Генетическая дифференциация на основании полиморфизма микросателлитных маркеров популяций тополя черного на Среднем и Южном Урале

Автор: Мартыненко Никита Александрович, Ахметов Артур Рамирович, Боронникова Светлана Витальевна, Нечаева Юлия Сергеевна, Пришнивская Яна Викторовна, Никоношина Наталья Алексеевна

Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc

Рубрика: Биологические ресурсы: флора

Статья в выпуске: 5-1 т.17, 2015 года.

Бесплатный доступ

Проанализированы основные методы определения генетической дифференциации популяций древесных видов растений на основании полиморфизма молекулярных маркеров, таких как SSR (Simple Sequence Repeat)-PCR маркеры. С использованием четырех методов установлено генетическое расстояние между четырьмя изученными популяциями Populus nigra L. на Урале. Наибольшее генетическое расстояние ( D =1,086), определенное по методам Дж. Рейнольдса, Б. Вейра и С. Кокерхэма, отмечено между популяцией P.nigra около г. Стерлитамак Республики Башкортостан и популяцией ООПТ «Спасская гора» Пермского края. Наименьшее генетическое расстояние ( D =0,036), определенное по методу Л. Кавалли-Сфорца и А. Эдвардса, установлено между популяциями около г. Стерлитамак и около г. Инзер Республики Башкортостан. При сравнении методов кластеризации, таких как метод невзвешенных парногрупповых средних (UPGMA), метод ближайшего соседа (Neighbor Joining Method)» и метод взвешенных наименьших квадратов по критерию Фитч-Марголиаша, выявлено, что для определения генетической дифференциации изученных популяций P. nigra с использованием полиморфизма кодоминантных маркеров, наиболее оптимален метод Л. Кавалли-Сфорца и А. Эдвардса. При кластеризация в программе STRUCTURE 2.3.4 изученные популяции P. nigra разделились на 2 кластера: популяции из Республики Башкортостан и популяция из Пермского края. Установлена высокая корреляция между генетической дифференциацией и географическим расстоянием изученных четырех популяций P. nigra на основании теста Мантела. Показана высокая корреляция между генетическим и географическим расстоянием у изученных популяций P. nigra, так как высок коэффициент детерминации (R 2) показателя генетической дифференциации (0,694 по методу С. Райта, 0,787 по методу М. Нея).

Еще

Популяция, микросателлит, кластеризация, генетическое расстояние, генетическое разнообразие

Короткий адрес: https://sciup.org/148204003

IDR: 148204003

Список литературы Генетическая дифференциация на основании полиморфизма микросателлитных маркеров популяций тополя черного на Среднем и Южном Урале

  • Букварева, Е.Н. Принцип оптимального разнообразия биосистем и стратегия управления биоресурсами/Е.Н. Букварева, Г.М. Алещенко//Государственное управление в XXI веке: традиции и инновации. -М., 2006. С. 204-210.
  • Brunner, A.M. Poplar genome sequence: functional genomics in an ecologically dominant plant species/A.M. Brunner, V.B. Busov, S.H. Strauss//Trends in plant science. 2004. V. 9, №. 1. P. 49-56.
  • Svetlakova, T.N. Genetic diversity and differentiation in Ural populations of the aspen, Populus tremula L., as revealed by inter-simply sequence repeat (ISSR) markers/T.N. Svetlakova, S.V. Boronnikova, Y.A. Yanbaev//Silvae Genetica. 2014. V. 63, №. 1-2. P. 39-41.
  • Imbert, E. Dispersal and gene flow of Populus nigra (Salicaceae) along a dynamic river system/E. Imbert, F. Lefèvre//Journal of Ecology. 2003. V. 91, №. 3. P. 447-456.
  • Wang, J. Genetic variation within and between populations of a desert poplar (Populus euphratica) revealed by SSR markers/J. Wang et al.//Annals of forest science. 2011. V. 68, №. 6. P. 1143-1149.
  • Du, Q. Genetic diversity and population structure of Chinese white poplar (Populus tomentosa) revealed by SSR markers/Q. Du et al.//Journal of Heredity. 2012. V. 103, №. 6. -С. 853-862.
  • Callahan, C.M. Continental-scale assessment of genetic diversity and population structure in quaking aspen (Populus tremuloides)//Journal of biogeography. 2013. V. 40, №. 9. P. 1780-1791.
  • Nei, M. Estimation of average heterozygosity and genetic distance from a small number of individuals//Genetics. 1978. V. 89, №. 3. P. 583-590.
  • Wright, S. Isolation by distance//Genetics. 1943. V. 28, №. 2. P. 114.
  • Takezaki, N. Genetic distances and reconstruction of phylogenetic trees from microsatellite DNA/N. Takezaki, M. Nei//Genetics. 1996. V. 144, №. 1. P. 389-399.
  • Chapuis, M.P. Microsatellite null alleles and estimation of population differentiation/M.P. Chapuis, A. Estoup//Molecular biology and evolution. 2007. V. 24, №. 3. P. 621-631.
  • Reynolds, J. Estimation of the coancestry coefficient: basis for a short-term genetic distance/J. Reynolds, B.S. Weir, C.C. Cockerham//Genetics. 1983. V. 105, №. 3. P. 767-779.
  • Cavalli-Sforza, L.L. Phylogenetic analysis. Models and estimation procedures/L.L. Cavalli-Sforza, A.W.F. Edwards//American journal of human genetics. 1967. V. 19, №. 3 Pt. 1. P. 233.
  • Rogers S.O. Phylogenetic and taxonomic information from herbarium and mummified DNA//Conservation of Plant Genes II: Utilization of Ancient and Modern DNA. 1994. P. 47-67.
  • Van der Schoot, J. Development and characterization of microsatellite markers in black poplar (Populus nigra L.)/J. van der Schoot et al.//Theoretical and Applied Genetics. 2000. V. 101, №. 1-2. P. 317-322.
  • Smulders, M.J.M. Trinucleotide repeat microsatellite markers for black poplar (Populus nigra L.)/M.J.M. Smulders et al.//Molecular Ecology Notes. 2001. V. 1, №. 3. P. 188-190.
  • David, V.A. Automated DNA detection with fluorescent-based technologies/V.A. David, M. Menotti-Raymond//Molecular Genetic Analyses of Populations. 1998. P. 337-370.
  • Mantel, N. The detection of disease clustering and a generalized regression approach//Cancer research. 1967. V. 27, №. 2, Part 1. P. 209-220.
  • Peakall, R.O.D. GENALEX 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research/R.O.D. Peakall, P.E. Smouse//Molecular ecology notes. 2006. V. 6, №. 1. P. 288-295.
  • Felsenstein, J. PHYLIP -Phylogeny Inference Package//Cladistics. 1989. № 5. P. 164-166.
  • Fitch W.M. Evidence suggesting a non-random character to nucleotide replacements in naturally occurring mutations//Journal of molecular biology. 1967. V. 26, №. 3. P. 499-507.
  • Page, R.D.M. TreeView -An application to display phylogenetic trees on personal computer//Comp. Appl. Biol. Sci. 1996. V. 12. P. 357-358.
  • Falush, D. Inference of population structure using multilocus genotype data: linked loci and correlated allele frequencies/D. Falush, M. Stephens, J.K. Pritchard//Genetics. 2003. V. 164, №. 4. P. 1567-1587.
  • Smulders M.J.M. Structure of the genetic diversity in black poplar (Populus nigra L.) populations across European river systems: Consequences for conservation and restoration/M.J.M. Smulders et al.//Forest Ecology and Management. 2008. V. 255, №. 5. P. 1388-1399.
  • Evanno, G. Detecting the number of clusters of individuals using the software STRUCTURE: a simulation study/G. Evanno, S. Regnaut, J. Goudet//Molecular ecology. 2005. V. 14. №. 8. P. 2611-2620.
  • Earl, D.A. STRUCTURE HARVESTER: a website and program for visualizing STRUCTURE output and implementing the Evanno method/D.A. Earl et al.//Conservation genetics resources. 2012. V. 4, №. 2. P. 359-361.
  • Mangelsdorf, P.C. Evolution under domestication//American Naturalist. 1952. P. 65-77.
  • Научно-прикладной справочник по климату СССР. -Л.: Гидрометеоиздат. Серия 3. Части 1-6, вып. 9. 1990. 557 с.
Еще
Статья научная