ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2019, № 3, С. 177-187


ИДЕНТИФИКАЦИЯ ВИДОВ БЕРЕЗ В ЗАБОЛОЧЕННЫХ ЛЕСАХ ЦЕНТРА РУССКОЙ РАВНИНЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
А. А. Маслов1, О. Ю. Баранов2, А. А. Сирин1
1Институт лесоведения РАН
Россия, 143030 Московская обл., п/о Успенское, ул. Советская, 21,
E-mail: amaslov@ilan.ras.ru
2Институт леса НАН Беларуси
Беларусь, 246001, Гомель, ул. Пролетарская, 71


Поступила в редакцию 26.03.2018 г.
Определен таксономический статус берез (Betula pendula, B. pubescens и их гибриды) на основе молекулярно-генетической оценки (по SSR-маркерам) уровня плоидности в сырых и болотных типах леса Центра Русской равнины на экспериментальных объектах Института лесоведения РАН. Согласно молекулярно-генетическому анализу, на гибриды B. pendula×B. pubescens в объединенной выборке приходится 11% деревьев. Таким образом, гибриды березы являются неотъемлемым компонентом природных сообществ. Впервые показано, что на олиготрофных торфяных болотах среди берез абсолютно преобладает B. pendula, гибриды редки, а B. pubescens встречается единично. В сыром сосняке-черничнике B. pendula входит в первый ярус древостоя, а нижний высотный полог сформирован деревьями B. pubescens и гибридами. Показано, что определение видов березы по ключам из определителей флоры часто приводит к ошибочным результатам, так как значения признаков встречаются в разных комбинациях. Для всех деревьев, отнесенных по результатам молекулярно-генетического анализа к B. pendula, был характерен тип кроны с ветвями «вверх», без явных признаков «поникания».
Ключевые слова: Betula pendula, Betula pubescens, гибриды, SSR-маркеры, молекулярно-генетический анализ, типы леса, заболоченные леса, болотные леса.
Исследование выполнено при поддержке проекта «Восстановление торфяных болот в России в целях предотвращения пожаров и смягчения изменений климата», финансируемого в рамках Международной климатической инициативы Федеральным министерством окружающей среды, охраны природы, строительства и безопасности ядерных реакторов Федеративной Республики Германия и управляемого через немецкий банк развития KfW (проект № 11 III 040 RUS K Восстановление торфяных болот) и при частичной поддержке РФФИ (проект 16-05-00762).
DOI: 10.1134/S0024114819020062


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



  • Абатуров Ю.Д., Зворыкина К.В., Ильюшенко А.Ф. Типы березовых лесов центральной части южной тайги. М.: Наука, 1982. 156 с.

  • Атрохин В.Г., Калуцкий К.К., Тюриков Ф.Т. Древесные породы мира. Т. 3. Древесные породы СССР. М.: Лесн. пром-сть, 1982. 264 с.

  • Балюцкас В., Балюцкене А., Баранов О.Ю. Морфолого-генетическая  характеристика межвидовых гибридов (B. pendula×pubescens) в полусибсовом потомстве березы повислой // Наука о лесе XXI века: Матер. Междунар. научно-практической конф. (17–19 ноября 2010 г., Гомель). Гомель: Институт леса НАН Беларуси, 2010. С. 130–134.

  • Баранов О.Ю., Балюцкас В. Использование молекулярно-генетических маркеров для анализа плоидности осины и березы // Проблемы лесоведения и лесоводства. Гомель: Институт леса НАН Беларуси, 2009. Вып. 69. С. 129–135.

  • Бородина Н.А., Некрасов В.И., Некрасова Н.С., Петрова И.П., Плотникова Л.С., Смирнова Н.Г. Деревья и кустарники СССР. М.: Мысль, 1966. 637 с.

  • Буторина А.К. Цитогенетика хозяйственно-ценных форм карельской березы // Генетика, 1985. Т. 21. №7. С. 1192–1198.

  • Ветчинникова Л.В. Береза: вопросы изменчивости (морфо-физиологические и биохимические аспекты). М.: Наука, 2004. 183 с.

  • Вомперский С.Э., Сирин А.А., Сальников А.А., Цыганова О.П., Валяева Н.А. Оценка площади болотных и заболоченных лесов России // Лесоведение. 2011. № 5. С. 3–11.

  • Данченко А.М. Популяционная изменчивость березы. Новосибирск: Наука, 1990. 205 с.

  • Денисов С.А. Динамика формационной структуры березняков в связи с их онтогенезом в различных эдатопах в Среднем Поволжье // Вестник Марийского государственного технического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование, 2009. № 3. C. 13–27.

  • Губанов И.А., Киселёва К.В., Новиков В.С., Тихомиров В.Н. Иллюстрированный определитель растений Средней России. Т. 2: Покрытосеменные (двудольные: раздельнолепестные). М.: Товарищество научных изданий КМК. 2003. 665 с.

  • Коропачинский И.Ю. Естественная гибридизация и проблемы систематики берез Северной Азии // Сибирский экологический журнал. 2013. Т. 20. № 4. С. 459–479.

  • Лесная энциклопедия. М.: Советская энциклопедия. 1985. Т. 1. 563 с.

  • Маевский П.Ф. Флора средней полосы европейской части СССР. Изд. 9-е. Л.: Колос, 1964. 880 с.

  • Маслов А.А. Количественный анализ горизонтальной структуры лесных сообществ. М.: Наука, 1990. 160 с.

  • Маслов А.А. Динамика древостоя и нижних ярусов на олиготрофном лесном болоте близ Звенигорода: концептуальная модель процессов в масштабе десятилетий // Бюллетень МОИП. Отдел биологический. 2001. Т. 106. № 4. C. 71–77.

  • Маслов А.А. Механизмы динамики лесного сообщества в фазе климакса на примере олиготрофного сосняка пушицево-сфагнового // Актуальные проблемы геоботаники. III Всероссийская школа-конференция. Лекции. Петрозаводск: Изд-во Карельского НЦ РАН, 2007. C. 349–364.

  • Маслов, А.А. Мониторинг биоразнообразия и процессов природной динамики в заповедных лесных участках: программа и итоги работ за 25 лет // Структура и функции лесов Европейской России. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2009. C. 172–190.

  • Маслов А.А., Сирин А.А. Определение видов березы по морфологическим признакам и путем анализа ДНК // Наука – инновационному развитию лесного хозяйства. Гомель: Институт леса НАН Беларуси, 2015. C. 346–348.

  • Маслов А.А., Сирин А.А. Береза повислая и береза пушистая в заболоченных биотопах: традиционный подход и современный ДНК-анализ // Генетика популяций: прогресс и перспективы. Матер. Междунар. научной конференции (17–21 апреля 2017 г., Звенигородская биологическая станция им. С.Н. Скадовского Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова). М.: Ваш Формат, 2017. C. 163–165.

  • Махнев А.К. Внутривидовая изменчивость и популяционная структура берез секции Albae и Nanae. М.: Наука, 1987. 129 с.

  • Машкина О.С., Табацкая Т.М., Баранов О.Ю., Зеленина Е.А. Цитогенетические и молекулярно-генетические особенности коллекции ценных генотипов березы, длительно культивируемой в условиях in vitro // Биология клеток растений in vitro и биотехнология: Матер. X Междунар. конференции (14–18 октября 2013 г., Казань). Казань: Казанский институт биохимии и биофизики Казанского НЦ РАН, 2013. С. 301.

  • Падутов В.Е., Баранов О.Ю., Воропаев Е.В. Методы молекулярно-генетического анализа. Минск: Юнипол, 2007. 176 с.

  • Распределение площади лесов и запасов древесины по преобладающим породам и группам возраста. М. Комитет лесного хозяйства Московской области, 2018. –электронный ресурс: URL: klh.mosreg.ru/dokumenty/otkrytye-dannye/raspredelenie-ploshchadi-lesov-i-zapasov-drev/12-02-2018-09-30-00-forma-2-glr-na-01-01-2017. Дата обращения: 20.08.2018.

  • Русанович И.И., Скворцов А.К. Использование дискриминантного анализа для нахождения разграничительных видовых характеристик формы листа берез // Журнал общей биологии. 1981. Т. 42. № 5. С. 762–770.

  • Сирин А.А., Маслов А.А., Валяева Н.А., Цыганова О.П., Глухова Т.В. Картографирование торфяных болот Московской области по данным космической съемки высокого разрешения // Лесоведение. 2014. № 5. С. 65–71.

  • Соколов С.Я., Связева О.А., Кубли В.А., при участии Скворцова А.К., Грудзинской И.А., Огуреевой Г.Н. Тиссовые – Кирказоновые. Т. 1. Л.: Наука, 1977. 164 с..

  • Суворов Г.Г., Чистотин М.В., Сирин А.А. Потери углерода при добыче торфа и сельскохозяйственном использовании осушенного торфяника в московской области // Агрохимия. 2015. № 11. С. 51–62.

  • Шиманюк А.П. Дендрология. Изд. 2-е М.: Лесн. пром-сть, 1974. 264 с.

  • Atkinson M.D. Betula pendula Roth (B. verrucosa Ehrh.) and B. pubescens Ehrh. // Journal of Ecology. 1992. V. 80. N 4. P. 837–870.

  • Atkinson M.D., Codling A.N. A reliable method for distinguishing between Betula pendula and B. pubescens // Watsonia. 1986. V. 16. N 1. P. 75–76.

  • Beck P., Caudullo G., de Rigo D., Tinner W. Betula pendula, Betula pubescens and other birches in Europe: distribution, habitat, usage and threats // European atlas of forest tree species. Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2016. P. 70–73.

  • Brown I.R., Kennedy D., Williams D.A. The occurrence of natural hybrids between Betula pendula Roth and B. pubescens Ehrh. // Watsonia. 1982. V. 14. P. 133–145.

  • Howland D., Oliver R., Davy A. Morphological and molecular variation in natural populations of Betula // New Phytologist, 1995. V. 130. P. 117-124.

  • Kulju K.K.M., Pekkinen M., Varvio S. Twenty-three microsatellite primer pairs for Betula pendula (Betulaceae) // Molecular Ecology Notes. 2004. V. 4. N 3. P. 471–473.

  • Maliouchenko O., Palmé A.E., Buonamici A., Vendramin G.G., Lascoux M. Comparative phylogeography and population structure of European Betula species, with particular focus on B. pendula and B. pubescens // Journal of Biogeography. 2007. V. 34. N 9. P. 1601–1610.

  • Sirin A., Minayeva T., Yurkovskaya T, Kuznetsov O., Smagin V., Fedotov Yu. Russian Federation (European Part) // Mires and peatlands of Europe: Status, distribution and conservation. Stuttgart: Schweizerbart Science Publishers, 2017. P. 589–616.

  • Wang N., Borrell J., Buggs R. Is the Atkinson discriminant function a reliable method for distinguishing between Betula pendula and B. pubescens (Betulaceae)? // New Journal of Botany. 2014. V. 4. PP. 90–94.