Генетическое разнообразие ели европейской на северо-западе России в естественных насаждениях, загрязненных тяжелыми металлами
Автор: Андреев А.Е., Баранова А.И., Калько Г.В.
Журнал: Лесохозяйственная информация @forestry-information
Рубрика: Материалы 7-го международного совещания "Сохранение лесных генетических ресурсов"
Статья в выпуске: 1, 2023 года.
Бесплатный доступ
В условиях интенсификации промышленности и изменения климата исследование взаимосвязи накопления растениями тяжелых металлов и уровня генетического разнообразия их популяций актуально для оценки адаптационного потенциала лесообразующих древесных пород. Исследование посвящено изучению параметров генетического разнообразия ели европейской в микросателлитных локусах в насаждениях с разной степенью загрязненности тяжелыми металлами. Объекты исследований - пробные площади в Ленинградской обл. вблизи металлургического предприятия ООО «Орион-Спецсплав-Гатчина» (Гатчинское лесничество) и автотрасс в Тосненском районе (Любанское лесничество). Метод исследования - анализ полиморфизма в ядерных EST-SSR локусах. Загрязненность пробных площадей тяжелыми металлами Mn, Zn, Cu, Fe, Pb, Cr, Ni, Cd была установлена по их содержанию в хвое ели. Отмечена тенденция снижения генетического разнообразия (число эффективных аллелей - Ne, индекс разнообразия Шеннона - I) и ожидаемая гетерозиготность (Ho) у взрослых елей и подроста на наиболее загрязненных пробных площадях вблизи металлургического предприятия. При попарном сравнении Fst популяций выявлено, что популяции пробных площадей Гатчина1 и Гатчина2, наиболее загрязненные тяжелыми металлами и самые близкие к источнику загрязнения в г. Гатчине, имеют некоторую степень обособленности от других популяций в Гатчинском и Тосненском районах, расположенных на расстоянии 19-38 км от них.
Ель европейская, микросателлиты, генетическое разнообразие, структура популяции, тяжелые металлы
Короткий адрес: https://sciup.org/143179857
IDR: 143179857 | DOI: 10.24419/LHI.2304-3083.2023.1.08
Список литературы Генетическое разнообразие ели европейской на северо-западе России в естественных насаждениях, загрязненных тяжелыми металлами
- Обзор фонового состояния окружающей среды на территории стран СНГ за 2012 г. / под ред. академика РАН Ю.А. Израэля ; Институт глобального климата и экологии Росгидромета и РАН. - Москва, 2013. - 61 с.
- Обзор фонового состояния окружающей среды на территории стран СНГ за 2018 г. / под ред. профессора Г.М. Черногаевой ; Росгидромет, Институт глобального климата и экологии имени академика Ю.А. Израэля. Москва, 2019. - 99 с.
- Никонов, М.В. Устойчивость лесов к воздействию природных и антропогенных факторов (на примере Новгородской области) / М.В. Никонов. - Великий Новгород: НовГУ им. Я. Мудрого, 2003. - 296 с.
- Павлов, И.Н. Древесные растения в условиях техногенного загрязнения / И.Н. Павлов. - Улан-Удэ: БНЦ СО РАН, 2005. - 370 с.
- Влияние техногенных выбросов и радиоактивного загрязнения на состояние хвойных лесов Беларуси / С.А. Ламоткин, Е.Д. Скаковский, Л.Ю. Тычинская, С.И. Шпак, О.А. Гайдукевич, С.В. Рыков, О.В. Черняк, А.В. Воронин // Вестник РУДН. - 2009. - № 2. - C. 108-115.
- Чжан, С.А. Особенности влияния техногенного загрязнения на хвойные древостои / С.А. Чжан. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2010. - 67 с.
- Неверова, О.А. Применение фитоиндикации в оценке загрязнения окружающей среды / О.А. Неверова // Биосфера: междисциплинарный научный и прикладной журнал. - Т. 1. - 2009.- № 1. - С. 82-92.
- Устойчивость растений к тяжелым металлам / А.Ф. Титов, В.В. Таланова, Н.М. Казина [и др.] ; отв. ред. Н.Н. Немова ; Ин-т биологии КарНЦ. - Петрозаводск, 2007. - 172 с.
- Мэннинг, У.Дж. Биомониторинг загрязнения атмосферы с помощью растений ; пер. с англ. / У.Дж. Мэн-нинг, У.А. Федер. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1985. - 144 с.
- Есякова, О.А. Ассимиляционный аппарат ели сибирской как индикатор загрязнения городской атмосферы / О.А. Есякова, В.М. Воронин, Р.А. Степень // Хвойные бореальной зоны. - Т. XXV. - 2008. - № 1-2. - С. 109-112.
- Korshikov, I.I. Genetic structure and variation in Pinus sylvestris L. populations degrading due to pollution-induced injury / I.I. Korshikov, T.I. Velikoridko, L.A. Butilskaya // Silvae genetica. - 2002. - Vol. 51(2-3). - P. 45-48.
- Industrial pollutants tend to increase genetic diversity: evidence from field-grown European Scots pine populations / W. Prus-Glowacki, A. Wojnicka-Poltorak, J. Oleksyn, P.B. Reich // Forest Growth Responses to the Pollution Climate of the 21st Century. - 1999. - P. 395-402.
- Chudzinska, E. Adaptation strategies and referencing trial of Scots and black pine populations subjected to heavy metal pollution / E. Chudzinska, J.B. Diatta, A. Wojnicka-Poltorak // Environmental science and pollution research. - 2014. - Vol. 21. - P. 2165-2177.
- Effects of heavy metal pollution on genetic variation and cytological disturbances in the Pinus sylvestris L. population / W. Prus-Glowacki, E. Chudzinska, A. Wojnicka-Poltorak, L. Kozacki, K. Fagiewicz // Journal of applied genetics. - 2006. - Vol. 47. - № 2. - С. 99-108.
- Genetic analysis of Pinus banksiana and Pinus resinosa populations from stressed sites contaminated with metals in Northern Ontario (Canada) / K.K. Vandeligt, K.K. Nkongolo, M. Mehes, P. Beckett // Chemistry and Ecology. - 2011. - Vol. 27(4). - P. 369-380.
- Genetic Analysis of Black Spruce (Picea mariana) Populations from Dry and Wet Areas of a Metal-Contaminated Region in Ontario (Canada) / S. Dobrzeniecka, K.K. Nkongolo, P. Michael, M. Mehes-Smith, P. Beckett // Water Air Soil Pollut. - 2011. - Vol. 215. - P. 117-125.
- Metal content in soil and black spruce (Picea mariana) trees in the Sudbury Region (Ontario, Canada): low concentration of arsenic, cadmnium, and nickel detected near smelter sources / K.K. Nkongolo, A. Vaillancourt, S. Dobrzeniecka, M. Mehes, P. Beckett // Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. - 2008. - Vol. 80. - P. 107-111.
- Bergmann, F. Effects of heavy metal polluted soils on the genetic structure of Norway spruce seedling populations / F. Bergmann, B. Hosius // Water, Air, and Soil Pollution. - 1996. - Vol. 89(3). - P. 363-373.
- Longauer, R. Selection effects of air pollution on gene pools of Norway spruce, European silver fir and European beech / R. Longauer, D. Gomory, L. Paule // Environmental pollution. - 2001. - Vol. 115. - № 3. - P. 405-411.
- Genetic variation in two heavily polluted stands of Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.) as indicated by nuclear and organelle DNA markers / R. Riegel, R. Schubert, G. MUller-Starck, D.F. Karnosky, L. Paule // Genetic Response of Forest Systems to Changing Environmental Conditions. - Dordrecht: Springer, 2001. - С. 21-34.
- Bergmann, F. Selection effects of air pollution in Norway spruce (Picea abies) populations / F. Bergmann, F. Scholz // Genetic effects of air pollutants in forest tree populations. - Berlin, Heidelberg: Springer, 1989. - С. 143-160.
- Rahimah, A.R. Freeze-drying of oil palm (Elaeis guineensis) leaf and its effect on the quality of extractable DNA / A.R. Rahimah, S.C. Cheah, S. Rajinder // J. Oil Palm Res. - 2006. - Vol. 18. - P. 296-304.
- Калько, Г.В. Использование кривых плавления ампликонов при оценке пригодности nSSR-локусов ели европейской для мультиплексирования / Г.В. Калько, Р.Р. Мусина // Тр. Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства. - 2020. - № 1. - С. 16-31.
- Peakall, R. Genalex 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research / R. Peakall and P.E. Smouse // Molecular Ecology Notes. - 2006. - Vol. 6. - P. 288-295.
- Retief, J.D. Phylogenetic analysis using PHYLIP - Текст: электронный / J.D. Retief, S. Misener, S.A. Krawetz // Bioinformatics methods and protocols. Humana Press. -2000. -Vol. 132. - URL: https://doi.org/10.1385/1-59259-192-2:243
- Методика измерения массовых долей металлов в осадках сточных вод, донных отложениях, образцах растительного происхождения спектральными методами. ПНД Ф 16.2.2:2.3.71-2011. - Текст: электронный / Федеральная служба по надзору в сфере природопользования. - Москва, 2011. - URL: https://meganorm.ru/ Data2/1/4293793/4293793107.htm.
- Калько, Г.В. Содержание тяжелых металлов и серы в хвое ели европейской в зоне выбросов металлургического предприятия в Ленинградской области / Г.В. Калько, А.Е. Андреев // Современная биология и биотехнология: проблемы, тенденции, перспективы: сб. докл. и тез. Всерос. науч.-практ. конф. (Волгоград, 23-25 нояб. 2021 г.). - Волгоград: изд-во ВолГУ, 2022. - С. 158-161.
- Неверова, О.А. Опыт использования биоиндикаторов в оценке загрязнения окружающей среды / О.А. Неверова, Н.И. Еремеева // Экология. Серия аналитических обзоров мировой литературы. - 2006. - № 80. - С. 1-88.
- Total and bioavailable metals in two contrasting mining regions (Sudbury in Canada and Lubumbashi in DR-Congo): relation to genetic variation in plant populations / R. Narendrula, K.K. Nkongolo, P. Beckett, G. Spiers // Chemistry and Ecology. - 2013. - Vol. 29(2). - P. 111-127.
- Genetic diversity and heavy metal tolerance in populations of Silene paradoxa L. (Caryophyllaceae): a random amplified polymorphic DNA analysis / A. Mengoni, C. Gonnelli, F. Galardi, R. Gabbrielli, M. Bazzicalupo // Molecular ecology. - 2000. - Vol. 9(9). - P. 1319-1324.
- The effects of heavy metal pollution on genetic diversity in zinc/cadmium hyperaccumulator Sedum alfredii populations/J. Deng,B. Liao,M. Ye,D. Deng,C. Lan,W. Shu//PlantSoil.-2007.-Vol. 297(1-2).-P. 83-92.-DOI: 10.1007/ s11104-007-9322-5.
- Slomka, A. Increased genetic diversity of Viola tricolor L.(Violaceae) in metal-polluted environments / A. Slomka, A. Sutkowska, M. Szczepaniak, P. Malec, J. Mitka, E. Kuta // Chemosphere. - 2011. - Vol. 83(4). - P. 435-442.
Статья научная
