Анотація до роботи:

Пірко Н. М. Популяційно-генетична мінливість ялиці білої (Abies alba Mill.) в Українських Карпатах. – Рукопис.

Дисертацiя на здобуття наукового ступеня кандидата бiологiчних наук за спецiальнiстю 03.00.15 - генетика. Інститут клітинної біології і генетичної інженерії НАН України, Київ, 2005.

Дисертацію присвячено популяційно-генетичним дослідженням ялиці білої (Abies alba Mill.) в Українських Карпатах з використанням ізоферментів як молекулярно-генетичних маркерів. Вивчено генетичний контроль 11 ферментних систем, досліджено зчеплення 12 алозимних локусів. Основні показники генетичного поліморфізму для ялиці білої були наступними: P₉₉=66,7%, H_О=0,159, H_Е=0,167, Pg=4,46, A=3,13. Середнє значення генетичної дистанції Нея (D_N) для 8 популяцій A. alba становило 0,006. Кластеризація популяцій на основі значень D_N показала, що в одну групу об’єднуються популяції, які належать до суцільної смуги ялицево-букових лісів Українських Карпат. Встановлено, що 98% генетичної мінливості ялиці білої припадає на внутрішньопопуляційну і тільки 2% – на її міжпопуляційну складову. Одно- та мультилокусні оцінки ауткросингу вказують на досить високий рівень інбридингу у A. alba в Українських Карпатах. Аналіз генетичної мінливості зародків насіння материнських рослин дозволив встановити серед них значну нестачу гетерозигот. Розрахунковий морфометричний індекс – індекс форми луски (ІФЛ) виявився найбільш придатним для оцінки фенотипічної мінливості та диференціації популяцій A. alba. Встановлено, що дерева з альтернативними забарвленням насіннєвих крилець (світле – темне) мають певні генетичні відмінності.

1. Встановлено генетичний контроль ізоферментів ADH, GOT, GDH, SOD, FDH, MDH, DIA, LAP, ACP, EST, ME у Abies alba, ідентифіковано алельні варіанти 24 генних локусів, які в подальшому були використані для визначення основних параметрів генетичної мінливості, системи схрещування та пошуку зв’язку між індивідуальною гетерозиготністю та насіннєвою продуктивністю у 8 природних популяціях ялиці білої в Українських Карпатах; аналіз 51 пари генних локусів 6 ферментних систем виявив зчеплення тільки трьох пар локусів: Adh-1:Adh-2, Acp-2:Acp-3, Mdh-2:Me-2.

2. Середні значення основних показників генетичного поліморфізму ялиці білої в Українських Карпатах були такими: P₉₉=66,7%, H_О=0,159, H_Е=0,167, Pg=4,46, A=3,13. Виявлений рівень гетерозиготності в популяціях A. alba у дослідженому регіоні знаходиться в межах значень, що описані для популяцій цього виду із інших частин ареалу. Більшість вивчених популяцій ялиці білої знаходяться у стані генетичної рівноваги згідно закону Харді-Вайнберга.

3. В Українських Карпатах популяції характеризуються низькою підрозділеністю. Близько 98% генетичної мінливості припадає на внутрішньопопуляційну і тільки 2% – на її міжпопуляційну складову. Внесок окремих поліморфних локусів у генетичну диференціацію популяцій був нерівнозначним: від 0,9% за локусами Got-1 та Fdh-1 до 3,5% за локусом Acp-1.

4. Для гірських популяцій A. alba на межі природного ареалу характерний низький рівень генетичної диференціації. Генетична дистанція Нея між популяціями варіювала від 0,002 до 0,009, склавши в середньому 0,006, що вказує на високу схожість їх генетичних структур. Кластеризація популяцій за даними генетичних дистанцій свідчить, що шість популяцій A. alba, які належать до суцільної смуги ялицево-букових лісів Українських Карпат, об’єднуються в єдину групу.

5. У зародків насіння 4 досліджених популяцій A. alba відтворюється алельна та генотипова різноманітність, що характерна для материнських рослин. Але наявна гетерозиготність у зародків насіння була в середньому на 30,3% нижче, ніж у дерев. Для зародків насіння притаманний значний надлишок гомозигот.

6. Аналіз системи схрещування 147 дерев у чотирьох популяціях A. alba показав, що за багатолокусною (9 локусів) оцінкою частота ауткросингу (t_m) варіювала від 62,7 до 74,9% і в цілому для виду не перевищувала 67%.

7. Ялиця біла в Українських Карпатах характеризується досить низькою продуктивністю повного насіння – приблизно 35% від загальної кількості насіння у шишці, а 45% припадає на порожнє насіння, останні 20% – неповномірне. Визначено, що вибірки дерев з найвищою продуктивністю повного насіння та найнижчою продуктивністю неповноцінного насіння характеризуються більшим рівнем наявної гетерозиготності і більш високим значенням коефіцієнта перехресного запилення (t_m), ніж альтернативні вибірки дерев. Висока гетерозиготність рослин не є основною причиною утворення в їх шишках великої кількості порожнього насіння.

8. Встановлено дуже низький (СV=6,1–6,6%), низький (СV=7,5–11,6%) та середній (СV=12,6–17,9%) рівні варіювання морфометричних показників насіннєвих лусок, насіння з крильцями та їх розрахункових індексів у 313 дерев ялиці білої. З восьми індексів – індекс форми луски (ІФЛ) виявився найбільш придатним для оцінки фенотипічної мінливості та диференціації популяцій A. alba.

9. Дерева з альтернативним забарвленням насіннєвих крилець (світле – темне) мають певні генетичні відмінності. Показники, що характеризують генетичну та фенотипічну мінливість A. аlba, можуть бути використані в программах з селекційного поліпшення цієї важливої для України лісогосподарської породи.

Публікації автора:

1. Морозова Н.Н. (Пірко Н.М.) Семенная продуктивность Abies alba Mill. в природных популяциях Украинских Карпат // Промышленная ботаника. – 2002. – Вып. 2. – С. 211 – 214.

2. Коршиков И.И., Морозова Н.Н., Пирко Я.В. Генетический контроль изоферментов пихты белой (Abies alba Mill.) Украинских Карпат // Цитология и генетика. – 2003. – Т.37, № 3. – С. 36 – 40. (Здобувач брав участь у зборі насіннєвого матеріалу. Обробку зібраного матеріалу і проведення експерименту здійснено ним самостійно. За його участю проведено аналітичні роботи, інтерпретацію отриманих результатів і формулювання висновків).

3. Морозова Н.Н., Пирко Я.В. Связь аллозимной изменчивости и фактической семенной продуктивности у пихты белой (Abies alba Mill.) из Украинских Карпат // Промышленная ботаника. – 2003. – Вып. 3. – С. 104-107. ( Здобувач приймав участь у зборі насіннєвого матеріалу, самостійно здійснив генетичний і морфологічний аналізи, приймав участь в аналізі отриманих результатів, їх інтерпретації, формулюванні висновків).

4. Коршиков І. І., Морозова Н. М., Пірко Я. В. Популяційно-генетична мінливість ялиці білої (Abies alba Mill.) в Українських Карпатах // Доп. НАН України. – 2004. – №2.– С. 172 – 175. (Здобувачем прийнято участь у зборі насіннєвого матеріалу, самостійно зроблено ізоферментний аналіз, обробку та інтерпретацію отриманих результатів, прийнято участь у формулюванні висновків статті).

5. Коршиков І.І., Пірко Я.В., Пірко Н.М., Приваліхін С.М. Аналіз популяційно-генетичної мінливості п’яти видів хвойних Українських Карпат // Вісн. Львівського університету. Серія біологічна. – 2004. – Вып. 36. – С.108 – 115. (Здобувач брав участь у зборі насіннєвого матеріалу двох із п’яти видів хвойних, ним проведено аналіз та інтерпретацію отриманих результатів щодо ялиці білої, взято участь у формулюванні висновків).

6. Морозова Н.Н., Коршиков И.И. Сравнительный анализ аллозимного полиморфизма материнских деревьев и их семенного потомства у пихты белой (Abies alba Mill.) из популяции Украинских Карпат // Интродукция растений. – 2004. – № 2. – С. 68 – 72. (Матеріал, який було покладено в основу статті, зібрано здобувачем. Самостійно проведено ізоферментний аналіз материнських рослин та зародків насіння, прийнято участь у формулюванні висновків).

7. Коршиков И.И., Калафат Л.А., Пирко Я.В., Терлыга Н.С., Великоридько Т.И., Бычков С.А., Чемерис Е.В., Скидан Е.М., Фоменко Г.Е., Тунда С.Н., Коба В.П., Морозова Н.Н. Полиморфизм аспартатаминотрансферазы и глутаматдегидрогеназы у шести коренных видов рода Pinus L. в Украине // Физиология и биохимия культурных растений. – 2001. – Т. 34, № 3. – С. 252 –259. (Здобувач приймав участь у проведенні експерименту).

8. Коршиков И.И, Макогон И.В., Морозова Н.Н., Пирко Я.В. Гетерозиготность и индивидуальная изменчивость доли полных и пустых семян у ели европейской (Picea abies (L.) Karst.) в первичном интродукционном насаждении // Интродукция растений. – 2002. – № 3 - 4. – С. 88 – 92. (Здобувачем зібрано польовий матеріал, за його участю проведено ізоферментний аналіз, інтерпретацію отриманих результатів).

9. Коршиков І.І., Макогон І.В., Морозова Н.М., Пірко Я.В. Взаємозв’язок якості насіння з гетерозиготністю материнських рослин ялини європейської (Picea abies (L.) Karst.) // Наук. Зап. Тернопільського педуніверситету. Серія: біологія. – 2002. – Т.3, вип.18. – С.106 – 109. (Збір насіннєвого матеріалу здійснено дисертантом. Він також брав участь у інтерпретації отриманих результатів та формулюванні висновків статті).

10. Коршиков И.И., Морозова Н.Н., Пирко Я.В., Макогон И.В. Параметры генетической изменчивости ели европейской (Picea abies (L.) Karst) в дендрарии Донецкого ботанического сада // Вісн. Дніпропетровського університету. Біологія. Екологія. – 2003. – Т. 2, вип. 10. – 116-120. (Збір насіннєвого матеріалу, проведення експерименту зроблено здобувачем самостійно, прийнято участь в інтерпретації отриманих результатів, формулюванні висновків статті).

11. Коршиков И.И., Морозова Н.Н., Пирко Я.В. Изменчивость морфометрических показателей семян с крылышками у Abies alba в популяциях Украинских Карпат // Тез. докл. II междунар. конф. по анатомии и морфологии растений (Санкт-Петербург, 14-18 октября 2002 г.). – СПб: Б.и, 2002. – С. 56-57.

12. Морозова Н.Н., Пирко Я.В., Коршиков И.И. Аллозимная изменчивость ели европейской в первичном интродукционном насаждении Донбасса // Сб. тез. доп. Міжнар. наук. - практ. конф. “Рослини та промислове середовище.” – Днепропетровск: Вид-во Діпропет. ун-ту, 2002. – С. 35.

13. Морозова Н.Н., Макогон И.В. Индивидуальная изменчивость показателей семеношения у ели европейской в первичном интродукционном насаждении Донбасса // Еколого-біологічні дослідження на природних та антропогенно змінених територіях: Матер. наук. конф. молодих вчених (Кривий Ріг, 13-16 травня 2002 р.). – Кривий Ріг: Б.в. 2002. – С. 238 – 239.

14. Морозова Н.Н., Мельник И.В., Глоба Е.В. Поиск перспективных признаков для оценки дифференциации природных популяций Abies alba Mill. // Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів. Зб. доп. I Міжнар. конф. аспірантів та студентів. – Донецьк: Вид-во Донецьк. гос. ун-ту, 2002. – С. 64 – 65.

15. Морозова Н.Н. Изменчивость окраски семенных крылышек Abies alba Mill. в природных популяциях Украинских Карпат // Відновлення порушених природних екосистем. Матер. першої міжнар. наук. конф. (Донецьк, 24-27 вересня 2002 р.). – Донецьк: Б.в. 2002. – С. 279 – 281.

16. Морозова Н.Н., Пирко Я.В. Аллозимный полиморфизм GOT и GDH у пихты белой (Abies alba Mill.) в Украинских Карпатах // Тез. доп. VIII конф. молодих вчених "Сучасні напрямки у фізіології та генетиці рослин" (Київ, 23-25 жовтня 2002 p.). – Київ: Б.в., 2002. – С. 72.

17. Коршиков И.И., Морозова Н.Н., Пирко Я.В. Генетическая структура и дифференциация маргинальных популяций пихты белой (Abies alba Mill.) в Украинских Карпатах // Актуальные проблемы генетики: Матер. 2-й конф. Москов. общ-ва генетиков и селекционеров им. Н.И.Вавилова (Москва, 20 – 21 февраля 2003 г.). – Москва: Изд-во МСХА, 2003. – Т. 1 – С. 108 – 109.

18. Морозова Н.Н., Пирко Я.В. Генетический контроль алкогольдегидрогеназы и кислой фосфатазы у пихты белой (Abies alba Mill.) // Биоразнообразие. Экология. Эволюция. Адаптация: Матер. юбилейной науч. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 180-летию со дня рождения Л.С. Ценковского (Одесса, 28 марта – 1 апреля 2003 г.). – Одесса: Б.и. – 2003. – С.104.

19. Пирко Н.Н., Пирко Я.В. Генетическая изменчивость пихты белой (Abies alba Mill.) на Буковине // Промислова ботаніка: стан та перспективи розвитку: Матер. IV міжнар. конф. (Донецьк, 17-19 вересня 2003 р.) – Донецьк: Б.в., 2003. – С. 134 – 135.

20. Пирко Н.Н. Одно- и мультилокусная оценка перекрестного опыления в природной популяции Abies alba Mill. // Збереження біорізноманітності на південному сході України: Матер. наук.-практ. конф. ( Донецьк, 14 вересня 2004 р.). – Донецьк: Б.в., 2004. – С. 44 – 45.