ОЦЕНКА МОРФОГЕНЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РОДА GLEDITSIA В УСЛОВИЯХ АРИДНОГО КЛИМАТА
Аннотация
Обоснование. Представители рода Gleditsia являются ценными деревьями в условиях аридного климата, так как данный род обладает высокой степенью засухоустойчивости и толерантен к условиям солонцеватых почв.
Целью данной работы является сравнительный анализ морфогенетических параметров сеянцев с разным природным ареалом, интродуцированных в аридных условиях: гледичия техасская (G. texana), гледичия трехколючковая (G. triacanthos), гледичия трехколючковая форма бесколючковая (G. triacanthos, f. inermis), гледичия каспийская (G. caspica).
Материалы и методы. Объект исследования: сеянцы некоторых видов рода Gleditsia: G. texana, G. triacanthos, G. сaspica, которые произрастают на территории ФНЦ агроэкологии РАН. Исследование проводилось с 2022 по 2024 годы. Генеративная продуктивность изучалась посредством сбора семян, оценки их морфологических показателей и жизнеспособности. Выделение ДНК осуществляли СТАB-методом из листовой пластинки с последующей оценкой концентрации и качества на длинах волн А260/А280 с помощью спектрофотометра SpectrostarNano (BMG Labtech, Германия).
Результаты. Выявлено, что у G. triacanthos доброкачественность семян за период исследования на более высоком уровне (96,82 %), чем у Gleditsia caspica, где данные значения в пределах 66,24 %. Высокая всхожесть зафиксирована у семян G. triacanthos (до 92 %). У всех видов быстрее всего развивается зародышевый корешок.
Заключение. Результаты генотипирования позволили определить как общие UBC 873, UBC 890, так и вариативные UBC 826, локусы характерные для представителей всего родового комплекса Gleditsia. Также был выявлен более высокий полиморфизм G. triacanthos по маркеру UBC 826 по сравнению с другими представителями рода Gleditsia, что согласуется с более лучшими морфологическими признаками и устойчивостью к засухе.
Информация о спонсорстве. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-26-00273, «Создание биоресурсной коллекции видов растений для борьбы с деградацией аридных регионов России», https://rscf.ru/project/23-26-00273/
EDN: GFOGOW
Скачивания
Литература
Список литературы
Балакина А.А., Нефедьева Е.Е., Ларикова Ю.С. Исследование структуры и состава семенной клетки Gleditsia и некоторых изменений в ее структуре при набухании // Аграрный вестник Урала. 2021. Т. 206, №03. С. 46-52. https://doi.org/10.32417/1997-4868-2021-206-03-46-52
Беляев А.И., Крылов П.А., Пугачева А.М., Деревщикова Л.В. Анализ наличия геномов древесных и кустарниковых растений, используемых в агролесомелиорации южных регионов России // Труды Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее образование. 2023. №2(70). С. 30-42.
Кузьмин П.А. Изучение полиморфизма ISSR-маркеров Caragana arborescens Lam / П.А. Кузьмин, И.М. Романова, Е.Д. Великанова // Таврический вестник аграрной науки. 2024. № 1(37). С. 77-86. https://doi.org/10.5281/zenodo.10926169
Manaenkov A.S., Rybashlykova L.P. Increasing the Efficiency of Plant-Cover Restoration in the Modern Focus of Deflation on Pastures of the Northwestern Caspian Region // Arid Ecosyst. 2020. Vol. 10. P. 358–367. https://doi.org/10.1134/S2079096120040149
Мельник К.А., Хужахметова А.Ш. Особенности плодоношения интродуцированных представителей родового комплекса Gleditsia возрастном аспекте // Труды Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2022. №4(68). С. 184-193.
Семенютина А.В., Хужахметова А.Ш., Долгих А.А., Сапронов В.В. Научные основы обогащения дендрофлоры малолесных регионов хозяйственно ценными растениями // Всемирный экологический журнал. 2021. Т. 12, №2. С. 35-51. https://doi.org/10.25726/v1064-3614-5462-o
Abd-Dada H., Bouda S., Khachtib Y., Bella Y.A., Haddioui A. Use of ISSR markers to assess the genetic diversity of an endemic plant of Morocco (Euphorbia resinifera O. Berg) // Journal, genetic engineering & biotechnology. 2023. Vol. 21(1), 91. https://doi.org/10.1186/s43141-023-00543-4
Andablo-Reyes A. D. C., Moreno-Calles A. I., Cancio-Coyac B. A., Gutiйrrez-Coatecatl E., Rivero-Romero A. D., Hernбndez-Cendejas G., Casas A. Agri-silvicultures of Mexican Arid America // Journal of ethnobiology and ethnomedicine. 2023. Vol. 19, № 1. P. 39. https://doi.org/10.1186/s13002-023-00612-5
Belyaev A.I., Semenyutina A.V., Khuzhakhmetova A.Sh., Semenyutina V.A. Analysis of Bioresource Collections on Climatic Rhythms and Phenological Processes // Ecological Engineering and Environmental Technology. 2022. Vol. 23(3). P. 87-94. https://doi.org/10.12912/27197050/147152
Cappellini F., Marinelli A., Toccaceli M., Tonelli C., Petroni K. Anthocyanins: From Mechanisms of Regulation in Plants to Health Benefits in Foods // Front. Plant Sci. 2021. Vol. 12, 748049. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.748049
Carta A., Mattana E., Dickie J., Vandelook F. Correlated evolution of seed mass and genome size varies among life forms in flowering plants // Seed Science Research. 2022. Vol. 32(1). https://doi.org/10.1017/S0960258522000071
Kader A., Sinha S.N., Ghosh P. Clonal fidelity investigation of micropropagated hardened plants of jackfruit tree (Artocarpus heterophyllus L.) with RAPD markers // Journal, genetic engineering & biotechnology. 2022. Vol. 20. № 1. P. 145. https://doi.org/10.1186/s43141-022-00426-0
Kulik K.N., Belyaev A.I., Pugacheva A.M. The role of protective afforestation in combating drought and desertification of agricultural landscapes // Arid Ecosystems. 2023. Vol. 1(94). P. 4-14. https://doi.org/10.1134/S2079096123010079
Lorca A., Ferreras А., Funes G. Seed size and seedling ontogenetic stage as modulators of damage tolerance after simulated herbivory in a woody exotic species // Australian Journal of Botany. 2019. Vol. 67(2). P. 159-164. https://doi.org/10.1071/BT18093
Louati M., Ucarli C., Arikan B., Ghada B., Hannachi A. S., Turgut-Kara, N. Genetic, Morphological, and Biochemical Diversity of Argan Tree (Argania spinosa L.) (Sapotaceae) in Tunisia // Plants (Basel, Switzerland). 2019. Vol. 8(9), 319. https://doi.org/10.3390/plants8090319
Luo C., Chen D., Cheng X., Liu H., Li Y., Huang C. SSR analysis of genetic relationship and classification in chrysanthemum germplasm collection // Horticultural Plant Journal. 2018. Vol. 4(2). P. 73–82. https://doi.org/10.1016/j.hpj.2018.01.003
Middleton E. Effect of plant flavonoids on immune and inflammatory cell function // Advances in experimental medicine and biology. 2009. Vol. 439. P. 175–182. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-5335-9_13
Mьller M., Kьes U., Budde K. B., Gailing O. Applying molecular and genetic methods to trees and their fungal communities // Applied microbiology and biotechnology. 2023. Vol. 107. № 9. P. 2783–2830. https://doi.org/10.1007/s00253-023-12480-w
Nourmohammadi K., Kartoolinejad D., Naghdi R., Baskin C.C. Effects of dormancy-breaking methods on germination of the water impermeable seeds of Gleditsia caspica (Fabaceae) and seedling growth // Folia Oecologica. 2019. Vol. 46(2). P. 115-126. https://doi.org/10.2478/foecol-2019-0014
Novikova A.A., Sheikina O.V., Novikov P.S., Doronina G.U. Estimation of the ISSR-markers application for systematization and genetic certification of Genus Rhododendron // Scientific Journal of KubSAU. 2012. №82. P. 79-89. https://sm1.kubsau.ru/authors/2338
Ramzan F., Kim H.T., Younis A., Ramzan Y., Lim K.B. Genetic assessment of the effects of self-fertilization in a Lilium L. hybrids using molecular cytogenetic methods (FISH and ISSR) // Saudi journal of biological sciences. 2021. Vol. 28(3). P. 1770–1778. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2020.12.019
Redwan O. Germination of the seeds of Gleditsia triacanthos L. and the effect of some agricultural communities on the growth and development of their seedlings // Biological Sciences Series. 2019. Vol. 41(6). P. 11-26.
Sergio J., Yohana G., Romina D. Structure of the forests of Gleditsia triacanthos as a function of age (Valle de La Sala, Tucumбn, Argentina) // Austral Ecology. 2020. Vol. 30. P. 251-259. https://doi.org/10.25260/EA.20.30.2.0.1083
Shestibratov K.A., Baranov O.Y., Mescherova E.N., Kiryanov P.S., Panteleev S.V., Mozharovskaya L.V., Krutovsky K.V., Padutov V.E. Structure and phylogeny of the curly birch chloroplast genome // Frontiers in genetics. 2021. № 12. P. 625764. https://doi.org/10.3389/fgene.2021.625764
Simpson M. Evolution and Diversity of Woody and Seed Plants // Plant Systematics. 2019. P. 131-165. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812628-8.50005-5
Tyshchenko A., Tyshchenko O., Konovalova V., Fundirat K. Piliarska O. Methods of determining the drought resistance of plants // InterConf. 2023. https://doi.org/10.51582/interconf.19-20.05.2023.030
References
Balakina A.A., Nefedieva E.E., Larikova Y.S. Study of the structure and composition of the seed cell of Gleditsia and some changes in its structure during swelling. Agrarny Vestnik Urala, 2021, vol. 206, no. 03, pp. 46-52. https://doi.org/10.32417/1997-4868-2021-206-03-46-52
Belyaev A.I., Krylov P.A., Pugacheva A.M., Derevshchikova L.V. Analysis of the availability of genomes of woody and shrubby plants used in agroforestry in the southern regions of Russia. Proceedings of the Nizhnevolzhskiy agro-university complex: science and higher education, 2023, no. 2(70), pp. 30-42.
Kuzmin P.A. Study of polymorphism of ISSR-markers of Caragana arborescens Lam / P.A. Kuzmin, I.M. Romanova, E.D. Velikanova. Tavricheskiy vestnik agrarnoi nauki, 2024, no. 1(37), pp. 77-86. https://doi.org/10.5281/zenodo.10926169
Manaenkov A.S., Rybashlykova L.P. Increasing the Efficiency of Plant-Cover Restoration in the Modern Focus of Deflation on Pastures of the Northwestern Caspian Region. Arid Ecosyst., 2020, vol. 10, pp. 358–367. https://doi.org/10.1134/S2079096120040149
Melnik K.A., Khuzhakhmetova A.Sh. Features of fructification of introduced representatives of the genus complex Gleditsia age aspect. Proceedings of the Nizhnevolzhskiy agro-university complex: science and higher professional education, 2022, no. 4(68), pp. 184-193.
Semenyutina A.V., Khuzhakhmetova A.Sh., Dolgikh A.A., Sapronov V.V. Scientific bases of enrichment of dendroflora of low forested regions with economically valuable plants. World Ecological Journal, 2021, vol. 12, no. 2, pp. 35-51. https://doi.org/10.25726/v1064-3614-5462-o
Abd-Dada H., Bouda S., Khachtib Y., Bella Y.A., Haddioui A. Use of ISSR markers to assess the genetic diversity of an endemic plant of Morocco (Euphorbia resinifera O. Berg). Journal, genetic engineering & biotechnology, 2023, vol. 21(1), 91. https://doi.org/10.1186/s43141-023-00543-4
Andablo-Reyes A. D. C., Moreno-Calles A. I., Cancio-Coyac B. A., Gutiйrrez-Coatecatl E., Rivero-Romero A. D., Hernбndez-Cendejas G., Casas A. Agri-silvicultures of Mexican Arid America. Journal of ethnobiology and ethnomedicine, 2023, vol. 19, no. 1, p. 39. https://doi.org/10.1186/s13002-023-00612-5
Belyaev A.I., Semenyutina A.V., Khuzhakhmetova A.Sh., Semenyutina V.A. Analysis of Bioresource Collections on Climatic Rhythms and Phenological Processes. Ecological Engineering and Environmental Technology, 2022, vol. 23(3), pp. 87-94. https://doi.org/10.12912/27197050/147152
Cappellini F., Marinelli A., Toccaceli M., Tonelli C., Petroni K. Anthocyanins: From Mechanisms of Regulation in Plants to Health Benefits in Foods. Front. Plant Sci., 2021, vol. 12, 748049. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.748049
Carta A., Mattana E., Dickie J., Vandelook F. Correlated evolution of seed mass and genome size varies among life forms in flowering plants. Seed Science Research, 2022, vol. 32(1). https://doi.org/10.1017/S0960258522000071
Kader A., Sinha S.N., Ghosh P. Clonal fidelity investigation of micropropagated hardened plants of jackfruit tree (Artocarpus heterophyllus L.) with RAPD markers. Journal, genetic engineering & biotechnology, 2022, vol. 20, no. 1, p. 145. https://doi.org/10.1186/s43141-022-00426-0
Kulik K.N., Belyaev A.I., Pugacheva A.M. The role of protective afforestation in combating drought and desertification of agricultural landscapes. Arid Ecosystems, 2023, vol. 1(94), pp. 4-14. https://doi.org/10.1134/S2079096123010079
Lorca A., Ferreras А., Funes G. Seed size and seedling ontogenetic stage as modulators of damage tolerance after simulated herbivory in a woody exotic species. Australian Journal of Botany, 2019, vol. 67(2), pp. 159-164. https://doi.org/10.1071/BT18093
Louati M., Ucarli C., Arikan B., Ghada B., Hannachi A. S., Turgut-Kara, N. Genetic, Morphological, and Biochemical Diversity of Argan Tree (Argania spinosa L.) (Sapotaceae) in Tunisia. Plants (Basel, Switzerland), 2019, vol. 8(9), 319. https://doi.org/10.3390/plants8090319
Luo C., Chen D., Cheng X., Liu H., Li Y., Huang C. SSR analysis of genetic relationship and classification in chrysanthemum germplasm collection. Horticultural Plant Journal, 2018, vol. 4(2), pp. 73–82. https://doi.org/10.1016/j.hpj.2018.01.003
Middleton E. Effect of plant flavonoids on immune and inflammatory cell function. Advances in experimental medicine and biology, 2009, vol. 439, pp. 175–182. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-5335-9_13
Mьller M., Kьes U., Budde K. B., Gailing O. Applying molecular and genetic methods to trees and their fungal communities. Applied microbiology and biotechnology, 2023, vol. 107, no. 9, pp. 2783–2830. https://doi.org/10.1007/s00253-023-12480-w
Nourmohammadi K., Kartoolinejad D., Naghdi R., Baskin C.C. Effects of dormancy-breaking methods on germination of the water impermeable seeds of Gleditsia caspica (Fabaceae) and seedling growth. Folia Oecologica, 2019, vol. 46(2), pp. 115-126. https://doi.org/10.2478/foecol-2019-0014
Novikova A.A., Sheikina O.V., Novikov P.S., Doronina G.U. Estimation of the ISSR-markers application for systematization and genetic certification of Genus Rhododendron. Scientific Journal of KubSAU, 2012, no. 82, pp. 79-89. https://sm1.kubsau.ru/authors/2338
Ramzan F., Kim H.T., Younis A., Ramzan Y., Lim K.B. Genetic assessment of the effects of self-fertilization in a Lilium L. hybrids using molecular cytogenetic methods (FISH and ISSR). Saudi journal of biological sciences, 2021, vol. 28(3), pp. 1770–1778. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2020.12.019
Redwan O. Germination of the seeds of Gleditsia triacanthos L. and the effect of some agricultural communities on the growth and development of their seedlings. Biological Sciences Series, 2019, vol. 41(6), pp. 11-26.
Sergio J., Yohana G., Romina D. Structure of the forests of Gleditsia triacanthos as a function of age (Valle de La Sala, Tucumбn, Argentina). Austral Ecology, 2020, vol. 30, pp. 251-259. https://doi.org/10.25260/EA.20.30.2.0.1083
Shestibratov K.A., Baranov O.Y., Mescherova E.N., Kiryanov P.S., Panteleev S.V., Mozharovskaya L.V., Krutovsky K.V., Padutov V.E. Structure and phylogeny of the curly birch chloroplast genome. Frontiers in genetics, 2021, no. 12, p. 625764. https://doi.org/10.3389/fgene.2021.625764
Simpson M. Evolution and Diversity of Woody and Seed Plants. Plant Systematics, 2019, p. 131-165. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812628-8.50005-5
Tyshchenko A., Tyshchenko O., Konovalova V., Fundirat K. Piliarska O. Methods of determining the drought resistance of plants. InterConf., 2023. https://doi.org/10.51582/interconf.19-20.05.2023.030
Просмотров аннотации: 16 Загрузок PDF: 12
Copyright (c) 2024 Elena V. Kalmykova, Pyotr A. Kuzmin, Pavel A. Krylov, Kristina A. Melnik
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
