СИСТЕМАТИКА, РАСПРОСТРАНЕНИЕ, БИОЛОГИЯ И ЭКОЛОГИЯ TRAPA NATANS L.
|
ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ СИСТЕМАТИКИ, ПАЛЕОБОТАНИЧЕСКИЕ
НАХОДКИ И ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ TRAPA NATANS L. s. l 6
1.1. Проблемы систематики 6
1.2. Палеонтологические находки и история изучения вида 16
1.3. Современные ботанические, биохимические, генетические и
ресурсоведческие исследования Trapa natans 18
ГЛАВА 2. БИОЛОГИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ TRAPA NATANS L. s. l 29
2.1. Особенности биологии и экологии Trapa natans 29
2.2. Ареал Trapa natans 32
2.3. Охрана популяций Trapa natans 51
2.4. Использование водяного ореха человеком 54
ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ TRAPA NATANS L.
s. l 56
3.1. Изучаемый объект 56
3.2. Место и время проведения исследования 56
3.3. Материалы и методы исследования 57
ГЛАВА 4. БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
TRAPA NATANS L. s. l. НА ТЕРРИТОРИИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ 69
4.1. Гидрологические особенности мест обитаний Trapa natans 69
4.2. Анализ морфометрических показателей плода 85
4.3. Молекулярно-генетические исследования 97
ВЫВОДЫ 99
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 101
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 116
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 127
НАХОДКИ И ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ TRAPA NATANS L. s. l 6
1.1. Проблемы систематики 6
1.2. Палеонтологические находки и история изучения вида 16
1.3. Современные ботанические, биохимические, генетические и
ресурсоведческие исследования Trapa natans 18
ГЛАВА 2. БИОЛОГИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ TRAPA NATANS L. s. l 29
2.1. Особенности биологии и экологии Trapa natans 29
2.2. Ареал Trapa natans 32
2.3. Охрана популяций Trapa natans 51
2.4. Использование водяного ореха человеком 54
ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ TRAPA NATANS L.
s. l 56
3.1. Изучаемый объект 56
3.2. Место и время проведения исследования 56
3.3. Материалы и методы исследования 57
ГЛАВА 4. БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
TRAPA NATANS L. s. l. НА ТЕРРИТОРИИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ 69
4.1. Гидрологические особенности мест обитаний Trapa natans 69
4.2. Анализ морфометрических показателей плода 85
4.3. Молекулярно-генетические исследования 97
ВЫВОДЫ 99
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 101
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 116
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 127
Trapa natans L. s. l. - однолетнее водное растение, которое имеет широкий, но прерывистый ареал в Азии, Африке и умеренной части Европы, и в последнее время натурализуется в Северной Америке и Австралии (Phartyal, Rosbakh, Poschlod, 2018). В России T. natans известен как водяной орех плавающий, рогульник, чилим или чертов орех. Это реликтовый тропогенно-бореальный вид с дизъюнктивным, неуклонно сокращающимся ареалом, а также типичный представитель остатков флоры четвертичного периода (Чупина, Силантьева, 2019).
Многие виды охраняемых растений являются сложными комплексами внутри- и надвидовых таксонов. В этом отношении T. natans представляет исключительный интерес, так как до настоящего времени остаётся проблемной таксономическая структура этого рода. До сих пор нет единого мнения о таксономическом положении T. natans и рода Trapa в целом. Причина этого - высокий уровень полиморфизма плодов. Ранее исследования T. natans носили фрагментарный, бессистемный характер без использования современных методов математической статистики и соответствующих программных продуктов. Сама по себе морфологическая изменчивость T. natans, биогеографические закономерности её пространственного распределения до последнего времени не были объектом исследований. Очевидно, что уточнение действительной таксономической структуры рода и выявление истинного размаха полиморфизма в нём является чрезвычайно актуальным.
Целью выпускной квалификационной работы является оценка распространения, особенностей биологии, экологии и генетики популяций Trapa natans L., произрастающих на территории Алтайского края.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1. Подготовка литературного обзора по систематике, биологии, экологии, генетике и распространению T. natans в Российской Федерации и мире.
2. Поиск новых местонахождений T. natans на территории Алтайского края и сбор материала для морфометрического и молекулярно¬генетического анализа.
3. Подготовка карты распространения T. natans в Алтайском крае.
4. Оценка численности и биологических особенностей популяций, а также учет гидрологических особенностей водоемов, где встречается вид.
5. Морфометрический анализ плодов водяного ореха разных
популяций для уточнения размаха полиморфизма.
6. Молекулярно-генетический анализ популяций T. natans с
Алтайского края и других регионов Российской Федерации.
Новизна и теоретическая значимость. Подготовлен подробный литературный обзор по биологии, экологии, генетике и распространению T. natans в Российской Федерации и мире. Установлено распространение популяций водяного ореха на территории Алтайского края, обнаружены ранее неизвестные местонахождения. Составлена карта встречаемости вида в пределах края. На основе морфометрического анализа 26 параметров плодов из 8 популяций водяного ореха с территории Алтайского края выявлен высокий уровень внутри- и межвидового полиморфизма популяций. Молекулярно-генетический анализ растений с Алтайского края и других регионов России показал, что на территории края произрастает один вид водяного ореха.
Практическая значимость. Сведения о биологии и экологии вида, а также о его распространении позволяют обосновать мероприятия по охране, занесению растения в Красные книги различного ранга и увеличению численности этого редкого вида.
Результаты морфометрического и молекулярно-генетического анализа позволят провести разграничение между популяциями комплекса Trapa 4
natans L. s. l., что в дальнейшем будет использовано для решения вопроса об идентификации микровидов, образующих комплекс, или признаках широкого полиморфизма внутри одного вида T. natans.
Многие виды охраняемых растений являются сложными комплексами внутри- и надвидовых таксонов. В этом отношении T. natans представляет исключительный интерес, так как до настоящего времени остаётся проблемной таксономическая структура этого рода. До сих пор нет единого мнения о таксономическом положении T. natans и рода Trapa в целом. Причина этого - высокий уровень полиморфизма плодов. Ранее исследования T. natans носили фрагментарный, бессистемный характер без использования современных методов математической статистики и соответствующих программных продуктов. Сама по себе морфологическая изменчивость T. natans, биогеографические закономерности её пространственного распределения до последнего времени не были объектом исследований. Очевидно, что уточнение действительной таксономической структуры рода и выявление истинного размаха полиморфизма в нём является чрезвычайно актуальным.
Целью выпускной квалификационной работы является оценка распространения, особенностей биологии, экологии и генетики популяций Trapa natans L., произрастающих на территории Алтайского края.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1. Подготовка литературного обзора по систематике, биологии, экологии, генетике и распространению T. natans в Российской Федерации и мире.
2. Поиск новых местонахождений T. natans на территории Алтайского края и сбор материала для морфометрического и молекулярно¬генетического анализа.
3. Подготовка карты распространения T. natans в Алтайском крае.
4. Оценка численности и биологических особенностей популяций, а также учет гидрологических особенностей водоемов, где встречается вид.
5. Морфометрический анализ плодов водяного ореха разных
популяций для уточнения размаха полиморфизма.
6. Молекулярно-генетический анализ популяций T. natans с
Алтайского края и других регионов Российской Федерации.
Новизна и теоретическая значимость. Подготовлен подробный литературный обзор по биологии, экологии, генетике и распространению T. natans в Российской Федерации и мире. Установлено распространение популяций водяного ореха на территории Алтайского края, обнаружены ранее неизвестные местонахождения. Составлена карта встречаемости вида в пределах края. На основе морфометрического анализа 26 параметров плодов из 8 популяций водяного ореха с территории Алтайского края выявлен высокий уровень внутри- и межвидового полиморфизма популяций. Молекулярно-генетический анализ растений с Алтайского края и других регионов России показал, что на территории края произрастает один вид водяного ореха.
Практическая значимость. Сведения о биологии и экологии вида, а также о его распространении позволяют обосновать мероприятия по охране, занесению растения в Красные книги различного ранга и увеличению численности этого редкого вида.
Результаты морфометрического и молекулярно-генетического анализа позволят провести разграничение между популяциями комплекса Trapa 4
natans L. s. l., что в дальнейшем будет использовано для решения вопроса об идентификации микровидов, образующих комплекс, или признаках широкого полиморфизма внутри одного вида T. natans.
1. Trapa natans L. s. l. - однолетнее водное растение, которое имеет евразиатский дизъюнктивный ареал, и является инвазионным видом в Северной Америке. Обитает в хорошо прогреваемых пресных стоячих водоемах и цветет в начале июля. Это реликт четвертичного периода, который сокращает свою численность по всей территории Евразии, в связи с чем включен в Красные книги различного ранга. Систематическое положение этого вида не выяснено в связи с высоким полиморфизмом основных диагностических признаков плодов.
2. На территории Алтайского края было выявлено впервые 12 местонахождений водяного ореха. На сегодняшний день известно 32 места произрастания T. natans. Распространение вида показано на подготовленной карте. Все растения на изучаемой территории сосредоточенных в правобережье Оби, пойме Оби, Предалтайской равнине и Предсалаире и связаны с древними или современными долинами крупных рек.
3. Наиболее многочисленные популяции при высокой степени сохранности отмечены в оз. Колыванское (Змеиногорский р-н), оз. Канонерское (Бийский р-н), оз. Шибаево (Усть-Пристанский р-н), р. Курья (Усть-Пристанский р-н), малочисленные - в оз. Белое (Целинный р-н).
4. Анализ морфометрических показателей плодов из разных популяций показал их однородность. В тоже время он выявил значительный уровень полиморфизма внутри популяций. Наиболее изменчивые плоды водяного ореха отмечены в оз. Колыванское (Змеиногорский р-н), наименьший полиморфизм характерен для плодов из оз. Овечье (Косихинский р-н).
5. Изменчивость 26 признаков плодов из 8 популяций, оцененная с помощью методов описательной статистики, показала, что 6 признаков, таких как: диаметр коронки, ширина и толщина тела плода, расстояние от основания плода до основания нижних рогов, расстояние между нижними рогами, высота плода практически одинаковы в разных популяциях. Самыми изменчивыми признаками плода водяного ореха являются характеристики верхних рогов, а именно ширина, высота и длина.
6. Молекулярно-генетический анализ популяций T. natans с территории Алтайского края и других регионов России показал, что в крае обитает один вид. Трудности в разграничении видов на генетическом уровне связаны со способом размножения растений. У водяных орехов преобладает самоопыление, в связи с чем мутации в геноме накапливаются медленно.
2. На территории Алтайского края было выявлено впервые 12 местонахождений водяного ореха. На сегодняшний день известно 32 места произрастания T. natans. Распространение вида показано на подготовленной карте. Все растения на изучаемой территории сосредоточенных в правобережье Оби, пойме Оби, Предалтайской равнине и Предсалаире и связаны с древними или современными долинами крупных рек.
3. Наиболее многочисленные популяции при высокой степени сохранности отмечены в оз. Колыванское (Змеиногорский р-н), оз. Канонерское (Бийский р-н), оз. Шибаево (Усть-Пристанский р-н), р. Курья (Усть-Пристанский р-н), малочисленные - в оз. Белое (Целинный р-н).
4. Анализ морфометрических показателей плодов из разных популяций показал их однородность. В тоже время он выявил значительный уровень полиморфизма внутри популяций. Наиболее изменчивые плоды водяного ореха отмечены в оз. Колыванское (Змеиногорский р-н), наименьший полиморфизм характерен для плодов из оз. Овечье (Косихинский р-н).
5. Изменчивость 26 признаков плодов из 8 популяций, оцененная с помощью методов описательной статистики, показала, что 6 признаков, таких как: диаметр коронки, ширина и толщина тела плода, расстояние от основания плода до основания нижних рогов, расстояние между нижними рогами, высота плода практически одинаковы в разных популяциях. Самыми изменчивыми признаками плода водяного ореха являются характеристики верхних рогов, а именно ширина, высота и длина.
6. Молекулярно-генетический анализ популяций T. natans с территории Алтайского края и других регионов России показал, что в крае обитает один вид. Трудности в разграничении видов на генетическом уровне связаны со способом размножения растений. У водяных орехов преобладает самоопыление, в связи с чем мутации в геноме накапливаются медленно.
Подобные работы
- СИСТЕМАТИКА, РАСПРОСТРАНЕНИЕ, БИОЛОГИЯ И ЭКОЛОГИЯ
TRAPA NATANS L.
Дипломные работы, ВКР, ботаника. Язык работы: Русский. Цена: 4700 р. Год сдачи: 2019





