Genetic Divergence of Closely Related Species  Oxytropis strobilacea ,  Oxytropis adamsiana  and  Oxytropis vassilczenkoi  (Series  Strobilacei  of the Section  Orobia  Fabaceae) from Asian Russia

A. B. Kholina; Холина А. Б.; E. V. Artyukova; Артюкова Е. В.; V. V. Yakubov; Якубов В. В.; M. G. Khoreva; Хорева М. Г.; O. A. Mochalova; Мочалова О. А.; D. V. Sandanov; Санданов Д. В.; I. Yu. Selyutina; Селютина И. Ю.

doi:10.31857/S1026347023010067

Генетическая дивергенция близкородственных видов Oxytropis strobilacea, Oxytropis adamsiana, Oxytropis vassilczenkoi ряда Strobilacei секции Orobia (Fabaceae) Азиатской России

Авторы: Холина А.Б.¹, Артюкова Е.В.¹, Якубов В.В.¹, Хорева М.Г.², Мочалова О.А.², Санданов Д.В.³, Селютина И.Ю.⁴
Учреждения:
1. Федеральный научный центр биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии Дальневосточного отделения РАН
2. Институт биологических проблем Севера Дальневосточного отделения РАН
3. Институт общей и экспериментальной биологии Сибирского отделения РАН
4. Центральный Сибирский ботанический сад Сибирского отделения РАН
Выпуск: № 1 (2023)
Страницы: 11-21
Раздел: ГЕНЕТИКА
URL: https://journals.rcsi.science/1026-3470/article/view/135500
DOI: https://doi.org/10.31857/S1026347023010067
EDN: https://elibrary.ru/IKXFCQ
ID: 135500

Цитировать

Аннотация

Генетическое разнообразие и дивергенция близкородственных видов Oxytropis strobilacea, O. adamsiana и O. vassilczenkoi ряда Strobilacei секции Orobia (Fabaceae) Азиатской России изучены по данным нуклеотидного полиморфизма межгенных спейсеров psbA–trnH, trnL–trnF и trnS–trnG хпДНК, а также ITS рДНК. Большинство популяций характеризуются средним и высоким уровнем генетического разнообразия хпДНК (h варьирует от 0.600 до 1.000). Выявлено 65 хлоротипов, общих хлоротипов у таксонов не обнаружено, что подтверждает статус O. vassilczenkoi как самостоятельного вида. У O. strobilacea выявлены две филетические линии, что указывает на интенсивно идущие процессы диверсификации. Один из семи риботипов ITS обнаружен у трех видов, что обусловлено их общим происхождением и относительно недавней дивергенцией.

Ключевые слова

Fabaceae, Oxytropis, Orobia, генетическое разнообразие, дивергенция, хлоропластная ДНК, ITS

Список литературы

Васильченко И.Т., Федченко Б.А., Шишкин Б.К. Род Oxytropis // Флора СССР. М.–Л.: Изд. АН СССР. 1948. Т. 13. С. 1–229.
Князев М.С. Заметки по систематике и хорологии видов Oxytropis на Урале. V. Секция Orobia // Ботан. журн. 2005. Т. 90. № 3. С. 415–423.
Кожевников Ю.П. Соотношение видов сосудистых растений северной тайги и лесотундры в средней части бассейна р. Анадырь // Ботан. журн. 1980. Т. 65. № 3. С. 361–367.
Козыренко М.М., Холина А.Б., Артюкова Е.В., Колдаева М.Н., Якубов В.В., Прокопенко С.В. Молекулярно-филогенетическая характеристика эндемичных дальневосточных близкородственных видов секции Orobia рода Oxytropis (Fabaceae) // Генетика. 2020. Т. 56. № 4. С. 421–432. https://doi.org/10.1134/S1022795420040043
Малышев Л.И. Разнообразие рода Остролодка (Oxytropis) в Азиатской России // Turczaninowia. 2008а. Т. 11. № 4. С. 5–141.
Малышев Л.И. Фенетика и хорология остролодок секции Orobia Bunge (род Oxytropis DC., Fabaceae) в Азиатской России // Растительный мир Азиатской России. 2008б. № 1. С. 3–9.
Малышев Л.И. Род Oxytropis DC. // Конспект флоры Азиатской России: Сосудистые растения. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012. С. 237–248.
Малышев Л.И., Пешкова Г.А. Особенности и генезис флоры Сибири (Предбайкалье и Забайкалье). Новосибирск: Наука, 1984. 364 с.
Намзалов Б.Б. Байкальский фитогеографический узел как новейший центр эндемизма Внутренней Азии // Сиб. экол. журн. 2009. Т. 16. № 4. С. 563–571. https://doi.org/10.1134/S1995425509040079
Павлова Н.С. Остролодочник – Oxytropis DC. // Сосудистые растения советского Дальнего Востока. Л.: Наука, 1989. Т. 4. С. 236–280.
Пешкова Г.А. Флорогенетический анализ степной флоры гор Южной Сибири / Новосибирск, 2001. 192 с.
Положий А.В. К вопросу о происхождении и эволюции рода Oxytropis (Fabaceae) // Ботан. журн. 2003. Т. 88. № 10. С. 55–59.
Холина А.Б., Козыренко М.М., Артюкова Е.В., Санданов Д.В., Андриянова Е.А. Филогенетические взаимоотношения видов Oxytropis DC. subg. Oxytropis и Phacoxytropis (Fabaceae) Азиатской России на основе анализа нуклеотидных последовательностей межгенных спейсеров хлоропластного генома // Генетика. 2016. Т. 52. № 8. С. 895–909. https://doi.org/10.1134/S1022795416060065
Холина А.Б., Козыренко М.М., Артюкова Е.В., Санданов Д.В. Современное состояние популяций эндемичных видов Oxytropis Байкальской Сибири и их филогенетические связи по данным секвенирования маркеров хлоропластной ДНК // Генетика. 2018. Т. 54. № 7. С. 795–806. https://doi.org/10.1134/S1022795418070050
Холина А.Б., Козыренко М.М., Артюкова Е.В., Санданов Д.В. Дивергенция видов Oxytropis секции Verticillares (Fabaceae) степной флоры Байкальской Сибири на основе анализа хлоропластной ДНК // Генетика. 2019. Т. 55. № 6. С. 665–674. https://doi.org/10.1134/S0016675819060055
Холина А.Б., Козыренко М.М., Артюкова Е.В., Якубов В.В., Хорева М.Г., Андриянова Е.А., Мочалова О.А. Филогенетические отношения видов Oxytropis секции Arctobia северо-востока Азии по данным секвенирования межгенных спейсеров хлоропластного и ITS ядерного геномов // Генетика. 2020. Т. 56. № 12. С. 1386–1397. https://doi.org/10.1134/S1022795420120091
Холина А.Б., Козыренко М.М., Артюкова Е.В., Позднякова Т.Э. Изменчивость хлоропластной ДНК видов Oxytropis секции Polyadena (Fabaceae) Азиатской России: популяционный анализ и филогенетические связи // Изв. РАН. Сер. биол. 2021а. № 1. С. 19–29. https://doi.org/10.1134/S1062359021010076
Холина А.Б., Козыренко М.М., Артюкова Е.В., Колдаева М.Н., Санданов Д.В., Селютина И.Ю. Филогенетические связи видов Азиатской России подродов Phacoxytropis и Tragacanthoxytropis рода Oxytropis на основе полиморфизма маркеров хлоропластного и ядерного геномов // Генетика. 2021б. Т. 57. № 9. С. 1039–1053. https://doi.org/10.31857/S0016675821090058
Юрцев Б.А. Материалы к систематике арктических остролодочников // Ботанические материалы Гербария БИН им. В.Л. Комарова АН СССР. М.–Л.: Изд-во АН СССР, 1959. Т. XIX. С. 233–273.
Юрцев Б.А. Oxytropis DC. // Арктическая флора СССР. Л.: Наука, 1986. Вып. 9. Ч. 2. С. 61–146.
Bandelt H.-J., Forster P., Röhl A. Median-joining networks for inferring intraspecific phylogenies // Mol. Biol. Evol. 1999. V. 16. № 1. P. 37–48.
Blanco-Pastor J.L., Fernández-Mazuecos M., Coello A.J., Pastor J., Vargas P. Topography explains the distribution of genetic diversity in one of the most fragile European hotspots // Divers. Distrib. 2019. V. 25. P. 74–89. https://doi.org/10.1111/ddi.12836
Bonfeld J.K., Smith K.F., Staden R. A new DNA sequence assembly program // Nucl. Acids Res. 1995. V. 23. P. 4992–4999.
Excoffier L., Lischer H.E.L. Arlequin suite v3.5: A new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows // Mol. Ecol. Resour. 2010. V. 10. P. 564–567.
Gouy M., Guindon S., Gascuel O. SeaView version 4: A multiplatform graphical user interface for sequence alignment and phylogenetic tree building // Mol. Biol. Evol. 2010. V. 27. P. 221–224. https://doi.org/10.1093/molbev/msp259
Hou B., Luo J., Zhang Y., Niu Zh., Xue Q., Ding X. Iteration expansion and regional evolution: phylogeography of Dendrobium officinale and four related taxa in southern China // Sci. Rep. 2017. V. 7. 43525. 13 p. https://doi.org/10.1038/srep43525
Kholina A., Kozyrenko M., Artyukova E., Sandanov D., Selyutina I., Chimitov D. Plastid DNA variation of the endemic species Oxytropis glandulosa Turcz. (Fabaceae) // Turk. J. Bot. 2018. V. 42. P. 38–50. https://doi.org/10.3906/bot-1706-11
Kholina A., Kozyrenko M., Artyukova E., Sandanov D., Selyutina I. Genetic diversity of Oxytropis section Xerobia (Fabaceae) in one of the centres of speciation // Genetica. 2021. V. 149. № 2. P. 89–101. https://doi.org/10.1007/s10709-021-00115-9
Kholina A., Kozyrenko M., Artyukova E., Yakubov V., Khoreva M., Andrianova E., Mochalova O., Sandanov D. Phylogenetic relationships of Oxytropis section Gloeocephala from Northeast Asia based on sequencing of the intergenic spacers of cpDNA and ITS nrDNA // Genetica. 2022. V. 150. P. 117–128. https://doi.org/10.1007/s10709-022-00152-y
Librado P., Rozas J. DnaSP v5: A software for comprehensive analysis of DNA polymorphism data // Bioinformatics. 2009. V. 25. № 11. P. 1451–1452.
Mahmoudi Shamsabad M., Assadi M., Parducci L. Phylogeography and population genetics of Acanthophyllum squarrosum complex (Caryophyllaceae) in the Irano-Turanian region // Syst. Biodivers. 2019. V. 17. № 4. P. 412–421. https://doi.org/10.1080/14772000.2019.1590476
Mir B.A., Koul S., Kumar A., Kaul M.K., Soodan A.S., Raina S.N. Intraspecific variation in the internal transcribed spacer (ITS) regions of rDNA in Withania somnifera (Linn.) Dunal // Indian J. Biotechnol. 2010. V. 9. P. 325–328.
Plenk K., Willner W., Demina O.N., Höhn M., Kuzemko A., Vassilev K., Kropf M. Phylogeographic evidence for long-term persistence of the Eurasian steppe plant Astragalus onobrychis in the Pannonian region (eastern Central Europe) // Flora. 2020. V. 264. 151555. 10 p. https://doi.org/10.1016/j.flora.2020.151555
Schanzer I.A., Fedorova A.V., Shelepova O.V., Suleymanova G.F. Molecular phylogeny and phylogeography of Potentilla multifida L. agg. (Rosaceae) in Northern Eurasia with special focus on two rare and critically endangered endemic species, P. volgarica and P. eversmanniana // Plants. 2020. V. 9. 1798. 29 p. https://doi.org./10.3390/plants9121798
Shavvon R.S., Kazempour-Osaloo S., Maassoumi A.A., Moharrek F., Karaman Erkul S., Lemmon A., Lemmon E.M., Michalak I., Muellner-Riehl A.N., Favre A. Increasing phylogenetic support for explosively radiating taxa: The promise of high-throughput sequencing for Oxytropis (Fabaceae) // J. Syst. Evol. 2017. V. 55. № 4. P. 385–404. https://doi.org/10.1111/jse.12269
Wang H., Liu P.-L., Li J., Yang H., Li Q., Chang Zh.-Y. Why more leaflets? The role of natural selection in shaping the spatial pattern of leaf-shape variation in Oxytropis diversifolia (Fabaceae) and two close relatives // Front. Plant Sci. 2021. V. 12. Article 681962. 17 p. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.681962
Zhao X.-L., Gao X.-F., Zhu Zh.-M., Gao Y.-D., Xu B. The demographic response of a deciduous shrub (the Indigofera bungeana complex, Fabaceae) to the Pleistocene climate changes in East Asia // Sci. Rep. 2017. V. 7. 697. 13 p. https://doi.org/10.1038/s41598-017-00613-x