
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

Хромосомные числа у некоторых видов растений семейства Cupressacea,Pinacea в естественных условиях

Работа №	27814
Тип работы	Главы к дипломным работам
Предмет	биология
Объем работы	39
Год сдачи	2017
Стоимость	7300 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	511

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

Введение 3
Глава 1. Обзор литературы. Изменчивость хромосомных чисел и хромосомные перестройки как факторы микроэволюции и адаптации 6 хвойных
1.1. Числа хромосом хвойных 6
1.2. Хромосомные перестройки у хвойных 13
Глава 2. Объекты и методы исследования 17
2.1. Объекты исследования 17
2.2. Методика определения качества семян 29
2.3 Методика исследования чисел хромосом хвойных 29
Заключение 46
Список использованных источников

Введение

Хромосомные числа содержат информацию о происхождении видов, отражают особенности их эволюции и адаптации. Выявление кариологических рас (различного уровня плоидности - полиплоидия, либо неполных хромосомных наборов - анеуплоидия) может свидетельствовать об относительном возрасте таксона, индицировать происходящие внутри вида генетические изменения, хромосомную нестабильность (Чепинога, 2014). Кариологические исследования позволяют выявлять центры происхождения, пути миграции, прогнозировать реакцию видов при изменениях среды (Пробатова, 2003). Исследование хромосомных чисел хвойных важно для понимания явлений их видообразования, гибридизации и адаптации, а также для решения вопросов таксономии, селекции, разработке мероприятий по интродукции.
Цель работы: исследование чисел хромосом и хромосомных перестроек в семенном потомстве некоторых видов семейств Cupressaceae и Pinaceae в естественных (оптимальных и экстремальных) условиях их произрастания и при интродукции.
Основные задачи исследования:
1. Провести анализ данных мировой литературы о состоянии изученности вопроса изменчивости чисел хромосом и хромосомных перестроек у хвойных в различных условиях произрастания.
2. В процессе исследования чисел хромосом определить массу 1000 шт. семян, их всхожесть и энергию прорастания у анализируемых видов хвойных семейств Cupressaceae и Pinaceae: Cupressus sempervirens, Thuja occidentalis, Thuja orientalis, Sequoiadendron giganteum, Pinus brutia, Pinus jeffreyi, Pinus pinaster, Pinus pityusa, Pinus sylvestris, Larix sibirica.
3. Исследовать числа хромосом в семенном потомстве Cupressus sempervirens, Thuja orientalis, Pinus pinaster, Pinus sylvestrisв условиях интродукции, Sequoiadendron giganteum, Pinus jeffreyi - в естественных оптимальных условиях, Larix sibirica(включая внутривидовые формы) - в естественных экстремальных условиях .
4. Проанализировать спектр и частоту встречаемости хромосомных перестроек в метафазных клетках Cupressus sempervirens, Thuja orientalis, Sequoiadendron giganteum, Pinus jeffreyi, Pinus pinaster, Pinus sylvestris, Larix sibirica.
Научная новизна.
Обобщены материалы мировой литературы по изменчивости числа хромосом хвойных как фактора их микроэволюции и адаптации к условиям окружающей среды.
Установлены числа хромосом для Cupressus sempervirens, Thuja orientalis, Sequoiadendron giganteum, Pinus jeffreyi, Pinus pinaster, Pinus sylvestris, Larix sibiricaв естественных оптимальных, естественных экстремальных местопроизрастаниях и в условиях интродукции. У Pinus sylvestris, Pinus pinaster, Pinus jeffreyi, Sequoiadendron giganteum, Larix sibiricaобнаружена миксоплоидия. У Sequoiadendron giganteumи Pinus jeffreyiмиксоплоидия выявлена впервые для данных видов. У Larix sibiricaнайдены добавочные хромосомы.
Практическая значимость. Полученные данные по изменчивости чисел хромосом хвойных могут служить основой для разработки критериев улучшения селекционных подходов к выращиванию устойчивых и продуктивных насаждений в соответствии с конкретными экологическими условиями.
Апробация. Результаты проведенного исследования опубликованы в 3 статьях (Седельникова, 2016; Седельникова, Селянина, 2017; Селянина, 2017), 1 работа находится в печати. Материалы дипломного исследования представлялись на VI Международной научной конференции «Селекцшно- генетична наука i освгга Парieвi читання» (Уманский национальный университет садоводства), Национальный дендрологический парк «Софиевка» НАНУ, 15-17 марта 2017 г., г. Умань, Украина), и докладывались на конференции ИЛ СО РАН в рамках конкурса-конференции Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук» для молодых ученых, аспирантов и студентов (Институт леса им. В.Н. Сукачева ФИЦ КНЦ СО РАН, 5 апреля 2017 г., Красноярск). Также получена почетная грамота за успешное участие на ХХ Международной научной конференции «Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений» («Сибирский государственный аэрокосмический университет имени М.Ф. Решетнева», 11-12 апреля 2017 г., г. Красноярск, Россия).
Дипломная работа выполнялась на базе лаборатории лесной генетики и селекции Института леса им. В.Н. Сукачева ФИЦ КНЦ СО РАН. Автор выражает признательность руководителям дипломной работы д.б.н. Т.С. Седельниковой и к.б.н. И.П. Филипповой за помощь, оказываемую в проведении данной работы и ценные советы, д.б.н. А.В. Пименову и М.В. Барковой - за предоставление материала для исследований.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

По результатам проведенных исследований можно сформулировать следующие выводы:
1. Значения массы 1000 шт. семян Thuja occidentalis, Pinus brutia, Pinus pityusa, Sequoiadendron giganteum, Cupressus sempervirens, Thuja orientalis, Pinus pinaster, Pinus jeffreyiсоответствуют их видовым характеристикам.
2. Показатели качества (всхожесть и энергия прорастания) семян Thuja occidentalis, Pinus brutia, Pinus pityusa, Sequoiadendron giganteum, Cupressus sempervirens, Thuja orientalis, Pinus pinaster, Pinus jeffreyiзначительно варьируют, что может быть связано с различными сроками их сбора, условиями стратификации, периодом проращивания, успешностью опыления.
3. В диплоидном наборе исследованных видов семейства Cupressaceae (Sequoiadendron giganteum, Cupressus sempervirens, Thuja orientalis) содержатся 22 хромосомы (2n = 2х = 22), видов Pinaceae (Pinus pinaster, Pinus jeffreyi, Pinus sylvestris, Larix sibirica) - 24 хромосомы (2n = 2х = 24).
4. Среди видов, произрастающих в условиях интродукции (Thuja orientalis, Cupressus sempervirens, Pinus pinaster, Pinus sylvestris), миксоплоидия обнаружена у Pinus pinasterи Pinus sylvestris.
5. У всех произрастающих в естественных условиях видов (Sequoiadendron giganteum, Pinus jeffreyi, Larix sibirica) найдена миксоплоидия. У Sequoiadendron giganteumи Pinus jeffreyiмиксоплоидия выявлена впервые для данных видов. У Larix sibiricaотмечено появление добавочных, или В- хромосом.
6. Наибольшая частота встречаемости метафазных клеток с нарушениями числа хромосом отмечена для естественной популяции Larix sibirica, произрастающих в условиях антропогенного загрязнения, а отсутствие изменений хромосомных чисел характерно для Thuja orientalisи Cupressus sempervirensв условиях интродукции в благоприятных условиях парковых и курортных зон.
7. Хромосомные перестройки с высокой частотой встречаемости обнаружены в семенном потомстве естественной популяции Larix sibirica, произрастающей в условиях антропогенного загрязнения.
8. Изменчивость числа хромосом и хромосомные перестройки у хвойных могут служить в качестве тест-критериев для проведения цитогенетического мониторинга естественных популяций хвойных в экотопах с различной степенью природной и антропогенной экстремальности, а также в условиях интродукции.

Литература

1. Бадаева Е.Д., Салина Е.А. Структура генома и хромосомный анализ растений // Вавиловский журн. генетики и селекции. 2013. Т. 17. № 4/2. С. 1017-1043.
2. Биоразнообразие лиственниц Азиатской России. / Отв. ред. С.П. Ефремов, Л.И. Милютин; Рос. акад. наук, Сиб. Отд-ние, Ин-т леса им. В.Н. Сукачева. - Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2010. 159 с.
3. Борисов Ю.М. В-хромосомы и пластичность вида // Экологическая генетика. 2013. Т. XI. № 2. С. 73-83.
4. Булыгин Н.Е. Дендрология: Учебное пособие для вузов. М.: Агропромиздат, 1985. 280 с.; Смоляк Л.П., Антипов В.Г., Гуняженко И.В. Дендрология: Учеб. пособие для вузов. Минск: Вышэйшая школа, 1990. - 160 с.
5. Буторина А.К., Белозерова М.М., Пожидаева И.М., Мурая Л.С.,
Хатунцева Л.Н. Значение кариологических исследований для
эффективного подбора пар при гибридизации и для ранней оценки гибридного потомства // Тезисы докладов научной конференции «Состояние и перспективы развития лесной генетики, селекции, семеноводства и интродукции. Методы селекции древесных пород». - Рига, 1974. - С. 185-187.
6. Буторина А.К. Факторы эволюции кариотипов древесных // Успехи соврем. биол. - 1989. - 108, вып. 3 (6). - С. 342-357.
7. ГОСТ 13056.6-75. Семена деревьев и кустарников. Методы определения всхожести. М. - 1975. - 37 с.
8. Дубинин Н.П. Общая генетика . М.: Наука, 1986. - 559 с.
9. Захаренко Г.С. Биологические основы интродукции и культуры видов рода кипарис (Cupressus L.). Киев: Аграрна наука, 2006. - 256 с.
10. Калашник Н.А. Хромосомные нарушения как индикатор оценки степени техногенного воздействия на хвойные насаждения // Экология. 2008. № 4. с. 276-286.
11. Карпюк Т.В., Муратова Е.Н., Владимирова О.С., Седельникова Т.С. Кариологический анализ ели Шренка // Лесоведение. 2009. № 1. С. 52-58.
12. Квитко О.В., Муратова Е.Н., Сизых О.А., Владимирова О.С. Числа хромосом некоторых видов хвойных // Бот. журн. - 2009. - Т. 94. - № 2. - С. 145-147.
13. Козубов Г.М,. Муратова Е.Н. Современные голосеменные. Л.: Наука, 1986. 193 с.
14. Коршиков И.И., Ткачева Ю.А., Лаптева Е.В. Патологии митоза (мосты) в клетках проростков семян трех видов хвойных популяций и насаждений техногенно загрязненных территорий // Автохтонш та штродудуковаш рослини. - Випуск 9. - 2013. - с. 92-100.
15. Кунах В.А. Пластичность генома соматических клеток и адаптивность растений // Молекулярн. и прикладн. генет. - 2011. - 12. - С. 7-14.
16. Кунах В.А. Додатковi або В-хромосоми рослин. Походження i бюлопчне значення // Bien. Украшськ. тов. генетикав i селекцiонерiв. - 2010. - 8, № 1. - С. 99-139.
17. Кунах В.А. Мобыьш генетичн елементи i пластичшсть геному рослин. К!ев: Логос. 2013. 288 с.
18. Муратова Е.Н., Круклис М.В. Хромосомные числа голосеменных растений. -Новосибирск: Наука, 1988. - 117 с.
19. Муратова Е.Н. В-хромосомы голосеменных // Успехи соврем. биол. - 2000. -120, № 5. - С. 452-465.
20. Муратова Е.Н. Кариологическое исследование Larix sibirica (Pinaceae)в различных частях ареала // Бот. журн. - 1991. - Т. 76. - № 11. - С. 1586¬1595.
21. Муратова Е.Н., Круклис М.В. Полиплоидия, анеуплоидия и гаплоидия у голосеменных растений // Цитол. и генет. - 1982. - № 6. - С. 56-66.
22. Муратова Е.Н., Седельникова Т.С., Пименов А.В. и др. Развитие кариологических и цитологических методов для анализа популяций хвойных в различных эколого-географических условиях // Эколого¬географические аспекты лесообразовательного процесса. Матер. Всерос. конф. с участием иностранных учёных. Красноярск, 2009. С. 317-320.
23. Патрушев Л.И., Минкевич И.Г. Проблемы размера геномов эукариот // Успехи биол. химии. - 2007. - 47. - С. 293-370.
24. Пименов А.В., Седельникова Т.С., Ташев А.Н. Числа хромосом видов Pinaceae в Болгарии // Ботан. журн. 2012. Т. 97. № 9. С. 1238а-1241.
25. Пименов А.В., Седельникова Т.С Аномалии митоза в проростках Pinus sylvestris (Pinaceae) на евтрофном осушенном болоте // Ботан. журн. №10.2006. с. 1537-1544.
26. Правдин Л.Ф. Бударагин В.А., Круклис М.В., Шершукова О.П. Методика кариологического изучения хвойных пород // Лесоведение. 1972. № 2. С. 67-75.
27. Правдин Л.Ф., Бударагин В.А., Круклис М.В., Шершукова О.П. Методика кариологического изучения хвойных пород // Лесоведение. - 1972. - № 2.- С . 67-75.
28. Пробатова Н.С. Числа хромосом растений как источник информации при изучении флоры Дальнего Востока России // Вестн. ДВО РАН. - 2003. - № 3. - С. 54-67.
29. Рубцов Н.Б., Бородин П.М. Эволюция хромосом: от А до В и обратно // Природа. 2002. № 3. С. 59-66.
30. Сарсекова Д., Исмаилов В. Качество семян хвойных интродуцентов в условиях арборетума АО «Лесной питомник» Алматинской области. Открытое Европейско-Азиатское первенство по научной аналитике - «Казахстан», 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.18007/gisap:bvmas.v0i6.1016.
31. Седельникова Т.С., Муратова Е.Н. Кариологическое изучение Pinus sylvestris (Pinaceae) с «ведьминой метлой», растущей на болоте // Ботан. журн. - 2001. - Т. 86, № 12. - С. 50-60.
32. Седельникова Т.С. Числа хромосом некоторых видов семейств Pinaceaeи Cupressaceaeв искусственных и парковых насаждениях // Ботанический журнал. 2016. Т. 101. № 11. С. 1350-1352.
33. Седельникова Т.С., Пименов А.В. Хромосомные мутации у лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) на Таймыре // Изв. РАН. Сер. биол. 2007. № 2. С. 244-247.
34. Седельникова Т.С., Пименов А.В., Грабовой В.Н., Пономаренко В.А. Числа хромосом культиваров Thuja occidentals (Cupressaceae) в Национальном дендрологическом парке «Софиевка» // Ботанический журнал. - 2014. - 99, № 8. - С. 941-944.
35. Седельникова Т.С., Пименов А.В., Вараксин Г.С., Янковска В. Числа хромосом некоторых видов хвойных // Бот. журн. 2005. Т. 90. №10. С. 1611-1612.
36. Седельникова Т.С., Пименов А.В., Ташев А.Н. Числа хромосом видов Cupressaceae при интродукции в Болгарии // Ботан. журн. 2011. Т. 96. № 7. С. 974-975.
37. Седельникова Т.С., Муратова Е.Н., Пименов А.В. Изменчивость хромосомных чисел голосеменных растений // Успехи соврем. биол. 2010а. Т. 30. № 6. С. 557-568.
38. Седельникова Т.С., Муратова Е.Н., Пименов А.В. Экологическая обусловленность дифференциации кариотипов болотных и суходольных популяций видов Pinaceae // Ботан. журн. 2010б. Т. 95. № 11. С. 1513¬1520.
39. Седельникова Т.С., Муратова Е.Н. Кариологическое изучение Pinus sylvestris (Pinaceae) с «ведьминой метлой», растущей на болоте / // Ботан. журн. - 2001. - 86, № 12. - С. 50-60.
40. Седельникова Т.С. Хромосомные и геномные мутации у сосны обыкновенной в Нижнем Поволжье // Лесоведение. 2003. № 6. с. 28-33.
41. Седельникова Т.С., Муратова Е.Н., Ефремов С.П. Морфологические и цитологические особенности «ведьминой метлы» сосны обыкновенной // Лесоведение. - №6. - 2000. - с. 48-71.
42. Седельникова Т.С., Селянина А.О. Исследование чисел хромосом местных и интродуцированных видов семейств Cupressaceae и Pinaceae в парковых насаждениях // Селекцшно-генетична наука i освгга (Парieвi читання) // Матерiали VI мiжнародноi науково! конференцп / [Редкол.: О. О. Непочатенко ^дп. ред.) та ш.]. - Умань, 2017. - С. 227-231.
43. Сизых О.А., Квитко О.В., Муратова Е.Н., Тихонова И.В. Формовое разнообразие и кариологические особенности лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) юга Сибири // Хвойные бореальной зоны. - 2006. - Т. XXIII. -С. 202-210.
44. Третьякова И.Н. Эмбриология хвойных: Физиологические аспекты. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990. - 157 с.
45.Чепинога В.В. Хромосомные числа растений флоры Байкальской Сибири. Новосибирск: Наука, 2014. - 419 с.
46.Чернышов М.П., Арефьев Ю.Ф., Титов Е.В., Беспаленко О.Н., Дорофеева
B. Д., Кругляк В.В., Пятых А.М. Хвойные породы в озеленении Центральной России / Под общ. ред. проф. М.П. Чернышова. - М.: Колос,2007.- 328 с.
47. Щапова А.И. Разнообразие жизненных циклов и их роль в эволюции базового числа хромосом гаплоидных геномов у разных типов живых организмов // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. Т. 17. № 1.
C. 6-16.
48. Ahuja M. R. Polyploidy in gymnosperms: revisited // Silvae Genet. - 2005. - 54, № 2. - P. 59-69.
49. Ahuja M. R., Neale D. Evolution of genome size in conifers // Silvae Genet. - 2005. - 54, № 3. - P. 126-137.
50. Butorina A. K. The effect of irradiation from the Chernobyl nuclear power plant accident on the cytogenetic behavior and anatomy of trees / A. K. Butorina, N. E. Kosichenko, Yu. N. Isakov, I. M. Pozhidaeva // Cytogenetics study of forest trees and shrub species: ргос. First IUFRO Cytogenet. Work. Party S2.04-08 Symp. - Zagreb, 1997. - P. 211-226.
51. Camacho J.P.M. B-chromosomes // The Evolution of the Genome edited by T.R. Gregary. 2005. P. 223-285.
52. Farjon A. World Checklist and bibliography of conifers. - The Royal Botanic Garden, Kew. 1998.
53. Fins L. Seed germination of Giant Sequoia // Spring. Tree Planters'Notes. 1981. № 3. P. 3-8.
54. Hunziker J.H. Estudos cromosomicos en Cupressus y Libocedrus (Cupressaceae) // Rev. Invest. Agric. - 1961. - T. 15, N 2. - P. 169-185.
55. Jones R.N. B chromosomes in plants // Plant Biosyst. 2012. V. 146. N 3. P. 727-737.
56. Khoshoo T.N. Polyploidy in gymnosperms // Evolution. 1959. V. 13. № 1. P. 24-39.
57. Kuroki Y. Karyotype studies on important conifers // Bull. Miyazaki Univ. For. - 1969. - N 5. - P. 41-77.
58. Kuroki Y. On the karyotype of Sequoiandendron giganteum (Lindl.) Buchh. // Proc. 26th Meet. Japan. Forestry Assoc., Kyushu Branch. - 1970. - N 24. - P.77-78.
59. Lin Y.Q., Bitonti M.B., Ciolli M., Innocenti A.M. Somatic mutagenesis in Pinus laricio. A cytophotomatric analysis of DNA and histone content in 2C meristematic nuclei // Caryologia. 1988. V. 41. P. 137-142.
60. Miller C.N. Mesozoik conifers // Bot. Rev. 1977. V. 43. № 2. Р. 217-280.
61. Moir R.B., Fox D.P. Supernumerary chromosome distribution in provenances of Picea sitchensis (Bong.) Carr. // Silvae genetica. 1977. V. 26. № 1. P. 26¬33.
62. Muratova E.N., Sedelnikova T.S. Karyotypic variability and anomalies in populations of conifers from Siberia and Far East // Cytogenetic Studies of Forest Trees and Shrubs - Review, Present Status, and Outlook on the Future. Special issue of the Forest Genetics. - Zloven, 2000. - P. 129-141.
63. Murray B.G. When does intraspecific C-value variation become taxonomically significant? // Ann. of Bot. - 2005. - 95. - P. 119-125.
64. Murray B.G. Nuclear DNA amounts in gymnosperms // Ann. of Bot. 1998. V. 82. P. 3-15.
65. Nagano K., Toda Y. The chromosomes of Cupressaceae. III. Comparison of karyotypes in some genera of Cupressaceae // Proc. 97th Meet. Japan. Forestry Assoc. - 1986. - P. 433-435.
66. Peruzzi L., Goralski G., Joachimiak A.J., Bedim G. Does actually mean chromosome number increase with latitude in vascular plants? An answer from the comparison of Italian, Slovak and Polish floras // Comp. Cytogen. - 2012. - 6, № 4. - Р. 371-377.
67.Saylor L.C. Chromosome behaviour and morphology in species and interspecific hybrids of Pinus: Ph. D. Thesis. - North Carolina State College, 1962.
68.Saylor L.C., Smith B.W. Meiotic irregularity in species and imterspecific hybrids of Pinus // Amer. J. Bot. 1966. Vol. 53. № 5.
69.Sax K., Sax H.J. Chromosome number and morphology in the conifer // Ibid. - 1933. - Vol. 14, N 4. - P. 356-374.
70.Sedelnikova T.S. Variabilyty of genome size in conifers under extreme environmental conditions // Biol. Bull. Rev. - 2016. - 6, № 2. - P. 177-188.
7 1 . Sedelnikova T.S., Muratova E.N., Pimenov A.V. Variability of chromosome numbers in gymnosperms // Biol. Bull. Rev. - 2011. - 1, № 2. - P. 100-109.
72.Schlarbaum S.E., Tsuchiya T. The chromosome study of Giant sequoia Sequoiadendron giganteum // Silvae Genet. - 1975a. - Bd 24, Hf. 1. - S. 23¬26.
73 . Stebbins G.L. Chromosome evolution in higher plants. 1971. London, Edward Arnold. 216 p.
74.Tashev A.N., Sedel'nikova T.S., Pimenov A.V. Supernumerary (B) chromosomes in populations of Picea abies (L.) H. Karst. from Western Rhodopes (Bulgaria) // Cytol. and Genet. - 2014. - 78, № 3. - P.160-165.