Оценка значимости морфологических признаков у культиваров Pinus mugoturra для их определения методом дисперсионного анализа

Автор: Симахин Максим Вячеславович, Крючкова Виктория Александровна, Исачкин Александр Викторович, Покиньчереда Анастасия Михайловна, Донских Виталий Геннадиевич, Евтюхова Анастасия Владимировна, Козлова Елена Анатольевна

Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau

Рубрика: Агрономия

Статья в выпуске: 11, 2020 года.

Бесплатный доступ

Цель исследования - доказательство значимости некоторых морфологических признаков у Pinus mugo методом дисперсионного анализа для определения культиваров вида. Задачи исследования: осуществить отбор морфологических признаков, потенциально возможных определять декоративность; определить влияние генотипа культиваров на изменчивость морфологических признаков; определить изменчивость культиваров Pinus mugo в зависимости от морфологических признаков; оценить степень важности каждого морфологического признака; дать рекомендации по использованию морфологических признаков. Рассмотрены предположительно важные при определении культиваров признаки, такие как: длина ассимилирующих листьев в верхней части ауксибласта, длина ассимилирующих листьев в средней части ауксибласта и длина ассимилирующих листьев в нижней части ауксибласта, длина чешуевидных листьев брахибластов, длина чешуевидных листьев ауксибластов, длина ауксибласта текущего года, индекс овальности верхушечной почки, индекс овальности боковой почки, высота в 10-летнем возрасте, максимальная ширина в 10-летнем возрасте и расстояние от основания до окружности максимального диаметра. Результаты проведенных по каждому признаку отдельно дисперсионых анализов показали, что исследуемые культивары достоверно и сильно влияют на изменчивость изучаемых морфологических признаков. Установлено, что комплекс изучаемых признаков является значимым для определения культиваров Pinus mugo, таких как: Little Lädy, Litomysl, Kissen, Mops, Trompenburg, Winter Gold, Ophir и Gnom. Доказано, что, используя данный комплекс морфологических признаков, можно с высокой степенью точности определять культивары Pinus mugo, рассмотренные в ходе исследования. В отношении культиваров, которые не приняли участие в исследовании, можно предположить, что изученный комплекс признаков будет также полезен при их определении. Более точно утверждать это возможно только при условии исследования с использованием большего количества культиваров. В проведенном исследовании способ оценки значимости признаков показал высокую результативность.

Еще

Дисперсионный анализ, морфологические признаки, ауксибласт, брахибласт, ассимилирующие листья

Короткий адрес: https://sciup.org/140250569

IDR: 140250569 | DOI: 10.36718/1819-4036-2020-11-61-66

Текст научной статьи Оценка значимости морфологических признаков у культиваров Pinus mugoturra для их определения методом дисперсионного анализа

Maxim V. Simakhin

N. V. Tsitsin Main Botanical Garden RAS, junior staff scientist of the laboratory of cultivated plants, Russian State Agrarian University – MAA named after K.A. Timiryazev, assistant, post-graduate student of the chair of decorative gardening and lawn science, Russia, Moscow

E-mail: Simakhin1439@yandex.ru

Victoria A. Kryuchkova

N. V. Tsitsin Main Botanical Garden RAS, leading staff scientist of laboratory of cultivated plants, Russian State Agrarian University – MAA named after K.A. Timiryazev, associate professor of the chair of decorative gardening and lawn science, candidate of biological sciences, Russia, Moscow E-mail: vkruchkova@mail.ru

Alexander V. Isachkin

N. V. Tsitsin Main Botanical Garden RAS, senior staff scientist of the laboratory of cultivated plants, Russian State Agrarian University – MAA named after K.A. Timiryazev, professor of the chair of decorative gardening and lawn science, Russia, Moscow E-mail: isachkinalex@mail.ru

Anastasia M. Pokinchereda

N. V. Tsitsin Main Botanical Garden RAS, junior staff scientist of laboratory of cultivated plants, Russia, Moscow E-mail: Anastasia00774@mail.ru

Vitaly G. Donskikh

N. V. Tsitsin Main Botanical Garden RAS, junior staff scientist of laboratory of cultivated plants, Russia, Moscow, E-mail: Donskih . 65@yandex.ru

Anastasia V. Evtyukhova

N. V. Tsitsin Main Botanical Garden RAS, junior staff scientist of laboratory of cultivated plants, Russia, Moscow E-mail: Gbs . aevtyukhova@mail.ru

Elena A. Kozlova

Russian State Agrarian University – MAA named after K.A. Timiryazev, associate professor of the chair of decorative gardening and lawn science, Russia, Moscow

Введение. Pinus mugo Turra представляет собой стланик, небольшое кустовидное дерево или одноствольное дерево высотой от 1 до 8 м с буровато-серой, отслаивающейся неравномерными пластинками корой стволиков. Культивары Pinus mugo отличаются широкой нормой реакции морфологических признаков структурных органов, таких как: ауксибласты, брахибласты и габитус. В связи с этим появляется проблема в подборе признаков, которые максимально точно позволят определять культивары [1–3].

Дисперсионный, или вариансный, анализ (analisis of varience) представляет собой в настоящее время самостоятельную и очень нужную главу биологической статистики. Сущность его заключается в установлении роли отдельных факторов в изменчивости того или иного признака. Одной из важнейших моделей дисперсионного анализа является связь между генотипом и признаком, устанавливающая влияние генотипа на изменчивость изучаемого признака. Доказанность влияния генотипа и его «мощности» в сравнении с другими регулируемыми и нерегулируемыми факторами уточняет норму реакции генотипа (чем она выше, тем норма ниже и наоборот). В том случае, когда рассматривается модель «Влияние генотипа на несколько признаков», технически проводится серия дисперсионных анализов. Серия соответствует в таком случае количеству признаков. Результат полученной серии гипотетически должен содержать три очевидных исхода [4, 5]. Первый исход (случай), когда доказано достоверное влияние генотипа на изменчивость всех признаков и оно сильное. В таком случае не без основания можно предположить, что признаки сильно зависят от сортовой принадлежности растения, что означает важность признаков как источников для определения таксонов. Второй исход, когда у части признаков не установлено достоверное влияние генотипа на их изменчивость, а у другой части установлено, и оно до- вольно сильное. В таком случае для определения рационально использовать признаки второй группы. Третий случай, когда у признаков не установлено достоверное влияние генотипа на их изменчивость либо установлено, но слабое. В таком случае признаки непригодны для определения и, возможно, необходимо использовать другие.

Цель исследования : доказательство значимости некоторых морфологических признаков у Pinus mugo методом дисперсионного анализа для определения культиваров вида.

Задачи исследования : осуществить отбор морфологических признаков, потенциально возможных определять декоративность; определить влияние генотипа культиваров на изменчивость морфологических признаков; определить изменчивость культиваров Pinus mugo в зависимости от морфологических признаков; оценить степень важности каждого морфологического признака; дать рекомендации по использованию морфологических признаков [6].

Объект и методы исследования. Объектом исследования послужили растения Pinus mugo 8–12-летнего возраста следующих культиваров P. mugo: Little Lädy, Litomysl, Kissen, Mops, Trompenburg, Winter Gold, Ophir и Gnom. Исследование проведено в питомнике «Сезоны» Московской области в течение 2018–2019 гг. в одинаковых почвенно-климатических условиях и условиях выращивания. У каждого культивара рассмотрено от двух до пяти экземпляров. В исследовании рассмотрены морфологические признаки органов, определяющих декоративные качества изучаемых культиваров. Признак «длина ассимилирующих листьев в верхней части аук-сибласта» определялся совокупно по 30 наблюдениям в миллиметрах в верхней трети приростов текущего года. Признак «длина ассимилирующих листьев в средней части ауксибласта» определялся совокупно по 30 наблюдениям в миллиметрах в средней трети приростов текуще- го года. Признак «длина ассимилирующих листьев в нижней части ауксибласта» определялся совокупно по 30 наблюдениям в миллиметрах в нижней трети приростов текущего года. Признак «длина чешуевидных листьев брахибластов» определялся совокупно по 30 наблюдениям в миллиметрах на брахибластах, расположенных в средней части приростов текущего года. Признак «длина чешуевидных листьев ауксибластов» определялся совокупно по 30 наблюдениям в миллиметрах в средней части приростов текущего года. Признак «длина ауксибласта текущего года» определялся совокупно по 30 наблюдениям в миллиметрах в средней части кроны на приростах текущего года. Признак «индекс овальности верхушечной почки», задающий степень сжатия верхушечной почки, определялся как отношение ширины в средней части верхушечной почки на ее длину; длина и ширина определялись совокупно по 30 наблюдениям в миллиметрах. Признак «индекс овальности боковой почки», задающий степень сжатия боковой почки, определялся как отношение ширины в средней части боковой почки на ее длину; длина и ширина определялись совокупно по 30 наблюдениям в миллиметрах. Признак «высота в 10-летнем возрасте» определялся по 2–10 растениям каждого культивара в сантиметрах в 10-летнем возрасте. Признак «максимальная ширина в 10летнем возрасте» определялся по 2–10 растениям каждого культивара в сантиметрах в 10летнем возрасте. Последний признак «расстояние от основания до окружности максимального диаметра» определялся как расстояние от основания кроны до горизонтально отложенного отрезка, имеющего максимальную длину в пределах кроны; наблюдения по данному признаку проводились на 2–10 растениях в сантиметрах в 10-летнем возрасте.

Результаты исследования и их обсуждение. По результатам проведенных дисперсионных анализов на установление влияния генотипа культиваров на изменчивость изучаемых морфологических признаков выяснилось, что генотип достоверно и сильно влияет на изменчивость всех изученных признаков. Результаты дисперсионных анализов данных об изменчивости морфологических признаков в зависимости от генотипа культивара приведены в сводной таблице.

Результаты однофакторных дисперсионных анализов данных об изменчивости культиваров Pinus mugo в зависимости от морфологических признаков

Источник вариации	SS	df	ms	σ²	F	F 05	F 01	p, %
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Длина хвоинки в верхней части ауксибласта, мм
Общая	57290	239	-	267	-	-	-
Факториальная	47652	7	6807	226	163,87	2,01	2,64	84
Случайная	9638	232	42	42	-	-	-	16
Длина хвоинки в средней части ауксибласта, мм
Общая	65659	239	-	304	-	-	-
Факториальная	51855	7	7408	245	124,51	2,01	2,64	80
Случайная	13804	232	59	59	-	-	-	20
Длина хвоинки в нижней части ауксибласта, мм
Общая	68453	239	-	318	-	-	-
Факториальная	55665	7	7952	263	144,27	2,01	2,64	83
Случайная	12787	232	55	55	-	-	-	17
Длина чешуевидных листьев брахибластов, мм
Общая	640	239	-	3	-	-	-
Факториальная	212	7	30	1	16,36	2,01	2,64	34
Случайная	429	232	2	2	-	-	-	66
Длина чешуевидных листьев ауксибласта, мм
Общая	369	239	-	2	-	-	-
Факториальная	105	7	15	0	13,18	2,01	2,64	29

Окончание табл.

1	2	3	4	5	6	7	8	9
Случайная	264	232	1	1	-	-	-	71
Длина ауксибласта текущего года, мм
Общая	369	239	-	2	-	-	-
Факториальная	105	7	15	0	13,18	2,01	2,64	29
Случайная	264	232	1	1	-	-	-	71
Индекс овальности ве				рхушечной почки
Общая	148	239	-	1	-	-	-
Факториальная	111	7	16	1	100,46	2,01	2,64	77
Случайная	37	232	0	0	-	-	-	23
Индекс овальности боковой почки
Общая	30	239	-	0	-	-	-
Факториальная	7	7	1	0	9,96	2,01	2,64	23
Случайная	23	232	0	0	-	-	-	77
Высота в 10-летнем возрасте, см
Общая	1556445	239	-	7399	-	-	-
Факториальная	1535928	7	219418	7311	2481,10	2,01	2,64	99
Случайная	20517	232	88	88	-	-	-	1
Максимальная ширина в 10-летнем возрасте, см
Общая	810473	239	-	3831	-	-	-
Факториальная	763504	7	109072	3629	538,75	2,01	2,64	95
Случайная	46970	232	202	202	-	-	-	5
Расстояние от основания до окружности максимального диаметра, см
Общая	431889	239	-	2053	-	-	-
Факториальная	425399	7	60771	2025	2172,38	2,01	2,64	99
Случайная	6490	232	28	28	-	-	-	1

Список литературы Оценка значимости морфологических признаков у культиваров Pinus mugoturra для их определения методом дисперсионного анализа

Артемов В.А. Морфогенез побегов Pinaceae (вступление в микрофенологию). Сыктывкар, 1976. 56 с.
Василевич С.Н. Морфогенез стелющихся и прямостоячих форм Pinus sibirica Du Tour (Pinaceae) на интразональных границах распространения // Журнал Сибирского федерального университета. Сер. Биология. Красноярск, 2013. Т. 6, № 3. С. 275-289.
Матюхин Д.Л., Симахин М.В. Определитель видов и форм сосен: учеб. пособие. М.: Цифровичок, 2019. 262 с.
Исачкин А.В., Крючкова В.А. Компьютерные технологии в биометрии. М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2014. 105 с.
Исачкин А.В., Крючкова В.А. Основы научных исследований в садоводстве. М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2012. 95 с.
Шмидт В.М. Математические методы в ботанике. Л.: Изд-во ЛГУ, 1984. 288 с.

Статья научная