Петрова Е.А.   Горошкевич С.Н.   Попов А.Г.   Белоконь М.М.   Белоконь Ю.С.   Политов Д.В.  

Генетические процессы в зоне гибридизации сосны кедровой сибирской (Pinus sibirica Du Tour) и кедрового стланика (Pinus pumila Pallas Regel.)

Докладчик: Петрова Е.А.

Естественная гибридизация широко распространена у высших растений, в частности в семействе Pinaceae. В некоторых случаях отмечается повышенная жизнеспособность гибридных растений по отношению к родительским видам (Moore, 1977), что позволяет сделать предположение об эволюционном значении данного явления. Естественная гибридизация между российскими видами кедровых сосен Pinus sibirica и Pinus pumila представляет собой достаточно уникальный случай скрещивания в природе контрастных по форме роста и экологическому ареалу видов. Ранее описаны морфологические особенности и встречаемость гибридов (Горошкевич, 1999; Goroshkevich, 2004), генетическая структура симпатрических популяций родительских видов и гибридных растений (Петрова и др., 2007, Petrova et al., 2008). Новое представление о генетических процессах в зоне гибридизации P.sibirica и P.pumila позволяет получить сопряженный анализ генетических маркеров различной природы – аллозимных локусов и фрагментов мтДНК. Известно, что у видов Pinus митохондриальная ДНК наследуется по материнской линии, а хлоропластная – по отцовской (Wagner et al., 1987). Для определения материнского вклада родительских видов в генотипы естественных гибридов pumila × sibirica использовали фрагмент мтДНК – второй интрон локуса NAD1, размер которого различается у P.sibirica и P.pumila (Gugerly et al., 2001). Естественная гибридизация исследована в четырех локальностях зоны симпатрии,  расположенных в Северном (бухта Давша, дельта Верхней Ангары) и Южном (Хамар-Дабан, пик Черского) Прибайкалье, а также в изолированной островной популяции в Южном Забайкалье (г. Алханай). Чистые виды во всех изученных популяциях дифференцировались по аллозимному локусу Skdh-2, диагностическое значение которого отмечалось ранее (Politov et al., 1999); величина ПЦР-продукта NAD1int2 у кедровой сосны сибирской составляла 2530 пн, у кедрового стланика – 2181 пн. Растения, определенные по габитусу и окраске созревающих шишек как гибриды, были гетерозиготны по Skdh-2, сочетая в своем генотипе аллели, специфичные для родительских видов. Основная часть гибридов, обнаруженных в бухте Давша, где в составе насаждения преобладает P. sibirica,  имели мтДНК, специфичную для кедра сибирского. Большинство гибридных растений из заболоченной местности в дельте р. Верхняя Ангара, где кедр встречается единично, имели мтДНК, специфичную для кедрового стланика. Аналогично, материнский вклад P.pumila в генотипы большинства гибридов установлен в популяции на г. Алханай, там основное количество гибридов встречено на плато, покрытом кедровым стлаником. В районе п. Черского (Северный Хамар-Дабан) гибриды по габитусу довольно четко делились на два класса: одни были ближе к кедру, другие – к кедровому стланику.  В этой популяции гибриды были более разнообразны и по размеру видоспецифичного фрагмента мтДНК. Гибриды, близкие по морфологии к кедровому стланику, имели мтДНК, специфичную для этого вида. Большинство гибридов, близких по морфологии к кедру, имели P.sibirica-специфичную мтДНК. Обнаруженная вариация видовой специфичности мтДНК естественных гибридов может объясняться неоднонаправленностью скрещивания родительских видов при гибридизации, либо тем, что часть растений, по фенотипическим признакам отнесенных к гибридам, является результатом возвратных скрещиваний гибридов первого поколения с чистыми видами.
Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ № 10-04-01497 и 10-04-01616, а также Интеграционного проекта СО и УрО РАН №53.


К списку докладов