1. Характеристика района исследований 32
2.2. Объект исследований - Glycyrrhiza korshinskyi Grig. {Fabaceae) систематическое положение и биоэкологические свойства
2.3. Методы исследований 58
Глава 3. Популяционная изменчивость G. korshinskyi в Башкирском Зауралье по морфологическим признакам
Глава 4.. Популяционная структура G. korshinskyi в Башкирском Зауралье
Выводы 108
Список работ, опубликованных по теме диссертационной работе 110
Список цитированной литературы
- Молекулярные маркеры и проблемы популяционной биологии растений
- Характеристика района исследований
- Популяционная изменчивость G. korshinskyi в Башкирском Зауралье по морфологическим признакам
- Популяционная структура G. korshinskyi в Башкирском Зауралье
Введение к работе
Сохранение биологического разнообразия на Земле является в последние десятилетия одной из глобальных проблем человечества (Розенберг, 1998). Эндемичные виды особо уязвимы в условиях усиления антропогенной трансформации природных экосистем (Hamrick et al., 1992). Для их сохранения важно предотвратить уменьшение популяционного разнообразия, которое определяет потенциал для адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды (Gregorius, 1989). Игнорирование этого концептуального положения при организации охраны видов может привести к множеству отрицательных последствий (Алтухов, 1995). Поэтому исследование популяционной структуры эндемичных видов, в том числе растений, актуально как с теоретической, так и с практической точек зрения.
Солодка Коржинского Glycyrrhiza korshinskyi Grig. (Fabaceae), эндемик Южного Урала, находящийся под охраной государства (Красная книга Республики Башкортостан ..., 2001), является информативным объектом для экспериментального исследования и теоретического обобщения проблем сохранения эндемичных видов растений. В пределах ареала на территории Республики Башкортостан вид представлен во фрагментированных местообитаниях, в разной степени нарушенных при сельскохозяйственном и промышленном освоении степных экосистем. К настоящему времени детально изучены ресурсы растения, его адаптивная стратегия, синтаксономия, эколого-фитоценотические, морфофизиологические и фитохимические показатели (Муртазина и др., 2002). Однако его биологическое разнообразие на популяционном уровне, наиболее перспективном для решения проблем охраны видов эндемичных растений (Hamrick, 1991), до сих пор оставалась практически не исследованным (Беляев, Васфилова, 2004). Изучение популяционной структуры G. korshinskyi актуальное по той причине, что растение является перспективным в качестве
4 нового источника разработки лекарственных препаратов при условии введения в культуру (Кучеров и др., 1976).
Работа выполнялась с 2003 года по 2008 г.г. в рамках плановой научно-исследовательской деятельности Сибайского института Башкирского государственного университета.
Цель исследований - изучение популяционной структуры G. korshinskyi в Башкирском Зауралье.
Задачи исследований:
1. Изучить закономерности индивидуальной и групповой изменчивости
морфологических признаков растения в популяциях из разных экологических
условий.
Выявить полиморфные изоферментные системы, являющиеся информативными для описания структуры популяций вида;
Исследовать популяционное разнообразие вида с применением изоферментных маркеров, а также факторы, определяющие специфику популяционных структур;
Предложить меры по сохранению популяций G korshinskyi в Башкирском Зауралье.
В ходе выполнения диссертационной работе выявлены полиморфные изоферментные системы, полезные для описания популяционной структуры G korshinskyi. Установлено, что вид в пределах Башкирского Зауралья обладает -сравнительно высоким уровнем популяционного разнообразия аллозимных локусов и большой изменчивостью морфологических признаков. Для его популяций характерны относительно невысокая межпопуляционная дифференциация и общность генофонда в пределах исследованного региона. Доказано, что структура популяций Glycyrrhiza korshinskyi Grig в основном формируется за счет вегетативного размножения. Местообитания вида значительно отличаются по уровню клонового (генотипического) разнообразия популяций. Обоснованность выводов и достоверность результатов работы обеспечены достаточно большими объемами полевого
5 материала и лабораторных экспериментов, использованием современных методов исследований, применением методов статистического анализа, адекватных поставленным задачам.
Полученные результаты могут быть использованы в качестве научного обоснования практических мер по сохранению генетических ресурсов G. korshinskyi. Охрана вида в природных условиях может быть ограничена поддержанием имеющегося популяционного разнообразия, а также созданием малых форм особо охраняемых природных территорий (ООПТ) в «эталонных» местообитаниях. Для рационального использования биологических ресурсов растения в условиях ex situ перспективно создание коллекции клонов. Полученные результаты используются при ведении образовательной деятельности в Зауральском филиале Башкирского государственного аграрного университета по дисциплинам «Методика научных исследований», «Ботаника», «Физиология растений», «Медоносные растения»,- «Лекарственные и технические культуры».
Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на региональных конференциях «Неделя науки» (г. Сибай, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007), республиканской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы конкурентоспособного воспроизводства в Башкирском Зауралье» (г. Сибай, 2008 г.), II Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов (г. Уфа, 2008 г.), Международной научно-практической конференции «Дни науки 2005» (Днепропетровск, 2005).
Основные результаты диссертации. приведены в 8 печатных работах, в т.ч. в 2 изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов диссертационных работ.
Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, включающего 223 наименований публикаций отечественных и зарубежных авторов и приложений. Основной текст изложен на 135 страницах, включает 28 таблиц и 25 рисунков.
Молекулярные маркеры и проблемы популяционной биологии растений
В условиях России внутривидовая изменчивость многих видов растений детально исследована по фенотипическим (Мамаев, 1973; Семериков, 1981 и др.) и биохимическим (например, монотерпены) признакам. Бесспорна научная и практическая ценность многих из приобретенных знаний. Но, несмотря на это, существенной была нехватка информации о разнообразии популяций, выявляемом на генетическом уровне (Янбаев, 2002). Было ясно, что, не изучив эту компоненту биоразнообразия, определяющую потенциал для приспособления к изменениям окружающей среды (Frankel et al., 1995), нельзя на научной основе защитить генофонд природных популяций, рационально использовать генетические ресурсы растений вне природных местообитаний (Политов, 2007). Эту возможность предоставляют молекулярные маркеры, позволяющие по таким параметрам, как частота аллелей, полиморфизм, гетерозиготность и др., описывать структуру популяций и использовать при этом мощный теоретический аппарат популяционной биологии. Результаты исследований эндемичных видов растений, выполненных с использованием изоферментов, наглядно подтверждают это заключение.
Моногенный генетический контроль изоферментов позволяет описывать структуру популяций при помощи таких терминов, как генотипические и аллельные частоты, гетерозиготность и т. д. — в этом отношении они полностью удовлетворяют требования предъявляемым маркерам (Левонтин, 1978). Наследование изоферментов идет кодоминантно, аллели не проявляют признаков доминирования или рецессивности. Это позволяет прямо обнаруживать фенотипические различия отдельных генотипов (за некоторыми исключениями - см.: Allendorf et al. 1982) - этим изофермёнты выгодно отличаются от некоторых типов ДНК-маркеров (Политов, 2007). Кроме того, ал л озимы не являются нейтральными маркерами генома. Участвуя в различных биохимических процессах и физиологических реакциях (Алтухов и др., 1989), они в определенной мере участвуют в адаптации к факторам среды.
Уже несколько десятилетий изофермёнты успешно используются в изучении внутри- и межпопуляционной изменчивости разнообразных видов растений. Ниже приводится обзор части результатов этих исследований. Его цель - демонстрация того, что эти маркеры до сих пор остаются эффективным средством описания популяционных структур, что позволяет решать проблемы сохранения генофонда у растений, нуждающихся в этом - задача, поставленная и в данной диссертационной работе.
Исследователями проведены обширные исследования по оценке уровня разнообразия растений на видовом уровне по аллозимным локусам, которое определяет потенциал для освоения новых территорий, изменчивых во времени и в пространстве. Неспособность особей растений к перемещению в оптимальные условия среды, по сравнению с животными, обуславливает необходимость в существовании наследственно обусловленного многообразия (Gregorius, 1989). Видимо, по этой причине в ряде случаев обнаруживается высокая достоверность корреляции между гетерозиготностью и географическими переменными, как это показано (Krakowski et al., 2003) для Pinus albicaulis Engelm. (Pinaceae). Кроме этого, имеются другие свидетельства о роли изоферментов в обеспечении адаптации и жизнеспособности популяций (Millar, Westfall, 1992). Факторы, действующие на них, подразделяются на генетические, демографические, средовые и катастрофические (Shaffer, 1981). При помощи изоферментов можно исследовать влияние на генофонд популяций первых двух из них. В этой области получены интересные данные (Ledig, 1986; Alvarez-Buylla et al, 1996). Несмотря на то, что многие авторы отрицают существование положительной связи изменчивости по изоферментным маркерам и морфологическими параметрам (Liu, Furnier, 1993; Szmidt et al, 1996) или обнаруживают ее на слабом уровне, имеются сведения, что при изменении условий среды относительно высокая изменчивость дает селективное преимущество. Например, выявлена достоверная связь гетерозиготности и биомассы растений при выращивании сеянцев Pinus Banksiana Lamb. (Ріпасеае) в условиях теплицы (Govindarju, Dancik, 1986). Эксцесс гетерозигот, обнаруженный на примере основных видов Ріпасеае, исследованных по всей Северной Евразии, может быть обусловлен балансирующим отбором (Политов, 2007). Выявлены отличия по изоферментам при сравнение клонов Picea abies (L.) Karst (Ріпасеае) обладающие разной чувствительностью к повреждению насекомыми (Hertel., Kaetzil, 1999). Генотипы 1/2 преобладали в быстро растущей выборке, в то время как гомозиготы 2/2 в локусе Aat-A доминировали в медленно растущем древостое Pinus sylvestris L. (Ріпасеае) с «плохой» формой стволов деревьев (Albrecht et al., 1995). Похожая работа проведена для сравнения деревьев двух морфологических типов в отношении этого же вида (Hertel, Kohlstock, 1994). Для Pinus contorta Douglas ex Loudon (Ріпасеае) (Knowles, Mitton, 1980) приведено подтверждение о сильной корреляции гетерозиготности по изоферментным локусам и фенотипической изменчивости. Существование положительной достоверной связи между фенотипической и генотипической изменчивости показано для Populus tremuloides Michx. (Salicaceae) (Mitton, Grant, 1980). Аддитивный эффект у Picea abies (L.) Karst (Ріпасеае) обнаружен у локусов Mdh-C и 6-PGDH-B на рост по диаметру (Von Wuelisch, Krushe, 1991).
По морфологическим признакам обычно выявляется большая степень дифференциации популяций, чем по изоферментам. Считается (Hamrick, 1983; Семериков и др., 1993), что это последствие дифференцированного воздействия отбора на эти два класса признаков. Тем не менее, существуют и противоположные примеры. Показано соответствие результатов изучения изменчивости 70 европейских популяций Picea abies (L.) Karst. с использованием аллозимных маркеров 16 полиморфных локусов и морфологических признаков (размер и вес семян, высота растений, фенология и др.) (Lagergrantz, Ryman, 1990). При кластеризации выборки расположились в соответствии с их географическим местоположением. Выявлена достоверная корреляция между морфологическими параметрами и частотами аллелей изоферментных локусов (г = 0.78, Р 0.001). Данные по изменчивости изоферментов примерно на 80 % совпадают с географическим местоположением популяций (широтой и долготой). Как аллозимы, так и морфологические признаки показали наличие в Марокко значительной дифференциации рас сорго Sorghum bicolor (L.) Moench {Роасеаё) (Dje et al., 1998). Различия выявлены лишь в абсолютных величинах этой дифференциации (20 и 63 %%). Это, вероятно, связано с тем, что фенотипические признаки испытывают дополнительное модифицирующее воздействие среды.
Характеристика района исследований
Занимаемая площадь территории Башкортостана, представляющего наибольшую часть Южного Урала, более 143 тыс. кв. км, протяженность с севера на юг 550 км и с запада на восток 450 км, ее координаты 51 3 Г и 56 25 северной широты и 53 10 и 60 00 восточной долготы. Регион пересекают в широтном направлении: южно-таежная (лесная), лесостепная, степная зоны; в долготном: лесостепная, степная, предгорная лесостепная, горнолесная, предгорная лесостепная и степная зоны. Имеются 3 природные провинции: западная равнинная, Зауральская и Уральская горная (Кадильников, Тайчинов, 1973).
Обширная территория Башкирского Зауралья занимает восточный макросклон Южного Урала и прилегающую с востока степную зону. Современный облик структуры и рельефа Зауралья сформировался с конца палеогена под влиянием оживления движения земной коры, неоднократно повергаясь тектоническим движениям, напластованиям, интенсивным разрушениям, чередовавшимися морскими трансгрессиями (Вахрушев, 1960; Камалетдинов и др., 1981). В настоящее время в степной части Башкирского Зауралья можно выделить два морфоструктурных элемента территории: Зауральский мелкосопочник и Зауральскую равнину (Тайчинов, Бульчук, 1975).
Зауральская равнина простирается неширокой полосой за восточными склонами южно-уральских гор. Рельеф Башкирского Зауралья сильно расчленен. В его геологическом строении принимают участие породы протерозоя, силура, ордовика, девона, карбона, юры, мела, палеогена, неогена, . четвертичных отложений, представленных излившимися магматическими, туфогенно-осадочными и осадочными, измененными в процессе метаморфоза и пронизанными мощными интрузивными и субвулканическими породами. Породы деформированы с образованием многочисленных вертикальных и опрокинутых складок (Гарифуллин, Ишемьяров, 1987). Почвообразующие породы, наиболее распространенные в Зауралье, приходятся на четвертичные желто-бурые карбонатные глины, третичные пестроцветные гипсоносные глины и суглинки, аллювиальные отложения по долинам рек. Следовательно, почвообразующие породы Зауралья имеют разнообразный состав.
Район исследования приходится на Зауральскую возвышенно-холмистую равнину на востоке, на Зилаирское плато - на западе. Поверхность имеет общий наклон на восток, к долине р. Урал. Средняя высота этой территории колеблется от 300 до 500 м над уровнем моря.
Рельеф западной части расчленен, встречается много глубоких и сравнительно узких долин и логов с крутыми, иногда обрывистыми склонами, которые рассекают территорию на ряд извилистых возвышенных хребтов и отдельных холмов. Максимальная высота - 619 м на хр. Дзяутубе (г. Яутюбе).
Восточная часть представляет собой равнину с пологими холмами, которые расчленены неширокими и неглубокими долинами рек и балками с пологими склонами, максимальной высотой 490 м. (г. Улькантау).
Уральские горы, вытянутые с севера на юг, являются естественным барьером проникновению циклонов с Атлантического океана, несущих осадки. До проникновения в глубь континента на территорию Зауралья они преобразовываются в более сухие, континентальные, что обуславливает острозасушливый характер региона (Агроклиматические ..., 1976). Влияние циклонов ослабляется также действием антициклонов, идущих из восточной Сибири, это приводит к резким колебаниям температур. Таким образом, для исследуемого региона характерен резко континентальный климат, с жарким засушливым летом, и малоснежной морозной зимой.
В зимний период при незначительных осадках антициклоны сильно охлаждают воздух. Регион широко открыт влиянию холодного воздуха Средней Азии и Сибири, что обуславливает очень морозные, холодные и малоснежные зимы. За счет сдувания снега с открытых пространств высота снежного покрова в степях очень низкая (Агроклиматические ..., 1976, Чибилев, 1998). Это также приводит к глубокому промерзанию и растрескиванию почв (Гарифуллин, Ишемьяров, 1987).
Период отрицательных температур (ниже 0 С) устанавливается в последней декаде октября и длится до второй декады апреля. Наиболее холодными зимними месяцами являются январь, февраль. В январе среднесуточное значение температуры равно - 17 С, иногда температура опускается от -44 до -49С. Период со снежным покровом в регионе устанавливается в середине ноября и удерживается до середины апреля составляя в сумме 155 - 170 дней, ее высота в среднем достигает 15-40 см. Столь низкая высота снежного покрова в степях обуславливается сдуванием снега с открытых пространств, способствуя глубокому промерзанию почвы до 1 метра и более. Запас воды перед снеготаянием составляет 45 - 46 мм, но в отдельные годы не превышает 18 мм. Отрицательная температура в почве сохраняется весной до конца апреля на глубине 100 см.
Летний период характеризуется периодически повторяющимися засухами и высокой температурой. Непрерывное воздействие сухих, теплых ветров, высокая солнечная инсоляция и открытость пространства обуславливают низкую способность почв удерживать влагу. В результате этого летом испаряемость влаги в степной зоне составляет до 10 - 15 мм в сутки, и на каменистой степи этот показатель достигает до 20 мм в сутки (Селянинов, 1961). Вследствие продолжительного периода относительной низких температур и короткого жаркого лета испарение почвенной влаги за вегетационный период значительно превышает сумму осадков (Гарифуллин, Ишемьяров, 1987).
Теплый период начинается с середины мая и длится до конца сентября. Наиболее теплый месяц года - июль со среднесуточной температурой воздуха от + 18 С до + 20 С, с максимумом до + 42 С. В районе преобладают ветры западного и северного направлений. Летние месяцы изобилуют засушливыми днями с частыми сильными ветрами - суховеями южного, юго-западного направлений, с пыльными бурями. Засухи часты и продолжительны, повторяемость их равна 30 - 40 % (Хазиев и др., 1995). Средняя продолжительность безморозного периода - 100 - 130 дней. Сумма активных температур 2000 - 2200 С (Тайчинов, Бульчук, 1975; Агроклиматические ..., 1976; Почвы Башкортостана ..., 1995).
Среднегодовое количество осадков колеблется от 210 до 350 мм в год, Среднегодовая температура составляет от 1.4 С до 1.8 С. Амплитуда среднемесячных температур января и июля превышает 36 С, а между абсолютным минимумом и максимумом составляет 86 С.
Годовая норма осадков для исследуемого региона 318 мм, на 2005 год (здесь и ниже приводятся для примера полученные нами климатические данные по отдельным годам; см. также среднемесячные значения температур на 2005 - 2007 года в табл. 2.1.) она составила 230 мм, на 2006 год - 342 мм, на 2007 год - 371 мм. Среднегодовая температуры в 2005 году составила 4.4 С, в 2006 году - 4.2 С, в 2007 году - 4.3 С, норма для исследуемого региона - 2.8С. Количество солнечных дней в 2005 году - 318, в 2006 году - 288, в 2007 году -310.
Устойчивый переход через 0 С в 2005 году произошел 7 апреля, в 2006 году - 21 марта и в 2007 году - 5 апреля. Снежный покров в 2005 и 2007 году установился во второй половине ноября и составил 25 см и 30 см, соответственно; промерзание почвы произошло на 96 см и 73 см соответственно. В 2006 году снежный покров установился в начале декабря, средняя высота его составила 18 см, почвы промерзли на глубину 196 см. Сход снежного покрова приходится на месяц апрель.
Популяционная изменчивость G. korshinskyi в Башкирском Зауралье по морфологическим признакам
Ранее было установлено, что G. korshinskyi встречается: в естественных и нарушенных степных сообществах класса Festuco-Brometea Br. - Bl. In. Tx 1951; в степных сообществах класса Festuco-Limonietea Karpov et Mirkin 1985 на засоленных почвах; в сегетальных сообществах класса Secalietea Br. - Bl. 1951; в разновозрастных посевах многолетних трав, относящихся к порядку Achilleetalia millefolii Abramova et Rudakov in Mirkin et al. 1985 рудерального класса Artemisitea vulgaris Lohm., Prsg. Et Tx. In Tx. 1950 (Муртазина, 2000).
Общее представление о видовом составе сообществ с участием G. korshinskyi дает табл. З.1., построенная на основе проведенных нами геоботанических описаний. О довольно высоком флористическом разнообразии местообитаний вида свидетельствует то, что только Festuca pseudovina Hack, ex Wiesb. встречался одновременно во всех местах описаний. В четырех из пяти обследованных территорий обнаружены Atremisia dracunculus Tarragon., Limonium Gmelini (Willd). и Veronica spicata L., в трех - Achillea nobilis L., Artemisia austriaca Jacq., Artemisia pontica L., Festuca valesiaca Schleich. ex Gaudin, Plantago urvillei Opiz и Galium verum L., в двух - 32 вида и в одном — 18 видов. Они входят в состав сообществ Art. - Artemisietea vulgaris, Chen. — Chenopodietea, F.-B. - Festuco-Brometea, M.-A. - Molinio-Arrhenatheretea, P.-A. - Polygono-Artemisietea austriacae, P.-m. - Planiaginetea majoris, Sec. - Secalietea.
Как уже упоминалось в Главе 2, по десяти морфологическим параметрам (число побегов, высота растения, толщина побега, число листьев, длина листьев, ширина листьев, длина листочков, ширина листочков, количество бобов и семян) были проанализированы 2090 растений G. korshinskyi из 20 выборок. Последние были разбиты на три четко выделяющиеся, как установлено нами, группы, отличающиеся по условиям.
Местообитания, условно названные «придорожными», могли возникнуть относительно недавно и главным образом во время освоения в Башкирском Зауралье целины и прокладки дорог - в результате обсеменения наружного оголенного пласта почвы, завоза новой почвы со своим банком семян, измельчения техникой корневищ, которые обычно образует густо переплетенную «подземную сеть».
Расчеты показывают, что внутрипопуляционная изменчивость охарактеризованных морфологических признаков во всех выборках G. korshinskyi Grig, варьирует, согласно шкале С.А. Мамаева (1970) на низком уровне для все групп - степной (С = 32.37 %), лугово-степной (С = 27.89 %), придорожной (С = 32.26 %). Тем не менее, проведение анализа морфологических признаков растений, показало относительное сходство степной и лугово-степной групп выборок и сравнительно большие отличия от . них растений техногенно измененных местообитаний по средним значениям параметров и их вариабельности (табл. 3.3.-3.5.). Наибольшие значения как абсолютных, так и относительных параметров в основном получены для местообитаний, условно названными «придорожными».
Проведение кластерного анализа по абсолютным величинам морфологических параметров показало устойчивую дифференциацию «придорожной» группы от степной и луговостепнои групп, выделяясь от них наибольшим евклидовым расстоянием (рис. 3.4. - 3.13.). Корреляционный анализ показал, что «придорожная» экологическая группа характеризуется большим количеством положительных коррелятивных связей (рис. 3.14) - другими словами, сбалансированностью морфологических признаков в пределах отдельных особей. Обсуждение закономерностей и результатов изучения морфологических данных будет произведено совместно с данными о популяционной структуре G. korshinskyi, полученными с использованием электрофоретического разделения аллозимов изоферментных локусов.
Популяционная структура G. korshinskyi в Башкирском Зауралье
G. korshinskyi относится к видам, у которых практически не изучена популяционная структура с использованием молекулярных маркеров наследственно обусловленного разнообразия. Лишь в Институте экологии растений и животных Уральского отделения РАН в течение последних нескольких лет на примере нескольких видов рода Glycyrrhiza начаты такие исследования. Но они проводятся в других частях ареала, в зоне межвидовой гибридизации солодки и с применением аллозимных локусов, не совпадающим с использованным нами набором (Вержбицкий, Беляев, 2003; Беляев, Васфилова, 2004).
Нами проведен скрининг изоферментного состава ряда ферментов для выявления их изменчивости. Ниже приводится описание полиморфизма изоферментных систем, использованных нами в качестве маркеров для изучения популяционной структуры G. korshinskyi в Башкирском Зауралье.
Исследована изменчивость локуса Gdh-І, контролирующего биосинтез глутаматдегидрогеназы. Гетерозиготы формируют диффузную полосу активности (рис. 4.1.). Очень часто, видимо, из-за пост-трансляционной модификации, фенотип изоферментов с одной полосой распадался на несколько» других полос, у которых активность убывала по направлению к аноду (рис. 4.2.). Частота аллеля, доминирующего во всех использованных выборках, варьирует в пределах 0.844-1.000 (табл. 4.1.). Аллель 1 (частота 0.031) имеется лишь в одной выборке, а аллель 3 (изменения в пределах 0-0.227) обнаружена уже в большинстве изученных популяций.
Диафораза кодируется по крайней мере двумя высоко полиморфными локусами Dia-І и Dia-2 (рис. 4.3.). Кроме этого в гелях выявлялись дополнительные зоны активности, часть из которых, видимо, принадлежат НАДН-дегидрогеназе. В локусе Dia-І лишь один из трех обнаруженных аллозимов-был общим для 18 изученных популяций. В ней с частотой 0.125 выявлена аллель, отсутствующая в других выборках. В остальных популяциях выявлены лишь по два аллеля (частоты которых изменяются в пределах 0-0.500 и 0.500-1.000). В локусе Dia-2 обнаружены четыре аллозима, два из которых являются редкими — выявлены лишь в двух популяциях с частотами по 0.031. Остальные аллозимы локуса имеют сравнительно высокие частоты и значительно изменяются от популяции к популяции (0.313-1.000 и 0-0.688).
Супероксиддисмутаза обладает несколькими зонами активности (моно-и полиморфными). Среди них удалось интерпретировать изменчивость у локуса Sod-1 (рис. 4.4.). Он обладает тремя аллелями, один из которых доминирует (в среднем частота 0.915 + 0.056), а два других встречаются лишь в 2-3 популяциях.
Формиатдегидрогеназа контролируется локусом, имеющим два аллеля (рис. 4.5.\Один из них, изменяется в пределах 0. 583-1.000, является общим для всех выборок. Другой аллель в целом встречается редко, за исключением семи популяцияй, в которых частота аллозима доходит до 0.417.
У лейцинаминопептидазы обнаружены два локуса, среди которых для Lap-2 (рис. 4.6.) удалось интерпретировать изменчивость. В Lap-І не всегда удавалось добиться достаточного разрешения для разделения изоферментов с близкой электрофоретической подвижностью. Всего в локусе Lap-2 имеются три аллеля, из которых один является относительно частым (изменения в пределах 0.500-1.000). Аллозимы 1 и 2 не обнаруживаются в некоторых выборках или являются редкими, но в части местообитаний встречаются с высокой частотой.
У малатдегидрогеназы использованный локус (Mdh-2, рис. 4.7.) является диаллельным. Один из его аллозимов является общим для всех выборок (0.563-1.000), а другой в целом редок, но в некоторых популяциях частота доходит до 0.438.
К сожалению, мы практически не можем сопоставить выявленную нами изменчивость изоферментных локусов с данными других исследователей по причине их практически полного отсутствия. Единственным исключением является работа (Вербжицкий, Беляев, 2003), выполненная на примере солодки из территории Оренбургской области (среднее течение р. Урал). Полиморфизм выявлен по локусам, кодирующим ферменты 6-фосфоглюконатдегидрогеназу. фосфоглюконатизомеразу, фосфоглкжомутазу, аспартатаминотрансферазу, супероксидисмутазу, изоцитратдегидрогеназу, шикиматдегидрогеназу, формиатдегидрогеназу., лейцинаминопептидазу, колориметрическую эстеразу. Показана высокая информативность этих локусов для выявления уровня дифференциации отдельных клонов в выборках и межпопуляционных различий. Информация о существовании изменчивости трех ферментов, изученных в как цитируемой работе, так и в нашем диссертационном исследовании (супероксидисмутаза, формиатдегидрогеназа, лейцинаминопептидаза), совпадает.
Между популяциями, исследованными нами, выявлены сравнительно большие различия выборок по частотам аллелей(табл. 4.1.). Они не зависят от географической удаленности местообитаний друг от друга. Иногда близко расположенные выборки имели контрастную популяционную структуру и, наоборот, сравнительно удаленные сравниваемые группы растений могли быть близки по частотам аллелей. В целом, разделение выборок по приуроченности к разным экологическим условиям («придорожным», лугово-степным и степным) не позволило выявить каких-либо ясно выраженных закономерностей в распределении частот аллелей.
