Опыт использования программы Morphoj для тестирования фенотипической и генотипической изменчивости (на примере популяций дуба черешчатого)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Были изучены особенности асимметрии формы листовой пластины дуба черешчатого (Quercus robur). В 6 рандомно выбранных популяциях обобщенный прокрустов анализ показал присутствие смеси флуктуирующей асимметрии (ФА) и направленной асимметрии (НА). Лишь одна популяция из 6 обладала ФА без примеси НА. Ковариационная матрица симметрии показала большую дисперсию меток вдоль оси симметрии, чем матрица асимметрии, которая объясняла вариацию меток по обеим сторонам оси асимметрии. Получена слабая корреляционная связь между величинами прокрустовых координат ковариационных матриц симметрии и асимметрии (r = 0,25; p < 0,01). Коэффициенты вариации факторов «сторона» и «сторона × популяция» в изученных популяциях были равны соответственно 48,24 и 44,93 %. Отмечается, что кластерный анализ главных компонент матрицы асимметрии может служить для анализа генотипической изменчивости.

Об авторах

Сергей Геннадьевич Баранов

ФГБОУ ВПО «Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых»

Автор, ответственный за переписку.
Email: bar.serg58@gmail.com
канд. биол. наук, доцент, кафедра биологического и географического образования Россия

Список литературы

  1. Большаков В.Н., Васильев А.Г., Васильева И.А., и др. Сопряженная биотопическая изменчивость ценопопуляций симпатрических видов грызунов на Южном Урале // Экология. – 2015. – № 4. – С. 265–271. [Bol’shakov VN, Vasil’ev AG, Vasil’eva IA, et al. Coupled biotopic variation in populations of sympatric rodent species in the Southern Urals. Russ J of Ecol. 2015;46(4): N.p., Print. (In Russ.)]
  2. Васильев А.Г., Васильева И.А. Феногенетический мониторинг импактных популяций растений и животных в условиях антропогенного пресса // Научные ведомости БелГУ. – Серия «Естественные науки». – 2009. – Т. 8. URL: http://cyberleninka.ru/article/n/fenogeneticheskiy-monitoring-impaktnyh-populyatsiy-rasteniy-i-zhivotnyh-v-usloviyah-antropogennogo-pressa (дата обращения 24.02.2016). [Vasil’ev AG, Vasil’eva IA. Fenogeneticheskii monitoring impaktnykh populyatsii rastenii i zhivotnykh v usloviyakh antropogennogo pressa. Nauchnye vedomosti BelGU. Seriya: Estestvennye nauki. 2009;8. (In Russ.)]
  3. Васильев А.Г., Васильева И.А., Большаков В.Н. Эволюционно-экологический анализ закономерностей феногенетической изменчивости гомологичных морфоструктур: от популяций до экологических рядов видов // Экология. – 2010. – Т. 5. – С. 1–8. [Vasilyev AG, Vasilyeva IA, Bol’shakov VN. Evolutionary-Ecological analysis of trends in phenogenetic variation of homologous morphological structures: from populations to ecological series of species. Russ J Ecol. 2010;41(5):365-371. Web. 23 May 2016. (In Russ.)]
  4. Войта Л.Л., Омелько В.Е., Петрова Е.А. Анализ морфометрической изменчивости и внутривидовой структуры крошечной бурозубки Sorex minutissimus Zimmermann, 1780 (lipotyphla: soricidae) на территории России // Труды Зоологического института РАН. – 2013. – Т. 317. – Вып. 3. – С. 332–351. [Voita LL, Omelko VE, Petroava EA. Analysis of the morphometrics variability and intraspecific structure of Sorex Minutissimus Zimmermann, 1780 (Lipotyphla: Soricidae) in Russia. Acta Theriol. 2013;8:167-179:11-13. (In Russ.)]. doi: 10.4098/at.arch.64-10.
  5. Захаров В.М., Чубинишвили А.Т. Мониторинг здоровья среды на охраняемых природных территориях. – М.: Центр экологической политики России, 2001. – 148 с. [Zakharov VM, Chubinishvilli AT. Monitoring zdorov’ya sredy na okhranyaemykh prirodnykh territoriyakh. Moscow: Tsentr ekologicheskoi politiki Rossii; 2001. 148 p. (In Russ.)]
  6. Луговская Л.А., Межова Л.А. Биоиндикация геоэкологических условий с использованием дуба черешчатого (Quercus robur L.) для мониторинга среды // Проблемы региональной экологии. – № 2. – 2012. – С. 65–68. [Lugovskaja LA, Mezhova LA. Bioindikacija geojekologicheskih uslovij s ispol’zovaniem duba chereshchatogo (Quercus robur L.) dlja monitoringa sredy. Problemy regional’noj jekologii. 2012(2):65-68. (In Russ.)]
  7. Павлинов И.Я., Микешина Н.Г. Принципы и методы геометрической морфометрии // Журнал общей биологии. – 2002. – Т. 63. – № 6. – С. 473–493. [Pavlinov LYa, Mikeshina NG. Principles and methods of geometric morphometrics. Russian Journal of Ecology. 2002;63(6):473-493. (In Russ.)]
  8. Струнников В.А., Вышинский И.М. Реализационная изменчивость у тyтoвoгo шелкопряда // Проблемы генетики и теории эволюции. – Новосибирск: Наука, 1991. – С. 99–114. [Strunnikov VA, Vyshinskij IM. Realizacionnaja izmenchivost’ u tytovogo shelkoprjada. Problemy genetiki i teorii jevoljucii. Novosibirsk: Nauka; 1991. P. 99-114. (In Russ.)]
  9. Тиходеев О.Н. Классификация изменчивости по факторам, определяющим фенотип: традиционные взгляды и их современная ревизия // Экол. генетика. – 2013. – Т. 11. – Вып. 3. – С. 79–92. [Tihodeev ON. Klassifikacija izmenchivosti po faktoram, opredeljajushhim fenotip: tradicionnye vzgljady i ih sovremennaja revizija. Jekol. genetika. 2013;11(3):79-92 (In Russ.)]
  10. Baranov SG, Zykov IE, Fedorova LV. Developmental stability study of Quercus Robur: industrial and abiotic factors influence. Adv Environ Biol. 2014;8(17):102-109.
  11. Baranov SG. Use of morphogeometric method for study fluctuating asymmetry in leaves Tilia cordata under industrial pollution. Adv Environ Biol. 2014;8(7):2391-2398.
  12. Costa M, Mateus R, Moura M. Constant fluctuating asymmetry but not directional asymmetry along the geographic distribution of Drosophila antonietae (Diptera, Drosophilidae). Revista Brasileira de Entomologia. 2015;59:337-342. doi.org/10.1016/j.rbe.2015.09.004.
  13. Fair JM, Breshears DD. Drought stress and fluctuating asymmetry in Quercus undulata leaves: confounding effects of absolute and relative amounts of stress? J Arid Environ. 2005;62(2):235-249.
  14. Fei Xu, Weihua Guo, Weihong Xu And Renqing Wang. Habitat effects on leaf morphological plasticity in Quercus acutissima. Acta Biologica Cracoviensia Series Botanica. 2008;50(2):19-26.
  15. Graham John H, Whitesell Mattie J, Fleming Mark II, et al. Fluctuating asymmetry of plant leaves: batch processing with LAMINA and continuous symmetry measures. Symmetry. 2015;7:255-268. doi: 10.3390/sym7010255.
  16. Hodar Jose A. Leaf fluctuating asymmetry of Holm oak in response to drought under contrasting climatic conditions. J Arid Environ. 2002;52:233-243.
  17. Klingenberg CP, Duttke S, Whelan S, Kim M. Developmental plasticity, morphological variation and evolvability: a multilevel analysis of morphometric integration in the shape of compound leaves. J Evol Biol. 2012;25:115-129.
  18. Klingenberg CP. Analyzing fluctuating asymmetry with geometric morphometrics: concepts, methods, and applications. Symmetry. 2015;7843-934. doi: 10.3390/sym7020843.
  19. Klingenberg CP. MorphoJ: an integrated software package for geometric morphometrics. Mol Ecol Res. 2011;11:353-357. doi: 10.1111/j.1755-0998.2010.02924.x.
  20. Klingenberg СР, Barluenga M, Meyer A. Shape analysis of symmetric structures: quantifying variation among individuals and asymmetry. Evol. 2002;56:1909-1920. doi: 10.1554/0014-3820.
  21. Nuche P, Komac B, Camarer JJ, et al. Developmental instability as an index of adaptation to drought stress in a Mediterranean oak. Ecol Indic. 2014;40 May: 68-75.
  22. Oksanen L. The devil lies in details: reply to Stuart Hurlbert. Oikos. 2004;104:598-605.
  23. Palmer AR, Strobeck C. Fluctuating asymmetry as a measure of developmental stability: Implications of non-normal distributions and power of statistical tests. Acta Zool Fennica. 191:57-72 Helsinki 30 June 1992.
  24. Parsons PA. Fluctuating asymmetry: an epigenetic measure of stress. Biol Rev. 1990;65(2):131-145.
  25. Raj A, Van Oudenaarden A. Nature, nurture, or chance: stochastic gene expression and its consequences. Cell. 2008;135:216-226.
  26. Rohlf FJ. Shape statistics: procrustes superimpositions and tangent spaces. J Classif. 1999;16:197-223.
  27. Stige LC, David B, Alibert P. On hidden heterogeneity in directional asymmetry – can systematic bias be avoided? J Evol Biol. 2006;19:492-499. doi: 10.1111/j.1420-9101.2005.01011.x.
  28. Van Valen L. A study of fluctuating asymmetry. Evol. 1962;16(2):125-142.
  29. Viscosi V, Cardini A. Leaf morphology, taxonomy and geometric morphometrics: a simplified protocol for beginners. PLoSONE. 2011;6(10):25630. doi: 10.1371/journal.pone.0025630.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Баранов С.Г., 2016

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах