Особенности роста сеянцев карельской березы, полученных в результате свободного опыления, и выявление среди них носителей признака «узорчатая древесина» с помощью молекулярного маркера BpCW1

Приводятся результаты изучения роста однолетних сеянцев карельской березы, полученных в результате свободного опыления деревьев, произрастающих в Ленинградской области на территории Гатчинского ПЛСУ, в учебно-производственном питомнике Лисинского лесного колледжа (насаждение «Шапки») и дендропарке Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства («СПбНИИЛХ»). Показано, что ростовые показатели сеянцев существенно различались в зависимости от года и места сбора семян. Так, высота сеянцев из дендропарка СПбНИИЛХа к осени 2023 г. составила в среднем 51,4 см, а диаметр у корневой шейки – 1,6 мм. В 2024 г. наибольшие средние значения этих показателей зафиксированы у сеянцев, выращенных из семян, собранных на Гатчинском ПЛСУ (соответственно, 20,5 см и 2,5 мм), а наименьшие – у сеянцев из дендропарка СПбНИИЛХа (соответственно, 8,2 см и 1,6 мм). Использование молекулярного маркера BpCW1 позволило уже в первый год жизни сеянцев выявить среди них носителей признака «узорчатая древесина», что внешне проявляется, как правило, в возрасте 8 лет и даже позднее. В результате ПЦР-анализа у 43% изученных сеянцев обнаружены продукты амплификации в гомо- или гетерозиготном (476 п.н. или 476/530 п.н.) состоянии, свойственные «узорчатым» растениям карельской березы, что существенно выше, чем считалось ранее для семенного потомства, полученного в результате свободного опыления. Из анализа ростовых показателей следует, что «безузорчатые» растения по средним значениям высоты и диаметра превышают «узорчатые» примерно в 1,5 раза независимо от места сбора семян. Однако только этого показателя недостаточно, чтобы провести их разделение на «узорчатые» и «безузорчатые» растения, учитывая полиморфизм жизненных форм, характерный для карельской березы. На основании проведенной работы сделан вывод о возможности использования семян от свободного опыления для выращивания посадочного материала карельской березы при условии выявления среди них носителей признака «узорчатая древесина» с помощью молекулярного маркера BpCW1, что в раннем возрасте практически невозможно сделать методами, основанными на анализе только внешних (морфологических) признаков. 

1. Ветчинникова Л.В., Титов А.Ф. Карельская береза: разновидность или самостоятельный вид? // ИВУЗ. Лесной журнал. 2020. № 1. С. 26–48. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-1-26-48.

2. Ветчинникова Л.В., Титов А.Ф. Карельская береза: важнейшие результаты и перспективы исследований: монография. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2021. 243 с.

3. Ветчинникова Л.В., Титов А.Ф., Костина Е.Э., Жигунов А.В. Сибсовое потомство карельской березы на Заонежской лесосеменной плантации // ИВУЗ. Лесной журнал. 2023. № 5. С. 9–26. DOI: 10.37482/0536-1036-2023-5-9-26.

4. Евдокимов А.П. Биология и культура карельской березы. Л.: Изд-во ЛГУ, 1989. 222 с.

5. Ермаков В.И. Механизмы адаптации березы к условиям Севера. Л.: Наука, 1986. 144 с.

6. Жигунов А.В., Ветчинникова Л.В., Губаев Р.Ф., Каржаев Д.С., Волков В.А., Потокина Е.К. BpCW1 – молекулярный маркер для выявления генотипов карельской березы на ранних стадиях развития. Патент на изобретение РФ № 2823809. 2024.

7. Любавская А.Я. Селекция и разведение карельской березы. М., 1966. 124 с.

8. Любавская А.Я. Карельская береза. М.: Лесн. пром-сть, 1978. 158 с.

9. Мамаев С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений. М., 1973. 284 с.

10. Николаевская Т.С., Ветчинникова Л.В., Лебедева О.Н., Кузнецова Т.Ю. Морфофизиологическая характеристика пыльцы различных видов березы в условиях Восточной Фенноскандии // Труды КарНЦ РАН. Сер. Биогеография. 2008. Вып. 14. C. 84–91.

11. Соколов Н.О. Карельская береза. Петрозаводск: Гос. изд. Карело-Финской ССР, 1950. 116 с.

12. Соколов Н.О. Отбор и выращивание березы карельской в Ленинградской области с использованием самосева // Лесная генетика, селекция и семеноводство. Петрозаводск, 1970. C. 277–281.

13. Gubaev R., Karzhaev D., Grigoreva E., Lytkin K., Safronycheva E., Volkov V., Nesterchuk V., Vetchinnikova L., Zhigunov A., Potokina E. Dissection of figured wood trait in curly birch (Betula pendula Roth var. carelica (Mercklin) Hämet-Ahti) using high-throughput genotyping // Scientific Reports. 2024. Vol. 14. Art. no. 5058. DOI: 10.1038/s41598-024-55404-y.

14. Heikinheimo O. Kokemuksia visakoivun kasvatuksesta // Commun. Inst. Forest. Fenn. 1951. Vol. 39, no. 5. P. 4–26.

15. Johnsson H. Avkommor av masurbjork // Svenska Skogsvf. Tidskr. 1951. Bd. 49, no. 1. S. 34–45.

16. Larsen C.M. Masurbirk. Rejseberetning – Masurbirk i Finland // Materialet i arboretet. Dansk Skovforen. Tidsskr. 1940. Vol. 25. P. 33–72.

17. Rahimah A.R., Cheah S.C., Rajinder S. Freeze-drying of oil palm (Elaeis guineensis) leaf and its effect on the quality of extractable DNA // J. Oil Palm Res. 2006. Vol. 18. P. 296–304.

18. Vetchinnikova L.V., Titov A.F. Specific Characteristics of Karelian Birch Population Structure // Biology Bulletin Reviews. 2021. Vol. 11, no 4. P. 414–427. DOI: 10.1134/S2079086421040095.