Молекулярна анотація раритетних видів триби Sileneae DC. флори України

Дисертаційна робота присвячена молекулярно-філогенетичному аналізу дев’яти раритетних видів триби Sileneae DC. флори України, з’ясуванню їх таксономічного статусу та пошуку фенотипних ознак, що узгоджуються з молекулярно-генетичною відокремленістю певних таксонів. Отримано 19 нуклеотидних послідовностей ITS1-5,8S-ITS2 кластеру ядерних рибосомальних генів для 17 таксонів триби Sileneae, для семи таксонів – вперше. Критично проаналізовано систему триби із застосуванням молекулярно-філогенетичного підходу. За маркерними послідовностями ITS1 та ITS2 проведено молекулярну анотацію раритетних видів, реконструкцію вторинних структур цих послідовностей та їх порівняльний аналіз з такими близьких таксонів. Особливу увагу приділено критичним у систематичному відношенні таксонам – Atocion hypanicum (Klok.) Tzvel., A. lithuanicum (Zapał.) Tzvel., Silene sytnikii Krytzka, Novosad et Protopopova та S. syreistschikowii P. Smirn. Для них, окрім молекулярно-генетичних даних, в порівняльно-морфологічному аспекті методами світлової та сканувальної електронної мікроскопії вивчено мікроморфологічні особливості пилкових зерен (п. з.), насінин та поверхні листкової пластинки. На основі філогенетичного аналізу проведено оцінку і верифікацію різних систем триби. Показано, що топологія на рівні родів (макроклад) в цілому збігається з системою Oxelman зі співавт. (2000) та включає п’ять макроклад – Atocion, Viscaria, Heliosperma, Lychnis та Silene. При цьому, в більшості випадків отримана нами філогенетична реконструкція на нижчих рівнях (мікроклади) співпадає з 3 класичними морфологічними системами (Клоков, 1952; Цвєльов, 2001; Федорончук, 2016), хоча таксономічний ранг деяких таксонів (Otites Adans., Oberna Adans., Cucubalus L., Coccyganthe (Reihenb.) Reichenb., Melandrium Röhl., Pleconax Raf., Elisanthe (Fenzl) Fenzl) у фенотипних системах є завищеним. Оцінку рангу досліджуваних таксонів проводили шляхом визначення типів відмін у вторинній структурі ITS-послідовностей, що узгоджуються з біологічною концепцією виду (Coleman, 2009). Згідно з цією концепцією, таксони, що різняться наявністю хоча б однієї компенсаторної заміни (CBC) у вторинній структурі ITS2, репродуктивно є повністю ізольованими, оскільки їх гамети не здатні до розпізнавання одна одної і, відповідно, до статевої взаємодії; рівень відмін між такими таксонами відповідає відмінам на рівні роду. Таксони, відміни між якими у послідовностях ITS пов’язані з наявністю напівкомпенсаторних (hCBC) чи відмін у вторинній структурі (sst), мають репродуктивні обмеження, і розглядаються як різні види одного роду. Заміни в одноланцюгових ділянках (nst) оцінюються як певні часові маркери розходження двох таксонів, між якими генетично детермінована репродуктивна ізоляція відсутня; такі таксони розглядаються як такі, що мають ранг нижче виду, або як близькі види. Щодо іншого типу відмін, а саме наявності поліморфних сайтів, які інколи можуть розглядатися як однонуклеотидні поліморфізми (SNP), однозначної таксономічної інтерпретації не розроблено. У різних джерелах SNP в ITS-послідовностях оцінюються як ознаки гібридів, таксонів гібридогенного походження, близьких видів або різних популяцій одного виду. Для уточнення статусу операційних одиниць, відмінних лише за наявністю SNP, нами було проведено гібридизаційні експерименти по схрещуванню представників триби, зокрема A. lithuanicum та A. armeria (L.) Raf., та встановлено, що поява SNP в цьому випадку є наслідком гібридизації і представляє собою комбінацію батьківських алелей. Тобто, у межах дослідженої групи наявність SNP у послідовностях ITS1-5,8S-ITS2 може свідчити про гібридне походження таксону.

Мартинюк В. О. Молекулярна анотація раритетних видів триби Sileneae DC. флори України : дис. ... канд. біол. наук : 03.00.05 - ботаніка / Мартинюк Вікторія Олександрівна. - Київ, 2019. - 217 с.