ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2022, № 2, С. 172–187


ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ СЕМЕННОГО ПОТОМСТВА ДУБА ЧЕРЕШЧАТОГО В УСЛОВИЯХ АНТРОПОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ Г. МОСКВЫ
В. Н. Калаев1, И. В. Игнатова1, Н. Ю. Кулакова2, Е. А. Калаева1, С. А. Епринцев1
1 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет»
394018 Воронеж, Университетская пл., 1
2ФГБУН «Институт лесоведения РАН»
143030 Московская обл., п/о Успенское, ул. Советская, 21
E-mail: Dr_Huixs@mail.ru


Поступила в редакцию: 04.05.2020 г.
Проведено цитогенетическое исследование семенного потомства деревьев дуба черешчатого (Quercus robur L.), произрастающих в районах г. Москвы с разным уровнем антропогенного загрязнения. Установлены показатели и пределы изменчивости пролиферативной активности (митотической активности, долей клеток на отдельных стадиях митоза, уровня нарушений митоза) и ядрышковых характеристик (площади поверхности одиночных ядрышек, частоты встречаемости клеток с различными типами ядрышек, частоты встречаемости клеток с остаточным ядрышком на стадии мета-, ана-, телофазы митоза) семенного потомства дуба черешчатого. Выявлен полиморфизм цитогенетических показателей среди семенного потомства деревьев дуба черешчатого, произрастающих на обследованных территориях г. Москвы: обнаружены группы проростков с разным уровнем стабильности генетического материала (мутабильные - проростки с высоким уровнем нарушений митоза, слабомутабильные - с низким уровнем, промежуточные группы). Число выделенных групп зависит от степени антропогенного загрязнения территории. На загрязненной территории выделено 3 группы (мутабильная, слабомутабильная, промежуточная), а на экологически «чистой» - 5 групп (мутабильная, слабомутабильная и 3 промежуточные). Описаны цитогенетические характеристики проростков, входящих в выделенные группы, и установлены пределы варьирования цитогенетических показателей в зависимости от уровня загрязнения территории. Проведено общее и внутригрупповое сравнение цитогенетических показателей проростков семян дуба черешчатого, собранных на территориях с разным уровнем антропогенного загрязнения, с установленными ранее характеристиками семенного потомства дуба черешчатого в Воронежской области. Выявлены различия показателей пролиферативной активности и ядрышковых характеристик семенного потомства дуба черешчатого, произрастающего в разных регионах центра европейской части Российской Федерации.
Ключевые слова: митотическая активность, нарушения митоза, ядрышковые характеристики, остаточные ядрышки.
DOI: 10.31857/S0024114822010041


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



  • Алов И.А. Патология митоза (формы патологии, классификация, количественная характеристика) // Вестник АМН СССР. 1965. № 11. С. 58–66

  • Белоусов М.В. Влияние тяжелых металлов на цитогенетическую изменчивость сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.): Дис. … канд. биол. наук (спец. 03.02.08). Воронеж: ВГУ, 2011. 160 с.

  • Бурменко Ю.В., Баранова Т.В., Калаев В.Н., Сорокопудов В.Н. Цитогенетический полиморфизм семенного потомства интродуцентов на примере Rhododendron ledebourii Pojark // Turczaninowia. 2018. Т. 21. № 1. С. 164–173.

  • Васильев Д.В., Дикарева Н.С., Гераськин С.А. Многолетние исследования популяций сосны обыкновенной из районов с разным уровнем и спектром антропогенного загрязнения // Тенденции развития науки и образования. 2020. №64-1. С. 81-88.

  • Грушевая И.В., Игнатьева А.Н., Малыш Ю.М., Трепашко Л.И., Токарев Ю.С., Фролов А.Н. Генетический полиморфизм природных изолятов Nosema pyrausta (microsporidia: nosematidae) // Экологическая генетика. 2017. №1. С. 38–43.

  • Гультяева Е.И., Казарцев И.А., Шайдаюк Е.Л. Молекулярно-генетический полиморфизм Puccinia triticina в Южном Дагестане – центре совместной эволюции возбудителя бурой ржавчины и пшеницы // Генетика. 2015. Т. 55. № 4. С. 390–397.

  • Калаев В.Н. Цитогенетические реакции лиственных древесных растений на стрессовые условия и перспективы их использования для оценки генотоксичности окружающей среды: Дис. … д-ра биол. наук (спец. 03.02.07, 03.02.08). Воронеж: ВГУ, 2009. 414 с.

  • Калаев В.Н., Попова А.А. Цитогенетические характеристики и морфологические показатели семенного потомства деревьев дуба черешчатого (Quercus robur L.), произрастающих на территориях с разным уровнем антропогенного загрязнения // Вестник ВГУ. Серия химия, биология, фармация. 2014. № 4. С. 63–72.

  • Калаева Е.А., Артюхов В.Г., Калаев В.Н. Теоретические основы и практическое применение математической статистики в биологических исследованиях и образовании. Воронеж: Издательский дом ВГУ, 2016. 282 с.

  • Калаев В.Н., Артюхов В.Г., Попов В.Н., Игнатова И.В. Цитогенетический полиморфизм семенного потомства сосны обыкновенной на востоке Воронежской области // Лесоведение. 2010. № 4. С. 56–65.

  • Калинина Е.А., Винокурова Н.В. Особенности хромосомного полиморфизма Glyptotendipes glaucus Meigen, 1818 (Diptera, Chironomidae) из озера Чайка национального парка «Куршская коса» // Экологическая генетика. 2017. Т. 15. № 3. С. 27–33.

  • Карпова С.С. Влияние антропогенного загрязнения на цитогенетический полиморфизм семенного потомства березы повислой (Betula pendula Roth) в естественных и искусственных древостоях: Дис. … канд. биол. наук (спец. 03.02.07, 03.02.08). Воронеж: ВГУ, 2011. 149 с.

  • Карпова С.С., Калаев В.Н., Артюхов В.Г., Трофимова В.А., Осташкова Л.Г., Савко А.Д. Использование морфологических характеристик ядрышек клеток корней проростков березы повислой для определения степени загрязнения окружающей среды // Известия РАН. Сер. биол. 2006. № 1. С. 86–94.

  • Качыбекова А.К., Чекиров К.Б. Кариологические особенности ели Тянь-Шаньской (Picea schrenkiana subsp. Tianschanica) в условиях антропогенного загрязнения г. Бишкек // Электронный научный журнал "Universum: Химия и биология". 2020. № 6(72). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/9516.

  • Кулакова Н.Ю., Колесников А.В., Баранова Ю.А., Голубева М.В. Исследование адаптационных возможностей дуба черещчатого (Quercus robur) к автотранспортному загрязнению // Russian Journal of Agricultural & Socio-Economic Sciences. 2017. Т. 2. № 62. С. 239–249.

  • Ладнова Г. Г., Федотова И. Э., Курочицкая М. Г., Силютина В. В. Цитогенетические изменения в клетках апикальной меристемы зеленых насаждений города в зависимости от уровня антропогенной нагрузки // Юг России: экология, развитие. 2017. Т. 12. № 3. С. 146–152.

  • Лакин Г. Ф. Биометрия. М.: Высш. шк. 1990. 352 с.

  • Нахаева В.И., Александрова Т.В., Рубцова А.В. Генетический полиморфизм в популяциях Trifolium repens, произрастающих в различных условиях окружающей среды г. Омска // Успехи современного естествознания. 2015. № 1. С. 49–53.

  • Патент Российской Федерации № 2654605 МПК A01H 1/04 (2006.01); A01H 5/00 (2006.01). Способ оценки по цитогенетическим показателям качества семян Rhododendron ledebourii Pojark / Баранова Т.В., Калаев В.Н., Бурменко Ю.В.: заявитель и патентообладатель Воронежский государственный университет. - № 2016140096; заявл. 11.10.2016, опубл. 21.05.2018, Бюл. № 15. – 16 с.

  • Патент Российской Федерации № 2662650, МПК A01H 1/04 (2006.01); A01H 5/00 (2006.01). Способ отбора материнских растений Rhododendron ledebourii Pojark., продуцирующих семенное потомство с разным уровнем стабильности генетического материала / Баранова Т.В., Калаев В.Н., Бурменко Ю.В.: заявитель и патентообладатель Воронежский государственный университет. - № 2016139879, заявл. 10.10.2016, опубл. 26.07.2018, Бюл. № 21. – 13 с.

  • Патент Российской Федерации № 2681105, МПК A01H 1/04 (2006.01). Способ отбора материнских растений Picea pungens Engelm., продуцирующих семенное потомство с разным уровнем стабильности генетического материала и лучшими морфометрическими показателями / Баранова Т.В., Калаев В.Н.: заявитель и патентообладатель Воронежский государственный университет. - № 2018114226, заявл. 17.04.2018, опубл. 04.03.2019, Бюл. № 7. – 7 с.

  • Попова А.А. Цитогенетический и морфологический полиморфизм дуба черешчатого семенного потомства деревьев дуба черешчатого (Quercus robur L.) в условиях антропогенного загрязнения (на примере г. Воронеж): Дис. ... степени канд. биол. наук (спец. 03.02.07, 03.02.08). Воронеж: ВГУ, 2014. 142 с.

  • Челидзе П.В., Зацепина О.В. Морфофункциональная классификация ядрышек // Успехи современной биологии. 1988. Т. 105. № 2. С. 252–268.

  • Шейкина О.В., Криворотова Т.Н., Гладков Ю.Ф. Генетический полиморфизм и дифференциация семян сосны обыкновенной разных селекционных категорий по ISSR-маркерам // Лесотехнический журнал. 2019. № 4. С. 15–24.

  • Grill D., Müller M., Tausz M., Strnad B., Wonisch A., Raschi A. Effects of sulphurous gases in two CO2 springs on total sulphur and thiols in acorns and oak seedlings // Atmospheric Environment. 2004. V. 38. No. 23. P. 3775-3780.

  • Korshikov I., Belonozhko Y., Lapteva H. Cytogenetic abnormalities in seed progenies of Pinus pallasiana d. Don stands from technogenic polluted lands in the steppe of Ukraine // Ekológia (Bratislava). 2019. V. 38. No. 2. P. 117–125.

  • Pavlica M., Besendorfer V., Roša J., Papeš D. The cytotoxic effect of wastewater from the phosphoric gypsum depot on common oak (Quercus robur L.) and shallot (Allium cepa var. ascalonicum) // Chemosphere. 2000. V. 41, No. 10. P. 1519-1527.

  • Sluchyk V., Sluchyk I., Shyichuk A. Assessment of both environmental cytotoxicity and trace metal pollution using Populus simonii Carr. as a bioindicator // Environmental Monitoring & Assessment. 2017. V. 186. P. 6645–6650.