ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2021.237.97-108isplta-247Research ArticleЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВОFORESTRYАнализ полиморфизма микросателлитных локусов в популяциях Picea abies (L.) H. Karst. и Picea obovatа Ledeb.Analysis of the polymorphism of microsatellite loci in Picea abies (L.) H. Karst. and Picea obovatа Ledeb populationshttps://orcid.org/0000-0002-2933-4456ВолковВ. А.VolkovV. A.

ВОЛКОВ Владимир Александрович – аспирант

194021, Институтский пер., д. 5, Санкт-Петербург

VOLKOV Vladimir A. – PhD student

194021. Institute per. 5. St. Petersburg

vol-j@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2664-9820КалькоГ. В.KalkoG. V.

КАЛЬКО Галина Валентиновна – заведующий исследовательской лаборатории

194021, Институтский пр., 21, Санкт-Петербург

KALKO Galina V. – head of the research laboratory

194021. Institutsky per. 21. St. Petersburg

kagava0720@gmail.comСанкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. КироваРоссияSt.Petersburg State Forest Technical UniversityRussian FederationСанкт-Петербургский научно исследовательский институт лесного хозяйстваРоссияSaint-Petersburg forestry research instituteRussian Federation202108032024023797108Copyright © Волков В.А., Калько Г.В., 20242024Волков В.А., Калько Г.В.Volkov V.A., Kalko G.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/247

Процессы генезиса хвойных лесов интенсивно изучаются с использованием методов молекулярного маркирования. Микросателлитные локусы рассматриваются в качестве наиболее полиморфной и воспроизводимой системы кодоминантных молекулярных маркеров. В цели исследования входило установить возможность использования микросателлитных маркеров для определения видовых различий между елью европейской и сибирской (Picea abies и Picea obovatа), а также оценить степень генетической обособленности региональных популяций ели на территории Европейской части РФ. Исследование показало, что использование набора из двенадцати микросателлитных маркеров позволяет разделить выборку елей, собранных с европейской и азиатской частей страны, на два генетических кластера, соответствующих видам Picea abies и Picea obovatа. Проанализированные в исследовании микросателлитные локусы могут быть использованы для оценки генетического разнообразия и географического происхождения ели европейской и сибирской.

The processes of genesis of coniferous forests are widely investigating using molecular markers. Many studies are based on the analysis of microsatellite loci, which are acknowledged as the most reproducible and polymorphic co-dominant molecular markers. This study is aimed to establish the possibility of using microsatellite markers to determine differentiation between Norway and Siberian spruce (Picea abies and Picea obovata). Another task of this research was to assess the degree of genetic isolation of regional spruce population in the territory of European part of the Russian Federation. This study shows that using a large number of microsatellite markers allows to divide the sample of spruce collected from European part of Russia and Siberia in two genetic clusters, corresponding to Picea abies and Picea obovata. The microsatellite loci analyzed in the study can be used to assess genetic diversity and geographic origin of spruce trees and determine the origin of wood and planting material of Norway and Siberian spruce.

микросателлитные маркерыSSRфрагментный анализPicea abiesPicea obovatamicrosatellite markersSSRfragment analysisPicea abiesPicea obovatаИсследование выполнено за счет средств федерального бюджета в рамках государственного задания ФБУ «СПбНИИЛХ» (№ 053-00012-21-00).ReferencesКалько Г.В., Кузьмина М.В. Применение микросателлитных маркеров для оценки генетического разнообразия ели европейской // Труды Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства. 2018. № 1. С. 32–47.Acheré V. et al. A full saturated linkage map of Picea abies including AFLP, SSR, ESTP, 5S rDNA and morphological markers. Theoretical and Applied Genetics, 2004, vol. 108, no. 8, pp. 1602–1613.Мельникова М.Н. и др. Тестирование микросателлитных праймеров на разных популяциях евразийских елей Picea abies (L.) Karst. и Picea obovata Ledeb // Генетика. 2012. Т. 48. № 5. С. 660–660.Bousquet J., Simon L., Lalonde M. DNA amplification from vegetative and sexual tissues of trees using polymerase chain reaction. Canadian journal of forest research, 1990, vol. 20, no. 2, pp. 254–257.Потокина Е.К. и др. Использование маркеров органельной днк для анализа филогеографии Восточноевропейской популяции ели европейской Picea abies (L.) H. Karst // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2015. Т. 18. № 4/1. С. 818–830.Ehkart A.K. et al. The use of genetic markers of various types for evaluation of intraspecific differentiation level of the Siberian spruce. Siberian Journal of Forest Science, 2014. (In Russ.)Потокина Е.К., Орлова Л.В., Вишневская М.С., Алексеева Е.А., Потокин А.Ф., Егоров А.А. Генетическая дифференциация популяций ели на северо-западе России по результатам маркирования микросателлитных локусов // Генетика популяций и эволюция. 2012. Т. X, № 2. С. 40–49. ISSN 1811–0932.Eusemann, P. et al Three microsatellite multiplex PCR assays allowing high resolution genotyping of white spruce, Picea glauca. Silvae Genetica, 2014. December, vol. 53(5), pp. 230–234. DOI 10.1515/sg–2014-0029.Экарт А.К., Семерикова С.А., Семериков В.Л., Кравченко А.Н., Дымшакова О.С., Ларионова А.Я. Применение различных типов генетических маркеров для оценки уровня внутривидовой дифференциации ели сибирской // Сибирский лесной журнал. 2014. № 4. С. 84–91. ISSN 2311-1410.Evanno G., Regnaut S., Goudet J. Detecting the number of clusters of individuals using the software STRUCTURE: a simulation study. Molecular ecology, 2005, vol. 14, no. 8, pp. 2611–2620.Acheré V. et al. A full saturated linkage map of Picea abies including AFLP, SSR, ESTP, 5S rDNA and morphological markers // Theoretical and Applied Genetics. 2004. Vol. 108, no. 8. P. 1602–1613.Fluch S. et al. Characterization of variable EST SSR markers for Norway spruce (Picea abies L.). BMC Research notes, 2011, vol. 4, no. 1, pp. 1–6.Bousquet J., Simon L., Lalonde M. DNA amplification from vegetative and sexual tissues of trees using polymerase chain reaction // Canadian journal of forest research. 1990. Vol. 20, no. 2. P. 254–257.Hart D.L., Clark A.G. Principles of population genetics Sinauer associates Sunderland. Massachusetts, 1997. 116 p.Eusemann P. et al. Three microsatellite multiplex PCR assays allowing high resolution genotyping of white spruce, Picea glauca // Silvae Genetica. 2014. December. Vol. 53(5). P. 230–234. DOI 10.1515/sg–2014-0029Melnikova M.N. et al. Testing of microsatellite primers with different populations of Eurasian spruces Picea abies (L.) Karst. and Picea obovata Ledeb. Russian journal of genetics, 2012, vol. 48, no. 5, pp. 562–566. (In Russ.)Evanno G., Regnaut S., Goudet J. Detecting the number of clusters of individuals using the software STRUCTURE: a simulation study // Molecular ecology. 2005. Vol. 14, no. 8. P. 2611–2620.Peakall R.O.D., Smouse P.E. GENALEX 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research. Molecular ecology notes, 2006, vol. 6, no. 1, pp. 288–295.Fluch S. et al. Characterization of variable EST SSR markers for Norway spruce (Picea abies L.) // BMC Research notes. 2011. Vol. 4, no. 1. P. 1–6.Pfeiffer А., Olivieri A.M., Morgante M. Identification and characterization of microsatellites in Norway spruce (Picea abies K.). Genome, 1997, vol. 40, pp. 411–419.Hart D.L., Clark A.G. Principles of population genetics Sinauer associates Sunderland // Massachusetts. 1997. 116 р.Potokina E.K. et al. Analysis of the polymorphism of organelle DNA to elucidate the phylogeography of Norway spruce in the East European Plain. Russian Journal of Genetics: Applied Research, 2015, vol. 5, no. 4, pp. 430–439. (In Russ.)Peakall R.O.D., Smouse P.E. GENALEX 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research // Molecular ecology notes. 2006. Т. 6, no. 1. P. 288-295.Potokina E.K. et al. Genetic differentiation of spruce populations in northwest Russia according to the results of microsatellite loci analysis. Russian Journal of Genetics: Applied Research, 2013, vol. 3, no. 5, pp. 352–360. (In Russ.)Pfeiffer А., Olivieri A.M., Morgante M. Identification and characterization of microsatellites in Norway spruce (Picea abies) // Genome. 1997. Vol. 40. P. 411–419.Pritchard J.K., Stephens M., Donnelly P. Inference of population structure using multilocus genotype data. Genetics, 2000, vol. 155, no. 2, pp. 945–959.Pritchard J.K., Stephens M., Donnelly P. Inference of population structure using multilocus genotype data // Genetics. 2000. Vol. 155, no.. 2. P. 945–959.Rungis D. et al. Robust simple sequence repeat markers for spruce (Picea spp.) from expressed sequence tags. Theor. Appl. Genet, 2004, vol. 109 (6), pp. 1283–1294. ISSN 0040-5752.Rungis D. et al. Robust simple sequence repeat markers for spruce (Picea spp.) from expressed sequence tags // Theor. Appl. Genet. 2004. Vol. 109 (6). P. 1283–1294. ISSN 0040-5752.Scotti I. et al. Microsatellite repeats are not randomly distributed within Norway spruce (Picea abies K.) expressed sequences. Genome, 2000, vol. 43 (1), pp. 41–46. ISSN 0831-2796.Scotti I. et al. Microsatellite repeats are not randomly distributed within Norway spruce (Picea abies K.) expressed sequences // Genome. 2000. Vol. 43(1). P. 41–46. ISSN 0831-2796.Scotti I. et al. Trinucleotide microsatellites in Norway spruce (Picea abies): their features and the development of molecular markers. Theoretical and Applied Genetics, 2002, vol. 106, no. 1, pp. 40–50.Scotti I. et al. Trinucleotide microsatellites in Norway spruce (Picea abies): their features and the development of molecular markers // Theoretical and Applied Genetics. 2002. Vol. 106, no. 1. P. 40–50.Tsuda Y. et al. The extent and meaning of hybridization and introgression between Siberian spruce (Picea obovata) and Norway spruce (Picea abies): cryptic refugia as stepping stones to the west? Molecular Ecology, 2016, vol. 25, no. 12, pp. 2773–2789.Tsuda Y. et al. The extent and meaning of hybridization and introgression between Siberian spruce (Picea obovata) and Norway spruce (Picea abies): cryptic refugia as stepping stones to the west? // Molecular Ecology. 2016. Vol. 25, no.. 12. P. 2773–2789.Wright S. The genetical structure of populations. Annals of Eugenics, 1951, vol. 15 (4), pp. 323–354. ISSN 0003-4800.168.Wright S. The genetical structure of populations // Annals of Eugenics. 1951. Vol. 15(4). P. 323–354. ISSN 0003-4800.168.Wright S. The interpretation of population structure by F-statistics with special regard to systems of mating. Evolution, 1965, vol. 19, pp. 395–420. Online ISSN 1558-5646Wright S. The interpretation of population structure by F-statistics with special regard to systems of mating // Evolution. 1965. Vol. 19. P. 395–420. Online ISSN 1558-5646Wright S. The interpretation of population structure by F-statistics with special regard to systems of mating // Evolution. 1965. Vol. 19. P. 395–420. Online ISSN 1558-5646

The authors declare that there are no conflicts of interest present.