КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 22-24-00667

НазваниеГенетическая структура европейских робуроидных дубов в восточной части ареала

Руководитель Семерикова Светлана Александровна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук , Свердловская обл

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-102 - Ботаника

Ключевые слова дуб, Quercus, крымско-кавказский регион, популяционно-генетическая структура, ядерные микросателлиты, хлоропластная ДНК, филогеография, историческая демография, межвидовой генетический поток, гибридизация

Код ГРНТИ34.23.35

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Проект направлен на изучение генетической изменчивости дуба черешчатого и родственных видов в Крыму и на Кавказе и в прилегающей части Восточной Европы, анализ популяционной структуры и факторов её формирования – демографической истории и взаимодействия с родственными видами. В Западной и Центральной Европе многочисленными исследованиями изучена пространственная структура изменчивости хлоропластной ДНК видов Quercus, которая указывает на динамику ареалов в связи с ледниковыми циклами. Были выявлены основные рефугиумы на юге Западной Европы и пути послеледниковой реколонизации (Petit et al., 2002a,b). Недавние исследования структуры изменчивости хлоропластной ДНК дуба черешчатого в Восточной Европе показали возможное наличие локальных рефугиумов широколиственных видов, включая дуб черешчатый, на востоке Русской равнины и на Урале (Семерикова и др., 2021). Также обнаружена значительная обособленность дуба черешчатого на Кавказе от северной части ареала, что свидетельствует об их длительной изоляции. При этом обнаружена географическая дифференциация по хлоропластной ДНК дубов в Закавказье с востока на запад (Ekhvaia et al., 2018) и дифференциация между Крымом и Кавказом (Семерикова, неопубл). В то же время географически широкомасштабных исследований генетической изменчивости и исторической демографии на основе множественных ядерных маркеров, которые бы позволили получить количественные оценки популяционной структуры, динамики размера популяции, времени изоляции и т. д., ни в восточно-европейской части ареала дуба черешчатого, ни в крымско-кавказском регионе не проводилось. Ввиду сложной геологической истории, изолированного географического положения и высокого разнообразия климатических и эдафических условий Крымско-Кавказский регион создает уникальные возможности для эволюции умеренной и бореальной биоты. Исследования генетического разнообразия бука восточного, пихты Нордманна, сосны обыкновенной (Gomory et al., 2009; Hrivnak et al., 2017; Semerikov et al., 2020) выявили дифференциацию крымско-кавказских популяций от их европейских родственников, но в случае сосны обыкновенной и бука, также было выявлено генетическое влияние последних на крымско-кавказские популяции. В связи с этим представляет большой интерес изучение крымско-кавказских популяций видов дубов и их связей с восточноевропейскими популяциями. Многие европейские виды Quercus – дубы черешчатый и родственные ему виды – дубы скальный и пушистый (Q. robur, Q. petraea, Q. pubescens) и др., имеют перекрывающиеся ареалы и способны гибридизировать. Их взаимному генетическому влиянию посвящен ряд работ (например, Petit et al., 2003; Gerber et al., 2014; Kremer, Hipp, 2020), в которых с помощью изменчивых микросателлитных маркеров показано наличие генетического потока между видами, однако полученные результаты и их интерпретация неоднозначны. В одних случаях показано доминирование потока со стороны Q. petraea в сторону Q. robur, в других – наоборот. Естественно предположить, что направление гибридизации и величина генетического потока может варьировать как в зависимости от локальных климатических условий, так и от текущей климатической ситуации. Очевидно, что исследования генетического разнообразия, филогеографии и микроэволюции возможны лишь при рассмотрении данных видов в комплексе. В Крыму и на Кавказе три вышеозначенных вида, сосуществуя вместе (Меницкий, 1984; Конспект флоры Кавказа, 2014), также неизбежно испытывают взаимное генетическое влияние. Однако исследований относительно генетического потока между ними в данном регионе не проводилось. С помощью комбинации маркеров хлоропластной ДНК и ядерных микросателлитных локусов мы планируем исследовать величину и структуру изменчивости Q. robur и родственных видов (Q. petraea и Q. pubescens) в восточной части ареала (Восточная Европа, Крым и Кавказ). Будет определен возможный вклад восточно-европейских популяций в генетический пул крымско-кавказских популяций и взаимовлияние последних, а также изучена дифференциация в пределах Восточной Европы. На основе микросателлитных данных и ABC (Approximate Bayesian Computation) вычислений будет проведен анализ вероятных демографических моделей и получены оценки времени дивергенции отдельных генетических групп. В Крыму и на Кавказе будет исследована пространственная структура изменчивости обоих типов маркеров у Q. robur и сидячецветных дубов (Q. petraea и Q. pubescens) в локальном масштабе – в пределах отдельных популяций для оценки современного генетического потока между видами, и в географическом масштабе – для учета роли исторического фактора в генетическую дифференциацию видов. При исследовании локальных смешанных популяций мы будем анализировать кластеризацию генотипов с помощью байесовского метода STRUCTURE и её соответствие таксономической принадлежности особей. Сравнение локальных популяций из разных регионов даст возможность выявить региональные особенности генетического потока между видами.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---