Фенотипическая пластичность и селекционно-репродуктивные особенности биоресурсной коллекции рода Betula L. в Воронежской области

В статье приводятся теоретические и практические данные по созданию, составу и некоторым параметрам продуктивности и воспроизводства биоресурсной коллекции быстрорастущих древесных растений на примере рода Betula L. Изучен рост в высоту у 10-летних деревьев, выращенных из семян свободного опыления берёзы повислой (13 семей), б. пушистой (16 семей), далекарлийской берёзы (3 семьи), б. каменной (1 семья), б. вишнёвой (3 семьи). Выявлены количественные признаки вегетативной сферы деревьев – рост в высоту и генеративной – прорастание семян у разных селекционных категорий берёз. Максимальное значение (7 м) по этому показателю б. повислой наблюдалось у семей С-3, С-4, С-31 и С-51 (высокосамостерильная). У б. пушистой наивысшее значение 7,1 м выявлено у высокосамостерильной формы Б-18. Установлено, что для самостерильных форм обоих местных видов берёз перспективным селекционным направлением является получение семян и воспроизводство при естественном способе размножения. Среди интродуцированных в Воронежскую область наиболее перспективной является далекарлийская берёза, у которой даже среднесемейные значения роста в высоту превышали аналогичный показатель у местных видов, а отдельные деревья всех трёх семей были лидерами по этому признаку среди всех изученных видов. Другие виды берёзы, интродуцированные в Воронежскую область, б. каменная и б. вишнёвая, по этому признаку показали низкие значения и являются бесперспективными для целей интродукции в Воронежскую область. Определена всхожесть семян местных видов берёз, полученных при разных способах опыления. Выявлена тенденция к асимметричности распределения показателей баллов всхожести при самоопылении (минимальные значения) и свободном опылении (максимальные значения) у диплоидного вида (берёзы повислой) и относительной симметричности у тетраплоидного (полиплоидного) вида (б. пушистой).

1. Адлер Э.Н., Вахитов В.А. Пути генетического улучшения лесных древесных растений. М.: Наука, 1985. 240 с. Биоресурсная коллекция ex situ селекционных форм, гибридов берёзы ВГЛТУ: каталог. URL: https://vgltu.ru/files/nauka/BIOLesteh/kollekciya_gibridov_i_form_roda_betula.pdf?ysclid=lg20xfe52c14377019

2. Дарвин Ч. Действие перекрёстного опыления и самоопыления в растительном мире. М.-Л.: ОГИЗ – Сельхозгиз, 1939. 340 с.

3. Исаков И.Ю., Исаков Ю.Н. Инбридинг и гибридизация в роде Береза. Генезис и значение. Lambert Academic Publishing, 2015. 107 с.

4. Коллекция in vitro клонов ценных генотипов лиственных древесных растений // Научно-технологическая инфраструктура Российской Федерации. URL: http://ckp-rf.ru/usu/569228/ (дата обращения: 15.01.2024).

5. Мамаев С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных пород. М.: Наука, 1972. 283 с.

6. Попов Е.Б., Драгавцев В.А., Малецкий С.И. Три кита эконики: Истоки и перспективы нового направления в общей биологии. СПб.: Издательскополиграфическая ассоциация высших учебных заведений, 2020. 132 с.

7. Пятницкий С.С. Практикум по лесной селекции. М.: Сельхозиздат, 1961. 265 с.

8. Фольконер Д.С. Введение в генетику количественных признаков / под ред. Л.А. Животовского. М.: Агропромиздат, 1985. 486 с.

9. Bilal T., Ayoob B., Behar B., Rafeeq J., Mehraj B., Farooq S., Mushtaq I. Exploration and conservation of forest genetic resources // Journal of Plant Development Sciences. 2022. Vol. 14, no. 4. P. 387–393.

10. Brown A.H.D., Hardner C. Sampling the gene pools of forest trees for ex situ conservation // Forest Conservation Genetics: Principles and Practice. Melbourne Editors, 2000. P. 185–196.

11. Burdon R.D. Genetics and genetic resources: Quantitative genetic principles. // Encyclopedia of Forest Sciences. Academic Press, 2004. P. 182–187.

12. Chang S., Mahon E.L., MacKay H.A., Rottmann W.H., Strauss S.H., Pijut P.M., Powell W.A., Coffey V., Lu Haiwei, Mansfield S.D., Jones T.J. Genetic engineering of trees: progress and new horizons. In Vitro Cellular Developmental Biology // Plant. 2018. Vol. 54. P. 341–376.

13. Gillet E.M. DNA markers – concepts and characteristics // Which DNA Marker for Which Purpose? Institute fur Forstgenetik und Forstpflanzenzuchtung, Universitat Gottingen, 1999. P. 1–8.

14. Harrison R.D., Shono K., Gitz V., Meybeck A., Hofer T., Wertz-Kanounnikoff S. Mainstreaming biodiversity in forestry // FAO Forestry Paper. Rome, FAO and Bogor, Indonesia, CIFOR, 2022. No. 188. 175 p.

15. Heimonen K., Valtonen A., Kontunen-Soppela S., Keski-Saari S., Rousi M., Oksanen E., Roininen H. Susceptibility of silver birch (Betula pendula) to herbivorous insects is associated with size and phenology of birch– implications for climate warming // Scan. J. For. Res. 2016. Vol. 32. P. 95–104.

16. Huxley J. Evolution: The Modern synthesis. London: Georg Allen & Unvin Ltd., 1942. 645 p.

17. Oksanen E. Birch as a Model Species for the Acclimation and Adaptation of Northern Forest Ecosystem to Changing Environment // Front. For. Glob. Change. 2021. Vol. 4. P. 1–7.

18. Qu Chang, Bian Xiuyan, Han Rui, Jiang Jing, Yu Qibin, Liu Guifeng Expression of BpPIN is associated with IAA levels and the formation of lobed leaves in Betula pendula ‘Dalecartica’ // J. For. Res. 2020. Vol. 31. P. 87–97.

19. Salojärvi J., Smolander O.P., Nieminen K., Rajaraman S., Safronov O., Safdari P., Lamminmäki A., Immanen J., Lan Tianying, Tanskanen J., Rastas P., Amiryousefi A., Jayaprakash B., Kammonen J. I., Hagqvist R., Eswaran G., Ahonen V. H., Serra J. A., Asiegbu F. O., Dios Barajas-Lopez J. de, Blande D., Blokhina O., Blomster T., Broholm S., Brosché M., Fuqiang Cui, Dardick C., Ehonen S. E., Elomaa P., Escamez S., Fagerstedt K. V., Fujii Hiroaki, Gauthier A., Gollan P. J., Halimaa P., Heino P.I., Himanen K., Hollender C., Kangasjärvi S., Kauppinen L., Kelleher C. T., KontunenSoppela S., Koskinen J. P., Kovalchuk A., Kärenlampi S. O., Kärkönen A. K., Lim Kean-Jin, Leppälä J., Macpherson L., Mikola J., Mouhu K., Mähönen A. P., Niinemets Ü., Oksanen E., Overmyer K., Palva E. T., Pazouki L., Pennanen V., Puhakainen T., Poczai P., Possen B. J. H. M., Punkkinen M., Rahikainen M. M., Rousi M., Ruonala R., Schoot C. van der, Shapiguzov A., Sierla M., Sipilä T. P., Sutela S., Teeri T. H., Tervahauta A. I., Vaattovaara A., Vahala J., Vetchinnikova L., Welling A., Wrzaczek M., Xu Enjun, Paulin L. G., Schulman A. H., Lascoux M., Albert V. A., Auvinen P., Helariutta Y., Kangasjärvi J. Genome sequencing and population genomic analyses provide insights into the adaptive landscape of silver birch // Nature Genetics. 2017. Vol. 49. P. 904–912.

20. Seddon N., Turner B., Berry P., Chausson A., Girardin C.A.J. Grounding naturebased climate solutions in sound biodiversity science // Nature Climate Change. 2019. Vol. 9, no 2. P. 84–87.

21. Silfver T., Heiskanen L., Aurela M., Myller K., Karhu K., Meyer N., Tuovinen J.-P., Oksanen E., Rousi M., Mikola J. Insect herbivory control of Subarctic ecosystem CO2 exchange in present and future climates // Nature Commun. 2020. Vol. 11. Art. no. 2529.

22. Tenkanen A., Keski-Saari S., Salojärvi J., Oksanen E., Keinänen M., KontunenSoppela S. Differences in growth and gas exchange between southern and northern provenances of silver birch (Betula pendula) in northern Europe // Tree Phys. 2020. Vol. 40, no 2. P. 198–214.