МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
реклама
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ФГБОУ ВПО «ПГТУ») На правах рукописи Прохорова Александра Александровна КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА КЛОНОВЫХ ПОТОМСТВ ПЛЮСОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ ЕЛИ НА ОБЪЕКТАХ ЕДИНОГО ГЕНЕТИКОСЕЛЕКЦИОННОГО КОМПЛЕКСА В РЕСПУБЛИКЕ МАРИЙ ЭЛ Специальность: 06.03.01 – Лесные культуры, селекция, семеноводство Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, доцент О. В. Шейкина Йошкар-Ола, 2015 2 СОДЕРЖАНИЕ Введение……………………………………………………………………… 5 I. Аналитический обзор литературы……………………………………. 9 1.1. Ботаническая характеристика ели……………………………………… 9 1.2. Интрогрессивная гибридизация видов рода Picea A. Dietr на территории России…………………………………………………………………. 10 1.3. Внутривидовая изменчивость………………………………………… 15 1.3.1. Эндогенная изменчивость…………………………………………… 15 1.3.2. Половая изменчивость………………………………………………… 16 1.3.3. Индивидуальная изменчивость…………………………………...... 16 1.4. Сохранение генофонда…………………………………………………. 26 1.5. Кариологические исследования хвойных пород……………………. 29 1.6. Исследования генетической изменчивости хвойных методом электрофоретического анализа изоферментов…………………………… 31 1.7. Исследования генетической изменчивости хвойных с использованием метода полимеразной цепной реакции (ПЦР)………….................. 35 1.8. Идентификация популяций и потомств плюсовых деревьев………. 40 Выводы……………………………………………………………………..... 45 II. Материалы, методы и объекты исследования……………………… 47 2.1. Природные условия района исследования…………………………….. 47 2.2. Объекты исследования………………………………………………… 48 2.3. Методика и объём исследований……………………………………… 50 2.3.1. Рост клоновых потомств…………………………………………….. 50 2.3.2. Анализ формового разнообразия клоновых потомств по морфометрическим показателям шишек, семян и крылышек…………………… 50 2.3.3. Генетический анализ клоновых потомств ели……………………… 54 III. Анализ индивидуальной изменчивости клонового потомства ели в архиве клонов по морфометрическим показателям……………….. 57 3.1. Морфометрические показатели шишек ели в архиве клонов……… 57 3 3.2. Изменчивость семенных чешуй у клоновых потомств ели………….. 64 3.3. Морфометрические показатели ели……………………………………. 71 3.4 Морфометрические показатели крылышек……………………………. 78 3.5. Комплексный анализ признаков шишек, семян и крылышек……… 87 Выводы…………………………………………………………………......... 96 IV. Формовое разнообразие клоновых потомств ели на объектах единого генетико-селекционного комплекса в Куженерском лесничестве…………………………………………………………...……… 97 4.1. Анализ высоты клоновых потомств ели в архиве, отличающиеся по окраске макро- и микростробил…………………………………………. 97 4.2. Анализ высоты клоновых потомств ели в архиве выделенных по типу ветвления……………………………………………………………. 100 4.3. Анализ высоты клоновых потомств ели на ЛСП в Куженерском лесничестве…………………………………………………………………. 108 Выводы и предложения…………………………………………………….. 114 V. Оценка клоновых потомств плюсовых деревьев ели по ДНК-маркерам ……………………………………………………..……. 115 5.1. Изучение генетической изменчивости плюсовых деревьев ели в архиве клонов в Учебно–Опытном лесхозе Республики Марий Эл………………………………………………...…………………………….. 115 5.2. Оценка уровня генетического разнообразия плюсовых деревьев ели на лесосеменной плантации в Куженерском лесничестве Республики Марий Эл …………………………………………………….…….………… 120 5.3. Разнообразие генотипов клоновых потомств на лесосеменной плантации……………………………………………………………………... 124 Общие выводы………………………………………………………………. 139 Предложения и рекомендации производству……………………………... 141 Список литературы…………………………………………………………. 143 Приложения………………………………………………………………….. 155 4 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ СОКРАЩЕНИЙ ВАК – Высшая аттестационная комиссия; ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота; ЕГСК – единый генетико-селекционный комплекс ЛСП – лесосеменная плантация; п. н. – пар нуклеотидов; ПЦР – полимеразная цепная реакция; РМЭ – Республика Марий Эл; СТАВ – цетилтриметиламмоний бромид; ЭДТА – этилендиаминтетрауксусная кислота; AFLP –Amplification fragments length polymorphism (полиморфизм длин продуктов амплификации); ISSR – Inter Simple Sequence Repeats (межмикросателлитный анализ); RAPD – Random аmplified рolymorphic DNA (произвольно амплифицированная полиморфная ДНК); RFLP – Restriction fragment length polymorphism (полиморфизм длин рестрикционных фрагментов); SSR – Simple sequence repeats (повторы простых последовательностей или микросателлиты); STMS – Sequence tagged microsattelite sites (микросателлиты); STR – Short tandem repeats (микросателлиты). 5 ВВЕДЕНИЕ Ель широко распространена на территории нашей страны и играет важную роль в формировании структуры и функций лесных экосистем. В настоящее время под воздействием комплекса неблагоприятных факторов естественная среда обитания претерпевает радикальные изменения в течение достаточно короткого периода времени, что весьма отрицательно сказывается на состоянии еловых лесов. В связи с этим особую актуальность приобретает проблема сохранения и восстановления ельников. Организация лесного семеноводства на селекционно-генетической основе является одним из важных компонентов комплекса мероприятий по искусственному лесовосстановлению. При этом весьма актуальными являются научные исследования, позволяющие повысить эффективность лесного семеноводства и решающие такие вопросы, как оценка отобранного плюсового генофонда, служащего родоначальником будущих лесов и призванного обеспечить их высокую продуктивность и устойчивость. Цель работы – провести оценку клоновых потомств плюсовых деревьев ели в архиве клонов и лесосеменной плантации в Республике Марий Эл по комплексу морфологических и генетических признаков. Задачи исследования: 1) выявить особенности изменчивости морфометрических признаков репродуктивной сферы плюсового генофонда ели в Республике Марий Эл; 2) оценить возможность использования комплекса морфометрических признаков шишек, семян и крылышек для видовой и клоновой идентификации рамет; 3) установить таксонометрическую принадлежность клонов плюсовых деревьев ели; 4) изучить формовое разнообразие клонов по типу ветвления и окраски стробил и оценить степень влияния данных признаков на рост; 5) выделить продуктивные биотипы для дальнейшего введения их в культуру in vitro; 6 6) оценить генетическое разнообразие и дифференциацию клоновых потомств плюсовых деревьев ели из разных географических районов в Учебно-Опытном лесхозе РМЭ и на лесосеменной плантации Куженерского лесничества РМЭ. Научная новизна работы. В районе исследования получены новые данные об изменчивости морфометрических признаков шишек, семян и крылышек у клоновых потомств плюсовых деревьев ели. Установлено количественное соотношение клонов плюсовых деревьев, относящихся к разным таксономитрическим группам ели: ель сибирская Picea obovatа Ledeb., ель финская Picea x fennica (Regel) Kom. с преобладанием признаков ели сибирской и ель финская Picea x fennica (Regel) Kom. с равнозначными признаками ели сибирской и ели европейской. Выявлены наиболее информативные морфометрические признаки для изучения индивидуальной изменчивости биотипов ели и установления систематической принадлежности деревьев ели в зоне интрогрессивной гибридизации. Получены данные о формовом разнообразии плюсового генофонда ели, представленного на объектах ЕГСК в Республике Марий Эл. Изучен характер взаимосвязей морфометрических признаков шишек и семян, роста и окраски стробил, роста и типа ветвления. В районе исследования впервые изучено генетическое разнообразие клоновых потомств плюсовых деревьев ели c использованием ISSR-маркеров. Практическая обуславливается значимость комплексом работы. Практическая рекомендаций по значимость повышению работы эффективности организации семеноводства в Республике Марий Эл. В частности, даны рекомендации по оценке таксометрической принадлежности ели при отборе плюсовых деревьев и инвентаризации существующих объектов единого генетикоселекционного комплекса в зоне интрогрессивной гибридизации. Показана ограниченность возможности идентификации клоновой принадлежности по комплексу морфологических признаков шишек, семян и крылышек. Обоснована необходимость использования для этой цели методов генетического анализа с обязательной паспортизацией материнского плюсового дерева. Показана высокая ценность исследованных объектов в отношении сохранения генетического 7 разнообразия ели в районе исследований. Получены предварительные данные по уточнению лесосеменного районирования ели. Положения, выносимые на защиту: 1) морфометрические признаки шишек и семян как основа оценки систематической и клоновой принадлежности биотипов ели на объектах ЕГСК в зоне интрогрессивной гибридизации; 2) разнообразие форм клоновых потомств плюсовых деревьев ели по окраске шишек, типу ветвления и росту в Республике Марий Эл; 3) генетическое разнообразие и дифференциация клоновых потомств плюсовых деревьев ели на объектах ЕГСК в Республике Марий Эл. Обоснованность и достоверность результатов обеспечена большим объемом полевого и экспериментального материала (изучено 387 деревьев по высоте и диаметру, 1240 штук шишек, 1120 штук семян, 330 образцов ДНК); использованием методов математического анализа при оценке результатов экспериментов (вариационная статистика, кластерный анализ, дисперсионный анализ); обработкой полученных результатов с использованием общепринятых и специализированных программ (Statistic, QuantityOne (Bia-Rad), PopGen). Апробация. Результаты научных исследований представлены в научных докладах на Международной научной конференции «Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений» (Красноярск, 2004, 2005, 2007, 2009), региональной научной студенческой конференции по естественнонаучным и техническим дисциплинам (Йошкар-Ола, 2006), Всероссийской научно- практической конференции (Уфа, 2007),Всероссийской научной студенческой конференции по естественнонаучным и техническим дисциплинам (Йошкар-Ола, 2007), научно-практическом семинаре (Воронеж, 2007), Международной научной студенческой конференции по естественнонаучным и техническим дисциплинам (Йошкар-Ола, 2008), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения доктора биологических наук, профессора М. Д. Данилова (Йошкар-Ола, 2008), Всероссийской научно-практической конференции в рамках XVIII Международной специализированной выставки 8 «АгроКомплекс-2008» (Уфа, 2008), научной практической конференции «Проблемы экологии и лесопользовании в современных условиях» (Йошкар-Ола, 2010), научно-практической конференции с международным участием «Достижения и перспективы лесной генетики и селекции» (Воронеж, 2011г.), Всероссийской научно-практической конференции «Лесовосстановление в Поволжье: состояние и пути совершенствования» (Йошкар-Ола, 2013). Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 4 – в рецензируемых журналах из перечня ВАК. Личный вклад автора. В диссертации использованы полевые и экспериментальные данные, полученные лично диссертантом на всех этапах работы. Автором проведены экспедиционные исследования и сбор растительного материала, лабораторные исследования по изучению морфометрических показателей шишек и семян, использован метод генетического анализа, основанного на ПЦР с ISSR праймерами; обработаны полученные материалы, изложены и обобщены результаты. Связь работы с научными программами. Диссертационная работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы по направлению 1.3.2 «Проведение научных исследований целевыми аспирантами» (ГК № 14.132.21.1331 от 01.10.2012 г.) по теме «Исследование фенотипического и генетического полиморфизма плюсовых деревьев ели обыкновенной (Picea abies (L.) H.Karst.) в Республике Марий Эл». Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций, списка литературы и приложения. Работа изложена на 167 страницах, включает 62 таблицы, 40 рисунков, 7 приложений. В списке литературы 146 библиографических названий, из которых 14 на иностранных языках. 9 I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Ботаническая характеристика ели Ель европейская – одна из ведущих лесообразующих пород России. Дерево первой величины, высотой 30-35 м, в лучших почвенно-климатических условиях может достигать 40-50 м с диаметром ствола более 1 м. Ель европейская — растение однодомное. Половая зрелость наступает в сомкнутых древостоях с 25-30 (40-60) лет, при одиночном произрастании или на южных опушкаx леса — с 15-20 лет, иногда появляются шишки на более молодых деревьях. Пылит («цветёт») в начале вегетации, одновременно с распусканием почек, обычно в середине мая, почти одновременно с пихтой сибирской, но позднее лиственницы сибирской и раньше сосны обыкновенной. Макростробилы находятся преимущественно в верхней хорошо освещенной части кроны и направлены вверх. На каждом отдельном дереве они строго одного цвета: ярко-красные, тёмно-красные или зелёные, зеленокрасные. Длина женских шишек 20-35 мм и несколько больше. Микростробилы расположены в средней и нижней частях кроны, сидят раздельно, обычно красноватого цвета или совпадают с окраской макростробил. Зрелые шишки удлиненно-цилиндрические, до 10-13 (15-16) см длиной и 3-4 см шириной, светлоили желто-бурые, блестящие. Семенные чешуи коричневые, выпуклые, широкие, обратно-яйцевидные, с клиновидно-срезанной или ромбовидной вершиной, всегда неглубоко зазубренной формы; край семенной чешуи сильно варьирует у разных деревьев. Семена созревают через 4-6 месяцев после опыления, в сентябре-октябре. В одной шишке содержится от 70 до 250 шт. семян. Они крылатые, до 4 (5-6) мм длиной, 2 мм шириной, все одинаково окрашены (за очень редким исключением), темно-бурые, матовые, продолговато-яйцевидные, кончик семени вытянут, слегка отогнут. Крылышко 12-15 мм длиной равномерно окрашено, светло-бурое. Средняя масса 1000 шт. семян равна 5,1 г и колеблется в пределах 3-8 г и более. Семенные годы повторяются у ели европейской через 3-5 лет, в северных районах реже. В исключительно урожайные годы в спелых ельниках количество 10 семян достигает 50-70 (100) кг и более на одном гектаре, на северной границе ареала до 6-10 кг/га и значительно меньше. При благоприятных условиях ель европейская в период интенсивного роста дает годичный прирост до 50-70 см, в отдельных случаях до 80-90 (100) см длины. В Среднем Поволжье отдельные деревья в возрасте 70-80 лет имеют высоту 29 (35) м. В Росси ель европейская (или е. обыкновенная) дико произрастает только в европейской части, занимая обширную территорию. Северная и восточная границы ареала ели европейской проходят в контактной зоне совместного произрастания с елью сибирской — от Кольского п-ова до Предуралья. Возникли они как результат миграции ели европейской и ели сибирской на освобождённые из-подо льда и иные территории из тех убежищ (рифугиумов), в которых сохранились данные виды в ледниковый период. В районах встречи потоков популяций ели европейской и ели сибирской создались условия для естественной гибридизации, возникновения смешанных популяций аборигенной ели [3]. 1.2. Интрогрессивная гибридизация видов рода Picea A. Dietr на территории России Правильно понять современное разнообразие любой таксономической группы возможно при изучении истории развития её на всем протяжении жизни. Род Picea A. Dietrich продолжает свою историю с мелового периода. За этот отрезок времени наша планета претерпела немало изменений: менялись очертания материков, менялась орография поверхности суши, наконец, менялся климат. То есть эволюция этого рода происходит в течение 100-120 млн. лет. Современные виды рода Picea, имевшие в прошлом общих прародителей и один общий ареал, в настоящее время распространены на континентах Северная Америка и Евразия. На современные ареалы видов ели, в преобладающем большинстве случаев изолированные друг от друга, решающее влияние оказал ледниковый период. Многие виды растений (и животных тоже) занимали до ледникового периода ту же самую территорию, что и после ледника, но генетическая структура популяций, представленных этими видами, стала другая: во-первых, в результате того, что 11 разорванность ареала на мелкие острова, на длительные геологические периоды, то есть изоляция, повлекла изменение генетической структуры популяций в результате ограниченности генотипов, участвующих в панмиксии в большом числе поколений; во-вторых, в результате естественного отбора, сохранившего те генотипы, которые оказались более устойчивыми в изменившихся условиях обитания в ледниковый период. Есть и третья причина, которая неизбежно должна была обусловить изменение генетики популяций, это – интрогрессивная гибридизация при вторичной встрече изолированных популяций при их миграции [4]. Интрогрессивная гибридизация на стыке ареалов ели сибирской (Р. obovata Ledeb.) и европейской (P. аbies (L.) H. Karst.) наиболее интенсивно изучались с конца 60-х годов ХХ столетия. Предположения о гибридном происхождении еловых лесов, образованных этими видами и широко распространенных на территории Европы, высказывались много раньше. Впервые же эта гипотеза была сформулирована Ф. Федоровичем (1876). К настоящему времени накоплен большой фактический материал, который убеждает в том, что между елью европейской и елью сибирской существует полная гамма переходов в изменчивости всех признаков [5]. Со времени К. Ф. Ледебура и Ф. Теплоухова, давших характеристику ели европейской и ели сибирской, большинство исследователей, изучавших изменчивость ели в пределах указанного выше ареала и на основании результатов своих исследований предлагавших внутривидовую систематику, главным и ведущим признаком считали строение и морфологию шишек, и особенно форму семенных чешуй [4, 5]. Особое внимание во второй половине прошлого века (после описания самого явления интрогрессивной гибридизации) уделялось зоне контакта и гибридного смешения ели сибирской и ели европейской. Было показано [Правдин, 1975; и др.], что Уральская горная цепь является восточной границей ареала гибридной ели финской (P. x fennica (Regel) Kom.), определяемой в этом регионе как Р. obovata var. uralensis [6]. В крупной работе Д.Н. Данилова (1943) было показано, что при движении в долготном направлении от западных регионов к Уралу происходит постепенное и 12 непрерывное усиление признаков Picea obovata Ledeb. и угасание признаков Picea abies (L.) H. Karst. (закономерное увеличение угла заострения семенных чешуй, уменьшение размеров шишек). О гибридогенном характере изменчивости ели свидетельствует различие формового состава ельников в горной части Урала. Если в пределах Полярного Урала еловые леса представлены одной только елью сибирской, то в остальных районах по форме семенных чешуй она постепенно меняется. По мере продвижения с севера на юг в составе популяций увеличивается участие гибридных форм var. uralensis (группа II по Л.Ф. Правдину). В южных популяциях уже отмечено участие группы III (гибриды с преобладанием признаков ели европейской). К аналогичному выводу о том, что в Удмуртии, Коми и Марийской республике, Пермской области и Башкирии произрастает гибридная ель финская, тяготеющая к ели сибирской, пришел и A.M. Пальцев (1989) на основании изучения формы семенных чешуй в географических культурах ели (по Путенихину и др.) [6]. Анализ популяции ели, произведенный Г. П. Морозовым в зоне интрогрессивной гибридизации на востоке европейской части России, показал, что прерывистый, «ступенчатый» характер группировки популяций ели на всем протяжении маршрута исследования можно объяснить постепенным проникновением генетического материала ели сибирской в генофонд ели европейской и различием векторов отбора на разных участках маршрута. Всю зону можно разбить на ряд групп популяций: популяции ели сибирской (от Усть-Ишима на восток); зауральская группа (Тобольск-Н.Тагил); пермские ельники; кировско-костромские ельники; популяции ели обыкновенной (от Рыбинска и дальше на запад). Процесс гибридизации распространяется гораздо дальше на восток, чем принято считать. Некоторые признаки ели обыкновенной проникают до района Тобольска [7]. В Костромской области типичные формы ели сибирской и ели европейской встречаются практически на всей территории области, но первый вид более приурочен к северным и северо-восточным ее районам, а второй – к южным и югозападным [8]. Из общего варьирования текущего прироста ельников 24% 13 определяется фенотипом ели. При этом чем больше в фенотипической структуре ельников фенотипов с преобладанием признаков ели европейской, тем выше их продуктивность. Наиболее резкое повышение индивидуальной продуктивности (в 2,2 раза) происходит при переходе от гибридного фенотипа с преобладанием признаков ели сибирской (средний прирост древесины одного дерева 0,08 м3/10 лет) к гибридному фенотипу с равным участием признаков обоих видов (средний прирост древесины одного дерева 0,19 м3/10 лет).При дальнейшем насыщении фенотипа признаками ели европейской существенного роста продуктивности не наблюдаются [9]. В Кировской области вся масса гибридных форм делилась на 4 класса: 1-ель сибирская, 2 - ель гибридно-сибирская, 3 - ель гибридно-европейская, 4 - ель европейская. Ельники региона представлены этими формами в соотношении 12:47:41:0 [10]. Структура форм непостоянна и зависит от множества факторов. Главный фактор изменчивости - крупномасштабный процесс интрогрессивной гибридизации, обусловленный наличием двух гибридизирующих сторон: ели сибирской и европейской. Градиент нарастания доли сибирских форм направлен на северовосток и равен в среднем 0,1 СКГФ на 100 км [11]. Популяционная изменчивость елей европейской и сибирской на обширных пространствах своего непрерывного ареала характеризуется большим своеобразием, обусловленным различиями процессов интрогрессии и естественного отбора. Здесь ясно выделяется ряд крупных популяционных систем, имеющих собственный ареал [12]. Общий характер дифференциации популяций ели по росту семенного потомства в Предуралье, на Урале и в Западной Сибири имеет большое сходство с таковой по форме семенных чешуй. Коэффициент корреляции между этими признаками в Предуралье равен 0,7-0,8, в горной части Урала и Зауралье – 0,3-0,5. Эти корреляции позволяют определить более высокую наследственную продуктивность популяций в том или ином районе на основе сравнительного анализа показателей формы семенных чешуй [13]. 14 В пределах обширного Волго-Камского региона с юго-запада на северо-восток отчетливо проявляется закономерность возрастания доли участия в составе елового древостоя ели сибирской или близких к ней биотипов. В Волго-Вятском районе преобладает ель гибридного происхождения (в среднем более 50% от состава древостоя), ель обыкновенная встречается заметно реже, а ель сибирская в южных лесхозах вообще не выявлена. Наоборот, в Сторожевском лесхозе Коми АССР, Лысьвенском и Красновишерском лесхозах Пермской области замечено участие в насаждениях ели сибирской [14, 15]. В Костромской области выделено 6 типов морфологических признаков шишек ели. Наибольшей встречаемостью характеризуются гибридные фенотипы [8]. В естественных насаждениях Среднего Поволжья преобладает ель гибридного происхождения, на долю которой приходится в среднем 57,6%. Встречаемость ели европейской составляет 32,9% и ели сибирской 9,5%. Доля участия отдельных видов ели в составе насаждений сильно колеблется, о чем свидетельствуют высокие показатели коэффициентов изменчивости: 63% для ели европейской и 84% для ели сибирской. Встречаемость ели гибридного происхождения более стабильна: коэффициент изменчивости равен 31%. В культурах ели, созданных из семян местного происхождения, доля участия в них разных видов ели близка к естественным насаждениям: ель европейская – 30,1% и ель гибридная – 50,0% [16]. В ельниках Республики Татарстан выделено 5 групп. В насаждениях они представлены в соотношениях: ели европейской в два раза больше, чем ели сибирской, пятая часть представлена гибридами с преобладанием признаков ели европейской, третья часть - гибридами с преобладанием признаков ели сибирской. Самая большая часть деревьев (39%) представлена гибридами с промежуточным проявлением признаков [17]. 15 1.3. Внутривидовая изменчивость 1.3.1. Эндогенная изменчивость Эндогенная изменчивость у древесных растений наблюдается по многим структурным признакам: по размерам и форме листьев, по размерам и форме цветков, плодов, семян и шишек, по размерам побегов, окраске органов, их опушенности, числу листьев, плодов, цветков на побеге, по размерам пыльцевых зерен, по анатомическому строению листьев и побегов [18]. В основе эндогенной изменчивости организма лежат две причины. Это, вопервых, биологические особенности роста и развития данного вида, обусловливающие взаимокорреляцию органов в пределах индивидуума. Эндогенная изменчивость генеративных признаков хвойных на Урале характеризуется довольно различной амплитудой колебания. Для линейных размеров она лежит обычно в пределах значения С= 8-15%. Такой показатель типичен для размера спелых женских шишек и мужских колосков. Длина крылаток варьирует на более высоком уровне (16-19%), а размеры стробилов и пыльцы отличаются низкой амплитудой изменчивости (3-10%). Один и тот же признак — длина шишек — у разных видов хвойных имеет весьма близкую амплитуду колебания, если оценивать ее по коэффициенту вариации (7-18%) [18]. Оценка варьирования признаков женских шишек и семян в пределах дерева дает первичную, но важную информацию о характере внутривидовой изменчивости. Более того, последовательное изучение эндогенной и индивидуальной изменчивости в популяционных исследованиях служит достаточно объективной предпосылкой для оценки генетической гетерозиготности природных популяций без смены поколений. Амплитуда эндогенной изменчивости является признакоспецифичной, но не видоспецифичной [19]. В целом варьирование размеров генеративных органов в пределах кроны зависит от многочисленных факторов: генотипа дерева, общих закономерностей формирования кроны в онтогенезе, неоднородности микроусловий в различных частях кроны, интенсивности и периодичности плодоношения [6]. 16 1.3.2. Половая изменчивость В отношении однодомных видов, у которых половой диморфизм наблюдается в связи с преобладанием на различных экземплярах цветков одного пола, также было проведено немало исследований. Большинство их авторов пытались установить различия, существующие между индивидуумами разного пола. Около половины всех деревьев являются отчетливо смешаннополыми, а другая половина характеризуется более или менее резким уклонением в сторону мужской или женской сексуализации. При этом полностью однополых «женских» или «мужских» индивидуумов встречается очень немного. Сходную картину распределения половых типов наблюдали у ели сибирской, кедра сибирского и лиственницы Сукачева. Как правило, у них на одном дереве образуются и мужские, и женские шишки. Однако у кедра и ели количество генеративных зачатков обычно значительно меньше, чем у сосны. Особенно сильно это проявляется в неурожайные годы, когда резко снижается число женских шишек [18]. У кедра сибирского имеются половые формы, выражающиеся резким преобладанием побегов одного пола над другим, но подавляющее большинство деревьев в популяции относятся к смешенному типу, у них мужское цветение умеренно преобладает над женским [20, 21]. Изменчивость урожайности прививок кедра закономерно связана с вариацией семенной продуктивности материнского дерева, выделяются клоны с высоким среднемноголетним урожаем семян и с пониженным, а также клоны пыльцепроизводящие пониженной и низкой семенной продуктивности [22, 23]. Исследования липы мелколистной по интенсивности цветения показали, что отдельные деревья липы продуцируют либо с исключительным обилием цветков, либо не цветут вовсе, что происходит в течение многих лет [24]. 1.3.3. Индивидуальная изменчивость Формовой состав лесообразующих пород широко описан и изучен. Задача селекционеров – отобрать из многочисленного разнообразия форм, выделенных по 17 разным признакам, наиболее перспективные для решения практических задач ведения лесного хозяйства [25]. Фенологические формы. У ели обыкновенной выделены многочисленные формы, в том числе две фенологические формы: рано- и позднораспускающиеся. Деревья ранораспускающейся формы начинают расти на 1-2 недели раньше позднораспускающейся. В связи с этим особи первой формы в большей степени побиваются поздними весенними заморозками [26]. В Беларуси ель обыкновенная представлена двумя основными формами, различающимися сроками вегетации,— ранораспускающейся и позднораспускающейся. Установлено, что начало вегетации позднораспускающейся ели наступает при большей сумме эффективных температур (+5°С и выше). Продолжительность вегетации в среднем соответственно составляет 145 и 139 дней. В составе фитоценозов ель ранораспускающаяся преобладает и занимает до 68%, в то время как на позднораспускающуюся приходится около 32% особей [27]. Формы по окраске шишек. По цвету молодых женских шишек различают три формы елей: красношишечную — f. Еrytrocarpa Purk., зеленошишечную — f. сhlorocarpa Purk. и розовошишечную (переходную) — f. dichroa Dornin. Красношишечная форма ели чаще встречается на плодородных и лучше прогреваемых почвах, зеленошишечная — на переувлажненных и более холодных почвах. Красношишечная ель имеет лучшее качество древесины, более толстую кору и высокую полнодревесность ствола, что вполне согласуется с условиями ее местопроизрастания [26]. В лесах Беларуси подтверждено наличие двух совместно произрастающих форм ели: красношишечной (Picea abies f. erythrocarpa Purk.) и зеленошишечной (P. abies f. chlorocarpa Purk.). Отмечена переходная форма ели с зелено-розовыми, шишками (Р. abies f. dichroa.) [28]. В. И. Пчелин установил, что ель красношишечная, зеленошишечная и переходная произрастает в ельниках Среднего Поволжья совместно небольшими биогруппами. Преобладающее положение в еловых насаждениях принадлежит ели красношишечной, на долю которой приходится 50-60% всех деревьев. Количество деревьев ели 18 зеленошишечной в среднем равно 18-19%. То же наблюдается в других восточных районах обширного ареала ели. Ель красношишечная имеет более приспособительную амплитуду и менее требовательна к почвенно - климатическим условиям, чем ель зеленошишечная. По окраске шишек нет достоверных различий роста в высоту, по диаметру и объему ствола. Но при разделении деревьев по классам роста, процент встречаемости деревьев Iа класса роста среди красношишечных больше, чем среди зеленошишечных [15, 28]. Формы по окраске шишек встречается и у других хвойных. На Урале встречаются три вариации лиственницы сибирской, различающихся окраской макростробилов: красношишешные, зеленошишечные и редко розовошишечные [29]. В культурах лиственницы в Среднем Поволжье встречаются деревья, различающиеся по окраске молодых шишек (красношишечные, зеленошишечные и промежуточные формы), по размерам зрелых шишек. Красношишечные и зеленошишечные формы по биометрическим показателям семенных деревьев существенно не отличаются. Обе формы имеют деревья с мелкими и крупными шишками. Более крупные семена имеют красношишечные формы лиственницы сибирской [30]. Однако окрасочные вариации как листьев, так и генеративных органов с постоянным накоплением антоцианов, возникшие вследствие плейотропного эффекта или рекомбинации генов, не являются адаптационными [31]. Формы по строению кроны. Размеры и строение кроны у ели обыкновенной варьируют в больших пределах, поэтому выделяют несколько форм ее по данному признаку. Среди них встречается ель колоннодидная — f. соlumnaris Carr. В северных таежных лесах многие особи ели имеют пирамидальную форму — f. рiramidata Carr. Во многих районах ареала ели обыкновенной иногда встречается змеевидная форма — f. virgata Gasp. Особую форму представляет ель плакучая — f. pendula Jacq. Повсеместно, хотя и сравнительно редко, встречается ель прутовидная — f. viminalis Gasp. [26]. 19 В Румынии проведены исследования по изменчивости характеристик стволов деревьев ели европейской: объема, отношения толщины к длине, очищаемости от сучьев, прямизны и формы стволов у узкокронных идеотипов ели по сравнению с нормальными [32]. У ели европейской кроме того выделяют декоративные вариации по форме кроны: колоновидные и пирамидальные, маловетвистые, со свисающими ветвями, плакучие нормального роста и карликовые формы. Ель сибирская имеет четкую коническую форму кроны, но в лесу встречаются деревья с узкопирамидальной и широкопирамидальной формами кроны [29]. Формы по типу ветвления. По характеру ветвления выделяют пять форм ели: гребенчатую, зубчатую (неправильно-гребенчатую), щетковидную, плоскую и компактную. Ель с гребенчатым ветвлением обладает более быстрым ростом, высокой энергией прорастания и всхожестью семян, повышенной полнодревесностью ствола и лучшими качествами древесины. Данная форма ели в основном произрастает на более плодородных почвах. В заболоченных лесорастительных условиях чаще произрастают особи с щетковидным и плоским ветвлением [26]. По характеру ветвления в условиях Беларуси выделены три основные совместно произрастающие формы ели: 1) гребенчатая (Picea abies f. pectinacea)—ветви первого порядка растут чаще под углом 70-80°, а ветви второго и последующих порядков свисают вниз, образуя как бы гребенку, крона ширококонусовидная; 2) компактная (P. abies f. compacta) —ветви первого порядка более или менее горизонтальные, чаще отходят под углом 80-90°, а ветви второго и последующих порядков растут одинаково как вниз и вверх, так и в стороны, крона вытянутоовальная; 3) плоская (P. abie sf. рlana.)—ветви первого и последующих порядков располагаются в одной горизонтальной плоскости, главные сучья отходят под углом 90-110°, крона грибовидно-заостренная. 20 В составе фитоценозов на f. pectinacea. приходится 17%, f. compacta.—49 и f. Plana — 34% особей [26]. Бартак Милоус провел обзор методов оценки ветвления у индивидуальных экземпляров ели европейской. Традиционная распространенная классификация ветвлениями, восходящая и широко к началу XX в., в настоящее время удовлетворительно используется только в области наблюдений и категоризации экотипов ели. Она включает типы ветвления: 1) гребенчатый, 2) гребенчато-щетковидный, 3) щетковидный, 4) щетковидно-пластинчатый и 5) пластинчатый; имеются некоторые промежуточные типы ветвления [33]. По данным В. И. Пчелина, в елово-пихтовом районе Среднего Поволжья гребенчатых форм оказалось 18,1 ± 4,2%, щетковидных 51,8±7,2%, плосковетвистых 30,1±5,2%, в зоне хвойно-лиственных (смешанных) лесов, соответственно 16,4±2,1%, 53,9±4,8%, 29,7±3,9% [16]. В приспевающих и спелых насаждениях высших классов бонитета ель с гребенчатым и щетковидным типом ветвления существенно превосходит по средней высоте ель плосковетвистую. Разница между сравниваемыми формами в среднем равна 12-15%, а наибольшая – 20%, но отдельные деревья плосковетвистой формы достигают тех же максимальных размеров, как и ель с гребенчатым и щетковидным типом ветвления. В насаждениях гребенчатая форма составляет 23,5%, щетковидная 49%, плосковетвистая 28,5%. Плюсовые деревья, отобранные в этих насаждениях, представлены в следующих соотношениях: гребенчатая 9%, щетковидная 89%, плосковетвистая 2% [15]. У всех елей наиболее продуктивной является гребенчатая форма. Эта форма ели имеет и гораздо больший средний прирост по высоте и диаметру ствола. Так как среди других форм гребенчатая ель является наиболее ценной, то отбор плюсовых деревьев следует проводить среди наилучших по продуктивности и качеству экземпляров этой формы [34]. По характеру ветвления отмечена наследственная быстрорастущая гребенчатая форма ели с крупными полнодревесными стволами и древесиной высоких технических качеств [28]. 21 Резонансные формы. Резонансной принято называть древесину, применяемую для изготовления музыкальных инструментов. Такая древесина придает особую тембровую окраску звучания инструментов. Российские ельники располагают запасами этой уникальной древесиной. При отборе резонансных форм рекомендуется отбирать плюсовые деревья гладкокорых низинных форм ели [34, 35], позднее к таким же выводам при отборе ели пришли в Костромской области [36], Кировской и Пермской областях [37]. Высококачественные образцы имеют прямую границу годичных слоев. Зона перехода ранней древесины в позднюю всегда исключительно резкая, тогда как в образцах II и III сортов граница слоев часто волнистая. Относительный объем поздней зоны в годичном слое древесины I сорта составляет в среднем 12%, соответственно 16 и 18% в древесине II и III сортов. Значит, как в узкослойной, так и широкослойной древесине преимуществами в акустических свойствах будет обладать та из них, которая содержит меньший процент поздней зоны [38]. Выявлено влияние фенотипов на плотность древесины, в гибридах с признаками ели европейской на 25% плотность древесины уменьшается в среднем на 20% от первоначальной плотности древесины ели сибирской [39, 9]. Формы, различающиеся строением коры. По строению коры выделены следующие совместно произрастающие формы ели: гладкокорая (Picea abies f. glabocortea.), чешуйчатокорая (Р. abies f. rimosocortea.), пластипчатокорая (P. abies f. laminosocortea.) и ольховиднокорая (Р. abiеs f. alnetocortea.). Гладкокорая форма ели отличается внешне плотной темно-бурой и темнокоричневой корой. Чешуйчатокорая ель морфологически резко отличается от гладкокорой сильно трещиноватой коркой. Кора бурая с белесоватым оттенком, рассечена глубокими различного направления трещинами, что вызывает расслоение коры на множество волнисто-ромбических чешуй [26]. Наибольшее участие в составе приспевающих и спелых естественных насаждений Среднего Поволжья имеет ель чешуйчатокорая (60-88%), гладкокорая и трещиноватокорая: соответственно 5-17% и 19-23%. Ель чешуйчатокорая по высоте превосходит гладкокорую, но отдельные деревья гладкокорой в насаждениях 22 составляют деревья быстрого роста I –II классов, доля гладкокорой составляет 43%, в том числе Iа — 19,6% [16]. В Беларуси соснововиднокорая ель имеет плотную тяжелую древесину с высокими показателями технических свойств; гладкокорая ель отличается быстрым ростом, легкой неплотной древесиной и обладает высокими резонансными свойствами. В условиях Беларуси Д. С. Голод (1960) отмечает, что гладкокорая ель существенно превосходит чешуйчатокорую по приросту в высоту и по диаметру, а следовательно, и по массе. В первые сорок лет она обгоняет ель чешуйчатокорую по росту в высоту на 15-18%, а по диаметру—на 13-15%. К 60-70 годам этот разрыв еще более увеличивается. К возрасту главной рубки у гладкокорой ели запас стволовой части на 20-25% выше, чем у чешуйчатокорой; кульминация среднего прироста у нее наступает на 15-20 лет раньше [28]. У ели отмечается высокая (0,65) сопряженная связь типа коры с прочностью древесины при скалывании в тангентальной плоскости, средняя связь (0,42-0,51) наблюдается с прочностью при статическом изгибе, твердостью древесины и прочностью при растяжении вдоль волокон. Связь типа корки со средними размерами деревьев по диаметру очень высокая (до 0,91). Деревья с чешуйчатой, пластинчатой и продольно-трещиноватой корой характеризуются в насаждениях наибольшими размерами [25]. Формы, различающиеся строением шишек, семенных чешуй и семян. Строение шишек и форма семенных чешуй являются надежными признаками не только для выделения внутривидовых форм, но и для систематики вида Picea abies (L.) H. Karst. в целом. По этим признакам выделен ряд биологических форм, объединенных в две таксономические группы: Picea abies var. europaea. с крупными округло-чешуйчатыми жесткими плотными шишками (формы europaea, biloba, obtusata, cuneata и orbiculata) и Picea abies var. acuminate. с мелкими вытянуточешуйчатыми мягкими рыхлыми шишками (формы acuminata, apiculata, ligulata, deflexa и spathulata). Эти разновидности отнесены соответственно к западноевропейской и карпатской географическим расам ели обыкновенной [27]. 23 При этом отмечается, что длина шишек варьирует от 4 до 8 см для ели сибирской и 10-15 см у ели европейской [4]. Популяции ели существенно различаются по показателям длины шишек и форме семенных чешуй на всем протяжении их с юга на север [40, 41, 8, 9]. Морфологическая характеристика семян определяется их величиной, формой и морфологической специализацией [20]. Семена ели европейской крылатые, до 4 (56) мм длиной, 2 мм шириной, темно-бурые матовые, продолговато-яйцевидные, кончик семени вытянут, слегка отогнут [3, 42]. Но, как отмечает П. П. Попов, эта особенность (отяннутость и отогнутость) семени, скорее всего, частный случай, не имеющий распространения [43]. Масса 1000 шт. семян 4,4-5,8г [4]. Средняя масса 1000 шт. семян 5,1 г, колеблется от 3 до 8 г и более [3], 5,8 г средняя, 3,1-12,0 г варьирование [44], от 3,2 до 9,4 г [26], средняя 6 г, варьирует от 3,15 до 12 г [42]. Наиболее важным фактором индивидуальной изменчивости семян является генотипическое варьирование массы семян. В насаждении в непосредственной близости друг от друга могут произрастать индивидуумы, не различающиеся по внешнему облику, но имеющие семена, различающиеся по массе в 2-2,5 раза. Следует отметить, что широко распространенное мнение о большой зависимости массы семян от размера шишек является несколько преувеличенным [18]. Результаты изучения семян ели М. А. Щербаковой [45] показали, что сильно выражена внутрипопуляционная изменчивость массы семян, разница в массе 1000 шт. семян может достигать 200%. Больше всего формирование и качество семян зависят от индивидуальных свойств деревьев [45]. Констатируется увеличение массы семян на клоновых лесосеменных плантациях сосны и ели на 20% и более по сравнению со средними показателями производственных заготовок в естественных и искусственных насаждений семенного происхождения [46−48]. Из одной популяции сосны окраска, энергия прорастания, всхожесть семян показали чрезвычайно высокое разнообразие, выходящее за рамки изменчивости, приурочиваемой к определенным условиям произрастания. Существование в 24 популяции сосны целого ряда форм семян, различных по окраске семенной кожуры, активности, скорости и характеру прорастания является одним из механизмов, обеспечивающих гомеостаз популяций [49]. Размеры и масса 1000 шт. семян зависят от района и места сбора, по данным Т. П. Некрасовой, зависит от погоды и других условий в период оплодотворения [20]. По исследованиям в Карелии, урожай шишек и семян колеблется в заметных пределах в зависимости от типа леса, густоты древостоя и его состава. Заметна тенденция повышения качества семян к югу [50]. Абсолютный вес семян зависит от их величины и полнозернистости. Чем лучше развит эндосперм, крупнее и лучше семя, чем меньше пустых семян, тем выше абсолютный вес. С массой семян связывают такие качества семян, как всхожесть, продолжительность прорастания, силу роста, величину сеянцев и получение более выровненного посадочного материала, на чем обосновывают сепарацию семян [51−54; 20]. Изучение влияния массы семян на рост показало, что в местной популяции сосны обыкновенной имеются биотипы, отличающиеся по массе семян в среднем в 2,7 раза. Влияние массы семян на рост растений в высоту заметно сказывается на стартовых позициях. Растения из крупных семян более устойчивы против заболеваний фузариозом, более конкурентноспособны против сорной растительности [55]. В природных популяциях кедра сибирского встречаются отдельные генотипы деревьев, стабильно формирующие крупные и мелкие семена. С увеличением размеров семян возрастает их жизнеспособность, они имеют больший запас энергии, необходимый для прорастания и роста сеянцев. Размножение генотипов деревьев, формирующих крупные семена, является эффективным для улучшения генофонда и селекции перспективных типов деревьев кедра сибирского [56]. Хранение семян приводит к изменению посевных качеств за счет изменения обмена веществ в них. В обмене веществ семян ели и сосны при различных способах хранения наблюдались следующие изменения: увеличение содержания сахаров и общего азота, расходование в процессе хранения белкового азота и крахмала, незначительные изменения в содержании эфирорастворимых веществ и 25 уменьшение интенсивности дыхания. Среди всех вариантов хранения лучшим сохранением посевных качеств выделялись семена из герметически закрытой стеклянной бутыли [57]. Формы по быстроте роста. Распределение деревьев в одновозрастном насаждении по их размерам характеризуется кривой нормального распределения, имеющей значительную асимметрию, что отражает индивидуальную изменчивость деревьев по энергии прироста. Исследования показали, что высота растений зависит от того, с какого дерева были взяты семена, и эта зависимость оказалась более сильной, чем лесотипологическое происхождение семян. Представление о наследственной константности быстроты роста у древесных пород вошло важнейшей составляющей частью в учение о плюсовых деревьях [18]. Особенность деревьев по форме стволов, характеру кроны и росту хорошо отражается в категориях деревьев по их классификации по росту и развитию [58]. Деревья ели европейской существенно различаются по скорости роста в высоту. С увеличением возраста деревьев стабильность их рангового достоверные различия положения повышается. Между семьями существуют по основным биометрическим показателям. Ранговое положение семян с возрастом семей меняется. Это говорит о значительном влиянии генетических факторов на их проявление. Фенотипический отбор лучших (плюсовых) деревьев дает заметный селекционный эффект. Превышение высоты культур, созданных селекционноулучшенными семенами, над культурами из нормальных семян составило 16%, по показателю D2H превышение составило 76%. Это подтверждает перспективность селекции ели на скорость роста. Сочетание фенотипического отбора материнских деревьев и фенотипического отбора саженцев перед высадкой на лесокультурную площадь (ранняя диагностика быстрорастущих растений) позволяет увеличить положительный эффект отбора плюсовых деревьев. При отборе быстрорастущих саженцев с интенсивностью 20% 26 данное сочетание методов селекции повышает скорость роста культур по высоте на 34% [59]. Положительная корреляция между быстрым ростом и поздним началом прироста, быстрым ростом и поздним окончанием прироста, согласно данным генетического анализа, свойственна определенным экотипам и меняется в онтогенезе ипри изменении некоторых экологических факторов. Учет этих закономерностей повышает надежность фенотипической оценки. В вегетационных опытах В. М. Роне установлено, что генотипы с поздним окончанием прироста лучше утилизируют минеральные удобрения, но часть быстрорастущих клонов чувствительна к зaгущению, и они снижают интенсивность роста в условиях ценоза [60]. М. В. Багаевой выявлена значительная прямая корреляция между высотой саженцев и длиной побегов на текущем приросте. Не отмечено связи с высотой растений угла роста хвои, а длина хвои характеризовалась умеренной линейной связью. Выявлена слабая прямая корреляция с охвоенностью побегов на текущем приросте [61]. Стратегия вида заключается в поддержании качества внутривидовых сообществ на всех уровнях организации. По ходу предэмбрионального, эмбрионального и постэмбрионального этапов вектор отбора направлен на удаление из первоначального спектра наиболее «слабых» и не адаптированных к среде обитания генотипов, увеличивая таким образом долю «сильных» и адаптированных [62]. 1.4. Сохранение генофонда Повышение продуктивности, качества, устойчивости лесов, усиление их средообразующих функций - одна из основных задач лесного комплекса Российской Федерации. Средством ее решения является использование при воспроизводстве лесов семян с ценными наследственными свойствами. Лесной кодекс Российской Федерации устанавливает норму о том, что «при воспроизводстве лесов используются улучшенные и сортовые семена лесных растений или, если такие семена отсутствуют, нормальные семена лесных 27 растений». Соответственно, эффективность ведения лесного хозяйства зависит от успеха сохранения ценного генофонда лесных растений. Согласно «Указаниям по лесному семеноводству РФ», при сохранении генофонда деревьев и насаждений исходят из того, что каждый генотипуникален, потеря его невосполнима, а возможности, которые может предоставить использование генотипического разнообразия лесов в будущем, пока не известны. Наличие насаждений, характеризующихся значительным генотипическим разнообразием, является важнейшим условием проведения селекционных работ. Сужение генотипического разнообразия лесов ведет к снижению их устойчивости [62−64]. В настоящее время у каждого лесообразующего вида выделено большое разнообразие форм, причем эти формы выделялись в зависимости как от диагностических признаков (морфологические, фенологические) так и от целей селекции (быстрорастущие, смолопродуктивные, декоративные и др.). Результаты исследований формового разнообразия древесных растений широко используются в лесной селекции, а также являются важной составной частью изучения биологического разнообразия древесных растений [65]. Возрастающие масштабы лесопользования, массированное загрязнение окружающей среды вызывают неуклонное сокращение видового и формового разнообразия древесной растительности и даже исчезновение отдельных лесных формаций, уменьшение генетического потенциала природных популяций, а в конечном итоге снижение устойчивости, качественного состава и продуктивности лесных биоценозов, утрату перспективы их генетического улучшения в будущем [66]. Необходимо всемерно сохранять хозяйственно ценные экземпляры отобранных и испытанных плюсовых деревьев. Это целесообразно и для улучшения и сохранения ценного генофонда, а также и для того, чтобы в будущем нашим потомкам не пришлось искусственно создавать потерянные сегодня уникальные сочетания генов [67]. 28 Для поддержания и повышения генетической гетерогенности при создании лесных культур предложены следующие селекционно-генетические методы, основанные на популяционном подходе (на примере хвойных лесов Республики Башкортостан): формирование межпопуляционных смесей семян или саженцев с последующей закладкой межпопуляционных лесных культур; комбинированная оценка генетического разнообразия и продуктивности лесных насаждений; закладка гибридно-семенных межпопуляционных и межвидовых плантаций [68]. Выделяют два направления работ по сохранению генетического разнообразия: в природных местообитаниях (in situ) и вне природных местообитаний (ex situ). К числу объектов, выполняющих функции сохранения генетического фонда лесов в природных местообитаниях, относятся специально выделяемые лесные генетические резерваты, плюсовые деревья и насаждения, национальные и природные парки, заповедные лесные участки, а также, в меньшей степени, другие участки леса, в которых запрещена или ограничена хозяйственная деятельность, наносящая ущерб их генофонду. К числу объектов, выполняющих функции сохранения генофонда деревьев и насаждений вне природных местообитаний, относятся следующие искусственно создаваемые объекты: архивы клонов плюсовых деревьев, испытательные культуры, географические и популяционно-экологические культуры, лесосеменные и маточные плантации, коллекционные участки выдающихся форм, а также генетические банки семян, пыльцевых зерен и меристем – специальные учреждения, предназначенные для сохранения генофонда лесных растений [44, 69]. В Российской Федерации сохранение генофонда и сбор улучшенных и сортовых семян происходит на объектах ЕГСК. По результатам единовременной инвентаризации селекционно-семеноводческих объектов с 2007 по 2008 года было выявлено, что всего плюсовых деревьев по лесхозам РФ по отчету на 01.01.2007 г. насчитывалось 43515, из которых только 36631 плюсовое дерево соответствует предъявленным требованиям, списано 15% или 6400 плюсовых деревьев. 29 Итоги инвентаризации архивов клонов показали, что всего по лесхозам РФ площадь архивов клонов по паспортам составляла 689 га, из которых только 569,9 га соответствует требованиям, и списано 119,1 га. Основной причиной списания архивов клонов является несоответствие предъявляемым к ним требованиям и отсутствие документов (прежде всего схем размещения клонов) [63]. Мероприятия по сохранению генофонда должны заключаться в создании объектов ЕГСК строго по требованиям, тщательному ведению документации и создания генетических паспортов объектов. В большинстве европейских стран (Германия, Нидерланды, Австрии, Швейцария, Словакия) существуют селекционные программы по сохранению генофонда древесных растений [70−74]. Стратегия сохранения генофонда в Европе заключается в проведении следующих мероприятий: сохранения генофонда in situ и ex situ, естественных лесных резерватов, создания архивов клонов, лесосеменных плантаций и разработки конкретных мероприятий для исчезающих древесных пород (например, в Австрии для вяза). В Европе архивы клонов и лесосеменные плантации закладывают также в тех случаях, если соответствующие популяции или деревья произрастают в таких местообитаниях, где они недостаточно плодоносят из-за экстремальных климатических условий (например, высокие пояса гор, места обитания на границе области распространения вида), где они подвергаются неблагоприятному опылению или опасности в загрязненных областях. При закладке лесосеменных плантаций особенно обращают внимание на возможность уменьшения влияния чужеродной пыльцы [71, 70, 73, 75]. 1.5. Кариологические исследования хвойных пород Изучение формового разнообразия древесных растений В. Н. Сукачев считал одним из важнейших разделов лесоведения. В настоящее время у каждого лесообразующего вида выделено большое разнообразие форм, причем эти формы выделялись в зависимости как от диагностических признаков (морфологические, 30 фенологические и др.), так и от целей селекции (быстрорастущие, смолопродуктивные, декоративные и др.) Результаты исследований формового разнообразия древесных растений широко используются в современной лесной селекции, в частности в так называемой "плюсовой" селекции. Кроме того, эти материалы − важная составная часть изучения биологического разнообразия древесных растений, особенно в бореальных лесах, где основным компонентом биоразнообразия являются не виды, а внутривидовые таксоны. Большой вклад в изучение биологического разнообразия лесных древесных растений и генетики популяций, а также практических задач селекции вносят кариологические и цитогенетические исследования. Широкомасштабные, систематические кариологические исследования лесных древесных растений в нашей стране были начаты учеником В.Н. Сукачева Л.Ф. Правдиным. Эти работы были развиты ученицей Л.Ф. Правдина М.В. Круклис, которая изучила кариотипы лиственниц сибирской, Гмелина и Чекановского, мейоз у этих видов, кариотип ели сибирской, впервые обнаружила В-хромосомы у хвойных [65]. Обобщая результаты изучения кариотипов ели обыкновенной в широком понимании, включая ель сибирскую Правдиным и другими [76, 77], Шершуковой [78], Полозовой [79, 80], Муратовой [81], Владимировой [82], Милютиным и другими [65], Муратовой [84, 83], Путенихиным и другими [6] можно отметить следующие наиболее важные их особенности. У всех поименованных выше видов число хромосом равно 2п = 24. Но в кариотипе ели сибирской как в популяциях Восточной Сибири, так и на Алтае обнаружены добавочные хромосомы (+ 1В, +2В, +3В). Весьма знаменательно, что независимо от исследований М. В. Круклис, впервые опубликовавшей эту особенность, добавочные хромосомы были обнаружены в кариотипе ели ситхинской, причем добавочные хромосомы у обоих видов по величине и форме были очень близки. К настоящему времени добавочные хромосомы описаны почти у трех десятков видов голосеменных. 31 Все имеющиеся материалы свидетельствуют, что В-хромосомы не являются генетически инертными. Наличие В-хромосом изменяет фенотип и метаболизм ядра и клетки. Воздействие добавочных хромосом на жизнеспособность не всегда благоприятно [84]. Исследование «генетических соотношений» у лесных пород в связи со спецификой этих растений являются очень сложной проблемой, и лишь в последние десятилетия появились методы, позволяющие изучать генетический полиморфизм видов лесных древесных растений. В первую очередь, это методы биохимической генетики, в частности изоэнзимного анализа, позволяющие сравнительно быстро получать количественную информацию о частотах аллей и генотипов, уровнях внутри- и межпопуляционной изменчивости, степени генетической дифференциации популяций в пределах видов и родов [65]. 1.6. Исследования генетической изменчивости хвойных методом электрофоретического анализа изоферментов Вид (по Н. И. Вавилову) − это обособленная, сложная, подвижная морфофизиологическая система, связанная в своем генезисе с окружающей средой и ареалом. Структурную основу вида составляют популяции, каждая из которых заключает в себе часть его генофонда. Наиболее важной характеристикой популяции является ее внутрипопуляционная генетическая изменчивость, или полиморфизм. Часто в популяциях под внешней однородностью скрыты разные генотипы, поэтому для систематизации ресурсов селекции методы формальной таксономии мало пригодны. Затруднено также использование географических и экологических критериев. В систематизации генофонда растений первостепенное значение должны иметь генетические аспекты вида и прежде всего идентификация генотипа и генома, популяционный и геномный анализ, основанные на принципах молекулярно– генетического анализа. Последние позволяют выявлять генетическую изменчивость в морфологически однородных популяциях и оценивать степень генетической и 32 филогенетической близости между видами и внутривидовыми подразделениями [85]. В пределах одной популяции может существовать значительный полиморфизм по некоторым изоферментным локусам, в то время как другие локусы могут быть мономорфными. Степень полиморфности того или иного локуса в естественной популяции может определяться условиями произрастания. Под влиянием искусственного отбора частота аллельных генов, контролирующих ферменты, способна меняться. Отбор действует не на отдельные гены, а на высоковзаимодействующие, коадаптированные генные комплексы. Изоферменты как маркеры хромосом или хромосомных сегментов уже сейчас находят широкое применение в генетических исследованиях. Использование изоферментов в селекционных схемах основано на возможности по изоферментным спектрам точно определить гомо- и гетерозиготное состояние контролирующего гена, отличить родительские формы и их гибриды [86]. Современные методы электрофореза дают возможность без чрезмерных временных затрат анализировать большое количество изоферментных локусов (генов) у многих древесных растений. Как генетические маркеры изоферменты могут служить идеальным инструментом для описания генотипической структуры природных и искусственных популяций. Анализ изоферментов дает возможность глубоко исследовать генетическую изменчивость популяций и видов, так как позволяет определить число полиморфных локусов в генофонде популяций, степень гетерозиготности отдельных деревьев и величину генетических различий между популяциями и видами. Кроме того, возможно применение методов генетики изоферментов при паспортизации отдельных деревьев. Используя изозимный анализ, можно легко обнаружить все случаи, когда по каким-либо причинам в состав клона попали генетические чуждые ему деревья. В случае контролируемых скрещиваний изоферменты позволяют существенно увеличить эффективность селекции и быстро определить степень 33 самооплодотворения каждого конкретного дерева, а также своевременно произвести выбраковку деревьев с высокой степенью самооплодотворения [87]. Изменчивость, вызванная нуклеотидными заменами в некодирующих районах, не вызывает аминокислотных замен и, вероятно, является селективно нейтральной, хотя некоторые нуклеотидные замены в регуляторных участках могут влиять на регуляцию экспрессии генов [88]. Использование изоферментов в качестве биохимических маркеров генов позволило получить данные о генетической структуре, аллельном разнообразии, параметрах генетической изменчивости ряда популяций сосны обыкновенной [89]. Изучаемые И. И. Коршиковым, Н. Н. Пирко, Я. В. Пирко популяции пихты белой характеризуются низкой подразделенностью (Fst=0.018; Gst=0.019) и дифференциацией [90]. В результате изучения аллозимной изменчивости семи природных популяций дуба монгольского и четырех дуба зубчатого в южной части Приморского края установлено, что наблюдаемая гетерозиготность у обоих видов практически не отличалась от ожидаемой. Различия в генных частотах могут отражать действие отбора, направленного на адаптацию к различным условиям произрастания и противодействующего их гибридизации [91]. На основе разнообразие, анализа 14 определены структурных значения генов, основных кодирующих показателей аллозимное генетической изменчивости в природной популяции лиственницы сибирской (LarixsibiricaLedeb.) из Нижнего Приангарья, европейской части России и Западной Сибири. Установлено, что лиственница сибирская, произрастающая в условиях Нижнего Приангарья, обладает достаточно большим запасом генетической изменчивости [92]. Лиственница характеризуется Обнаруженная Гмелина, произрастающая относительно дифференциация невысокими популяций, в Центральной показателями различающихся Эвенкии, гетерозиготности. по возрастной структуре, может быть результатом действия естественного отбора, направленного против инбредного потомства [93]. 34 Методом диск-электрофореза в полиакриламидном геле изучена изменчивость изоферментных спектров пероксидазы и эстеразы лиственницы даурской и сибирской. Установлено, что для лиственницы характерен высокий уровень изоферментной изменчивости. При анализе спектров пероксидазы гибридов лиственницы выявлено, что наиболее часто гибриды наследуют фенотипы пероксидазы исходных видов. Определенное влияние на изменчивость изоферментных спектров пероксидазы и эстеразы оказывают и экологические условия [94]. За прошедшие годы опубликовано достаточно много работ по изучению генетических ресурсов лесообразующих пород, особенно представителей родов Picea и Pinus. Это позволило провести сравнительный анализ полученных результатов для оценки уровня генетической изменчивости и степени дифференциации природных популяций елей и сосен [95, 89, 96]. На основе электрофоретического анализа природных популяций сосны обыкновенной Восточной Европы, Сибири, Украины, а также Pinus stankewiczii в Крыму, популяции кедрового стланика установлено полиморфное состояние генов и их гетерозиготность [97-100]. Генетический анализ взрослых деревьев и зародышей по семенным наборам двух лет на лесосеменной плантации и в исходной природной популяции сосны обыкновенной на основе электрофоретического анализа 9 полиморфных изоферментных локусов показал, что на плантациях из-за использования небольшого числа клонов нарушается стабильность пыльцевого режима. Это приводит к значительным отклонениям генетической структуры среди зародышей по годам. В семенном урожае плантации не воспроизводится большая часть редких аллелей и генотипов, характерных для природных популяций, что, несомненно, приводит к опасной потере естественного генофонда сосны обыкновенной [97, 1]. Анализ генетической структуры выборок из насаждений ели Кировской области, Костромской области, на Южном Урале, в Карпатах, в Средней Сибири, Западном Саяне, Красноярском крае, Республике Тыва по 7 полиморфным ген-ферментным 35 локусам подтвердил наличие высокой генетической изменчивости, характерной для насаждений хвойных, произрастающих в зоне интрогрессии, с высоким аллельным и генотипическим разнообразием и низким уровнем дифференциации [101-105]. В отличие от морфологических признаков у видов хвойных, изоферменты имеют моногенный характер наследования, т.е. они не зависят от условий окружающей среды и поэтому являются объективными генетическими маркерами степени различий между популяциями и таксонами. К настоящему времени результаты генетических исследований с использованием метода изоферментного анализа позволили решить сложные вопросы систематики и объема вида у большинства елей Евразии. Результаты исследований подтверждают мнение В. Л. Комарова (1934) о произрастании на Камчатке особого вида ели - P. кamtschatkensis Lacas., который занимает ограниченный ареал на полуострове Камчатка, хотя и является близкородственным к ели аянской [106]. Таким образом, можно сделать заключение, что такие хвойные породы, как ели и сосны обладают в целом большими запасами генетических ресурсов, позволяющими им произрастать на огромных территориях и в различных местообитаниях. Низкий уровень генетического разнообразия является исключением для представителей родов Picea и Pinus, он наблюдается у тех видов, которые в своем историческом прошлом проходили стадию резкого сужения ареала и адаптации к определенным экологическим условиям произрастания [95]. 1.7. Исследования генетической изменчивости хвойных с использованием метода полимеразной цепной реакции (ПЦР) Геномы высших растений характеризуются большим размером и сложной организацией. Одним из подходов к изучению таких сложных геномов является использование молекулярных методов анализа ДНК. В настоящее время наиболее часто для этих целей используют молекулярные маркеры, представляющие собой полиморфные последовательности ДНК, распределенные по всему геному, мутации в которых могут быть обнаружены с помощью ПЦР-методов. 36 С введением молекулярных маркеров в практику биологических исследований появились новые возможности изучения генетического разнообразия, определения родства на внутри- и межвидовом уровне. Использование молекулярных ДНК-маркеров открыло большие перспективы для детального картирования хромосом, идентификации генов, их клонирования, а также конструирования новых сортов растений [107]. Матиас Фладунг считает, что с помощью молекулярно-генетических методов можно определить характеристику роста или древесины, особенно у молодых растений и предсказать свойства этих молодых деревьев в возрасте 50-100 лет. На сегодняшний день установлены морфологические и изоферментные маркеры, традиционно применяемые в лесной генетике, которые отражают определенные признаки. Такие маркеры могут предоставлять важную информацию о генетической структуре лесных популяций, однако еще нет в распоряжении исследователей большого числа изоинзимных генетических систем, что является существенным недостатком. Кроме того, не было найдено доказательства наличия коррелективных связей между изоинзимными ген-локусами и, например, важными для приспособляемости фенологических признаков или свойств древесины. Молекулярные маркеры RFLP, AFLP, RAPD, SSR уже использовались для составления генетических карт у многих травянистых растений. Также различные маркеры (особенно RELP, AFLPs), для которых была установлена связь с такими признаками, как устойчивость, количественными и качественными свойствами, были назначены для локализации ответственных генов в этих картах. Генетические карты могут предсказывать связи между названными маркерами и количественными признаками (QTLs), которые, как правило, контролируются многими генами, такие как распускание побегов, время цветения, рост в высоту, производительность и устойчивость [108]. Объединение классических методов генетического анализа с достижениями молекулярной генетики будет главным направлением изучения количественных признаков на ближайшую и отдаленную перспективу. Дальнейший прогресс должен 37 быть связан прежде всего с идентификацией, картированием и изучением геномов с наиболее существенным вкладом в детерминацию непрерывной изменчивости. На этой основе можно будет разработать экспресс-технологии надежного маркирования и контролируемой передачи таких генов в выбранные селекционером генотипы [109]. Картирование и знание таких QTLs представляют большой интерес для селекции лесных растений и, в конечном счете, для лесного хозяйства. Такие QTLs были идентифицированы для различных видов сосен и эвкалиптов, которые отвечают за размер сеянцев, площадь листьев или плотность древесины [108, 110]. Наибольшее распространение получил RAPD-метод, который представляет собой вариант ПЦР с использованием единственного декануклеотидного праймера с произвольной последовательностью [111]. Преимущества RAPD-анализа перед другими методами использования ДНК – маркеров состоят в следующем: 1) не нужна предварительная информация о нуклеотидной последовательности тех или иных участков генома, 2) требуются незначительные количества ДНК для проведения анализа, 3) быстрота и экономичность технологической процедуры. В последние годы RAPD-анализ широко используется для изучения генетического полиморфизма растений. В список растений, исследованных RAPDметодом, уже в 1995 году входили представители 87 родов. По наборам продуктов реакции (RAPD-спектрам, представляющим собой фрагмент ДНК разной длины) можно регистрировать различия между геномами близкородственных организмов. Такие фрагменты служат специфическими геномными маркерами и позволяют находить полиморфные состояния в большом числе локусов по всему геному в целом. Поэтому неудивительно, что степень выявляемого RAPD-анализом генетического полиморфизма существенно выше по сравнению с другими методами. Так, С. И. Ивановская с соавторами провели генетический анализ сосны обыкновенной на ЛСП II порядка Гомельского ПЛХО. 38 Результаты RAPD-анализ показали, что полиморфные локусы варьируют от 53,5% до 73,3% [1]. RAPD-метод позволяет получить специфические геномные маркеры, которые могут быть использованы для паспортизации видов или сортов растений. Такое маркирование и паспортизация способствуют ускорению селекционного процесса, обеспечивая быстрый анализ и идентификацию селекционного материала. Также высокая разрешающая способность RAPD-метода дает возможность обнаруживать генотипические изменения на разных этапах культивирования клеток, что может способствовать пониманию природы сомаклональной изменчивости (это генетическая изменчивость, возникающая в процессе культивирования клеток и тканей в условиях in vitro) и выявлять наследственные изменения, не проявляемые при фенотипическом анализе растений-регенерантов [112]. Так, Н. В. Мельникова с соавторами провели проверку сортового соответствия in vitro коллекции сирени обыкновенной RAPD-методом. Было обнаружено, что не во всех случаях RAPD-спектры сортов-доноров и микроклонов оказывались идентичными [113]. Также успешно RAPD-маркеры применяются и для насыщения генетических карт. На основе усовершенствованной техники RAPD-анализа и создания специфических SCAR-маркеров открываются новые перспективы в решении задач идентификации и анализа хозяйственно важных генов, обуславливающих практически значимые качественные и количественные признаки растений [112]. SSR-маркеры, представленные микросателлитной ДНК, в настоящее время являются одними из наиболее широко используемых и высокоинформативных маркеров. Они проявляют селективно нейтральное поведение и кодоминантное наследование, что позволяет различать гомо- и гетерозиготные наборы у диплоидных организмов. Помимо ядерного генома они могут быть найдены в пластидных и митохондриальных геномах хвойных и лиственных древесных растений. В целом микросателлиты являются идеальными маркерами для конструирования генетических карт с высоким разрешением, для идентификации локусов, 39 контролирующих хозяйственно ценные признаки и для идентификации клонов на плантациях. Например, на плантации японской черной сосны (сосны Тунберга) (Pinus thunbergii) в Японии были представлены клоны, устойчивые к опасному для насаждений этого вида вредителю - сосновой нематоде (Bursaphelenchus xylophilus). С использованием микросателлитных маркеров все клоны на плантации были идентифицированы, и среди них обнаружены клоны от 2-х неотселектированных деревьев. Использование микросателлитных маркеров для установления отцовского вклада в потомство показало, что на большинстве плантаций засорение пыльцы от внешних источников составляет около 30% и является одним из наиболее серьезных факторов, уменьшающих эффективность получения генетически улучшенных семян. Кроме того, использование микросателлитных маркеров для характеристики исходного материала, то есть для идентификации генотипов родительских форм, позволяет говорить о развитии нового научного направления «молекулярной селекции», а на плантациях является важной частью мониторинга селекционных программ. При использовании EST-метода у сосны ладанной (Pinus taeda) путем секвинирования были идентифицированы неполные последовательности кДНК (ESTs) большого числа экспрессированных генов из формирующих древесину ткани, контролируемой многими генами, проявляющими дифференциальную активность на разных стадиях онтогенеза. В основном были исследованы гены, ассоциированные с биосинтезом клеточной стенки, такие как гены, включенные в биосинтез лигнина и метаболизм углеводов [110]. Электрофоретические исследования белков в популяциях человека, животных и растений позволили описать Ю. П. Алтухову явление генетического мономорфизма. Работа выполнена на 13 видах хвойных (девять видов сосен, один вид кедра, один вид ели, два вида пихт), используя для анализа гаплоидные мегагаметорфиты. Установлено, что при анализе тотальной ДНК хвойных методом полимеразной цепной реакции со случайными праймерами наряду с полиморфными (RAPD) обнаруживаются и мономорфные (RAMD) фрагменты, которые дифференцируют виды внутри рода и другие таксономические категории [114]. 40 И. А. Яковлевым были получены обширные данные по внутривидовой изменчивости дуба черешчатого в Среднем Поволжье по фенотипическим признакам. Проведен анализ генетической изменчивости дуба изоферментным маркерам. Уровень межпопуляционной дифференциации дуба черешчатого практически на всем пространстве его ареала в России, несмотря на географическую удаленность и изолированность ряда проанализированных популяций друг от друга, оказался очень низким как по изоферментным, так и по RAPD-маркерам [115]. 1.8. Идентификация популяций и потомств плюсовых деревьев Безошибочность маркировки потомств плюсовых деревьев на селекционносеменоводческих объектах - лесосеменных (ЛСП) и архивно-маточных плантациях, испытательных культурах - является одним из основных критериев их качества. При закладке ЛСП без соблюдения данного требования невозможно обеспечить выполнение других условий, направленных на улучшение наследственных качеств семян: 1) рендомизированное распределение генотипов; 2) равномерное представительство клонов и семей, 3) отбраковку потомств плюсовых деревьев, отрицательно проявивших себя при поклоновых и посемейных испытаниях. Особенно опасно присвоение ложных номеров деревьям на маточных плантациях, которые являются своеобразными "матрицами" будущих клоновых ЛСП. Еще дороже могут обойтись ошибки в маркировке особей на "научных" объектах, от которых зависит результативность дальнейшей селекции. В конечном счете, путаница в родословных может свести на "нет" все усилия селекционеров. Отсюда понятно, какое внимание должно уделяется точности маркировки на всех стадиях селекционного процесса. В связи с нарушением правил маркировки исходного и испытываемого материала в настоящее время в литературе широко обсуждается проблема его генетической идентификации на объектах постоянной лесосеменной базы [116]. Главными целевыми индикаторами программы будут прогнозные показатели производства семян лесных растений селекционной категории «улучшенных» в 41 процентах по отношению к общему объему их производства в разрезе субъектов Российской Федерации и по основным лесообразующим породам [63]. К 2015 г. 1/4 лесов Беларуси будет восстанавливаться с использованием семян, полученных на лесосеменных плантациях (ЛСП). С 2006 г. начата планомерная генетическая инвентаризация ЛСП по областям республики. Параллельно проводится полная генетическая инвентаризация рамет плюсовых деревьев на архивно-маточных плантациях с целью выбраковки растений, имеющих чужеродные генотипы, и дополнение базы данных генетических паспортов плюсовых деревьев [117]. К числу актуальных направлений лесной генетики следует отнести генетическую паспортизацию лесосеменных объектов. Она позволит осуществлять контроль за принадлежностью лесных семян конкретной лесосеменной плантации и исключить возможность использования при воспроизводстве лесов генетического материала неизвестного происхождения. Критика плюсовой селекции, периодически появляющаяся в печати, состоит в том, что при создании лесосеменных плантаций используется потомство плюсовых деревьев, отобранных по фенотипу, что не гарантирует проявления ценных признаков в потомстве. Это соответствует действительности. Но отбор плюсового дерева - это лишь первый этап селекции. По итогам реализации программы создания и изучения испытательных культур плюсовых деревьев можно будет выделить лучшие из них, т. е. элитные. Потомство элитных деревьев можно использовать при создании лесосеменных плантаций второго порядка, по сути являющихся искусственно созданными сортами-популяциями, продуцирующими сортовые семена [118]. В 1970-1990-х годах была разработана нормативно-методическая база по селекционной инвентаризации насаждений, отбору, испытанию и размножению плюсовых деревьев, выделению генетических резерватов. В этот же период провели отбор ценного генофонда, было заложено большое число опытных селекционных объектов. 42 Менее значимые результаты на предварительном этапе оценки получены для таких сложных признаков полигенной природы, как быстрота роста и продуктивность. Отмечается невысокая (1-10%) доля плюсовых деревьев, дающих быстрорастущее потомство в испытательных культурах I класса возраста. Во многих опытах рост потомства плюсовых деревьев не отличается от роста на контроле. Доля деревьев с большей высотой у отдельных вариантов колеблется от 2,8 до 5-6%. Различия по этому признаку между потомствами отдельных популяций (в пределах одного лесосеменного района) достигают 7-9%. Большие различия по высоте наблюдаются в раннем возрасте. Для совершенствования селекционного процесса в научной работе и практике необходимо шире использовать методы ранней диагностики с разработкой методов генетической оценки, геномной идентификации и генетической паспортизации генофонда, методов размножения ценных генотипов на основе биотехнологии [119]. Исследования В. Н. Карасева в условиях Среднего Поволжья сосны обыкновенной, ели европейской, лиственницы сибирской и сосны кедровой сибирской показали, что физиологические и биофизические параметры по идентификации древесных растений в популяциях более информативны, чем биометрические, коэффициент детерминации превышает 0,7 [120]. Традиционный подход в лесной генетике и селекции связан с изучением географических культур и использованием плюсовой селекции. Однако при применении традиционных подходов возникают трудности, связанные с особенностями биологии растений вообще и древесных пород в частности. Это, вопервых, полигенное наследование таких признаков, как скорость и стабильность роста, низкая наследуемость большинства адаптивных и хозяйственно ценных признаков у древесных растений (в среднем не выше 5-15%). После открытия значения ДНК как носителя генетической информации, расшифровки ее структуры, механизмов воспроизведения (репликации) и изменения (мутирования) появилась возможность перейти от анализа в опытах отдельных легко наблюдаемых признаков к количественной оценке генетических параметров. Такими методами с 1970-х годов стали молекулярные маркеры генов, сначала 43 биохимические (изоферменты, или аллоинзимы), а с 1980-х годов и ДНК-маркеры (рестрикционный, мини- и микросателлитный анализ, полиморфизм конформации одноцепочечной ДНК). Все расширяющийся арсенал новых молекулярных методов стал необходимым инструментарием для оценки, контроля и мониторинга генетических показателей. Области применения молекулярно-генетических маркеров можно условно объединить в 4 группы. 1. Идентификация, т.е. диагностика организмов или продуктов, полученных из них, до рода, вида, географического происхождения, популяции, конкретного лесосеменного объекта, отдельной особи или клона, а также идентификация гибридов. К этой области относятся паспортизация и основанная на ней сертификация. 2. Оценка и мониторинг уровней генетического разнообразия, т.е. количественное определение запаса генетической изменчивости видов и популяций, что является основой устойчивости и селекционного (в том числе продукционного) потенциала лесных популяций. 3. Оценка генетической дифференциации, т.е. степени выраженности различий между сравниваемыми популяциями, группами особей, выделенных по тому или иному признаку, или отдельными особями. В настоящее время только молекулярные методы позволяют оценивать как запас изменчивости, так и ее распределение в пространстве и времени. 4. Селекция с помощью маркеров (Marker-Assisted Selection- MAS), т.е. улучшение селекционных свойств лесных древесных пород с помощью быстрой молекулярной диагностики потомства, обладающего ценными свойствами [121]. Лесные семена в перспективе должны стать товаром, имеющим рыночную стоимость. Поэтому необходимо внедрить методы генетической идентификации партий семян, заготавливаемых на объектах ПЛСБ и используемых при воспроизводстве лесов. За рубежом эти методы уже применяются, есть прецеденты судебного разбирательства конфликтных ситуаций [122]. 44 Отсутствие у семян древесных пород четких внешних (морфологических) и внутренних (анатомических) признаков, по которым можно было бы с высокой вероятностью устанавливать их происхождение от определенных (например, плюсовых) деревьев, естественных насаждений, географических культур и лесосеменных плантаций, делает крайне актуальной задачу разработки генетических маркеров, пригодных для массового внедрения в условиях Российской Федерации. Оптимальным для паспортизации ЛСП и сертификации семян хвойных пород можно признать метод микросателлитного анализа, основанный на полимеразной цепной реакции (ПЦР). Этот метод сейчас широко используется в исследованиях генетического полиморфизма популяций человека, растений, животных, в судебной медицине для задач по идентификации личности и установлению отцовства. Микросателлитные локусы − это участки генома с повторяющимися короткими (2-6 нуклеотидов) последовательностями, называемыми мотивами [123]. В настоящее время ДНК-маркеры нашли широкое применение в различных областях биологии, медицины, криминалистики, сельского и лесного хозяйства. В Беларуси молекулярно-генетические исследования лесных пород начали проводить с 2000 г. В области популяционно-генетических исследований были изучены как основные лесообразующие породы Беларуси (сосна, ель, береза и дуб), так и различные виды лесных насекомых (черный аполлон, сосновый шелкопряд, короедтипограф). Для популяций данных видов, наряду с использованием изоферментного анализа, были получены данные об уровне генетической изменчивости, степени подразделенности и дифференциации на территории Беларуси. В сфере генетического обеспечения селекционных программ и анализа объектов лесосеменной базы выполняются работы по генетической паспортизации элитных и плюсовых деревьев сосны обыкновенной и ели европейской, ценных генотипов березы карельской. Другим направлением в области селекционных исследований является выявление и анализ генов, кодирующих такие хозяйственно ценные признаки, как узорчатость древесины, содержание лигнина и смолопродуктивность. 45 В последние годы получило развитие фитопатологическое направление. В его основе лежит выявление и идентификация ДНК возбудителей инфекции в почве, воде, зараженных растений, культурах in vitro [124-126]. Эффективная организация селекционного процесса неразрывно связана с применением молекулярно-генетических маркеров. Использование этих маркеров позволяет определять объем генетического разнообразия и уровень инбридинга в популяциях и насаждениях, создавать генпортреты отдельных деревьев и оценивать генетическое качество их семян, а также выявлять растения, устойчивые к патогенам и различного рода загрязнителям. Для решения таких задач качественным и надежным инструментом признаны изоферментные маркеры [127]. С начала интенсивных работ по созданию постоянной лесосеменной базы в нашей стране (1970-е годы) накоплен богатый научный и производственный опыт по закладке, формированию и содержанию селекционно-семеноводческих объектов в различных регионах России. Накопленный опыт нуждается в анализе и обобщении. В 2007 г. в рамках НИОКР Рослесхоза былоразработано и отлажено программное обеспечение Единого банка данных, который предназначен для сбора, хранения, систематизации и представления данных об объектах единого генетикоселекционного комплекса (ЕГСК) [128]. Для целей идентификации семян в банке данных (БД) можно легко найти информацию, описывающую генетический портрет объекта ЕГСК, что позволит достоверно сертифицировать партию семян [5]. Выводы: Анализ литературных данных показывает, что род Picea очень разнообразен по своим формам. Типичную ель европейскую можно увидеть только на западе, у нее типичные длинные шишки, а ель сибирскую − только на крае Сибири, а в промежутке между этими границами представлена ель финская с разной степенью преобладания признака этих крайних форм ели, например Л. Ф. Правдиным выделено 5 групп формы ели. По данным В. И. Пчелина, в естественных насаждениях Среднего Поволжья преобладает ель гибридного происхождения, на долю которой приходится в 46 среднем 57,6%. Встречаемость ели европейской составляет 32,9% и ели сибирской − 9,5%. Формовой состав ели широко описан и изучен. Выделяются формы ели по цвету микро- и макростробил, типу ветвления, строению коры и другим признакам. Кариологический метод электрофоретического анализа изоферментов, ДНК-анализ подтверждает видовую специфичность и разнообразие форм ели на территории России. При этом ставится задача – отобрать из многочисленного разнообразия форм наиболее перспективные для дальнейшего размножения и введения в лесные культуры. Одна из важных задач – это обеспечение лесокультурного производства семенами улучшенными и сортовыми. Безошибочность маркировки потомств плюсовых деревьев на селекционно-семеноводческих объектах − лесосеменных (ЛСП) и архивно-маточных плантациях, испытательных культурах - является одним из основных критериев их качества. Особенно опасно присвоение ложных номеров деревьям на маточных плантациях. Поэтому необходимо идентифицировать клоны на лесосеменных плантациях, архивах клонов первоначально по этим формам. Для того чтобы провести точную идентификацию клонов, необходимо использовать более точные методы, например, метод электрофоретического анализ изоферментов и ДНК-анализ. Самым точным из них является ДНК–анализ, благодаря которому можно будет составлять генетические паспорта на комплекс ЕГСК и на каждое плюсовое дерево. В нашей стране эти анализы находятся на начальном этапе разработки. 47 II. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1. Природные условия района исследования По лесорастительному районированию бывшего СССР в Среднем Поволжье выделяются три основных лесорастительных зоны: таежная (подзона южной тайги), смешанных лесов и лесостепная [129]. Республика Марий Эл (РМЭ), где заложены объекты исследования, в геоботаническом отношении своеобразна. Здесь сходятся представители сибирской тайги, тайги европейской и лесостепи. С учетом этих особенностей выделяют следующие районы: сосновых лесов Заволжской песчаной равнины, елово-лиственных лесов Оршанско-Кокшайской волнистой равнины, хвойно-широколиственных лесов южной части Вятско-Марийского увала, лиственных лесов речной поймы, широколиственных лесов волжского нагорного правобережья [130]. Климат РМЭ умеренно-континентальный, характеризующийся морозной зимой и умеренно-жарким летом. Средняя годовая температура воздуха составляет +2,6оС. Самым теплым месяцем года является июль. Среднемесячные температуры июля находятся в пределах 17-22оС. Самым холодным является январь, со среднемесячными температурами от -16оС до -11,2оС. Абсолютный минимум падает на январь и составляет -50оС. Но практически каждой зимой температура может опускаться до -30оС. Средняя продолжительность теплого периода года (с температурой выше 0оС) составляет 201 день. Однако в этот период весной и в конце лета вторгающиеся холодные воздушные массы несут отрицательные температуры, и полностью безморозный период будет более коротким и составляет 121 день [131]. За год в среднем выпадает 538 мм осадков, большая часть (387 мм) – в апрелеоктябре. Засушливые явления наблюдаются в июне-июле при вторжении сухих континентальных масс с юго-востока. При суховеях температура воздуха составляет + 30оС и выше, продолжительность − от 3…6 дней до 15…20 [132]. Вторгающиеся сухие континентальные воздушные массы с юго-востока вызывают засуху, за период с 1889 по 1963 гг. (80 лет) на территории Марий Эл было 7 лет с засухами, далее они повторились в 1972 и 2010 годах. 48 Леса являются одним из основных природных богатств Республики Марий Эл. Общая лесопокрытая площадь составляет 10811 тысяч гектаров. Основные лесообразующие породы: сосна, ель, пихта, дуб, береза, осина, липа, ольха, некоторые виды ив и тополей. В сложении основных лесных ассоциаций принимают участие многие другие древесно-кустарниковые растения: клен остролистный, вяз, рябина, черемуха, бересклет бородавчатый, крушина ломкая, жимолость, калина, лещина, ракитник и другие. Около двух третьих лесопокрытой площади занято хвойными лесами, в том числе доля ели составляет около 23% [133]. Таежно-лесные области характеризуются распространением подзолистых, серых лесных и сопутствующих им типов почв. Почвы подзолистого типа неодинаковы по своему происхождению, истории развития, механическому и химическому составу, свойствам и природному плодородию [134]. Формирование почв на территории Среднего Поволжья в подавляющем большинстве случаев шло при участии лесной растительности. Наиболее распространенными типами и подтипами почв Килемарского лесничества и УчебноОпытного лесхоза являются дерново-подзолистые, по грануметрическому составу – суглинистые, по влажности − свежие. Лесные почвы региона обладают оптимальными лесорастительными свойствами и обеспечивают произрастание высокопродуктивных древостоев основных лесообразующих пород [135]. Самым распространенным типом лесорастительных условий и типом леса, где созданы объекты исследования, является С2 – ельник лещинно-липовый, со средним классом бонитета – 1.6. 2.2. Объекты исследования Полевые исследования проводились в архиве клонов и на клоновой ЛСП I порядка ели в Куженерском лесничестве и в архиве клонов ели Учебно-Опытного лесхоза РМЭ. Лесосеменная клоновая плантация I порядка и архив клонов ели создавались в 1978-1991 гг. на общей площади 70 га полями по 1,0-3,0 га в пределах 129-130 кварталов Куженерского лесничества. На всей площади была произведена рубка 49 леса, раскорчевка и сплошная обработка почвы. Способ создания объектов – посадка привитых саженцев. Выращивание и прививка саженцев с закрытой корневой системой осуществлялись на питомнике Сернурского лесничества. Черенки для прививки заготавливались с плюсовых деревьев в разных лесхозах РМЭ. Архив клонов ели в Куженерском лесничестве был заложен в 1985 году на участке с ровным рельефом и небольшим уклоном на юго-восток. Почва дерновоподзолистая суглинистая, свежая, подстилаемая покровными глинами. Обработка почвы состояла в корчевке пней и вычесывания корней, выравнивании участка и засыпке ям. После этого была произведена сплошная зяблевая вспашка с последующим весенним боронованием и подготовкой посадочных мест с размещением 2х8 м. Способ закладки архива – посадка привитых саженцев. При посадке в лунку вносились минеральные удобрения из расчета 15 г гранулированного суперфосфата, 3 г хлористого калия и 9 г аммиачной селитры. Уход за почвой вокруг саженцев с рыхлением почвы и прополкой сорняков производился первые четыре года с кратностью по годам 4-3-2-2. На восьмой год производилась однократная внекорневая подкормка. В архив высажено 20 клонов с общим числом рамет 360. На момент учета сохранилось 136 рамет, при этом учет по клонам затруднен, так как в архиве не сохранились столбики с обозначением номеров клонов. Лесосеменная плантация ели Куженерского лесничества на площади 1,2 га была заложена в 1988 году на том же участке, где и расположен архив клонов, по той же технологии: обработка почвы - сплошная вспашка после корчевки пней, посадка привитых саженцев с размещением 6х4 м. Для прививки саженцев использовались черенки с 17 плюсовых деревьев ели из разных лесничеств РМЭ. На время учета (сентябрь 2010 года) сохранилось 270 раметы 17 плюсовых деревьев. Архив клонов Учебно-Опытного лесхоза был создан в 1991 году прививкой черенков на 6-летние подвойные растения. На архиве представлены клоны с 23 плюсовых деревьев из Республики Марий Эл, с 4 плюсовых деревьев из Удмуртской Республики, с 17 плюсовых деревьев из Нижегородской и с 10 плюсовых деревьев 50 из Кировской областей, с 6 плюсовых деревьев из Пермского края Российской Федерации. На архиве произрастают клоновые потомства ели гибридной (финской) (Picea x fennica (Regel) Kom.), так как плюсовые деревья были отобраны в зоне интрогрессивной гибридизации ели европейской (Picea abies (L.) Н. Karst.) и ели сибирской (Picea obovata Ledeb.) 2.3. Методика и объём исследований 2.3.1. Высота клоновых потомств С целью изучения высоты клоновых потомств ели на всех объектах в соответствии с «Указаниями о порядке отбора и учета лесосеменных объектов в Российской Федерации» 1995 года, а также «Методики единовременной инвентаризации объектов единого генетико-селекционного комплекса в лесном фонде Российской Федерации» 2006 года производился сплошной подеревный учет [136, 137]. У каждой раметы измерялись высота и окружность (диаметр) ствола на высоте 1,3 м. Всего было измерено 136 рамет на архиве клонов и 269 рамет на ЛСП I порядка. 2.3.2. Анализ формового разнообразия клоновых потомств по морфометрическим показателям шишек, семян и крылышек У каждой раметы в Куженерском архиве в период цветения описаны цвет макростробил, (промежуточные) выделены и ярко-красношишечные, зеленошишечные формы. В красношишечные Куженерском архиве и лесосеменной плантации для каждой раметы определяли один из типов ветвления: гребенчатый, неправильно-гребенчатый, щетковидный, компактный, плосковетвистый. Для анализа морфометрических показателей шишек с каждой раметы в Куженерском архиве было собрано по 10-15 шишек, всего 1240 штук. За основу изучения морфометрических показателей шишек были приняты методики Л. Ф. Правдина (1975) и И. А. Коренева (2008) [4, 9, 8]. 51 У зрелых шишек каждой раметы измерялись длина и толщина шишки в самом широком месте. Измерения производились штангенциркулем с точностью до 0,1 мм. Для изучения формы семенной чешуйки шишки разламывалась по середине и отделялась семенная чешуйка. У семенной чешуйки замерялись: длина, ширина, длина наружного конца чешуи. Определялись: угол заострения семенной чешуи в баллах по шаблону (рисунок 2.1), форма наружного конца семенной чешуи и формы бокового края семенной чешуи, с оценкой этих показателей в баллах (рисунок 2.2), тип окончания семенной чешуи в баллах (рисунок 2.3). Рисунок 2.1 – Шаблон для определения угла заострения семенной чешуи: до 45о балл 4 (средн. 30о), 46о-75о балл 3 (средн. 60о), 76о-105о балл 2 (средн. 90о), 106о-135о балл 1 (средн. 120о), более 135о балл 0 (средн. 150о), Рисунок 2.2 − Форма наружного конца и формы бокового края семенной чешуи: I –формы недоразвитых чешуи в основании: а- округлая (балл 0), б - заостренная (балл 1), в - вытянутая (балл 2); II-формы наружного конца семенной чешуи: г - ровная (балл 0), д - зазубренная (балл 1), е - раздвоенная (балл 2); III- формы бокового края семенной чешуи: ж - выгнутая (балл 0), з - прямая (балл 1), и - вогнутая (балл 2) 52 Рисунок 2.3− Окончание семенных чешуй ели: а - острый (балл 2), б - тупые (балл 1), в - округлые (балл 0) Далее находилась сумма баллов и по шкале определялся фенотип ели (таблица 2.1) [8]. Таблица 2.1 Шкалы оценки морфологических признаков шишек ели Признак Длина шишки (l) Толщина шишки (d) Длина семенной чешуи (a) Ширина семенной чешуи (b) Длина наружного конца семенной чешуи (c) Угол заострения семенной чешуи Наружный край семенной чешуи Боковой край семенной чешуи Форма верхушки семенной чешуи Недоразвитые чешуи в основании шишки Оценки в баллах От 50 до 110 мм, у ели европейской до 180 мм: до 80 мм – 0-баллов; 81-100 мм – 1 балл; 101 мм и более – 2 балла. От 10 до 30 мм: до 15 мм – 0-баллов; 16-20 мм – 1 балл; 21 мм и более – 2 балла. От 12 до 35 мм: до 20 мм – 0-баллов; 21-28 мм – 1 балл; 29 мм и более – 2 балла. От 9 до 22 мм: до 12 мм – 0-баллов; 13-16 мм – 1 балл; 17 мм и более – 2 балла. От 5 до 16 мм: до 7 мм – 0-баллов; 8-11 мм – 1 балл; 12 мм и более – 2 балла. От 30о до 135о: до 45о – 4-балла; 46о-75о – 3 балла; 76о-105о- 2 балла; 106о-135о-1 балл и более 135о– 0 баллов. Ровный-0 баллов; зазубренный -1 балл; раздвоенный -2 балла. Выгнутый-0 баллов, прямой – 1 балл; вогнутый – 2 балла. Округлое-0 баллов; тупое-1 балл; острое – 2 балла. Округлые- 0 – баллов; заостренные – 1 балл; вытянутые – 2 балла. Из шишек были извлечены семена и определена масса 1000 штук семян (г) (две навески по 500 штук семян, расхождение от двух проб от их среднего была меньше 5%) согласно ГОСТ 13056.4-67 Методы определения массы 1000 семян [138]. Для изучения морфометрических показателей семян и крылышек из семян одного дерева составляли одну партию, из которой для измерения путем случайной 53 выборки отбирали по 10-20 семян с крылышками. Измеряли по методике П. П. Попова: длину семени (Ls), ширину семени (Bs), длину крылышка (Lw), ширину крылышка в самом широком месте (Bw), верхнюю часть крылышка (Up), от верхнего края до положения наибольшей ширины (рисунок 2.4) [43]. Рисунок 2.4 – Схема измерения семян и крылаток ели Измерения проведены у 1120 семян и крылышек. На основе этих измерений определяли соотношения (%) Up/Lw, Bw/Lw, Bs/Bw, Bs/Ls, Sw – площадь крылатки, по формуле Sw=(Bs+Bw)*Lw. Все измерения проводили с помощью микроскопа МБС-10 с 2-кратным увеличением. Все полученные данные обрабатывались методами вариационной статистики, с применением программы Microsoft Exsel. Вычислялись следующие показатели: среднее значение признака ( x ), ошибка среднего (Sx), среднее квадратическое отклонение (δ), минимальные и максимальные значения, коэффициент вариации (V, %), показатель точности (P, %), коэффициент достоверности различия (td) [139]. Для изучения клоновой принадлежности применялся дисперсионный анализ, для характеристики тесноты связи между двумя показателями использовался корреляционный показатель. Для распределения рамет по клонам по 15 признакам проводился кластерный анализ в программе Statistica. 54 2.3.3. Генетический анализ клоновых потомств ели Объектом исследования являлись вегетативные потомства плюсовых деревьев ели, произрастающие на лесосеменной плантации в Куженерском лесничестве и на архиве клонов в Учебно-Опытном лесхозе Республики Марий Эл. В качестве растительного материала, служащего источником ДНК, в эксперименте использовалась хвоя, которая была высушена при комнатной температуре. Выделение суммарной ДНК производилось по протоколу Doyle J.J. и Doyle J.L. [140]. Для разрушения клеточных стенок высушенные образцы помещались в пробирку вместе с металлическими шариками, далее пробирки помещали в гомогенизатор Speed Mill Plus (Analytic Jena). Измельченный образец заливали 1 мл экстрагирующего буфера 2×СТАВ, предварительно добавив в него 0,2% Вmercaptoethanol и встряхивали на вихревом смесителе 5 секунд. Далее проводили инкубацию пробирок при температуре 65°С 30 минут и мягкое перемешивание. После инкубации пробирки охлаждали до комнатной температуры 24°С. Следующей операцией является добавление 200 мкл «wet» хлороформа (24 части хлороформа и 1 часть октанола). После мягкого перемешивания до однородной фазы образцы центрифугировали 3 минуты при 150000 об/мин. Очистку ДНК от протеинов хлороформом проводили 2 раза. Далее добавляли 600 мкл охлажденного (-20°С) изопрапонола, мягко перемешивали для осаждения СТАВ-нуклеинового комплекса. Смесь ставили при -4°С. После 30-60 минут клубок СТАВ-нуклеинового комплекса осаждали центрифугированием в течение 20 минут при 13000 об/мин, при температуре -4°С. После центрифугирования проводили очистку препарата ДНК промывочным буфером (wash buffer) при комнатной температуре в течение 1 ч. После удаления промывочного буфера осадок ДНК растворяли в 50-100 мкл бидистилированной воды и хранили при -20°С. Полимеразную цепную реакцию проводили в тонкостенных пробирках объемом 200 мкл на амплификаторе MJ MiniTM Gradient Thermal Cycler (BIO-RAD). Для проведения ПЦР был использован набор реактивов «Encyclo PCR kit» (ЗАО 55 Евроген). Для изучения генетического разнообразия ели финской на ЛСП I порядка в Куженерском лесничестве использовали 2 полиморфных ISSR праймера, а на АК в Учебно-Опытном лесхозе – 9. Характеристика использованных в эксперименте ISSR-праймеров приведена в таблице 2.2. Таблица 2.2 Характеристика ISSR – праймеров Праймер Температура отжига, оС Секвиенс (5'-3') (GA)9T GAGAGAGAGAGAGAGAGAT (AC)8C ACACACACACACACACC (CA)6RY CACACACACACAAGCT (CA)6RG CACACACACACAAGG (CA)6(GT) CACACACACACAGT (CA)6(AC) CACACACACACAAC (AG)8C AGAGAGAGAGAGAGAGC (GA)8T GAGAGAGAGAGAGAGAT (AG)8YT AGAGAGAGAGAGAGAGGCT Примечание: выделенные праймеры использовались на ЛСП I порядка 65 65 60 60 60 60 60 60 65 в Куженерском лесничестве Республики Марий Эл. Полимеразную цепную реакцию проводили в следующих условиях: реакционная смесь объемом 10 мкл содержала: 0,1 мкл Taq полимеразы (2 ед./мкл); 1 мкл ДНК-матрицы; 0,1 мкл праймера; 0,2 мкл dNTPs; 1 мкл буфера и добавляли стерильную воду 7,6 мкл. Амплификация ISSR фрагментов проводилась при следующем режиме: 5 мин. денатурация при 94 С; 0,5 мин. денатурация при 94 С; 45 с. отжиг (60-65 С); элонгация 45 с. при 72 С; 7 мин. достройка цепей ДНК при 72 С, 45 циклов амплификации. Анализ продукта Электрофоретическое ПЦР проводился разделение при помощи осуществляли в электрофореза. горизонтальной электрофоретической камере (Power PacTM Universal (BIO-RAD)). Для электрофореза использовали ТВЕ буфер: трис – HCl (рН=8,3) – 12,1г; борная кислота – 5,1г; ЭДТА (натриевая соль) – 0,37г; дистиллированная вода – 1000 мл. 56 Электрофоретическое разделение продуктов ПЦР проводили в 1,5% агарном геле, с добавлением этидия бромида при напряжении 70 mV в течение 2-3 часов. Перед нанесением образцов в ячейки геля к ним добавляли 5 мкл бХ-буфер (глицерин и краситель бромфенолсиний) для визуализации пробы и контроля передвижения ПЦР продуктов в геле. Визуализацию ДНК, обработку и анализ полученных изображений проводили с помощью системы гель-документация GelDoc 2000 (BIO-RAD) c использованием программного пакета QuantityOne® Version4.6.3. Наличие амплифицированных фрагментов ДНК в гелях установили по интенсивности окраски. Для дальнейшего определения длины амплифицированных фрагментов ДНК в крайние дорожки геля вносили стандарт, в качестве которого служит ДНК-маркер с фрагментами известной длины. В исследованиях в качестве стандарта использовали ДНК-маркер 100bp+1.5kb+3kb (ООО «СибЭнзим»). ISSR-профили анализировали по наличию (1) или отсутствию (0) полос на геле, соответствующих фрагментам определенной длины, и математически обрабатывали в среде POPGENVersion 1.3.2 [141]. На основании полученных данных рассчитывали относительные частоты фрагментов. Полученные частоты ISSR-фрагментов использовали для оценки основных параметров генетической изменчивости клоновых потомств плюсовых деревьев ели. Для этого были рассчитаны следующие параметры оценки генетической изменчивости: наблюдаемое число аллелей – Na, эффективное число аллелей – Ne, общее генетическое разнообразие по Nei – H, индекс Шеннона – I. Оценка генетической дифференциации изученных групп плюсовых деревьев проводилась на основе вычисления генетической дистанции Nei и построения дендрограммы. 57 III. АНАЛИЗ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ КЛОНОВОГО ПОТОМСТВА ЕЛИ В АРХИВЕ КЛОНОВ ПО МОРФОМЕТРИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ 3.1. Морфометрические показатели шишек ели в архиве клонов Возрастающие масштабы лесопользования и массированное загрязнение окружающей среды вызывает неуклонное сокращение видового и формового разнообразия древесной растительности, и в конечном итоге – снижение устойчивости, качественного состава и продуктивности лесных биоценозов, утрату перспективы их генетического улучшения в будущем [66]. Проблема сохранения биоразнообразия имеет два уровня – сохранение видов и сохранение форм. При этом проблема сохранения видов основных лесообразователей как таковых менее остра, чем проблема сохранения их внутривидового разнообразия [64]. Как подчеркивают многие авторы, особенно важно сохранение биоразнообразия при создании объектов семеноводства. Необходимо всемерно сохранить хозяйственно ценные экземпляры отобранных и испытанных плюсовых деревьев. Это целесообразно и для улучшения и сохранения ценного генофонда, а также и для того, чтобы в будущем нашим потомкам не пришлось искусственно создавать потерянные сегодня уникальные сочетания генов [67]. Внутривидовая систематика ели (Picea abies (L.) Karst.) окончательно не установлена. Однако к настоящему времени накоплен большой фактический материал, который подтверждает наличие между елью европейской и елью сибирской полной гаммы переходов изменчивости всех признаков [5]. Ель в Республике Марий Эл находится в переходной зоне интрогрессивной гибридизации. Некоторое представление об изменчивости ведущих таксономических признаков ели в архиве (длины и ширины шишек, формы семенных чешуй) могут дать результаты изучения этих признаков. Для исследования формового разнообразия ели в архиве клонов Куженерского лесничества по морфометрическим показателям шишек с каждой раметы было собрано по 10-15 шишек. У каждой шишки измерены: длина (см) и ширина (см). 58 Затем у каждой раметы отбирались 3 шишки, различающихся размерами: большая, средняя и маленькая. По методике Коренева шишки разламывались строго по середине, отделялись семенные чешуйки [142]. У каждой семенной чешуйки измерялись: длина, ширина, длина наружного конца, угол заострения семенной чешуйки, определялись форма наружного конца и тип окончания семенной чешуи. Все эти показатели оценивались в баллах и по шкале определялся фенотип каждой раметы. Выделено 6 баллов: 1 (А), сумма баллов от 0 до 3– типичная сибирская ель; 2 (В), сумма баллов от 4 до 7 – гибридная ель с преобладанием признаков ели сибирской; 3 (С), сумма баллов от 8 до 11 – гибридная с равнозначными признаками ели сибирской и ели европейской; 4 (Д), сумма баллов от 12 до 15 – гибрид с преобладанием ели европейской; 5 (Е), сумма баллов от 16 до 19 – типичная ель европейская. Всего было отобрано 280 шишек, измерены все показатели шишек и семенных чешуй. Средняя длина шишек клоновых потомств ели оказался равной 7,85±0,09 см, с пределами величины 5,5-10,5 см, характеризуется низкой (по С. А. Мамаеву) изменчивостью. Как считает Л. Ф. Правдин, одним из наиболее важных диагностических признаков, отличающих ель европейскую от ели сибирской, является длина шишки, для ели европейской длина шишки составляет 10-15 см, для ели сибирской – 4-8 см, а переходные (гибридные) формы занимают промежуточное положение. В архиве длина шишек варьирует от 5,5 до 10,5 см, то есть представляет переходную форму. Часть клонов (58,7%) с длиной шишек от 5,5 до 8,0 см можно отнести к ели сибирской, часть клонов (3,3%) с длиной шишек более 10 см – к ели европейской, остальные (38,0%) – к гибридной форме. Однако главным и ведущим признаком (по Правдину) принята форма семенных чешуй. По балльной шкале Коренева у изучаемых рамет выделены формы с числом баллов от 3 до 11, которые можно отнести к гибридным. Эти формы в архиве с учетом длины шишек распределились следующим образом (таблица 3.1). 59 Таблица 3.1 Распределение рамет по типам форм семенных чешуй и длине шишек Тип шишки, балл 3,1-3,9 4,0-4,9 5,0-5,9 6,0-6,9 7,0-7,9 8,0-8,9 9,0-9,9 10,010,9 Итого Количество шишек,% Длина шишек, мм Итого, % ступени длины шишек, мм 51-60 2,2 1,1 3,3 61-70 1,1 5,3 5,3 2,2 4,3 1,1 19,3 71-80 2,2 11,8 8,6 3,2 7,5 3,2 36,5 81-90 1,1 2,2 9,7 5,3 3,2 6,3 4,3 32,1 91-100 1,1 1,1 101-110 2,2 1,1 2,2 5,5 1,1 7,7 20,4 23,6 11,8 15,0 15,0 5,4 1,1 3,3 100 ±Sх V,% 72,2±5,2 74,5±1,7 76,8±1,7 75,9±3,0 74,3±1,9 85,7±2,9 90±3,6 2,8 3,9 3,3 2,8 3,9 0,9 - х Встречающиеся 6 форм по типу шишек объединены в 3 группы: с баллами 3,13,9 – это типичная ель сибирская, её доля составляет 7,7%, а с баллами 4,0-6,9 – это гибриды с преобладанием признаков ели сибирской, её доля составляет 55,8%; группа ели с типом шишек 7,0-10,9 баллов относится к гибридам с равнозначными признаками ели сибирской и ели европейской, её доля составляет 36,6%. Длина шишек варьирует у выделенных типов форм от 72,2 до 90,0 мм, средняя для группы 3,1-4 – 72,2±0,52 мм, для группы 9,1-10 – 90±3,6 мм, у остальных групп длина шишек составляет промежуточные значения. Но все они, за исключением формы 8,1-9, имеют достоверно меньшую длину по сравнению с длиной шишек в самой крайней форме 9,1-10. Коэффициент достоверности различия td=2,8-3,9. У двух крайних форм 3,1-4 и 9,1-11,0 длина шишек в большей степени характеризует длину, соответствующую ели сибирской и европейской, их доля соответственно составляет 7,7 и 6,5%. Длина шишек варьирует в пределах раметы, однако уровень изменчивости (по Мамаеву) этого показателя очень низкий и низкий (V от 3,5 до 12%). Корреляционный анализ установил умеренную (0,45) связь между типом шишки и длиной шишки. В то же время результаты однофакторного дисперсионного анализа показали, что на изменчивость типа шишек длина шишек достоверно не влияет (Fтаб > Fфак, 2,68 > 2,33). 60 Расчет уравнений связи количественных признаков шишек ели показал, что наибольший коэффициент детерминации имеют уравнения связи длины шишек и массы шишек (0,53) (рисунок 3.1). Масса шишки = -8,2888+2,7963*x 26 24 22 20 Масса шишки, г 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 5 6 7 8 9 10 11 Длина шишки, см Рисунок 3.1 - Диаграмма рассеяния массы шишки от длины шишки Более низкий коэффициент детерминации наблюдается у показателей ширины шишек и массы шишек (0,22) (рисунок 3.2). 61 Масса шишки = 8,323+2,2675*x 26 24 22 20 Масса шишки, г 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 Ширина шишки,см Рисунок 3.2 - Диаграмма рассеяния массы шишки от ширины шишки Для уточнения систематического положения изучаемых рамет был проведен кластерный анализ. Для анализа были взяты 7 морфометрических показателей шишек и семенных чешуй: длина и ширина шишек, длина и ширина семенных чешуй, угол заострения семенной чешуи, форма наружного края семенной чешуи и тип окончания семенной чешуи. Кластерный анализ позволил выделить раметы в три кластера (рисунок 3.3). 62 Рисунок 3.3 – Распределение рамет в кластеры (приложение 1 расшифровка номеров) К первому кластеру относятся раметы ели финской с преобладанием признаков ели сибирской, её доля составляет 40,9%. Во второй кластер вошли раметы ели финской с равнозначными признаками ели европейской и ели сибирской, её доля составляет 39,8%. В третий кластер вошли раметы типичной ели сибирской, её доля составляет 13,3%. Из данных таблицы 3.2 видно, что средняя длина и ширина шишек достоверно не различаются по кластерам. Достоверные различия между кластерами наблюдаются у таких показателей, как длина семенной чешуй, форма наружного конца и тип окончания семенной чешуй. Также достоверное различие наблюдаются по углу заострения семенной чешуйки между третьим и первым кластером. Балл формы наружного конца семенной чешуй у рамет третьего кластера равен 0, что указывает на ровный край, характерный для ели сибирской, а балл у рамет второго кластера равен 1,15, что указывает на гибридное происхождение рамет с равнозначными признаками ели европейской и ели сибирской. У первого кластера 63 Таблица 3.2 Морфометрические показатели шишек и семенных чешуй по кластерам № кластера длина шишки, см x S x td ширина шишек, см x S x Средние показатели ширина семенной чешуй, мм длина семенной чешуй, мм td x S x td x S x td угол заострения семенной чешуйки, балл x S x td форма наружного конца семенной чешуи, балл x S x td тип окончания семенной чешуй, балл x S x 1-ель финская с преобладанием 7,79±0,17 1,28 2,39±0,04 17,76±0,35 4,55 13,37±0,21 1,4±0,08 8,0 0,43±0,07 8,0 0,21±0,07 признаков ели сибирской 2-ель финская с равнозначными признаками ели 8,11±0,18 2,29±0,05 1,67 19,06±0,36 2,30 12,77±0,22 2,0 1,9±0,06 2,0 1,15±0,05 1,28±0,08 европейской и сибирской 3-типичная ель 7,66±0,17 1,80 2,31±0,05 1,33 20,40±0,46 13,19±0,23 0,58 2,04±0,03 0±0 23,0 2,0±0,08 сибирская Примечание: td вычислено от наибольшего значения. td 25,6 9,0 - 64 балл равен 0,43, это означает, что раметы имеют гибридное происхождение с преобладанием признаков ели сибирской. Из 7 морфометрических показателей, взятых для построения кластера, наиболее информативными оказались: форма наружного конца, тип окончания и угол заострения семенных чешуй (рисунок 3.4). Рисунок 3.4 – Выделение наиболее информативных признаков при построении кластеров: (1длина шишек, 2- ширина шишек, 3- длина семенной чешуи, 4-ширина семенной чешуи, 5- угол заострения семенной чешуи, 6- форма наружного края семенной чешуи, 7- тип окончания семенной чешуи) 3.2. Изменчивость семенных чешуй у клоновых потомств ели По Л.Ф. Правдину, главным и ведущим признаком при изучении внутривидовой систематики ели принимаются строение и морфология шишек и особенно формы семенных чешуй (рисунок 3.5)[4]. В архиве представлены 92 раметы нескольких клоновых потомств плюсовых деревьев. У всех рамет произведена балльная оценка следующих показателей: длина 65 и ширина шишек, длина и ширина семенных чешуй, угол заострения семенной чешуи, форма наружного конца семенной чешуи и тип окончания семенной чешуи. Рисунок 3.5 – Формы семенных чешуй Длина семенной чешуи у рамет варьируется от 14 до 23 мм (таблица 3.3). Таблица 3.3 Статистические показатели длины (мм) семенной чешуйки у рамет (фрагмент таблицы) № ряда № раметы 1 3 3 2 3 2 3 4 4 2 2 18 2 14 42 19 9 17 18 12 18 34 Длина семенной чешуйки, мм x Sx 14,1±0,32 15,6±0,24 14,9±0,29 17,3±0,31 17,8±0,24 19,0±0,39 19,5±0,14 19,7±0,15 21,2±0,21 21,2±0,28 22,7±0,28 Min Max V,% Балл 10 13 12 15 16 14 18 19 19 19 18 17 18 18 20 20 22 21 21 23 24 24 12,4 8,6 10,7 9,9 7,5 11,3 4,0 4,3 5,5 7,1 6,7 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 Варьирование этого признака в одной шишке определяется эндогенной изменчивостью. У самых коротких семенных чешуй (14-15 мм) коэффициент изменчивости (V,%) составляет 8,6-12,4%, у семенных чешуй средней длины (16-20 мм) V-7,5-11,0%, у длинных (более 20 мм) V-5,5-7,1%, то есть длина семенной чешуйки характеризуется очень низким и низким уровнем эндогенной изменчивости (по Мамаеву) [18]. В зависимости от клона (биотипа) длина семенной чешуи самой 66 длиной в 1,6 раза превышает самую короткую, что обусловлена индивидуальной изменчивостью. По шкале оценки морфологических признаков по Кореневу у преобладающего количества рамет шишки имеют длину семенной чешуи соответствующую 0 баллов (69,9%) и только 30,1% - 1 балл [142]. По ширине семенной чешуи шишки характеризуются следующими показателями (таблица 3.4). Таблица 3.4 Статистические показатели ширины (мм) семенной чешуи шишек (фрагмент таблицы) № ряда № раметы 4 3 2 2 3 3 1 3 4 3 5 35 8 11 14 9 26 17 4 16 Ширина семенной чешуйки, мм x Sx 9,3±0,09 10,4±0,32 11,1±0,17 11,8±0,17 12,0±0,25 13,1±0,20 14,4±0,19 14,9±0,24 15,3±0,15 15,6±0,18 Min Max V,% Балл 9 7 9 10 10 11 13 12 14 13 10 13 13 14 15 15 16 17 17 17 5,1 15,8 8,5 8,0 11,2 8,2 7,2 8,7 5,5 6,2 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 Ширина семенной чешуи у шишек в архиве варьирует от 9,3 до 15,6 мм, характеризуя индивидуальную изменчивость рамет по этому признаку. Эндогенная изменчивость, характеризующая изменчивость ширины семенной чешуйки в одной шишке, варьирует от 5,0 до 15,8%, определяя очень низкий и средний уровень изменчивости (по Мамаеву) [18]. В архиве преобладают шишки (67,7%) с шириной семенной чешуи 13-16 мм и балльной оценкой 1, и только 32,3% - с балльной оценкой 0, при ширине семенной чешуйки от 9,3 до 12,9 мм. Семенные чешуйки шишек в архиве имеет форму от округлой, свойственной ели сибирской, до формы с удлиненным краем, характеризующим ель европейскую (по Правдину) и все промежуточные формы. В архиве у семенных чешуй определяли угол заострения, он выражался в баллах – 0, 1, 2, где 0 баллов характеризует угол заострения более 135о, 1 балл – 106-135о, 2 балл – 76-105о. Соотношение шишек с углом заострения семенной чешуйки оказалось следующим: 0 баллов – 28%, 1 балл – 72%. 67 По форме наружного края семенной чешуи выделены шишки с ровным (42,5%), зазубренным (51,0%), выемчатым (6,5%) краем. Перечисленные формы наружного края краем определяются соответственно 0, 1 и 2 баллами. Выделены шишки по признаку окончания семенной чешуи: с округлым (32,2%), тупым (38,7%), острым (29,1%) окончанием и соответственно с присвоенными 0, 1, 2 баллами. В шишке балл каждого показателя может быть неодинаков, и сочетание этих показателей варьируют (таблица 3.5). Одинаковое сочетание может характеризовать один биотип или один клон. Таблица 3.5 Оценка шишек в баллах (фрагмент) № ряда № Длина ра- шишек, мемм ты 3 3 3 13 2 26 4 1 4 11 3 24 1 16 6,2±0,3 1,4-7,2 7,3±0,4 6-8,7 7,5±0,2 6,6-8,5 8,4±0,1 5,312,4 8,3±0,2 7,1-9,9 8,4±0,2 7,8-9,2 9,0±0,2 7,710,4 Ширина шишек, мм Длина семенной чешуи, мм Ширина семенной чешуи, мм Форма наружного конца чешуйки, балл Окончание семенной чешуйки, балл Общий балл 12,4±0,18 10-14 14,3±0,21 12-16 12,0±0,14 11-13 12,6±0,25 10-15 Угол заострения семенной чешуи, балл 2,0±0 2,2-2,2 1±0 1-1 2,33±0,09 2-3 1,7±0,09 1-2 2,0±0,1 1,4-2,2 2,3±0,05 2,1-2,6 2,0±0,05 1,6-2,2 1,6±0 1,6 15,3±0,29 12-17 19,0±0,12 18-20 18,6±0,33 17-21 17,4±0,38 13-30 0,67±0,18 0-2 0,67±0,09 0-1 0±0 0 1±0 1-1 0±0 0 0±0 0 2±0 2-2 0±0 0-0 3,7 2,4±0,4 18,5±0,19 11,6±0,15 2,2-2,7 16-20 9-13 2,3±0,03 20,1±0,28 13,3±0,15 2,2-2,4 17-23 11-15 2,8±0,1 20,8±0,24 13,4±0,18 2,4-8,8 18-23 11-15 1,7±0,09 1-2 2±0 2-2 2±0 2-2 1±0 1-1 0±0 0-0 1±0 1-1 2±0 2-2 2±0 2-2 2±0 2-2 7,7 4,7 5,3 6,7 9,0 10,0 Каждый тип шишек оценивается суммарным баллом, который варьирует от 4 до 11. Однако сумма складывается из 7 показателей, а взнос каждого показателя у раметы, даже при одинаковой суммарной оценке, может быть неравнозначен (таблица 3.6), а значит одинаковый биотип (клон) должен иметь не только 68 одинаковую суммарную оценку, но и одинаковые совпадающее оценки по всем оцениваемым показателям или с незначительным различием по 1-2 из них. Таблица 3.6 Пример оценки рамет по разнообразию сочетания показателей шишек и семенных чешуй (в баллах) № № ря- рамеда ты 1 4 2 2 2 3 4 1 1 1 23 16 8 20 27 31 4 17 18 33 Сумма баллов Длина шишек, мм Ширина шишек, мм 5 5 5 8 8 8 9 9 4 4 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 2 2 1 2 2 2 2 2 1 2 Длина семенной чешуи, мм Ширина семенной чешуйки, мм 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 Угол заострения семенной чешуйки, балл 1 1 2 2 2 1 2 2 1 1 Форма наружного конца чешуйки, балл Окончание семенной чешуйки, балл 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 2 2 1 1 2 0 0 Это различие в оценке показателей (особенно количественных) может быть обусловлено эндогенной изменчивостью (например, в таблицах 3.6, 3.7). Таблица 3.7 Пример оценки рамет вероятно относящихся к одному клону по показателям шишек и семенных чешуй (в баллах) Сум№ № ма ря- рамебалда ты лов 2 2 2 2 2 2 3 3 3 4 4 4 20 21 22 23 24 27 16 17 19 16 17 18 8 8 8 8 8 8 5 6 6 5 5 6 Длина шишек, мм Ширина шишек, мм Длина семенной чешуйки, мм Ширина семенной чешуйки, мм 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 Угол заострения семенной чешуйки, балл 2 2 2 2 2 2 1 1 0 1 1 1 Форма наружного конца чешуйки, балл Окончание семенной чешуйки, балл 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 2 2 2 2 2 2 0 0 2 0 0 0 69 Таким образом, к одному биотипу (клону) можно отнести раметы не только с суммарным одинаковым баллом, например, раметы 20, 21, 22, 23, 24, 27, имеющие равные оценки каждого показателя. К одному биотипу (клону) можно отнести раметы 16, 17, 19 из 3-го ряда, несколько отличающиеся по 1 и 2 показателям, но расположенные в одном ряду последовательно (так, как располагаются клоны в архиве). Нельзя отнести к одному клону раметы, расположенные в разных рядах, с одинаковым суммарным баллом и с разным сочетанием оценок одноименных показателей (таблица 3.8). Таблица 3.8 Пример оценки рамет при разном сочетании показателей № № ря- рамеда ты 2 2 3 1 2 2 1 2 2 4 10 7 31 2 42 9 18 34 Сумма баллов Длина шишек, мм 7 7 7 4 4 4 9 9 9 1 1 0 0 0 0 1 1 1 Длина Ширисеменна шиной шек, чешуйки, мм мм 2 1 2 2 1 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 1 1 1 Ширина семенной чешуйки, мм 1 0 1 1 0 1 1 1 1 Угол заострения семенной чешуйки, балл 2 2 2 1 2 1 2 2 2 Форма наружного конца чешуйки, балл Окончание семенной чешуйки, балл 1 2 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 2 1 2 По суммарной оценке из 92 рамет, представленных в архиве, 52 были сгруппированы в 13 биотипов, при этом в один биотип объединялись раметы с одинаковой балльной оценкой или отличающиеся по 1-2 из представленных показателей, но территориально объединенные близким подеревным расположением рамет в одном ряду (таблица 3.9). Кроме того, можно выделить биотипы с одинаковым балльными оценками, но расположенные в разных рядах и частях ряда, I-33 и III-11-40, IV-13 и III-2-65, IV-4 и III-24 и другие, и не являющиеся одноименными биотипами (клонами). Иными словами, хотя эти раметы по комплексу признаков могут быть отнесены к одному биотипу, они не могут являться вегетативными потомками одного плюсового 70 дерева, так как растут на других рядах, в то время как при создании данного архива одноименные раметы были высажены в один ряд в соответствии со схемой смешения. Таблица 3.9 Распределение рамет по биотипам в архиве (фрагмент) 1 1 2 2 1 1 1 1 Угол заострения семенной чешуйки, балл 2 2 0 2 0 1 1 2 0 1 1 0 1 2 1 1 Длина ШириШирина Длина семенна семенной Балл шишек, ной шишек, чешуйки, мм чешуйки, мм мм мм 9 5 6-7 5-6 8 9 7-6 6 7 6-5 9-10 5-6 4 Форма Окончание наружносеменной № го конца чешуйки, ряда чешуйки, балл балл 0 1 2 2 2 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 2 1 2 1 1 1 1 1 2 1 0 0 2 0 1 0 2 1 1 2 0 2 0 2 1 1 2 1 2 1 2 1 1 2 0 2 1 0 0 1 0 1 0 2 2 2 2 2 2 2 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 2 2 2 1 2 1 2 2 1 0 1 0 1 1 1 1 2 0 2 0 1 0 2 0 0 2 0 1 0 1 0 1 0 0 2 2 2 2 2 2 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 1 2 1 1 0 0 2 1 0 0 0 0 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 № рамет 9, 16, 17 18, 23, 24, 31, 32, 33 1, 3, 4, 5, 6 8, 9, 11, 16, 17 20, 21, 22, 23, 24 32, 33, 34, 36, 39, 40 7, 8, 9 16, 17, 19 20, 21, 23 32, 33, 35, 36 8, 9, 10 16, 17, 18 19, 22, 27 71 Таким образом, результаты анализа позволяют сделать вывод, что в архиве представленность биотипов значительно шире, чем количество клонов в соответствии со схемой размещения. Это свидетельствует о необходимости генетической подеревной оценки, так как оценка по достаточно большому количеству морфологических признаков не позволяет точно идентифицировать клоны и делает невозможным их использование при заготовке черенков при создании объектов ПЛСБ. Выводы. В архиве клонов ели в Куженерском лесничестве представлены Picea x fennica (Regel) Kom. с преобладанием признаков ели сибирской, Picea x fennica (Regel) Kom. с равнозначными признаками ели сибирской и ели европейской и ель сибирская Picea obovatа Ledeb.. Каждая гибридная форма представлена разными биотипами, каковыми являются плюсовые деревья, что позволяет сохранить их в архиве клонов. Основную часть рамет (52) составляют 13 биотипов, которые можно считать 13-ю разными клонами. О большом числе биотипов в архиве говорит тот факт, что есть раметы с близким комплексом признаком, но которые не могут быть принадлежать к одному клону по причине пространственной изоляции. 3.3. Морфометрические показатели семян Семена для исследования собирались в архиве клонов ели Куженерского лесничества Республики Марий Эл. В связи с утратой схемы размещения клонов в архиве не удалось установить точное размещение клонов и их рамет. Все раметы были пронумерованы с порядком их размещения в рядах. У всех пронумерованных рамет собрано по 10-15 или все имеющиеся шишки. Извлеченные семена из шишек одной раметы объединялись в одну партию, а из смешанного образца каждой партии для измерения отбиралось по 10-12 семян. Анализ 1120 семян 117 рамет клоновых потомств плюсовых деревьев ели в архиве клонов показал, что длина семени варьирует от 3,0 до 5,0 мм, ширина – от 1,9 до 2,9 мм. По литературным данным, семена ели европейской крылатые, длиной 4 (5-6) мм, шириной 2 мм, одинаково окрашены темно-бурые, матовые, продолговатояйцевидные, кончик семени отогнут [3]. Семена ели сибирской характеризуются 72 следующими показателями: длина до 4 (3,9 – 4,2) мм, ширина – 2,3 (2,2 – 2,4) мм [43]. Сравнивая полученные данные с литературными, можно сделать вывод, что длина семени в архиве варьирует от 3 до 5 мм, ширина – от 1,9-2,9 мм. Если судить по этим показателям, то можно считать, что в архиве имеются деревья, принадлежащие к Picea x fennica (Regel) Kom. с преобладанием признаков ели европейской с длиной семени более 4 мм и Picea x fennica (Regel) Kom. с преобладанием признаков ели сибирской и ель сибирская Picea obovata Ledeb. с длиной семян менее 4 мм. Анализ длины семени у каждой конкретной раметы показал следующее. Длина семени варьирует от 1,8 до 5,8 мм, при средней длине 4,07 мм. По длине семени можно выделить три группы рамет: с короткими (Ls≤ x -δ) – менее 3,6 мм; средними (Ls= x ±δ) – от 3,7 до 4,4 мм; длинными (Ls≥ x +δ) – более 4,4 мм семенами. Доля рамет с короткими семенами составила 12,9%, со средними – 73,5% и с длинными 13,6%. В пределах группы изменчивость длины семени отдельных рамет неодинакова (таблица 3.10). Таблица 3.10 Статистические показатели длины семени (мм) рамет в архиве клонов Группы рамет по длине семени Раметы x Sx 3,0±0,2 3,1±0,3 Короткие 3,3±0,1 3,3±0,05 3,7±0,4 4,0±0,2 Средние 4,3±0,2 4,1±0,02 4,5±0,2 4,6±0,1 Длинные 5,0±0,1 4,6±0,03 В среднем по архиву 4,07±0,02 Примечание: в таблице 3.10 приведены данные о средних 1 2 3 среднее 1 2 3 среднее 1 2 3 среднее V,% min max 23,9 27,1 7,4 16,9 27,1 12,5 14,9 11,2 13,1 9,6 7,8 8,4 13,7 значениях 2,2 4,0 2,0 4,4 2,8 3,6 2,0 4,4 1,8 4,8 3,0 4,6 3,2 5,2 1,8 5,2 4,0 5,8 3,6 5,4 4,2 5,6 3,6 5,8 1,8 5,8 длины семени по раметам, а также средние значения длины семени рамет, входящих в эту группу. Семена, извлеченные из шишек одной раметы, имеют неодинаковую длину, определяемую эндогенной изменчивостью (приложение 2). Эндогенная 73 изменчивость длины семени характеризуется различной амплитудой колебания. В одних случаях максимальные значения длины семени в 2,2 раза превышают минимальное, в других – в 1,2 раза, но чаще всего это отношение составляет 1,4-1,5. Коэффициент изменчивости 5,1-23,9%, что характеризует уровни изменчивости длины семени отдельных рамет от очень низкой (5,1%) и низкой (7,8-12,6%) у одних до средней (13,1-14,8%) и повышенной (23,9%) у других. Ширина семени изменяется от 1,2 до 4,2 мм, при средней ширине 2,48 мм. Различие рамет по ширине семени приведено в таблице 3.11 (приложение 3). Таблица 3.11 Статистические показатели ширины семени (мм) по группам Группы рамет по ширине семени Раметы 1 2 Узкие 3 среднее 1 2 Средние 3 среднее 1 2 Широкие 3 среднее В среднем по архиву Примечание: в таблице 3.11 x Sx V,% min 1,9±0,1 20,9 1,4 2,1±0,1 15,0 1,6 2,2±0,1 21,0 1,2 2,2±0,04 15,8 1,2 2,3±0,1 10,6 2,2 2,5±0,2 25,6 1,2 2,6±0,07 8,7 2,4 2,5±0,01 11,8 1,2 2,7±0,1 8,5 1,6 2,8±0,1 3,6 2,6 2,9±0,1 8,5 2,4 2,7±0,02 11,0 1,6 2,48±0,01 13,4 1,2 приведены данные о средних значениях ширины max 2,4 2,8 2,6 2,8 3,0 3,8 3,0 4,2 2,8 2,8 3,4 3,4 4,2 семени по группам, а также средние значения ширины семени рамет, входящих в эту группу. Отличия по ширине семян менее значительны, чем по длине, но и по этому показателю можно выделить три группы рамет: с узкими семенами (Bs≤ x -δ) – шириной менее 2,2 мм; средними (Bs = x ±δ) – от 2,3 до 2,6 мм; широкими (Bs ≥ x +δ) более 2,7 мм. Доли этих групп составили соответственно 11,9; 70,3; 17,8%. По ширине семян также выявлена эндогенная изменчивость, коэффициент вариации равен 3,6-20,9%, то есть изменчивость ширины семян у отдельных рамет варьирует от очень низкой (3,6%) до повышенной (20,9%). 74 Отношение ширины семени к его длине (Bs/Ls) характеризует форму семени. Выделены следующие группы: длинные и широкие; длинные и средние; длинные и узкие; средние и широкие; средние и средние; средние и узкие; короткие и широкие; короткие и средние; короткие и узкие (таблица 3.12). Ширина семени в среднем составляет 61-62% от длины. Но у конкретных рамет соотношение может быть иным, как и абсолютные показатели длины и ширины семени. Таблица 3.12 Статистические показатели длины и ширины семян отношения (Bs/Ls) рамет по группам форм семени x Группа формы семени Длинные и широкие Длинные и средние Длинные и узкие Средние и широкие Средние и средние Средние и узкие Короткие и широкие Короткие и средние Короткие и узкие Sx длины семени Ls, мм ширины семени Bs, мм 4,8±0,07 4,6±0,07 4,7±0,08 5,0±0,1 4,6±0,1 4,5±0,08 4,5±0,2 4,4±0,2 4,2±0,06 3,9±0,09 4,2±0,08 4,1±0,1 4,3±0,09 4,3±0,2 3,9±0,1 3,9±0,1 3,4±0,2 3,2±0,2 3,6±0,2 3,3±0,2 3,3±0,2 3,5±0,2 3,1±0,03 2,9±0,1 2,8±0,07 2,7±0,05 2,5±0,1 2,6±0,07 2,5±0,07 2,2±0,1 2,7±0,09 2,9±0,07 2,7±0,07 2,6±0,1 2,4±0,09 2,5±0,04 2,2±0,1 2,2±0,1 2,1±0,1 2,7±0,1 2,5±0,1 2,5±0,04 2,4±0,2 2,2±0,1 2,1±0,2 2,0±0,1 Bs/Ls 0,60 0,60 0,57 0,5 0,56 0,55 0,48 0,61 0,69 0,69 0,61 0,58 0,58 0,51 0,56 0,53 0,79 0,78 0,69 0,72 0,67 0,60 0,64 Отношение ширины к длине семени варьирует от 0,48 до 0,79, причем одно и то же соотношение характерно для семян отдельных рамет из разных групп по форме семени. Например, раметы, имеющие семена в группах средние по длине и узкие, длинные и средние по ширине имеют Bs/Ls=0,50…0,51. В то же время в одной и той 75 же группе по форме семян это соотношение может быть неодинаковым, что характеризует индивидуальные особенности семян раметы. Например, у разных рамет из группы длинные и широкие это соотношение составляет 0,64 и 0,57, из группы средние и широкие – 0,61 и 0,69, из группы короткие и средние – 0,69 и 0,78. В целом, у изучаемой совокупности доля рамет в ступенях Bs/Ls не одинакова, преобладают семена, имеющие ступень 0,56-0,60 – 33,9% и ступень 0,61-0,65 – 21,2%, меньше всего рамет со ступенью 0,46-0,50 – 2,6% и 0,76-0,80 – 0,9%. При очень близких показателях Bs/Ls семена имеют абсолютные показатели для крупных и мелких семян совершенно различные. Максимальные размеры крупных семян, отобранные из разных рамет, могут быть следующие: при Bs/Ls=0,59 длина 4,8 мм, ширина 2,8 мм; при Bs/Ls=0,63 длина 4,3 мм, ширина 2,7 мм; при минимальных размерах семян – длина семени 3 мм, ширина 1,9 мм соотношение может быть то же Bs/Ls=0,63; при Bs/Ls=0,64 длина 3,1 мм, ширина 2,0 мм (приложение 4). Эти данные по отношению Bs/Ls свидетельствуют о том, что форма семени очень разнообразна и объясняется положением их в шишке, то есть эндогенной изменчивостью, а также принадлежностью к различным клонам, определяющим индивидуальную изменчивость. Одним из показателей качества семян является масса 1000 штук. По литературным данным, средняя масса 1000 штук семян ели европейской составляет 5,1 г (колеблется в пределах от 3 до 8 г) у ели сибирской – менее 5 г [3]. В.И. Долголиков делит гибридные семена ели по массе на 11 фракций с массой одного семени от 2 до 12 мг, но с преобладанием доли семян массой от 5 до 8 мг [143]. Согласно Указаниям по лесному семеноводству в Российской Федерации, (2000 г.), средняя масса 1000 штук семян ели европейской равна 5,8 г, максимальная – 12 г, минимальная – 3,1 г, для ели сибирской эти показатели равны соответственно 4,7, 8,4 и 2,9 г [44]. В изучаемом архиве клонов ели преобладают потомства ели гибридной (Picea x fennica (Regel) Kom.). Масса 1000 штук варьирует от 3,3 до 9,1 г и составляет в среднем 5,68 г, что несколько меньше, чем для ели европейской (на 2%), и больше, чем для ели сибирской (17,4%). Раметы по массе 1000 штук семян распределены 76 следующим образом: более 5 г – 73,5%, от 2,5 до 3,5 г (мелкие семена) – 8%. Доля рамет с особенно крупными семенами (свыше 7,5 г) составляет 11,2%, но рамет с семенами с максимально возможной массой (12 г) в архиве не обнаружено (рисунок 3.6). 35 30 Доля, % 25 20 15 10 5 0 2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5 8,5 9,5 ступени массы семян, г Рисунок 3.6 - Распределение рамет по массе (г) 1000 семян Между размерами и массой семян установлена прямая корреляционная связь. Коэффициент корреляции (r) между длиной семени и массой 1000 штук семян варьирует от 0,37 до 0,72, указывая на умеренную и сильную связь между этими величинами. В целом для изучаемой группы связь значительная (r = 0,56). Между шириной семени и массой 1000 штук семян коэффициент корреляции варьирует от 0,39 до 0,69, то есть связь между этими показателями изменяется от умеренной до значительной. Для всей группы связь между шириной семени и массой 1000 штук семян значительная (r = 0,56), как и между длиной семени и массой 1000 штук семян. Для установления связи между массой 1000 штук семян и массой шишки выполнен множественный регрессионный анализ (рисунок 3.7). 77 Масса 1000 штук семян = 3,8691+0,1357*x 10 9 Масса 1000 штук семян 8 7 6 5 4 3 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Масса шишки, г Рисунок 3.7 - Диаграмма рассеяния массы 1000 штук семян от массы шишки Расчет уравнений связи количественных признаков шишек и семян ели показал, что коэффициент детерминации низкий, (0,18), то есть связь между массой 1000 штук семян и массой шишки отсутствует. Проведен однофакторный дисперсионный анализ с целью установления влияния типа ветвления и окраски стробилов на массу 1000 штук семян. Установлено, что окраска стробилов и тип ветвления влияют на массу 1000 штук семян, но доля влияния этих факторов на массу семян незначительна в обоих случаях (таблицы 3.13 и 3.14). Таблица 3.13 Результаты однофакторного дисперсионного анализа взаимоотношений массы 1000 штук семян и формы окраски стробилов Источник вариации Между группами Внутри групп Итого SS 26,89 118,70 145,59 df 2,00 110,00 112,00 MS 13,45 1,08 F 12,46 P-значение F критическое 1,32Е-05 3,08 78 Анализ таблицы 3.13 показал, что на изменчивость массы 1000 штук семян влияет форма по окраске стробил (Fфакт>Fкрит). Таблица 3.14 Результаты однофакторного дисперсионного анализа массы 1000 штук семян и типа ветвления Источник вариации Между группами Внутри групп Итого SS 53,63 87,03 140,66 df 4,00 97,00 101,00 MS 13,41 0,90 F 14,94 P-значение F критическое 0,00 2,47 Анализ таблицы 3.14 показал, что на изменчивость массы 1000 штук семян влияет тип ветвления. Таким образом, изучение морфометрических показателей семян ели в архиве клонов показало, что по всем изучаемым признакам: длине (Ls), ширине (Bs), отношению Bs/Ls, массе 1000 штук семян существует индивидуальная и эндогенная изменчивость. Подобное варьирование этих показателей семян характерно для семян ели в естественных древостоях. Клоновое потомство плюсовых деревьев ели, отобранных в разных лесничествах Республики Марий Эл, образует семена, изменчивость которых характерна для показателей семян естественных древостоев ели. Это свидетельствует о сохранении естественного разнообразия ели по изучаемым показателям в архиве клонов. 3.4. Морфометрические показатели крылышек Размер и форма крылышка семени обеспечивает его полет [43]. Анализ длины и ширины крылышек и отношения Bw/Lw показал следующее. Длина крылышка варьирует от 4,8 до 14,8 мм. Средняя ширина крылышка составляет 6,1 мм и характеризуется низкой (10,4%) изменчивостью. Таким образом, при достаточно близкой средней длине крылышек на всех рядах раметы с минимальным и максимальным значениями признака достоверно различимы, то есть выделяются раметы с длинным, средним и коротким крылышками. Но в архиве группируются они чаще всего случайно, то есть раметы с 79 размерами крылышек, достоверно не отличающимися друг от друга, не всегда расположены рядом, как это должно быть в архиве клонов. Например, длина крылышка у семени раметы 14 составляет в среднем 9,3 мм (от 8 до 10,4 мм), изменчивость признака V=9,3%; у рамет 29, 44, 60, 101 эти показатели составляют соответственно 8,0; 7,2; 8,8 и 6,0%; 13,0; 13,4; 14,8 и 6,5%; 12,4; 10,0; 13,0 и 4,1%; 7,3; 6,2; 8,0 и 10,7%. То есть у шишек одной раметы крылышки не одинаковой величины, но их варьирование характеризует очень низкую (4,1%) или низкую (10,7%) изменчивость, что в целом свойственно для всех изученных рамет, где коэффициент вариации варьирует от 2,0 до 16,3%, определяя очень низкую, низкую и среднюю эндогенную изменчивость (приложение 5). При средней длине крылышка в архиве 10,0 мм пределы этого показателя у рамет 4,8-14,8 мм (таблица 3.15). Таблица 3.15 Статистические показатели длины (мм), ширины (мм), площади крылышек (мм2) Показатели Длина Ширина Площадь х Sx 10,0 ± 0,13 6,1 ± 0,05 46,5 ± 0,65 δ V,% min max Р,% 1,47 0,63 7,11 13,4 10,4 15,3 4,8 3,4 15,4 14,8 8,2 68,6 1,3 1,0 1,4 Например, у раметы IV-4 (где IV- номер ряда, 4- номер раметы в ряду) значение среднего показателя составляет 13,3±0,2, у раметы IV-5 – 7,3±0,4, у раметы II-18 – 13,0±0,4, у раметы III-2-7,7±0,4. Как видно из приведенных данных, раметы достоверно отличаются по длине крылышек (td≥10,0), что обусловлено индивидуальной изменчивостью этого показателя у рамет. Поэтому раметы можно сгруппировать по длине крылышек: с длиной крылышка больше 10 мм раметы относятся к длинным; с длиной крылышка 9,2-9,9 мм – к средним; с длиной крылышка меньше 9,1 мм – к коротким. Ширина крылышка варьирует меньше, чем длина, но в архиве имеются раметы с превышением средней величины. Так, например, имеются раметы с шириной крылышка 7,5 мм и, наоборот, с очень узким крылышком – 4,4 мм. Ширину крылышка характеризует эндогенная изменчивость равная 3,3-20,0%, то есть очень низкая, низкая и средняя (приложение 6, рисунок 3.8). 80 Раметы по ширине крылышек можно разделить на четыре ступени: очень узкие – 1,7%, узкие – 44,5%, средние – 48,7%, широкие – 5,1% (таблица 3.16). Рисунок 3.8– Формы семян и крылышек рамет первого ряда Таблица 3.16 Распределение рамет по ступеням длины (мм), ширины (мм) и площади крылышек (мм2) ступени 6,1-8,0 8,1-10,0 10,1-12,0 12,1-14,0 Длина штук 10 47 53 7 % 8,5 40,2 45,3 6,0 ступени 4,1-5,0 5,1-6,0 6,1-7,0 7,1-8,0 Ширина штук 2 52 57 6 % 1,7 44,5 48,7 5,1 ступени 21-30 31-40 41-50 51-60 61-70 Площадь штук 2 33 64 17 1 % 1,7 28,2 54,8 14,5 0,8 Отношение Bw/Lw характеризует форму крылышка и имеет среднюю величину от 0,41 до 0,83 в разных частях архива (таблица 3.17). Лимиты этого показателя значительны, так как максимальное отношение Bw/Lw в два раза превышает 81 минимальное. Поэтому форма крылышек меняется от широкоовальной до узкоовальной. Таблица 3.17 Статистические показатели отношения Bw/Lw крылышек у рамет № ряда - № рамет III-14 III-15 III-34 II-42 I-12 I-33 I-10 I-16 I-24 II-26 IV-19 IV-12 IV-23 IV-16 IV-8 I-17 III-10 II-9 х ±Sx 0,83± 0,05 0,80± 0,02 0,68± 0,02 0,68± 0,06 0,72± 0,02 0,78±0,04 0,64± 0,02 0,60± 0,01 0,66±0,02 0,63± 0,02 0,64± 0,02 0,63±0,02 0,41± 0,01 0,55± 0,01 0,47± 0,05 0,59± 0,01 0,52±0,02 0,54± 0,02 V,% min max 18,3 7,3 9,3 21,6 11,2 16,0 8,8 6,1 9,0 10,0 10,6 10,9 10,0 6,9 16,8 7,7 9,7 9,9 0,67 0,75 0,59 0,54 0,59 0,55 0,56 0,55 0,57 0,53 0,50 0,56 0,57 0,49 0,38 0,53 0,43 0,46 1,19 0,93 0,83 0,96 0,88 0,94 0,71 0,68 0,73 0,71 0,72 0,77 0,77 0,61 0,53 0,66 0,60 0,62 Как видно из данных таблицы 3.17, можно выделить раметы с длинным широким крылышком (широкоовальным) при Bw/Lw=0,68…0,83; со средней длиной и шириной (овальным крылышком) при Bw/Lw=0,6…0,67; с крылышком длинным узким (узкоовальным) при Bw/Lw=0,41…0,59. Можно выделить и другие формы крылышек по группам (таблица 3.18). Таблица 3.18 Распределение рамет по форме крылышек Ступени Bw/Lw 0,41 -0,45 0,46 -0,50 0,51- 0,55 0,56 -0,60 0,61-0,65 0,66-0,70 0,71-0,75 0,76-0,8 0,81-0,85 Количество рамет штук 3 4 25 23 22 19 12 6 1 115 % 2,6 3,6 21,7 20,0 19,1 16,5 10,4 5,2 0,9 100 Форма крылышка длинные узкие длинные средние длинные широкие средние узкие средние средние средние широкие короткие широкие короткие средние короткие узкие 82 Выделяются все возможные формы, но представленность их неодинакова. Меньше всего рамет с короткой узкой формой крылышка, в эту группу входит всего одна рамета (0,9%). Почти в равных долях представлены длинные широкие, средние узкие, средние − соответственно 21.7, 20.0 и 19.1%. Коэффициент вариации, характеризующий эндогенную изменчивость, варьирует от очень низкой (6,1%) до повышенной (21,6%), но преобладает у большей доли рамет со средней изменчивостью (13,0-20,0%). Площадь крылышка варьирует от 15,4 до 68,6 мм2 (приложение 7). Максимальное значение площади крылышка превышает в 3,2-4,4 раза минимальное. Площадь крылышек 53,1 мм2 достигается при длине 11,2 мм и ширине 6,6 мм; 55,6 мм2 − при длине 11,1 мм и ширине 7,2 мм; минимальная площадь 33,3 мм2 − при длине 8,3 мм и ширине 5,8 мм; 32,7 мм2 − при длине 7,9 мм и ширине 5,6 мм; 32,6 мм2 − при длине 8,0 мм и ширине 5,5 мм. Существует корреляция между длиной семени и площадью крылышка, шириной семени и площадью крылышка. Как показал расчет коэффициента корреляции между Ls (длина семени) и Sw (площадь крылышка), Bs (ширина семени) и Sw (площадь крылышка), в первом случае rs варьирует от 0,08 до 0,29, что указывает на отсутствие связи и слабую связь; во втором случае rs равно 0,22-0,46, что свидетельствует о слабой и умеренной связи. Для отдельных рамет rs варьирует в еще больших пределах. Коэффициент корреляции между Ls и Sw для отдельных рамет может быть даже отрицательным (rs=-0,15), что указывает на слабую, но отрицательную связь. В других случаях rs достигает 0,5, указывая на умеренную связь. Коэффициент корреляции между Bs – Sw также может быть у отдельных рамет отрицательным, варьируя от -0,01 до -0,17, но иногда достигает 1, указывая на функциональную связь этих показателей. Коэффициент корреляции между площадью крылышка (Sw) и длиной крылышка (Lw) составляет 0,86-0,92, что указывает на сильную и на очень сильную связь, близкую к функциональной. Между площадью крылышка (Sw) и шириной крылышка (Bw) коэффициент корреляции (rs) принимает значение от 0,68 до 0,83, указывая также на сильную связь. Но у отдельных рамет rs может составлять 0,3-0,5, указывая на умеренную 83 связь, что связано с параметрами крылышка − длиной и шириной, определяющими в конечном итоге форму крылышка, способность семян к разлету на неодинаковое расстояние от дерева, обеспечивая характер появления самосева при естественном возобновлении. Таким образом, изучаемые корреляции каждой раметы индивидуальны, поэтому у рамет, принадлежащих к одному клону, rs или Bw/Lw должны быть одинаковыми или достоверно не отличающимися. Например, раметы 1, 2, 3 имеют близкие показатели − Bw/Lw=0,61…0,64, как и у раметы 26, 29, 30, 31, 32, 33, 34, у которых Bw/Lw=0,74…0,8. Показатели достоверно не отличаются, у семян не отличаются и длина, и ширина крылышек. Можно сделать заключение о принадлежности рамет 1-3 к одному клону и рамет 2634 − другому клону. Но в этом же ряду рядом расположены раметы, имеющие достоверно различающиеся показатели. Например, раметы 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 имеют отношение Bw/Lw равное 0.64, 0.7, 0.72, 0.67, 0.63, 0.66. 0.6 соответственно, то есть раметы 15 и 16, 12 и 14 достоверно отличаются и не относятся к одному клону. Такие же особенности прослеживаются в других рядах архива. То есть обозначились группы рамет, расположенные в ряду рядом, которые не отличаются по показателям Bw/Lw, и наоборот, в ряду чередуются рядом расположенные раметы, достоверно различающиеся по этому показателю, которые нельзя отнести к одному клону. В исследованиях разного рода сравнения абсолютных величин не всегда позволяют выявить зависимости сравниваемых показателей [144], и поэтому прибегают к анализу относительных величин, в данном случае следующих: 1) Up/Lw – отношение широкой части крылышек к его длине; 2) Bw/Lw – отношение ширины крылышка к его длине; 3) Bs/Bw – отношение ширины семени к ширине крылышка; 4) Bs/Ls – отношение ширины семени к его длине Эти величины отражают соотношение показателей: 1, 2 отражают форму крылышек, 3− относительную долю ширины семени к ширине крылышка, 4− форму семени. 84 Как ранее отмечалось, семя по форме может быть длинное узкое, длинное широкое, среднее широкое, среднее узкое, среднее по обеим характеристикам, короткое узкое, короткое среднее, короткое широкое (таблица 3.19, рисунок 3.9): Таблица 3.19 Форма семян по отношению Bs/Ls Форма семени длинное узкое длинное широкое среднее узкое среднее широкое короткое узкое короткое среднее короткое широкое Bs/Ls 0,46-0,5 0,51-0,55 0,56-0,6 0,61-0,65 0,66-0,7 0,71-0,75 0,76 -0,8 Рисунок 3.9 – Распределение рамет по Bs/Ls Количество семян разной формы не одинаково, но преобладают семена средней длины узкие и широкие (по 33,9 и 27,0%), короткие узкие – 21,2%. Длинные узкие и короткие широкие семена составляют незначительную долю (соответственно 2,6 и 0,9%). Отношение Bs/Ls отражает форму семени и может в значительной степени быть обусловлено индивидуальными особенностями клона. 85 Отношение ширины к длине семени (Bs/Ls) у рамет варьирует от 0,52 до 0,76 и составляет в среднем 0,61-0,62. То есть семена бывают длинные узкие при Bs/Ls достоверно меньше среднего (0,54 и меньше) и длинные широкие при Bs/Ls больше 0,67. В какой-то степени это соотношение характеризует крупность семян, то есть при Bs/Ls больше 0,67 семена крупные и при Bs/Ls меньше 0,54 – мелкие (рисунок 3.10, таблица 3.20). Рисунок 3.10 – Распределение рамет по ступеням Bs/Ls семян и Bw/Lw крылышек Доли рамет в одноименных ступенях по Bs/Ls семян и Bw/Lw крылышек неодинаковы. О совпадение рамет по этим двум показателям можно судить по данным таблицы 3.20. Доли рамет, входящих в одноименные ступени по изучаемым признакам, не одинаковы. Эндогенная изменчивость в пределах одной раметы такова, что минимальные и максимальные величины в пределах раметы и между таковыми у разных рамет близки или даже одинаковы. Близость показателей анализируемых признаков должна свидетельствовать о принадлежности рамет к одному клону, но четких границ между раметами разных клонов не установлено, хотя некоторую группировку рамет по группе сходства одних и тех же показателей можно провести. 86 Таким образом, анализ морфометрических показателей семян и крылышек у рамет клоновых потомств показал, что все показатели вариабельны. Проявляется индивидуальная и эндогенная изменчивость. Выделяются раметы с близкими показателями по длине, ширине семян, по длине и ширине крылышек, соотношениям Bs/Ls семени и Bw/Lw крылышка. Сходство комплекса этих показателей отражает индивидуальную изменчивость и принадлежность к одному биотипу. Таблица 3.20 Распределение рамет по ступеням Bs/Ls семян и Bw/Lw крылышек Ступени семян 0,46-0,5 Bs/Ls Количество рамет, шт. 76, 77, 79 3 0,510,55 7, 12, 44, 56, 66, 67, 80,105, 112 9 0,560,60 2, 3, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 17, 28, 33, 35, 37, 38, 39, 42, 43, 45, 47, 50, 53, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 83, 87, 94, 96, 98, 104, 107, 113, 115, 116 41 Ступени Bw/Lw крылышек 0,41-0,45 117 0,46-0,5 44, 89, 96, 104 32, 34, 35, 36, 37, 39, 40, 42, 43, 47, 50, 57, 58, 59, 60, 61, 0,51-0,55 62, 73, 83, 87, 88, 100, 103, 105, 110, 111, 112 0,56-0,60 0,610,65 1, 4, 15, 16, 18, 21, 24, 25, 27, 30, 31, 32, 34, 36, 49, 51, 52, 54, 57, 59,61, 62, 78, 81, 90, 99, 100, 103, 111,114 30 0,61-0,65 0,660,70 19, 20, 22, 23, 26, 29, 40, 41, 46, 48, 55, 60, 63, 65, 82, 86, 89, 91, 95, 97, 101, 106, 108, 110, 117 25 0,66-0,70 0,710,75 58, 64, 84, 85, 92, 93, 102,109 8 0,71-0,75 9, 16, 17, 38, 41, 45, 46, 53, 55, 56, 63, 85, 86, 90, 91, 92, 94, 99, 101, 102, 106, 107 1, 2, 3, 5, 7, 8, 10, 14, 20, 24, 33, 48, 51, 52, 54, 64, 72, 81, 84, 108, 109, 113, 114, 115, 116 4, 6, 11, 13, 15, 18, 19, 21, 22, 49, 65, 68, 71, 75, 79, 80, 82, 93, 97 12, 23, 25, 28, 30, 31, 69, 70, 74, 76, 95, 98 Количество рамет, шт. 1 4 27 22 25 19 12 87 Окончание таблицы 3.20 Ступени семян 0,7688 0,80 Bs/Ls Количество рамет, шт. Ступени крылышек 1 0,76-0,80 0,81-0,85 Итого Количество рамет, шт. Bw/Lw 26, 27, 29, 66, 67, 78 77 117 6 1 117 3.5. Комплексный анализ признаков шишек, семян и крылышек Для оценки и группировки рамет по сходству признаков, представленных в архиве, произведен кластерный анализ. Для кластерного анализа использована характеристика каждой раметы по 15 признакам: по длине и ширине шишек, сырой массе одной шишки, массе 1000 штук семян, доле выхода семян из шишек, длине (Ls) и ширине (Bs) семени, длине (Lw) и ширине (Bw) крылышка, наибольшей ширине крылышка (Up) и их отношениям Up/Lw, Bw/Lw, Bs/Ls, площади крылышка (Sw). Кластеры создавались отдельно по рядам, заданное количество групп 5 (по числу клонов в ряду). Кластерный анализ позволил сгруппировать представленных признаков (рисунки 3.11, 3.12, 3.13, 3.14). Рисунок 3.11 – Кластеры 1 ряда раметы по близости 88 Рисунок 3.12 – Кластеры 2 ряда Рисунок 3.13 – Кластеры 3 ряда 89 Рисунок 3.14 – Кластеры 4 ряда Как видно из рисунков, признаки, по которым сгруппировали кластеры, отличаются. Если в 1-м и 4-м рядах признаки, характеризующие крылышки, у каждого кластера достаточно схожи, во 2-м и 3-м рядах каждый кластер по всем изучаемым показателям значительно различается. О количественных показателях каждого признака кластеров можно судить по данным таблиц 3.21, 3.22, 3.23, 3.24. 90 Таблица 3.21 Статистические показатели кластеров 1-го ряда Признаки Д ш. М ш. М сыр ш. М1000шт Выход,% Ls Bs Lw Bw Up Up/Lw Bw/Lw Bs/Bw Bs/Ls Sw x±Sx 7,47±0.09 2,08±0.02 12,04±0.29 6,2±0.35 5,95±0.43 4,49±0.04 2,66±0.04 9,72±0.11 6,21 ±0,06 4,26 ±0,08 0,44± 0,01 0,64 ±0,01 0,43 ±0,01 0,6±0,01 43,2± 0,69 υ 0,64 0,17 2,02 0,69 0,86 0,35 0,31 0,93 0,49 0,67 0,06 0,07 0,05 0,08 5,69 1 кластер min max 6 8,7 1,7 2,4 7,15 15,9 5,23 6,76 4,8 6,7 3,6 5,4 1,8 3,4 7,4 11,4 4,8 7,2 2,6 6 0,3 0,58 0,5 0,85 0,29 0,54 0,44 0,78 28,12 54,88 V,% 8,5 8,36 16,79 11,15 14,43 7,81 11,55 9,55 7,96 15,61 13,27 11,38 12,65 12,66 13,19 P,% 1,21 1,19 2,4 5,58 7,21 0,94 1,39 1,15 0,96 1,88 1,6 1,37 1,52 1,52 1,59 x±Sx 8,24±0,11 2,45±0,03 15,29±0,35 6,29±0,33 5,08±0,35 4,24±0,06 2,71±0,04 9,78±0,16 6,97±0,08 4,26±0,09 0,44±0,01 0,72±0,01 0,39±0,01 0,65±0,02 47,53±1,06 υ 0,78 0,21 2,49 0,75 0,78 0,44 0,3 1,1 0,55 0,64 0,06 0,08 0,04 0,11 7,5 2 кластер min max 6,3 9,9 2 3 9,84 22,48 5,36 6,87 4,3 6,2 2,4 5 2 3,4 7,2 11,8 5,2 8 2,8 5,6 0,33 0,59 0,57 0,97 0,29 0,47 0,5 1,17 28,08 64,9 V,% 9,5 8,79 16,31 11,86 15,27 10,31 10,96 11,23 7,95 15 12,85 11,16 10,36 16,69 15,77 P,% 1,34 1,24 2,31 5,31 6,83 1,46 1,55 1,59 1,12 2,12 1,82 1,58 1,46 2,36 2,23 Дш Мш М сыр ш М1000шт Выход,% Ls Bs Lw Bw Up Up/Lw Bw/Lw Bs/Bw Bs/Ls Sw x±Sx 7,18±0,07 2,32±0,03 10,04±0,17 5,97±0,19 7,41±0,24 4,27±0,04 2,55±0,02 8,46±0,09 5,7±0,04 3,85±0,06 0,46±0,01 0,68±0,01 0,45±0,01 0,6±0,01 35±0,51 υ 0,72 0,31 1,66 0,58 0,71 0,38 0,25 0,93 0,44 0,67 0,07 0,07 0,05 0,07 5,26 4 кластер min max 5,7 9,6 1,6 3,1 6,09 14,94 5,39 7,2 6,2 8,3 3 5,2 1,8 3,2 5 10,6 4,4 6,4 1,4 5,4 0,27 0,6 0,53 0,92 0,33 0,63 0,46 0,79 17 45,9 V,% 10,05 13,37 16,58 9,27 9,65 8,93 9,86 11,02 7,65 17,31 14,79 9,58 12,09 11,64 15,03 P,% 1,01 1,34 1,66 3,24 3,22 0,86 0,96 1,06 0,74 1,67 1,42 0,92 1,16 1,12 1,45 x±Sx 7,88±0.12 2,42±0.03 13,38±0.28 5,86±0.45 0,89±0.2 4±0.05 2,55±0.03 9,33±0.12 6,21 ±0,06 3,89 ±0,08 0,42± 0,01 0,67±0,01 0,41 ±0,01 0,64±0,01 40,98± 0,7 υ 1,14 0,28 2,71 1,35 0,6 0,54 0,35 1,19 0,6 0,75 0,08 0,1 0,06 0,1 6,92 5 кластер min max 4,5 10,4 1,7 3,3 5,62 19,67 3,3 7,8 0,4 2,4 2,2 5,2 1,2 3,2 7,2 13 4,6 8 2,4 6 0,27 0,64 0,53 0,98 0,21 0,58 0,47 1 24,48 59,8 V,% 14,41 11,68 20,28 23,09 67,84 13,37 13,6 12,75 9,7 19,41 18,37 14,7 15,5 15,38 16,89 P,% 1,49 1,2 2,09 7,70 22,61 1,34 1,36 1,28 0,97 1,94 1,84 1,47 1,55 1,54 1,69 x±Sx 8,2±0.1 2,57±0.04 13,51±0.38 7,72±0.55 7,4±0.19 4,62±0.06 2,65±0.05 10,34±0.17 6,28 ±0,08 4,85 ±0,14 0,47± 0,01 0,61 ±0,01 0,42 ±0,01 0,58±0,04 46,4± 1,11 υ 0,67 0,29 2,4 1,1 0,37 0,4 0,29 1,08 0,48 0,89 0,08 0,05 0,05 0,07 7,08 3 кластер min max 6,5 9,2 2 3,1 7,82 17,76 6,81 9,12 7 7,9 3,4 5,2 1,8 3 7 12,6 5 7,2 3 7,8 0,29 0,71 0,52 0,71 0,32 0,56 0,36 0,71 27,2 57,34 V,% 8,17 11,21 17,79 14,31 5,06 8,66 11,04 0,43 7,7 18,35 17,3 7,88 12,91 12,56 15,28 P,% 1,28 1,75 2,78 7,15 2,53 1,35 1,72 1,63 1,2 2,87 2,7 1,23 2,02 1,96 2,39 91 Таблица 3.22 Статистические показатели кластеров 2-го ряда Признаки Дш Мш М сыр ш М1000шт Выход,% Ls Bs Lw Bw Up Up/Lw Bw/Lw Bs/Bw Bs/Ls Sw x±Sx 7,47±0.16 2,26±0,11 12,91±0,5 5,78±0.14 5,46±0.42 4,12±0.06 2,49±0.05 10,35±0,21 6,03 ±0,08 4,8 ±0,1 0,47± 0,01 0,59 ±0,01 0,41 ±0,01 0,61±0,01 44,4± 1,26 υ 1,17 0,82 3,61 0,32 0,93 0,39 0,32 1,36 0,54 0,64 0,05 0,06 0,05 0,06 8,27 1 кластер min max 5,30 10,6 1,6 7,9 6,15 23,36 5,22 6,02 4,5 6,9 2,6 5 1,6 3,2 7,0 12,8 4,0 7,2 3,0 6,2 0,33 0,57 0,5 0,71 0,27 0,52 0,47 0,74 19,6 64,0 V,% 15,6 36,43 27,93 5,54 17,01 9,44 12,67 13,14 9,03 13,3 10,72 10,16 12,21 10,43 18,64 P,% 2,14 5 3,84 2,48 7,61 1,44 1,93 2 1,38 2,03 1,63 1,55 1,86 1,59 2,84 x±Sx 8,4±0,09 2,02±0,01 15,2±0,26 4,52±0,11 4,21±0,21 4,02±0,04 2,4±0,03 10,88±0,1 5,72±0,05 4,23±0,06 0,39±0,05 0,53±0,05 0,42±0,06 0,6±0,07 44,33±0,76 υ 1,09 0,14 3,07 0,36 0,7 0,45 0,32 1,31 0,53 0,59 0,05 0,05 0,06 0,07 7,63 2 кластер min max 0,9 10,5 1,7 2,5 8,3 25,02 3,69 4,86 3,1 5,3 2,8 5 1,2 3,0 7,4 14,8 4,2 7,6 2,2 5,4 0,19 0,49 0,41 0,71 0,21 0,57 0,43 0,81 25,16 68,08 V,% 13,0 7,15 20,2 7,95 16,68 11,31 13,16 12,07 9,19 13,98 13,1 10,32 14,13 12,02 17,21 P,% 1,09 0,6 1,69 2,4 5,03 1,13 1,31 1,2 0,91 1,39 1,3 1,03 1,41 1,2 1,71 Дш Мш М сыр ш М1000шт Выход,% Ls Bs Lw Bw Up Up/Lw Bw/Lw Bs/Bw Bs/Ls Sw x±Sx 7,65±0,09 2,26±0,02 15,46±0,3 6,8±0,07 5,6±0,35 4,21±0,07 2,61±0,03 10,32±0,1 6,21±0,07 5,07±0,07 0,49±0,01 0,6±0,01 0,42±0,01 0,63±0,01 45,66±0,8 υ 0,71 0,14 2,65 0,21 0,99 0,51 0,25 0,84 0,55 0,54 0,05 0,05 0,04 0,09 6,22 4 кластер min max 6,2 9,4 2,0 2,6 9,91 21,88 6,43 7,06 4,4 7,5 1,8 5,2 1,8 3,2 8,2 11,6 4,8 7,4 3,6 6,0 0,38 0,6 0,52 0,73 0,32 0,54 0,48 1,0 31,08 57,12 V,% 9,29 6,22 17,12 3,09 17,68 12,1 9,44 8,1 8,82 10,62 9,62 8,4 9,96 14,65 13,63 P,% 1,14 0,77 2,11 1,09 6,25 1,56 1,22 1,05 1,14 1,37 1,24 1,08 1,29 1,89 1,76 x±Sx 7,12± 0,1 2,1± 0,06 11,6± 0,29 3,7± 0,16 3,8± 0,42 3,57м 0,09 2,2± 0,05 9,06± 0,2 5,38 ±0,06 3,97 ±0,12 0,44 ±0,01 0,6± 0,02 0,41± 0,01 0,62 ±0,02 34,41±0,87 υ 0,78 0,39 1,98 0,32 0,84 0,53 0,3 1,16 0,35 0,69 0,08 0,09 0,06 0,09 5,13 5 кластер min max 5,1 8,6 1,7 3,2 7,7 15,63 3,48 4,16 2,6 4,5 2,2 4,4 1,4 2,8 4,8 10,6 4,4 6,0 2,2 5,8 0,23 0,59 0,49 0,96 0,26 0,55 0,47 0,81 15,36 42,64 V,% 10,9 18,41 16,97 8,6 22,02 14,81 13,77 12,8 6,46 17,41 17,12 15,06 14,1 14,52 14,92 P,% 1,61 2,71 2,5 4,3 11,01 2,5 2,33 2,16 1,09 2,94 2,89 2,55 2,38 2,45 2,52 x±Sx 8,5±0.15 2,51±0.03 16,39±0,5 6,02±0.1 5,33±0,2 3,8±0.06 2,54±0.04 11,36±0.15 6,17 ±0,08 4,82 ±0,14 0,43± 0,01 0,55 ±0,01 0,42 ±0,01 0,68±0,01 49,6± 0,98 υ 1,01 0,18 3,2 0,36 0,51 0,47 0,28 1,12 0,62 0,65 0,05 0,05 0,05 0,08 31,68 3 кластер min max 6,6 10,6 2,1 3,0 9,14 22,54 5,48 6,56 4,7 6,1 2,2 4,6 1,6 3,0 8,4 14,0 4,6 7,2 3,2 6,2 0,29 0,53 0,43 0,71 0,29 0,58 0,5 0,91 31,68 64,4 V,% 11,9 7,15 19,53 5,95 9,61 12,48 11,19 9,84 9,99 13,45 11,87 9,98 13,01 12,12 15,08 P,% 1,7 1,03 2,82 2,25 3,63 1,64 1,47 1,29 1,31 1,77 1,56 1,31 1,71 1,59 1,98 92 Таблица 3.23 Статистические показатели кластеров 3-го ряда Признаки Дш Мш М сыр ш М1000шт Выход,% Ls Bs Lw Bw Up Up/Lw Bw/Lw Bs/Bw Bs/Ls Sw 1 кластер x±Sx 8.04 ±0.1 2.15 ±0.03 13.77 ±0.4 5.12 ±0.3 3.92 ±0.4 3.96 ±0.1 2.39 ±0.04 11.15± 0.1 6.02± 0.1 4.86± 0.1 0.44± 0.01 0.54± 0.01 0.4± 0.01 0.61 ±0.01 47.0 ±0.96 υ 0.8 0.2 3 0.68 1.07 0.45 0.29 1.09 0.66 0.68 0.04 0.06 0.06 0.08 7.36 min 6 1.9 6.2 4 2 2.6 1.6 8.8 4 3 0.31 0.4 0.23 0.45 29.04 max 10 3.1 19.76 5.8 4.9 4.8 2.8 13.4 7.6 6 0.54 0.7 0.55 0.77 61.64 V,% 9.93 9.25 21.81 13.2 27.28 11.4 12.18 9.75 10.94 14.02 10.24 11.07 15.07 13.19 15.65 P,% 1.38 1.28 3.02 5.39 11.14 1.48 1.59 1.27 1.42 1.82 1.33 1.44 1.96 1.72 2.04 2 кластер x±Sx 7.52 ±0.1 2.28 ±0.02 14.71± 0.4 6.42 ±0.1 5.12 ±0.22 4.4 ±0.06 2.47 ±0.05 9.86 ±0.1 6.94 ±0.07 4.93 ±0.08 0.5 ±0.01 0.71 ±0.01 0.36 ±0.01 0.57 ±0.01 46.46± 0.7 υ 0.73 0.14 2.89 0.34 0.53 0.49 0.34 0.7 0.5 0.64 0.06 0.05 0.06 0.09 5.09 Дш Мш М сыр ш М1000шт Выход,% Ls Bs Lw Bw Up Up/Lw Bw/Lw Bs/Bw Bs/Ls Sw x±Sx 6,27±0,08 2,1±0,03 9,01±0,19 4,44±0,27 4,84±0,33 3,98±0,06 2,34±0,03 8,31±0,13 5,84±0,09 3,97±0,08 0,48±0,01 0,72±0,02 0,41±0,01 0,6±0,01 34,07±0,71 υ 0,86 0,32 2,06 0,82 0,98 0,54 0,26 1,17 0,79 0,71 0,08 0,14 0,06 0,1 6,39 4 кластер min max 1,4 8,7 1,2 2,9 4,02 14,58 2,65 5,44 3,6 6,5 2,8 5,8 1,6 2,8 5,4 10,8 4 7,8 2,2 6 0,31 0,78 0,48 1,19 0,27 0,55 0,34 0,93 19,84 49,92 V,% 13,77 15,26 22,82 18,56 20,15 13,69 11,01 14,06 13,59 17,92 16,17 19,05 15,84 17,26 18,77 P,% 1,3 1,44 2,15 6,19 6,72 1,52 1,22 1,56 1,51 1,99 1,8 2,12 1,76 1,92 2,09 x±Sx 8,45±0.12 2,49±0.03 16,26±0,48 5,8±0.11 2,33±0.15 3,42±0.08 2,42±0.05 11,15±0.2 6,53±0,08 5,18±0,13 0,47± 0,01 0,6 ±0,01 0,37±0,01 0,72±0,001 49,69± 0,9 υ 0,77 0,2 3,04 0,28 0,38 0,61 0,41 1,55 0,59 0,98 0,08 0,11 0,06 0,13 7,02 min 5.2 1.9 7.06 5.92 4.3 2.8 1.2 8 6 2.6 0.25 0.61 0.17 0.38 33.6 max 9.3 2.6 22.44 6.76 5.9 5.6 3.8 11.4 8 6.2 0.66 0.88 0.58 0.9 59.28 V,% 9.65 6.26 19.64 5.37 10.45 11.14 13.8 7.08 7.15 12.91 12.57 7.46 16.44 16.69 10.95 P,% 2.04 1.33 3.5 0.74 1.03 2.72 3.48 1.63 1.87 1.86 2.48 1.74 3.85 2.9 2.73 5 кластер min max 6,5 9,9 2,1 3 9,47 25,89 5,42 6,28 1,8 2,9 2 4,4 1,4 3,2 7,4 14 5 7,8 3,2 8,2 0,33 0,79 0,45 0,9 0,21 0,52 0,5 1,17 34,78 64,68 V,% 9,11 8,22 18,71 4,8 16,14 17,91 16,79 13,87 9,03 18,88 17,21 18,36 16,96 18,07 14,13 P,% 1,42 1,28 2,92 1,96 6,59 2,35 2,2 1,82 1,19 2,48 2,26 2,41 2,23 2,37 1,86 3 кластер x±Sx 8.22±0.17 2.52±0.03 18.5±0.65 7.39±0.06 4.85±0.05 4.72±0.13 2.41±0.08 10.62±0.17 7,31 ±0,14 5,34 ±0,1 0,51± 0,01 0,69 ±0,01 0,33 ±0,01 0,51±0,001 51,7± 1,4 υ 0,71 0,14 2,75 0,08 0,07 0,57 0,38 0,77 0,61 0,45 0,06 0,05 0,06 0,07 6,31 min 7,1 2,3 12,88 7,33 4,8 3 1,6 9 6 4,4 0,42 0,58 0,22 0,35 38,7 max 9,5 2,8 22,77 7,44 4,9 5,6 3 12 8,2 6,2 0,61 0,79 0,41 0,64 62,4 V,% 8,68 5,66 14,86 1,05 1,46 12,17 15,58 7,28 8,35 8,34 11,08 7,8 17,21 12,95 12,21 P,% 2,04 1,33 3,5 0,74 1,03 2,72 3,48 1,63 1,87 1,86 2,48 1,74 3,85 2,9 2,73 93 Таблица 3.24 Статистические показатели кластеров 4-го ряд Признаки Дш Мш М сыр ш М1000шт Выход,% Ls Bs Lw Bw Up Up/Lw Bw/Lw Bs/Bw Bs/Ls Sw x±Sx 7,97 ±0,15 2,62 ±0,05 12,58 ±0,35 5,32 ±0,15 6,39 ±0,39 3,98± 0,06 2,35 ±0,04 10,28 ±0,15 5,85 ±0,08 4,22 ±0,07 0,41 ±0,01 0,57 ±0,01 0,4 ±0,01 0,6± 0,01 42,17± 0,83 υ 1,18 0,37 2,72 0,4 1,03 0,5 0,33 1,15 0,59 0,5 0,05 0,08 0,07 0,11 6,41 1 кластер min max 5,6 11,4 1,4 3,6 8,01 18,82 4,6 5,85 5,4 8,5 1,8 5,0 1,2 3,0 7,0 13,0 3,8 7,0 3,2 5,4 0,31 0,54 0,38 0,77 0,24 0,6 0,35 1,11 24,6 58,28 V,% 14,81 14,12 21,62 7,46 16,16 12,51 14,11 11,23 10,14 11,95 11,54 13,51 16,27 18,83 15,2 P,% 1,88 1,79 2,75 2,82 6,11 1,61 1,82 1,45 1,31 1,54 1,49 1,74 2,1 2,43 1,96 x±Sx 8,79±0,12 2,5±0,04 16,36±0,43 6,57±0,18 6,9±0,38 4,17±0,06 2,51±0,03 10,55±0,17 6,67±0,08 4,92±0,08 0,47±0,01 0,64±0,01 0,38±0,01 0,61±0,02 48,56±1,03 υ 0,88 0,26 3,1 0,44 0,93 0,41 0,19 1,16 0,58 0,52 0,06 0,08 0,05 0,07 6,99 3 кластер min max 6,3 10,2 1,9 3,2 10,42 23,74 6,06 7,16 5,4 8,3 3,2 5,0 2,0 2,8 6,4 12,4 4,8 7,6 4,0 6,2 0,35 0,63 0,47 0,91 0,29 0,52 0,45 0,81 24,96 61,2 V,% 10,04 10,47 18,96 6,66 13,41 9,83 7,62 10,97 8,63 10,47 11,83 12,75 11,96 11,25 14,41 P,% 1,38 1,44 2,6 2,72 5,47 1,45 1,12 1,62 1,27 1,54 1,74 1,88 1,76 1,66 2,12 Дш Мш М сыр ш М1000шт Выход,% Ls Bs Lw Bw Up Up/Lw Bw/Lw Bs/Bw Bs/Ls Sw x±Sx 7,03±0,18 2,3±0,08 8,7±0,45 4,58±0,47 7,6±0,29 3,62±0,1 2,42±0,07 9,0±0,3 5,04±0,17 3,81±0,11 0,43±0,01 0,56±0,01 0,49±0,01 0,69±0,04 34,01±1,85 υ 0,91 0,39 2,26 0,81 0,5 0,5 0,31 1,37 0,78 0,51 0,05 0,05 0,09 0,2 8,5 4 кластер min max 5,3 9,1 1,7 3,1 5,09 13,39 3,65 5,16 7,1 8,1 2,0 4,4 1,4 2,8 6,2 11 3,4 6,4 2,8 4,6 0,33 0,53 0,46 0,68 0,28 0,71 0,37 1,4 18,56 50,6 V,% 12,92 16,98 26,01 17,76 6,58 13,86 12,78 15,22 15,56 13,43 12,06 9,71 18,56 28,26 24,99 P,% 2,58 3,4 5,2 10,26 3,8 3,02 2,79 3,32 3,4 2,93 2,63 2,12 4,05 6,17 5,45 x±Sx 10,3±0,21 2,28±0.05 22,7±0.85 6,98±0.1 7,5±0.06 4,14±0,11 2,47±0.07 12,25±0,23 6,65 ±0,1 4,95±0,13 0,4± 0,01 0,54±0,01 0,37 ±0,01 0,61±0,02 56,01± 1,65 υ 0,99 0,26 4,1 0,17 0,1 0,47 0,29 1,03 0,47 0,58 0,04 0,03 0,04 0,11 7,36 5 кластер min max 7,5 12,4 1,9 3 12,49 34,04 6,79 7,11 7,4 7,6 3,2 5 1,6 3 10,2 14,0 5,4 7,2 4,0 6,2 0,32 0,51 0,48 0,59 0,26 0,45 0,33 0,81 39,78 68,6 V,% 9,7 11,41 18,05 2,41 1,33 11,42 11,83 8,42 7,03 11,79 10,61 6,3 11,52 18,1 13,15 P,% 2,02 2,38 3,76 1,39 0,77 2,55 2,65 1,88 1,57 2,64 2,37 1,41 2,58 4,05 2,94 94 Анализ распределения рамет по кластерам в каждом ряду показал следующее (таблица 3.25). Таблица 3.25 Распределение рамет по кластерам в ряду № ряда 1 2 3 4 № кластера 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 № раметы 1, 2, 3, 33 21, 22, 26, 32, 34 7, 8, 9, 10 4, 5, 6, 11, 12, 13, 14, 15, 24 16, 17, 18, 20, 23, 25, 29, 30, 31 25, 26, 29, 31, 34 1, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 16, 17, 18, 19 32, 33, 35, 36, 37, 39, 40 20, 21, 22, 23, 24, 27, 28, 30 2, 8, 11, 42 10, 21, 25, 31, 32, 37 4, 6, 7, 11, 12, 13 16, 17 2, 3, 5, 8, 14, 15, 19, 33, 36 20, 23, 24, 27, 29, 34 7, 8, 11, 15, 16, 22, 23 1 2, 10, 12, 17, 18, 19 5, 6, 14 3, 4, 9 Чаще всего в один кластер объединены раметы, расположенные в ряду в близкой последовательности. Например, во втором ряду в 4-й кластер вошли раметы 20, 21, 22, 23, 24, 27, 28, 30; в первом ряду в 3-й кластер вошли раметы 7, 8, 9, 10. В таких случаях все эти раметы можно отнести к одному клону. Но имеется и другое объединение рамет в один кластер. Например, в первом ряду в 1-й кластер вошли раметы 1, 2, 3, 33. Если раметы 1, 2, 3 расположены последовательно в одном ряду, и их можно отнести к одному клону, то рамета 33 находится в конце ряда и не может быть отнесена к этому клону (по схеме клоны расположены в архиве рядами по 10-20 штук одного клона). Подобным же образом объединены раметы 2, 3, 5, 8, 14, 15, 19, 33, 36 в третьем ряду в 4-й кластер, а раметы 2, 10, 12, 17, 18, 19 в четвертом ряду − 3 кластер. Очевидно, раметы, объединенные в один кластер, но по длине ряда расположенные на отдаленном расстоянии, не могут принадлежать к одному клону. Раметы, 95 включенные таким образом в один кластер, характеризуются очень близкими показателями, но относятся к разным клонам. С целью выявления наиболее информативных признаков из числа 18 изучаемых морфометрических показателей: высота, диаметр, тип ветвления, длина и ширина шишек, масса сырых шишек, масса 1000 штук семян, процент выхода семян, длина и ширина семени, длина и ширина крылышка, верхняя часть крылышка, от верхнего края до положения наибольшей ширины Up, отношение Up к длине крылышка (Up/Lw), отношение ширины крылышка к его длине (Bw/Lw), отношение ширины семени к ширине крылышка (Bs/Bw), отношение ширины семени к его длине (Bs/Ls), площадь крылышка (Sw), произведен кластерный анализ (рисунок 3.15). Рисунок 3.15 – Кластер по выявлению информативных признаков (1−высота, 2−диаметр, 3−тип ветвления, 4−длина шишек, 5−ширина шишек, 6−масса сырых шишек, 7−масса 1000 штук семян, 8−процент выхода семян из шишек, 9−длина семян, 10− ширина семян, 11−длина крылышек, 12–ширина крылышек, 13−Up, 14− Up/Lw, 15−Bw/Lw, 16−Bs/Bw, 17−Bs/Ls, 18−Sw) 96 Анализ рисунка показал, что самыми информативными признаками являются тип ветвления, масса 1000 штук семян, процент выхода семян из шишки и отношение ширины семени к ширине крылышка. Вывод. В результате кластерного анализа возможно объединение рамет в один кластер по близким показателям и отнесение их в один клон. В один кластер могут войти два клона и более, которые характеризуются близкими показателями, но по ряду расположены отдаленно друг от друга. С учетом имеющихся сведений о количестве клонов в рядах можно с некоторой долей точности отнести раметы к соответствующим клонам. Например, во втором ряду можно назвать 29, 60, 51, 62, а в пятом ряду клон 82 по расположению рамет в ряду не выделяется. Однако точно идентифицировать клоны использованный подход не позволил. Таким образом, оценка клонов по 15 мофрометрическим показателям не позволяет произвести точную идентификацию клонов и безошибочную маркировку потомств плюсовых деревьев в архиве клонов. Следовательно, в архиве клонов не стоит заготавливать черенки, но необходимо его сохранить как объект генофонда плюсовых деревьев. Следует для точной маркировки потомств использовать такие методы, как изоферментный и ДНК-анализ с обязательным составление генетических паспортов материнских плюсовых деревьев. 97 IV. ФОРМОВОЕ РАЗНООБРАЗИЕ КЛОНОВЫХ ПОТОМСТВ ЕЛИ НА ОБЪЕКТАХ ЕДИНОГО ГЕНЕТИКО-СЕЛЕКЦИОННОГО КОМПЛЕКСА В КУЖЕНЕРСКОМ ЛЕСНИЧЕСТВЕ 4.1. Анализ высоты и диаметра клоновых потомств ели в архиве клонов, отличающихся по окраске макро- и микростробилов В архиве клонов ели в 24-летнем возрасте представлено 136 рамет 20 клонов. Во время цветения у рамет выделены формы по окраске макро- и микростробилов: ярко-красношишечная, красношишечная и зеленошишечная. Осенью при измерении высоты и длины окружности ствола у каждой раметы определены типы ветвления: гребенчатый, неправильно-гребенчатый, компактный, щетковидный и плосковетвистый. Выделенные во время цветения формы представлены в архиве в следующем соотношении: ярко-красношишечные составляют 32,5%, красношишечные – 60,0% и зеленошишечные – 7,5% (рисунки 4.1, 4.2). Эти данные совпадают с данными исследований В. И. Пчелина: в насаждениях Среднего Поволжья преобладают красношишечные формы (50-60%), зеленошишечные составляют 18-19% [16]. Рисунок 4.1 – Красношишечная гребенчатая форма ели 98 Рисунок 4.2 – Красношишечная форма ели во время цветения Формы ели, описанные в литературе по окраске макростробилов и типу ветвления, отличаются характером роста и приспособленностью к почвенноклиматическим условиям. Поэтому дальнейший анализ высоты клонового потомства ели производили с учетом представленных в архиве форм по окраске стробилов и типам ветвления. Средняя высота рамет, представляющих в архиве формы по окраске макростробилов, варьирует от 6,8 до 7,4 м (таблица 4.1). Таблица 4.1 Статистические показатели высоты и диаметра ствола рамет, отличающихся окраской макростробилов ели Форма δ V,% x Sx Высота ствола, м Ярко-красношишечная 7,2±0,23 1,44 20,1 Красношишечная 6,8±0,16 1,35 20,1 Зеленошишечная 7,4±0,24 0,72 9,3 Диаметр ствола, см Ярко-красношишечная 11,9±0,59 3,69 31,1 Красношишечная 11,8±0,38 3,24 27,4 Зеленошишечная 11,2±0,82 2,45 21,8 Примечание. Показатели достоверности различия (td) min max P,% td 4,0 2,5 5,7 10,0 9,5 8,0 3,2 2,4 3,3 1,4 2,1 5,1 24,2 4,1 19,1 7,6 16,2 вычислены от 5,0 0,54 3,2 0,54 7,3 высоты ели красношишечной формы и от диаметра ствола ели зеленошишечной формы. У форм ели, выделенных по окраске макростробилов, наибольшую высоту имеют зеленошишечная и ярко-красношишечная формы, соответственно, 7,4 м 99 и 7,2 м. Достоверно меньшая высота (td=2,1) оказалась у ели с красношишечной окраской макростробил при вероятности достоверности различия 0,95. Изменчивость высоты у ярко-красношишечной и красношишечной форм значительная (V=20,1%), а у зеленошишечной формы − умеренная (V=9,3%). При этом максимальное значение высоты у ели яркокрасношишечной – 10,0 м, а минимальная высота отмечена у красношишечной формы – 2,5 м. Диаметр ствола у рамет варьирует от 4,1 до 24,2 см (таблица 4.1). По величине диаметра ствола раметы также отличаются значительно, минимальный диаметр ствола 4,1 см отмечен у красношишечной формы ели, а максимальный диаметр ствола 24,2 см − у ярко-красношишечной формы ели. Диаметр ствола у ярко-красношишечной и красношишечной форм составляет 11,9 и 11,8 см, чуть меньший диаметр ствола у зеленошишечной формы 11,2 см, но эти отличия не достоверны (td=0,54). По данным дисперсионного анализа можно сделать вывод (таблица 4.2), что форма ели по окраске макростробил не влияет на показатели высоты и диаметра ствола. Это подтверждает данные В.И.Пчелина о том, что достоверные различия роста в высоту, по диаметру и объему ствола у форм ели по окраске макростробил не установлены [16]. Таблица 4.2 Результаты однофакторного дисперсионного анализа (уровень значимости 0,05) Источник вариации Между группами Внутри групп Итого Между группами Внутри групп Итого SS df MS F P-значение F критическое Высота ствола и окраска макростробилов 6,17 2,00 3,09 1,69 0,19 3,07 212,98 117,00 1,82 219,15 119,00 Диаметр ствола и окраска макростробилов 3,37 2,00 1,68 0,15 0,86 3,07 1312,05 117,00 11,21 1315,41 119,00 100 4.2 Анализ высоты и диаметра клоновых потомств ели в архиве клонов, выделенных по типу ветвления Анализ клонов, отличающихся по типу ветвления, показал, что они представлены в архиве в следующих соотношениях: щетковидная – 42%, компактная – 26%, гребенчатая – 9%, неправильно-гребенчатая – 6%, плосковетвистая – 17%. Клоны, отличающиеся по типу ветвления, имеют неодинаковую среднюю высоту, которая варьирует от 6,3 до 8,0 м (таблица 4.3, рисунки 4.3, 4.4, 4.5). Таблица 4.3 Статистические показатели высоты (м) и диаметра (см) ствола, коэффициента напряженности роста форм по типу ветвления ели Форма Щетковидная Компактная Неправильногребенчатая Гребенчатая Плосковетвистая Щетковидная Компактная Неправильногребенчатая Гребенчатая Плосковетвистая x Sx δ V,% Высота ствола, м 1,28 17,4 1,20 18,2 min max P,% td 4,0 4,0 10,0 9,0 2,5 3,3 1,53 3,41 5,0 8,0 5,7 3,42 1,12 14,1 1,08 16,5 Диаметр ствола, см 11,9±0,46 3,05 25,6 13,1±0,72 4,00 30,6 6,0 3,5 9,5 8,0 4,4 3,9 3,95 5,1 5,1 18,5 24,2 3,9 5,5 1,56 - 10,9±0,82 8,0 15,9 7,5 1,58 12,0±0,74 2,35 19,6 8,0 11,2±0,69 2,93 26,1 5,1 Коэффициент напряженности роста 64,0±0,15 10,7 16,8 37,4 56,1±3,38 19,4 34,6 33,1 15,6 15,9 6,2 6,2 0,82 1,76 7,4±0,19 6,6±0,22 6,7±0,38 1,15 17,1 8,0±0,35 6,3±0,25 2,46 22,5 Щетковидная 82,3 2,5 1,47 Компактная 132,9 6,0 1,93 Неправильно62,2±3,31 10,5 16,8 44,9 74,6 5,3 1,66 гребенчатая Гребенчатая 70,0±3,18 9,0 12,9 54,8 83,4 4,6 Плосковетвистая 59,1±1,79 7,2 12,1 45,4 71,4 3,0 3,21 Примечание. Показатели достоверности различия (td) вычислены от высоты гребенчатой формы ели и от диаметра ствола компактной формы ели. 101 Рисунок 4.3 – Форма ели с щетковидной формой ветвления Рисунок 4.4 – Форма ели зеленошишечная с неправильно-гребенчатым типом ветвления 102 Рисунок 4.5 – Форма ели с гребенчатым типом ветвления Из таблицы 4.3 видно, что ель с гребенчатым типом ветвления имеет наибольшую высоту – 8,0 м, несколько меньшая высота была отмечена у ели с щетковидным типом ветвления, но это отличие не достоверно (td=1,53). Достоверно меньшую высоту по сравнению с гребенчатой формой имеют клоны с плосковетвистым (td=3,95), компактным (td=3,41) и неправильногребенчатым ветвлением (td=3,42) при вероятности достоверности различия 0,99. Высота клонов с неправильно гребенчатым, компактным и плосковетвистым типом ветвления колеблется от 6,3 до 6,7 м. Эти высоты между собой достоверно не отличаются. Коэффициент вариации у разных форм варьирует от 14 до 18%, что указывает на средний уровень изменчивости признака (по Мамаеву) [18]. Результаты однофакторного дисперсионного анализа (таблица 4.4) показали, что на изменчивость высоты влияет тип ветвления ели. Доля влияния составила 39,9%. 103 Таблица 4.4 Результаты однофакторного дисперсионного анализа (уровень значимости 0,05) Источник вариации df MS F P-значение F критическое Высота ствола и тип ветвления Между группами 25,57 4,00 6,39 4,31 0,00 2,46 Внутри групп 158,64 107,00 1,48 Итого 184,21 111,00 Диаметр ствола и тип ветвления Между группами 57,37 4,00 14,34 1,37 0,25 2,46 Внутри групп 1121,96 107,00 10,49 Итого 1179,33 111,00 Коэффициент напряженности роста и тип ветвления Между группами 1951,16 4,00 487,79 2,70 0,03 2,45 Внутри групп 19675,36 109,00 180,51 Итого 21626,52 113,00 SS Диаметр ствола у рамет варьирует от 5,1 до 24,2 см (таблица 4.3). Наибольший показатель диаметра ствола оказался у рамет компактной формы. Наименьший диаметр ствола наблюдается у рамет гребенчатой формы. Несколько больше диаметр ствола у рамет плосковетвистой и неправильногребенчатой формы. Однако достоверных различий у представленных форм по величине диаметра ствола не выявлено. Результаты однофакторного дисперсионного анализа не выявили влияния типа ветвления ели на диаметр ствола (таблица 4.4). Коэффициент напряженности роста варьирует у рамет от 56,1 до 70,0. Наибольший показатель коэффициента напряженности роста оказался у рамет гребенчатой формы, а наименьший − у компактной формы. Достоверно меньший коэффициент напряженности роста оказался у формы плосковетвистого типа ветвления (таблица 4.3). Результаты однофакторного дисперсионного анализа (таблица 4.4) показали, что на изменчивость коэффициента напряженности роста влияет тип ветвления ели. Доля влияния составила 6,9%. По суммарной балльной оценке шишек в архиве представлена Picea obovata Ledeb. (3,1-3,9 балла), Picea x fennica (Regel) Kom. с преобладанием признаков ели сибирской (4,0-6,9 балла) и Picea x fennica (Regel) Kom. с равнозначными 104 признаками ели сибирской и ели европейской (7,0-10,9 балла). О показателях высоты и диаметра рамет, принадлежащих к разным таксонометрическим группам и отличающихся по типу ветвления, можно судить по данным таблицы 4.5. Таблица 4.5 Показатели высоты (м) и диаметра ствола (см) форм ели Гибридная форма (балл) средняя щетковидная 3,1-3,9 4,0-6,9 7,0-10,9 7,0±0,38 6,6±0,26 7,0±0,18 7,1±0,49 7,2±0,23 7,4±0,36 3,1-3,9 4,0-6,9 7,0-10,9 10,9±0,79 11,6±0,56 12,8±0,48 11,0±0,84 12,6±0,92 13,2±0,82 Формы по типу ветвления компакт- плосковетвис- гребенчаная тая тая Высота, м 6,0±0,76 8,0±0,00 6,0±0,52 5,5±0,74 7,8±0,78 6,6±0,23 6,7±0,24 8,7±0,44 Диаметр ствола, см 9,0±2,85 14,3±0,00 11,8±1,11 8,8±1,35 10,5±1,27 14,6±0,97 11,8±0,78 12,7±0,37 неправильногребенчатая 8,0±0,00 6,8±0,62 6,4±0,80 11,1±0,00 12,4±1,29 9,6±1,33 Средняя высота гибридных форм составляет 6,6-7,0 м, диаметр ствола 10,912,8 см, что достоверно не отличается по высоте (td<2,1). Наибольший диаметр наблюдается у гибридной формы группы 7,0-10,9, который оказался достоверно больше диаметра группы 3,1-3,9 (td=2,14). У форм Picea x fennica (Regel) Kom. с преобладанием признаков ели сибирской лучшая высота 7,8 м у форм гребенчатого типа ветвления, она недостоверно выше других форм по типу ветвления (td<2,1) (таблица 4.5). Наибольший диаметр наблюдается у формы щетковидного типа ветвления 12,6 см, который оказался недостоверно больше диаметра других форм по типу ветвления. У форм Picea x fennica (Regel) Kom. с равнозначными признаками ели сибирской и ели европейской лучшая высота 8,7 м у форм гребенчатого типа ветвления. Она достоверно выше по сравнению с высотой у форм компактного и плосковетвистого типов ветвления (td=4,29 и 3,85 соответственно) (таблица 4.5). Наибольший диаметр наблюдается у формы компактного типа ветвления 105 14,6 см, который оказался достоверно больше диаметра формы плосковетвистого типа ветвления (td=2,28). Выше рассмотрены особенности высоты форм ели по одному из признаков: по окраске шишек или по типу ветвления. Но каждое дерево (рамета) представляет одновременно форму по двум признакам: окраске шишек и типу ветвления. Сгруппировав эти признаки, получили следующие формы: щетковидная ярко-красношишечная, щетковидная зеленошишечная, щетковидная красношишечная, неправильно-гребенчатая ярко- красношишечная, неправильно-гребенчатая красношишечная, неправильногребенчатая зеленошишечная, гребенчатая красношишечная, компактная яркокрасношишечная, компактная красношишечная, плосковетвистая красношишечная. Всего 10 форм из 15 возможных. В изучаемом архиве их соотношение неодинаковое (таблица 4.6). Таблица 4.6 Статистические показатели высоты форм ели, выделенных по комплексу двух признаков (м) Форма Кол-во штук % x Sx V,% P,% td Щетковидная ярко25 23,1 7,6±0,29 19,1 3,8 0,80 красношишечная Щетковидная 18 16,6 7,2±0,19 11,4 2,7 2,17 красношишечная Щетковидная 3 2,8 7,4±0,22 5,2 3,0 0,90 зеленошишечная Неправильно-гребенчатая 2 1,9 5,3±0,25 6,7 4,7 3,31 ярко-красношишечная Неправильно-гребенчатая 2 1,9 7,3±0,25 4,9 3,5 0,85 красношишечная Неправильно-гребенчатая 3 2,8 7,9±0,10 2,2 1,3 0,15 зеленошишечная Гребенчатая 10 9,3 8,0±0,35 14,0 4,4 красношишечная Компактная ярко6 5,5 7,4±0,24 8,1 3,3 1,20 красношишечная Компактная 22 20,4 6,4±0,27 19,8 4,2 3,43 красношишечная Плосковетвистая 17 15,7 6,5±0,26 16,7 4,1 3,44 красношишечная Примечание. Показатель достоверности различия (td) вычислен от высоты гребенчатой красношишечной формы ели. 106 Большей долей представлены в архиве щетковидная ярко-красношишечная и компактная красношишечная формы − 23,1 и 20,4% соответственно; до 20% − щетковидная красношишечная и плосковетвистая красношишечная, соответственно 16,6 и 15,7%; менее чем 5% представлены щетковидная зеленошишечная, неправильно-гребенчатая неправильно-гребенчатая красношишечная и ярко-красношишечная, неправильно-гребенчатая зеленошишечная формы. Выделенные формы отличаются по высоте. Наибольшую высоту имеет гребенчатая красношишечная форма – 8,0 м. Несколько меньшую высоту, но достоверно не отличающуюся от наибольшей имеют: неправильно гребенчатая зеленошишечная, щетковидная ярко-красношишечная, компактная ярко- красношишечная, щетковидная зеленошишечная, неправильно-гребенчатая красношишечная и неправильно-гребенчатая ярко-красношишечная. Остальные формы имеют высоту достоверно меньшую по сравнению с высотой гребенчатой красношишечной формы ели. Формы отличаются по диаметру ствола (таблица 4.7). Таблица 4.7 Статистические показатели диаметра ствола форм ели, выделенных по комплексу двух признаков (см) Форма Щетковидная ярко-красношишечная Щетковидная красношишечная Щетковидная зеленошишечная Неправильно-гребенчатая ярко-красношишечная Неправильно-гребенчатая красношишечная Неправильно-гребенчатая зеленошишечная Гребенчатая красношишечная x Sx V,% P,% td 11,6±0,64 27,7 5,5 2,01 12,2±0,55 19,2 4,5 1,80 13,5±1,39 17,9 10,3 0,44 9,6±0,64 9,4 6,7 1,39 14,3±1,59 15,7 11,1 0,16 11,4±0,38 5,8 3,4 1,15 12,0±0,74 19,6 6,2 1,58 107 Окончание таблицы 4.7 Форма x Sx V,% P,% td Компактная красношишечная 12,7±0,82 30,2 6,4 1,16 Плосковетвистая 10,9±0,67 25,1 6,1 2,50 красношишечная Примечание. Показатель достоверности различия (td) вычислен от диаметра ствола компактной ярко-красношишечной формы ели. При этом больший диаметр ствола имеет компактная ярко-красношишечная форма, но диаметр ствола этой формы достоверно не отличается от других, за исключением диаметра плосковетвистой красношишечной формы (td=2,50). Следует отметить изменчивость признака выделенных форм, она варьирует от 5,8 до 34,2%, характеризуя разный уровень изменчивости у выделенных форм. В данном случае низкий уровень изменчивости объясняется принадлежностью формы к одному клону. Высокий уровень изменчивости (более 30%) может явиться следствием принадлежности одинаковой формы к разным клонам. Поэтому оценка формы по величине абсолютного показателя не может быть достоверно обоснована. Выводы 1. В архиве клонов ели представлены разнообразные формы по типу ветвления и окраске шишек, которые отражают формовое разнообразие, присущее ельникам Среднего Поволжья. 2. Изучаемые формы клоновых потомств отличаются по показателям высоты и диаметра. В большинстве случаев эти отличия не достоверны, хотя имеются формы с достоверно лучшими и достоверно худшими показателями высоты и диаметра. В целом, потенциальным диагностическим признаком быстроты роста можно считать гребенчатый тип ветвления. Однако для сохранения биоразнообразия исключать те или иные потомства из селекционного процесса по признаку типа ветвления нецелесообразно до проведения анализа их высоты и диаметра в испытательных культурах. 108 4.3 Анализ высоты клонов ели на ЛСП в Куженерском лесничестве Лесосеменная плантация ели в Куженерском лесничестве была заложена в 1988 году посадкой привитых саженцев. По схеме смешения на ЛСП числится 17 клонов. При обработке данных номера клонов присваивали в соответствии с имеющейся схемой смешения. В 24-летнем возрасте клоновые потомства ели имеют среднюю высоту 7,2 м и диаметр ствола 21,1 см, при этом высота варьирует от 4,2 до 9,6 м (таблица 4.8). На наш взгляд, на изменчивость высоты ели влияют разные факторы, в том числе клоновая принадлежность, формовое разнообразие потомств и экологические условия. Анализ высоты клонов, представленных на ЛСП, показал, что максимальное среднее значение высоты у клона 14 – 7,5 м, а минимальное среднее значение высоты у клона 25 – 6,7 м. Но различие по высоте между самым высоким и самым низким клоном не достоверно (td = 2,11). Также нет достоверных различий между средним значением высоты клонов на ЛСП и средними значениями каждого из представленного здесь клона. Таблица 4.8 Статистические показатели высоты (м) ели на ЛСП № п/п № клона 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 14 51 24 52 42 50 33 41 38 61 29 59 26 62 60 53 25 среднее _ х S _ х 7,5±0,22 7,4±0,21 7,4±0,31 7,3±0,12 7,3±0,16 7,3±0,21 7,3±0,49 7,2±0,12 7,2±0,20 7,2±0,20 7,2±0,23 7,1±0,16 7,1±0,28 7,1±0,28 6,9±0,56 6,8±0,41 6,7±0,33 7,2±0,05 Min Max Счёт V,% P,% 5,4 6,2 6,8 6,4 4,8 6,2 4,4 6,0 6,0 6,0 5,8 5,2 5,6 4,2 4,2 4,6 4,8 4,2 9,2 9,0 7,8 9 9,2 9,2 9,0 9,2 8,8 8,6 8,2 9,6 8,0 9,2 8,0 9,2 7,6 9,6 17 17 3 28 33 17 8 35 13 12 10 31 8 14 6 10 8 270 12,1 11,7 7,2 9,0 12,3 12,1 19,0 9,5 10,1 9,4 9,97 12,4 11,4 14,7 19,9 18,9 13,7 12,0 2,92 2,84 4,13 1,70 2,15 2,94 6,73 1,60 2,79 2,72 3,15 2,22 4,04 3,92 8,11 6,0 4,83 0,73 td от сред. 1,36 0,95 0,40 0,59 0,63 0,48 0,32 0 0 0 0 0,63 0,32 0,42 0,83 1,43 1,61 - td от мax 0,33 0,19 0,87 0,74 0,65 0,43 1,30 0,97 0,97 0,91 1,48 1,08 1,14 1,22 1,67 2,11 1,36 109 Показатели высоты представленных клонов характеризуются низким (12%) уровнем изменчивости. Варьирование высот у рамет одного клона с низким уровнем изменчивости подтверждает их принадлежность к одному клону. Однофакторный дисперсионный анализ не выявил влияния клоновой принадлежности на высоту клонов (таблица 4.9). Фактический критерий Фишера меньше табличного при рассматриваемых уровнях значимости. Следовательно, отсутствует существенное влияние на изменчивость высоты, обусловленное клоновой принадлежностью, что подтверждает вычисленный коэффициент наследуемости в широком смысле Н2, равный 0,03. Таблица 4.9 Результаты однофакторного дисперсионного анализа высоты в зависимости от клоновой принадлежности Источники вариации SS Между группами 109,11 Внутри групп 4019,12 Итого 4128,23 df 16 253 269 MS 6,82 15,89 F факт. 0,43 P-значение 0,97 F табличное 1,68 Другим показателем, характеризующим рост, является диаметр ствола рамет. Среднее значение диаметра ствола по ЛСП составило 21,1 см (таблица 4.10). Таблица 4.10 Статистические показатели диаметра (см) ели на ЛСП № п/п № клона 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 41 14 50 42 59 29 61 24 52 26 51 33 _ х S _ х 22,0±0,34 21,7±0,71 21,5±0,78 21,4±0,57 21,2±0,59 21,2±1,33 21,1±0,43 21,1±0,45 21,1±0,46 21,1±1,03 20,9±1,09 20,6±0,85 Min Max Счёт V,% P,% 15,6 17,5 12,1 14,0 14,1 15,6 19,1 20,5 16,1 16,2 15,5 17,5 26,4 27,1 25,5 28,3 18,3 30,9 24,5 22 25,5 23,7 29,9 25,2 35 17 17 33 31 10 12 3 28 8 17 8 9,3 13,5 15,0 15,2 15,5 19,9 7,1 3,7 11,4 13,8 21,5 11,7 1,57 3,27 3,64 2,64 2,78 6,29 2,06 2,15 2,16 4,89 5,22 4,13 td от сред. 1,64 0,76 0,52 0,69 0,17 0,10 0 0 0 0 0,25 0,44 td от мax 0,43 0,68 0,92 1,21 0,84 1,41 0,75 1,61 1,03 1,22 1,69 110 Окончание табл. 4.10 № п/п № клона 13 14 15 16 17 18 25 38 62 53 60 среднее _ х S _ х 20,4±1,55 20,3±0,68 20,2±1,10 19,2±1,32 18,9±1,73 21,1±0,19 Min Max Счёт V,% P,% 11,5 15,0 12,1 13,1 12,1 11,2 26,8 24,2 25,5 27,1 23,3 30,9 8 13 14 10 6 270 21,5 12,0 20,3 21,8 22,4 15,0 7,60 3,33 5,44 6,88 9,14 0,91 td от сред. 0,61 0,90 0,99 1,84 1,69 - td от мax 1,60 2,43 2,05 2,98 2,87 1,64 Диаметр ствола изменяется по клонам от 18,9 до 22,0 см. Максимальное среднее значение диаметра у клона 41 составляет 22,0 см, а минимальное среднее значение диаметра у клона 60 равно 18,9 см. Диаметр ствола клона 41 достоверно больше диаметра ствола клонов 53, 38 и 60 (td = 2,98; 2,43 и 2,87 соответственно) при уровне значимости 0,95. Коэффициент вариации составил 15,0%, изменчивость диаметра ствола на ЛСП средняя. Изменчивость диаметра ствола в большинстве случаев (41,2%) средняя, очень низкая у 11,8 %, низкая у 23,5 % и повышенная у 23,5% клонов. Наличие клонов с изменчивостью признака более 30% свидетельствует о принадлежности их рамет к разным клонам. Однофакторный дисперсионный анализ также показал отсутствие влияния клоновой принадлежности на диаметр ствола клонов (таблица 4.11). Фактический критерий Фишера меньше табличного при всех рассматриваемых уровнях значимости. Следовательно, на изменчивость диаметра ствола клоновая принадлежность не влияет. Таблица 4.11 Результаты однофакторного дисперсионного анализа диаметра ствола в зависимости от клоновой принадлежности Источники вариации Между группами Внутри групп Итого SS 129,15 2546,41 2675,56 df 16 253 269 MS 8,07 10,06 F факт. 0,80 P-значение 0,68 F табличное 1,68 При исследовании клонов на ЛСП ели были отмечены разные типы ветвления. Соотношение клонов по типам ветвления показано на рисунке 4.6. 111 Рисунок 4.6 - Распределение рамет ели по типам ветвления На рисунке 4.6 видно, что на ЛСП преобладает компактный (42,3%) и щетковидный (37,7%) типы ветвления, в незначительной степени присутствует гребенчатый и неправильно-гребенчатый типы ветвления. Статистические показатели высоты форм ели по типу ветвления варьируют на ЛСП от 7,1 до 7,4 м, но достоверных различий по высоте не наблюдается. Диаметр ствола форм по типу ветвления изменяется от 17,1 до 21,5 см. Наименьший диаметр имеет форма гребенчатого типа ветвления. Достоверно больший диаметр имеют формы компактного, щетковидного и плосковетвистого типов ветвления (td = 3,17; 3,28 и 2,50 соответственно) (таблица 4.12). Таблица 4.12 Статистические показатели высоты и диаметра ствола, коэффициента напряженности роста форм ели по типу ветвления на ЛСП Тип ветвления Компактный Гребенчатый Щетковидный Неправильногребенчатый _ х S _ х 7,1±0,08 7,1±0,43 7,3±0,08 7,3±0,23 σ Min Max V,% P,% tdот мin 0,84 1,05 0,83 0,80 Высота, м 4,2 6,4 4,8 6,2 9,0 9,2 9,2 9,2 11,92 14,69 11,42 10,95 1,11 6,00 1,13 3,16 1,82 0,77 112 Окончание таблицы 4.12 Тип ветвления Плосковетвистый Компактный Гребенчатый Щетковидный Неправильногребенчатый Плосковетвистый _ х Sх_ 7,4±0,17 σ Min Max V,% P,% tdот мin 0,98 9,6 13,21 2,23 1,76 21,1±0,28 17,1±1,44 21,5±0,31 20,5±0,98 2,99 3,54 3,17 3,40 4,6 Диаметр, см 12,1 12,1 11,5 14,0 27,7 21,3 30,9 24,8 14,15 20,64 14,77 16,59 1,32 8,43 1,46 4,79 3,17 3,28 1,98 20,6±0,52 3,11 13,1 28,3 15,08 Коэффициент напряженности роста 33,9±0,41 4,39 23,0 51,2 12,9 42,8±3,81 9,34 31,4 59,5 21,8 34,3±0,51 5,12 23,2 51,6 14,9 2,55 2,5 1,2 8,9 1,5 4,48 0,58 4,7 1,72 Компактный Гребенчатый Щетковидный Неправильно36,3±1,72 5,95 28,2 48,5 16,4 гребенчатый Плосковетвистый 36,4±0,76 4,47 28,9 47,7 12,3 Примечание. Показатели достоверности различия (td) вычислены значения. 2,1 2,78 от наименьшего Коэффициент напряженности роста варьирует у рамет от 33,9 до 42,8. Наименьший коэффициент напряженности роста (33,9) имеет форма компактного типа ветвления, а наибольший – форма гребенчатого типа ветвления. Достоверно больший коэффициент напряженности роста имеют формы гребенчатого и плосковетвистого типов ветвления (td = 4,48 и 2,78 соответственно) (таблица 4.12). Однофакторный дисперсионный анализ показал влияние форм типов ветвления на коэффициент напряженности роста (таблица 4.13). Доля влияния незначительная (9,3%). Таблица 4.13 Результаты однофакторного дисперсионного анализа коэффициента напряженности роста в зависимости от форм типа ветвления Источники вариации SS Между группами 624,81 Внутри групп 6349,31 Итого 6974,12 df 4 265 269 MS 156,20 23,96 F факт. 6,52 P-значение 5,11E-05 F табличное 2,41 113 С целью отбора ценных генотипов для введения в культуру in vitro выделено 15 рамет, отличающихся от средних значений высоты и диаметра ствола на величину среднеквадратического отклонения. На лесосеменной плантации I порядка выделены две раметы, имеющие высоту и диаметр ствола, превышающие среднее значение на двойную величину среднеквадратического отклонения. В архиве клонов одна рамета имеет высоту и одна рамета имеет диаметр, превышающие средние показатели на величину двойного среднеквадратического отклонения (таблица 4.14). Таблица 4.14 Раметы на объектах ЕГСК в Куженерском лесничестве, отобранные для дальнейшей селекционной работы № ряда № дерева Высота, м Диаметр, см td высоты td диаметра Лесосеменная плантация I порядка в Куженерском лесничестве 2 2 1 1 2 3 1 1 3 8 45 50 5 40 1 27 11 4 1 1 1 1 4 3 11 12 16 17 1 29 8,6 24,2 8,2 24,5 9,0 25,2 9,2 26,4 5,54 8,4 25,5 8,2 25,5 9,0 27,7 9,6 28,3 8,6 24,5 Архив клонов в Куженерском лесничестве 9,5 15,3 10,0 15,9 8,8 15,6 3,61 8,5 15,3 8,0 24,2 9,0 17,2 4,56 2,84 Примечани.: Показатель достоверности различия (td) вычислен от средней высоты ели по лесосеменной плантации и архива клонов в Куженерском лесничестве. Показатель достоверности различия (td) вычислен от среднего диаметра ствола по лесосеменной плантации и архива клонов в Куженерском лесничестве. Средняя высота и диаметр отобранных рамет как на лесосеменной плантации, так и в архиве клонов достоверно превышают средние значения высоты и диаметра всех рамет на этих объектах. 114 Выводы и предложения 1. На ЛСП ели 1988 года закладки в Куженерском лесничестве Республики Марий Эл представлено 17 клонов плюсовых деревьев. 2. Клоновое потомство плюсовых деревьев ели имеет среднюю высоту 7,2 м. Изменчивость высоты низкая, V = 12,0%. Среднее значение диаметра ствола клонового потомства составляет 21,1 см. Изменчивость диаметра ствола средняя, V = 15,0%. Результаты дисперсионного анализа показали, что на изменчивость высоты и диаметра ствола клоновая принадлежность не влияет. 3. Анализ показал, что клоны на ЛСП достоверно не отличаются по высоте, но имеются различия по диаметру ствола. Для того чтобы оценить наследственные свойства плюсовых деревьев, необходимо заложить испытательные культуры. 4. На ЛСП преобладают клоны с компактным (42,3%) и щетковидным (37,7%) типами ветвления, в незначительной степени присутствуют гребенчатый и неправильно-гребенчатый типы ветвления. Формы ели по типу ветвления достоверно не отличаются по высоте, а достоверно больший диаметр по сравнению с диаметром гребенчатой формы имеют раметы с щетковидным, компактным и плосковетвистым типом ветвления. 5. Отобраны 15 ценных генотипов для введения в культуру in vitro, отличающихся от средних значений высоты и диаметра ствола на величину среднеквадратического отклонения. 115 V. ОЦЕНКА КЛОНОВЫХ ПОТОМСТВ ПЛЮСОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ ЕЛИ ПО ДНК-МАРКЕРАМ 5.1. Изучение генетической изменчивости плюсовых деревьев ели в архиве клонов Учебно−Опытного лесхоза Республики Марий Эл Объектом исследования генетического разнообразия являются вегетативные потомства плюсовых деревьев ели, произрастающие на архиве клонов в Учебно−Опытном лесхозе Республики Марий Эл. На архиве представлены клоновые потомства плюсовых деревьев из Республики Марий Эл, Удмуртской Республики, Нижегородской и Кировской областей и Пермского края. По результатам ISSR-анализа ДНК, выделенной из хвои клоновых потомств плюсовых деревьев ели разного происхождения, было установлено, что девять ISSR-праймеров позволяют определить 168 амплифицированных фрагментов ДНК, из которых 163 полиморфны (таблица 5.1, рисунок 5.1). Таблица 5.1 Результаты ПЦР анализа ДНК клонов плюсовых деревьев ели с ISSR – праймерами Праймеры Количество амплифицированных Длины амплифицированных фрагментов ДНК фрагментов ДНК, п.н. (GA)9T 20 200 - 2540 (AC)8C 5 470 - 950 (CA)6RY 18 210 - 1930 (CA)6RG 19 210 - 1480 (CA)6(GT) 20 300 - 2210 (CA)6(AC) 16 210 - 1710 (AG)8C 23 300 - 2120 (GA)8TС 26 260 - 2480 (AG)8YT 21 200 - 1980 Итого 168 200-2540 Число амплифицированных фрагментов ДНК в общей выборке растений варьировало в зависимости от праймера от 5 у (AC)8C до 26 у (GA)8TС. В среднем при ISSR-анализе у ели один праймер инициировал амплификацию 19 фрагментов ДНК. 116 Рисунок 5.1 – Результаты ПЦР-детекции ДНК плюсовых деревьев ели с праймером (AG)8YT: (1-18 – номера анализируемых образцов; М – ДНК маркер 100bp+1.5kb+3kb (СибЭнзим)) На основании полученных данных рассчитаны относительные частоты фрагментов. Полученные частоты ISSR-фрагментов использовались для оценки основных параметров генетической изменчивости клоновых потомств плюсовых деревьев ели из разных областей России. Для этого рассчитаны следующие параметры оценки генетической изменчивости (таблица 5.2): наблюдаемое число аллелей (Na); эффективное число аллелей (Ne); общее генетическое разнообразие по Nei (H); индекс Шеннона (I). Доля полиморфных локусов в общей выборке в среднем составила 97,0%, при этом в разных группах плюсовых деревьев данный показатель варьировал от 54,2% в Пермском крае до 91,1% в Республике Марий Эл. Наблюдаемое число аллелей на локус (в нашем случае на фрагмент ДНК) для всех плюсовых деревьев составило 1,970, а эффективное число аллелей на локус (Ne) – 1,463. У плюсовых деревьев из Республики Марий Эл и Нижегородской области данные показатели оказались достаточно близкими к установленному видовому уровню. Так, наблюдаемое число аллелей составило 1,911 и 1,887, а эффективное число аллелей − 1,441 и 1,484 в Республике Марий Эл и Нижегородской области соответственно. Для плюсовых деревьев из Удмуртской Республики, Пермского края и Кировской области было 117 установлено более низкое аллельное разнообразие. Наблюдаемое число аллелей варьировало от 1,542 до 1,577, а эффективное число аллей − от 0,272 до 1,341. Таблица 5.2 Основные показатели генетической изменчивости плюсовых деревьев ели Наблюдаемое ПолиЭффективное Генетическое число Происхождение морфность, число аллелей, разнообразие аллелей, Р (%) Ne по Nei (H) Na Республика 91,1 1,911 1,441 0,270 Марий Эл Нижегородская 88,7 1,887 1,484 0,286 область Удмуртская 55,4 1,554 1,341 0,199 Республика Кировская 57,7 1,577 1,272 0,168 область Пермский край 54,2 1,542 1,286 0,172 В целом по 97,0 1,970 1,463 0,283 виду Индекс Шеннона (I) 0,418 0,433 0,299 0,261 0,264 0,439 Молекулярно-генетический анализ ДНК с использованием ISSR-метода показал, что самые высокие значения уровня генетического разнообразия наблюдаются у групп плюсовых деревьев из Республики Марий Эл и Нижегородской области, у которых уровень генетической изменчивости соответствует видовому уровню. Так, например, генетическое разнообразие по Nei (Н) в целом для всех изученных плюсовых деревьев составиляет 0,283, в то время как у плюсовых деревьев из Республики Марий Эл − 0,270, а из Нижегородской области - 0,286. Для плюсовых деревьев из Удмуртской Республики, Пермского края и Кировской области установлен более низкий уровень генетического разнообразия. Для этих групп плюсовых деревьев генетическое разнообразие по Nei (Н) составляет от 0,168 до 0,199, а индекс Шеннона (I) − от 0,261 до 0,299. Коэффициент подразделенности популяций (Gst) показывает, что на межпопуляционную компоненту генетического разнообразия ели приходится 21,5% разнообразия, то есть изученные группы плюсовых деревьев сильно дифференцированы. Для оценки генетической дифференциации клоновых потомств плюсовых деревьев ели разного происхождения рассчитана 118 генетическая дистанция (таблица 5.3), и на основании невзвешенного парногруппового метода построена дендрограмма (рисунок 5.2). Таблица 5.3 Генетическая дистанция по Nei (под диагональю) и генетическая идентичность (над диагональю) клоновых потомств плюсовых деревьев ели разного географического происхождения Нижегородская Удмуртская Кировская Пермский Популяция ID РМЭ область Республика область край РМЭ 0,9677 0,8874 0,9329 0,9311 Нижегородская 0,0328 0,9045 0,9152 0,9213 область Удмурская 0,1195 0,1003 0,8168 0,8241 Республика Кировская 0,0695 0,0886 0,2024 0,9580 область Пермский край 0,0714 0,0820 0,1934 0,0430 - Все пять происхождений ели генетически дифференцированы друг от друга, при этом наиболее генетически удаленными являются группы плюсовых деревьев из Республики Марий Эл и Удмуртской Республики (0,1195). Наименьшее генетическое расстояние наблюдается между деревьями ели из Республики Марий Эл и Нижегородской области (0,0328). Дендрограмма показывает, что изученные группы плюсовых деревьев можно разделить на три кластера: 1 – плюсовые деревья из Республики Марий Эл и Нижегородской области; 2 – плюсовые деревья из Кировской области и Пермского края; 3 – плюсовые деревья из Удмуртской Республики. Однако, несмотря на то что между изученными происхождениями установлены генетические различия, из 168 полученных фрагментов ДНК не выявлено ампликонов, присутствующих только в одной группе и отсутствующих в других. 119 Рисунок 5.2 - Дендрограмма, построенная на основании коэффициентов генетической дистанции Nei, показывающая степень генетической дифференциации клоновых потомств плюсовых деревьев ели разного географического происхождения Таким образом, вычисленные на основе ISSR-анализа значения генетических параметров позволяют говорить о том, что изученные плюсовые деревья ели отличаются по уровню генетического разнообразия и имеют существенную генетическую дифференциацию. В соответствии с действующим лесосеменным районированием, все изученные районы могут быть поставщиками семян друг для друга [146]. В связи с этим обращает на себя внимание обособленность группы плюсовых деревьев из Удмуртской Республики. На данном этапе из-за ограниченного количества потомств из исследованных районов не представляется возможность рекомендовать ограничение на переброску семян из Удмуртской Республики. Для решения этого вопроса исследования необходимы популяционной целенаправленные структуры ели и в более масштабные пределах Удмуртской Республики, Республики Марий Эл, Нижегородской и Кировской областей и Пермского края. Выводы: 1. Девять ISSR-праймеров позволили выявить 168 фрагментов ДНК, 97,0% из которых оказались полиморфными. Доля полиморфных локусов у групп плюсовых деревьев из разных географических районов варьирует от 54,2 до 91,1%. Число амплифицированных фрагментов ДНК колеблется в зависимости от праймера от 5 у (AC)8C до 26 у (GA)8TС, длина полученных ампликонов − от 200 до 2540 пар нуклеотидов. 2. Изученные группы плюсовых деревьев отличаются по уровню генетического разнообразия. Плюсовые деревья из Республики Марий Эл и 120 Нижегородской области характеризуются высоким уровнем генетического разнообразия. Для данных групп установлены значения генетических параметров, сопоставимые с видовым уровнем. Так, наблюдаемое число аллелей плюсовых деревьев из РМЭ и Нижегородской области составиляет для соответственно 1,911 и 1,887 при общем значении по виду 1,970; эффективное число аллелей – 1,441 и 1,484 при общем значении по виду 1,463; генетическое разнообразие по Nei – 0,270 и 0,286 при общем значении по виду 0,283; индекс Шенона – 0,418 и 0,433 при общем значении по виду 0,439. Для групп плюсовых деревьев из Удмуртской Республики, Пермского края и Кировской областей установлено более низкое генетическое разнообразие: наблюдаемое число аллелей – 1.554, 1.577 и 1.542; эффективное число аллелей – 1.341, 1.272 и 1.286; генетическое разнообразие по Nei – 0.199, 0.168 и 0.172; индекс Шеннона 0.299, 0.261 и 0.264 соответственно по регионам. 3. Генетическая дистанция между проанализированными группами плюсовых деревьев варьирует от 0,0328 до 0,1195, при этом наиболее генетически удаленными являются группы плюсовых деревьев из Республики Марий Эл и Удмуртской Республики, а наименьшее генетическое расстояние наблюдается между плюсовыми деревьями ели из Республики Марий Эл и Нижегородской области. Проанализированные группы плюсовых деревьев можно разделить на три кластера: 1 – плюсовые деревья из Республики Марий Эл и Нижегородской области; 2 – плюсовые деревья из Кировской области и Пермского края; 3 – плюсовые деревья из Удмуртской Республики. Генетическая обособленность деревьев из Удмуртской Республики делает целесообразным проведение исследований по актуализации действующего лесосеменного районирования. 121 5.2. Оценка уровня генетического разнообразия плюсовых деревьев ели на лесосеменной плантации в Куженерском лесничестве Республики Марий Эл Объектом исследования являются вегетативные потомства плюсовых деревьев ели, произрастающие на лесосеменной плантации в Куженерском лесничестве Республики Марий Эл. Лесосеменная плантация создана в 1982 году посадкой привитых саженцев. Прививка саженцев производилась черенками плюсовых деревьев из нескольких лесхозов Республики Марий Эл. На данной лесосеменной плантации представлено 17 клонов, 270 рамет плюсовых деревьев, размещенных согласно схеме смешения. По результатам ISSR-анализа ДНК, выделенной из хвои вегетативных потомств плюсовых деревьев ели, установлено, что два ISSR-праймера позволяют определить 41 амплифицированный фрагмент ДНК, из которых 18 фрагментов приходится на (СА)6RY и 23 фрагмента на (AG)8YT (таблица 5.4). В среднем при ISSR-анализе у ели обыкновенной праймер инициировал амплификацию 21 фрагмента ДНК. Таблица 5.4 Результаты ПЦР-анализа ДНК-клонов плюсовых деревьев ели с ISSR-праймерами Количество амплифицированных Длины амплифицированных Праймеры фрагментов ДНК фрагментов ДНК, п.н. (CA)6RY 18 210 - 1930 (AG)8YT 23 140 - 1980 Итого 41 140 - 1980 Все обнаруженные локусы (41) полиморфны, так как фрагмент ДНК, который бы встречался абсолютно у всех вегетативных потомств плюсовых деревьев ели обыкновенной, не выявлен. Длина амплифицированных фрагментов ДНК в общей выборке растений варьировала от 140 до 1980 пар нуклеотидов. Пример электрофореграммы продуктов ПЦР с праймером приведен на рисунке 5.3. 122 Рисунок 5.3 – Электрофореграмма ПЦР-продуктов ДНК ели обыкновенной с праймером (CA)6RY: 1-17 – номера анализируемых образцов; М – ДНК маркер 100bp+1.5kb+3kb (СибЭнзим) На основе анализа полученных электрофореграмм были рассчитаны частоты встречаемости аллелей обнаруженных локусов для анализируемой совокупности вегетативных потомств плюсовых деревьев ели (таблица 5.5). Таблица 5.5 Относительные частоты фрагментов ДНК у вегетативных потомств плюсовых деревьев ели Локус Длина фрагмента (CA)6AGCT (CA)6AGCT (CA)6AGCT (CA)6AGCT (CA)6AGCT (CA)6AGCT (CA)6AGCT (CA)6AGCT (CA)6AGCT (CA)6AGCT (CA)6AGCT (CA)6AGCT (CA)6AGCT (CA)6AGCT (CA)6AGCT (CA)6AGCT (CA)6AGCT (CA)6AGCT 1930 1800 1620 1500 1210 1080 980 880 830 730 620 510 470 400 340 300 270 210 Наблюдаемое число аллелей (Na) 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 Эффективное число аллелей (Nе) 1,011 1,042 1,062 1,049 1,221 1,086 1,969 1,221 1,963 1,769 1,884 1,695 1,999 1,997 1,497 1,345 1,413 1,840 Общее генетическое разнообразие (H) 0,011 0,040 0,058 0,047 0,181 0,079 0,492 0,181 0,491 0,435 0,469 0,410 0,450 0,499 0,332 0,257 0,292 0,457 123 Окончание табл. 5.5 Локус (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT (AG)8YT Среднее Длина фрагмента 1980 1780 1640 1400 1250 1090 980 890 810 750 690 610 560 470 440 340 310 280 250 220 200 170 140 Наблюдаемое число аллелей (Na) 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 Эффективное число аллелей (Nе) 1,042 1,004 1,004 1,094 1,216 1,713 1,329 1,313 1,581 1,137 1,345 1,884 1,142 1,323 1,889 1,169 1,983 1,034 1,501 1,188 1,308 1,787 1,519 1,429 Общее генетическое разнообразие (H) 0,040 0,004 0,004 0,086 0,178 0,416 0,248 0,238 0,368 0,121 0,257 0,469 0,124 0,244 0,471 0,145 0,496 0,033 0,034 0,158 0,235 0,441 0,342 0,261 Полученные частоты ISSR-фрагментов использовались для оценки основных параметров генетической изменчивости вегетативных потомств плюсовых деревьев ели. Расчеты показали, что в исследуемой группе вегетативных потомств плюсовых деревьев эффективное число аллелей (Ne) составиляет 1,429, индекс Шеннона (I) – 0,404, генетическое разнообразие по Nei (H) − 0,261 (таблица 5.6). Таблица 5.6 Основные показатели уровня генетической изменчивости вегетативных потомств плюсовых деревьев ели по ISSR-маркерам Показатели генетической изменчивости Полиморфизм (Р), % Наблюдаемое число аллелей (Nа) Эффективное число аллелей (Ne) Генетическое разнообразие по Nei (H) Индекс Шеннона (I) В среднем по всем маркерам 100 2,000 1,429 0,261 0,404 124 Для оценки уровня генетической изменчивости вегетативных потомств плюсовых деревьев ели по ISSR-маркерам необходим сравнительный анализ с показателями, присущими виду в данном географическом районе в целом. Однако в России исследования популяций ели по ISSR-маркерам пока не проводились, и выполнить сравнительный анализ нет возможности. Сравнение показателей генетического разнообразия клонов плюсовых деревьев из Республики Марий Эл, произрастающих в архиве клонов УчебноОпытного лесхоза и на ЛСП Куженерского лесничества, говорит о том, что средние значения параметров, несмотря на разное число изученных локусов принимают близкие значение. Так, эффективное число аллелей (Ne) составиляет для архива клонов 1,441 а для ЛСП – 1,429, индекс Шеннона (I) – 0,418 и 0,404 и генетическое разнообразие по Nei (H) – 0,270 и 0,261 соответственно. Эти данные свидетельствуют о том, что на ЛСП Куженерского лесничества собрано вегетативное потомство плюсовых деревьев, характеризующихся высоким уровнем разнообразия по ISSRмаркерам. Выполненная работа позволяет внести определенный задел в исследование биоразнообразия ели в Республике Марий Эл. 5.3. Разнообразие генотипов клоновых потомств на лесосеменной плантации На лесосеменной плантации ели в Куженерском лесничестве, согласно схеме смешения клонов, имеются 270 рамет, представленных 17 клонами (таблица 5.7). Количество рамет каждого клона не одинаково. Минимальное количество у клона 24 (3 раметы), а максимальное количество у клона 41 (35 рамет). Таблица 5.7 Распределение рамет на лесосеменной плантации по клонам № клона по схеме смешения Количество рамет, шт. 14 24 25 17 3 8 Доля рамет на лесосеменной плантации, % 6,3 1,1 3,0 125 Окончание таблицы 5.7 № клона по схеме смешения Количество рамет, шт. 26 29 33 38 41 42 1 50 51 52 53 59 60 61 62 8 10 8 13 35 33 2 17 17 28 10 31 6 12 14 270 Доля рамет на лесосеменной плантации, % 3,0 3,7 3,0 4,8 12,9 12,2 3 6,3 6,3 10,4 3,7 11,5 2,2 4,4 5,2 100 У 270 рамет были взяты образцы хвои для ДНК-анализа и был определен ДНК-профиль. Анализ ДНК–профиля показал, что на исследуемой ЛСП по рядам имеются ДНК-профили, повторяющиеся и индивидуальные (таблица 5.8). Таблица 5.8 Раметы с совпадающими ДНК-профилями на лесосеменной плантации по рядам № ряда 1 2 3 4 1 5 6 7 Итого на ЛСП Количество рамет, участвующих в анализе, шт. 38 33 48 42 2 42 33 34 270 Количество рамет с совпадающими ДНК-профилями в ряду штук доля, % 15 39,5 10 30,3 30 62,5 23 54,8 3 4 25 61,0 17 51,5 0 0 120 44,6 На лесосеменной плантации количество рамет с повторяющимися ДНКпрофилями в среднем составляет 44,6%, но в ряду это количество не одинаково и варьирует от 0 до 62,5%. 126 У каждой раметы определены следующие показатели: тип ветвления, край семенной чешуйки шишек и ДНК-профиль дерева по двум полиморфным ISSRпраймерам ((CA)6RY, (AG)8YT). Результаты исследования показали, что по морфологическим признакам у клоновых потомств выделяются 17 фенотипов в следующих соотношениях: щетковидный тип ветвления с ровным краем семенной чешуйки (19,2%), щетковидный тип ветвления с выемчатым краем семенной чешуйки (9,3%), щетковидный тип ветвления с зазубренным краем семенной чешуйки (5,1%), щетковидный тип ветвления с оттянутым краем семенной чешуйки (4,2%), компактный тип ветвления с ровным краем семенной чешуйки (21,0%), компактный тип ветвления с зазубренным краем семенной чешуйки (6,1%), компактный тип ветвления с выемчатым краем семенной чешуйки (8,9%), компактный тип ветвления с оттянутым краем семенной чешуйки (4,2%), плосковетвистый тип ветвления с ровным краем семенной чешуйки (7,9%), плосковетвистый тип ветвления с выемчатым краем семенной чешуйки (4,2%), плосковетвистый тип ветвления с зазубренным краем семенной чешуйки (2,3%), плосковетвистый тип ветвления с оттянутым краем семенной чешуйки (1,9%), неправильно-гребенчатый тип ветвления с ровным краем семенной чешуйки (2,3%), неправильно-гребенчатый тип ветвления с зазубренным краем семенной чешуйки (0,5%), неправильногребенчатый тип ветвления с выемчатым краем семенной чешуйки (0,9%), гребенчатый тип ветвления с зазубренным краем семенной чешуйки (0,9%), гребенчатый тип ветвления с выемчатым краем семенной чешуйки (0,9%). При этом каждый фенотип может быть представлен разными генотипами, то есть разные клоны могут иметь одинаковые фенотипические признаки. Для каждого выделенного фенотипа были построены кластеры (рисунки 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9, 5.10, 5.11, 5.12, 5.13, 5,14, 5.15 таблицы 5.10, 5.11, 5.12, 5.13, 5.14, 5.15, 5.16, 5.17, 5.18, 5.19, 5.20, 5.21). В каждом кластере объединялись деревья, имеющие по ДНК-профилю совпадения амплифицированных фрагментов. не менее 80% от общего числа 127 тип ветвления - компактный, край семенной чешуйки - ровный общий 5 22 27 24 13 1 30 72 12 2 94 88 11 8 12 7 13 2 21 6 19 8 19 1 20 2 21 7 20 3 84 19 7 47 19 6 19 9 52 43 49 10 2 15 4 15 7 18 6 18 7 19 0 13 9 44 21 3 16 5 20 0 60 15 5 17 3 17 8 18 9 17 6 17 7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Рисунок 5.4 – Дендрограмма по ДНК-профилю фенотипа ели компактного типа ветвления и ровного края семенной чешуйки шишек Таблица 5.9 Распределение фенотипа ели компактного типа ветвления и ровного края семенной чешуйки шишек по генотипам № генотипа 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 № клона № ряда № дерева 2 42 52 51 26 51 53 51 41 51 51 41 59 59 62 62 41 29 33 59 61 61 3 4 5 4 1 4 4 2 2 2 3 3 5 5 4 4 2 4 1 5 3 6 4 27 44 29 18 48 43 34 12 15 41 28 49 18 12 31 40 40 50 30 23 26 № ДНКпробирки 5 24 131 202 217 203 84 197 47 196 199 52 154 157 186 187 44 213 60 155 173 178 Доля совпадения,% 6 85,4 80,5 80,5 82,9 87,8 85,4 80,5 85,4 85,4 128 тип ветвления - компактный, край семенной чешуйки - зазубренный общий 218 91 166 204 205 146 48 50 55 36 228 230 224 1 2 3 4 5 6 7 8 Рисунок 5.5 – Дендрограмма по ДНК-профилю фенотипа ели компактного типа ветвления и зазубренного края семенной чешуйки шишек Таблица 5.10 Распределение фенотипа ели компактного типа ветвления и зазубренного края семенной чешуйки шишек по генотипам № генотипа № клона № ряда № дерева № ДНКпробирки 10 51 51 41 41 38 38 5 5 3 4 3 5 36 17 38 45 27 22 204 205 50 55 228 230 11 12 Доля совпадения, % 82,9 87,6 90,2 Таблица 5.11 Распределение фенотипа ели компактного типа ветвления и оттянутого края семенной чешуйки шишек по генотипам № генотипа № клона № ряда № дерева № ДНКпробирки 13 50 25 6 2 24 5 77 94 Доля совпадения, % 85,4 129 тип ветвления - компактный, край семенной чешуйки - оттянут, общий 7 1 84 77 94 160 103 190 209 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 Рисунок 5.6 – Дендрограмма по ДНК-профилю фенотипа ели компактного типа ветвления и оттянутого края семенной чешуйки шишек тип ветвления - компактный, край семенной чешуйки - с выемкой, общий 25 193 229 40 45 54 174 172 187 144 158 149 219 216 96 222 95 129 63 1 2 3 4 5 6 7 8 Рисунок 5.7 – Дендрограмма по ДНК-профилю фенотипа ели компактного типа ветвления и с выемчатым краем семенной чешуйки шишек 130 Таблица 5.12 Распределение фенотипа ели компактного типа ветвления и с выемчатым краем семенной чешуйки шишек по генотипам № генотипа № клона № ряда № дерева № ДНКпробирки 14 41 41 41 59 59 26 26 25 26 25 52 33 5 2 1 3 6 4 1 6 5 3 4 4 42 50 33 35 6 20 37 33 27 12 9 14 40 45 54 144 158 219 216 96 222 95 129 63 15 16 17 18 Доля совпадения, % 80,5 82,9 82,9 85,4 87,8 тип ветвления - щетковидный, край семенной чешуйки - зазубренный, общий 23 86 162 188 232 80 73 136 167 65 66 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 Рисунок 5.8 – Дендрограмма по ДНК-профилю фенотипа ели щетковидного типа ветвления и зазубренного края семенной чешуйки шишек 131 Таблица 5.13 Распределение фенотипа ели щетковидного типа ветвления и зазубренного края семенной чешуйки шишек по генотипам № генотипа № клона № ряда № дерева № ДНКпробирки 19 33 33 5 5 21 40 65 66 Доля совпадения, % 87,8 тип ветвления - щетковидный, край семенной чешуйки - ровный, общий 6 11 89 105 231 19 31 18 20 29 32 163 64 119 120 140 135 137 99 100 73 34 38 41 51 151 145 59 195 110 98 113 143 179 182 33 128 212 130 208 211 0 2 4 6 8 10 12 Рисунок 5.9 – Дендрограмма по ДНК-профилю фенотипа ели щетковидного типа ветвления и ровного края семенной чешуйки шишек Таблица 5.14 Распределение фенотипа ели щетковидного типа ветвления и ровного края семенной чешуйки шишек по генотипам № генотипа 20 21 22 № клона № ряда № дерева № ДНКпробирки 42 42 42 42 42 41 59 33 3 6 3 3 6 5 4 4 29 50 1 10 31 33 23 33 19 31 18 20 29 32 163 64 Доля совпадения, % 80,5 87,8 80,5 132 № генотипа 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 № клона № ряда № дерева 52 52 59 52 52 14 50 41 41 41 41 59 59 41 51 14 25 14 59 62 62 41 52 29 29 29 3 3 2 6 6 1 3 5 6 6 3 4 3 4 1 5 5 4 3 1 2 5 5 4 1 3 49 11 18 22 41 20 37 14 30 17 47 51 16 16 8 29 26 41 25 29 36 4 25 21 19 14 Окончание таблицы 5.14 № ДНКДоля пробирки совпадения,% 119 120 80,5 140 135 90,2 137 100 82,9 73 34 38 80,5 41 51 151 80,5 145 59 195 80,5 110 98 113 80,5 143 179 82,9 182 33 128 82,9 212 208 85,4 211 тип ветвления - щетковидный, край семенной чешуйки - оттянут, общий 11 78 192 142 153 125 39 59 37 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 Рисунок 5.10 – Дендрограмма по ДНК-профилю фенотипа ели щетковидного типа ветвления и оттянутого края семенной чешуйки шишек 133 Таблица 5.15 Распределение фенотипа ели щетковидного типа ветвления и оттянутого края семенной чешуйки шишек по генотипам № генотипа № клона № ряда № дерева № ДНКпробирки 33 59 59 3 5 44 11 142 153 Доля совпадения, % 82,9 тип ветвления - щетковидный, край семенной чешуйки - с выемкой, общий 9 58 67 109 201 107 56 112 85 138 152 185 104 121 126 106 210 214 159 161 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 Рисунок 5.11 – Дендрограмма по ДНК-профилю фенотипа ели щетковидного типа ветвления и с выемчатым краем семенной чешуйки шишек Таблица 5.16 Распределение фенотипа ели щетковидного типа ветвления и с выемчатым краем семенной чешуйки шишек по генотипам № генотипа 34 35 36 37 № клона № ряда № дерева № ДНКпробирки 50 14 41 14 53 59 59 62 14 1 6 4 4 5 2 4 3 3 23 38 35 3 50 47 13 24 9 67 109 56 112 85 138 152 185 104 Доля совпадения, % 82,9 82,9 80,5 82,9 134 Окончание таблицы 5.16 № генотипа № клона № ряда № дерева № ДНКпробирки 52 52 14 29 29 59 59 3 4 3 3 5 6 6 30 28 53 33 28 39 44 121 126 106 210 214 159 161 38 39 40 Доля совпадения, % 80,5 82,9 87,8 тип ветвления - плосковетвистый, край семенной чешуйки - ровный, общий 8 10 16 26 28 46 92 215 225 171 198 148 123 99 93 122 116 1 2 3 4 5 6 Рисунок 5.12 – Дендрограмма по ДНК-профилю фенотипа ели плосковетвистого типа ветвления и ровного края семенной чешуйки шишек Таблица 5.17 Распределение фенотипа ели плосковетвистого типа ветвления и ровного края семенной чешуйки шишек по генотипам № генотипа 41 42 43 № клона № ряда № дерева 42 42 42 42 24 29 1 5 4 6 5 6 45 24 8 12 45 35 № ДНКпробирки 8 10 26 28 92 215 Доля совпадения,% 80,5 80,5 80,5 135 Окончание таблицы 5.17 № генотипа № клона № ряда № дерева 52 14 25 52 52 1 1 1 3 2 35 39 36 21 4 44 45 № ДНКпробирки 123 99 93 122 116 Доля совпадения,% 80,5 92,7 тип ветвления - плосковетвистый, край семенной чешуйки - зазубренный, общий 76 108 62 57 169 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 Рисунок 5.13 – Дендрограмма по ДНК-профилю фенотипа ели плосковетвистого типа ветвления и зазубренного края семенной чешуйки шишек Таблица 5.18 Распределение фенотипа ели плосковетвистого типа ветвления и зазубренного края семенной чешуйки шишек по генотипам № генотипа № клона № ряда № дерева № ДНКпробирки 46 50 14 5 5 32 48 76 108 Доля совпадения, % 80,5 136 тип ветвления - плосковетвистый, край семенной чешуйки - с выемкой, общий 171 172 225 235 79 134 117 147 150 2 3 4 5 6 7 8 Рисунок 5.14 – Дендрограмма по ДНК-профилю фенотипа ели плосковетвистого типа ветвления и с выемчатым краем семенной чешуйки шишек Таблица 5.19 Распределение фенотипа ели плосковетвистого типа ветвления и с выемчатым краем семенной чешуйки шишек по генотипам № генотипа 47 48 49 № клона № ряда № дерева № ДНКпробирки 61 61 50 52 52 59 59 3 3 6 6 3 1 1 4 42 43 3 2 30 11 171 172 79 134 117 147 150 Доля совпадения, % 80,5 82,9 80,5 137 тип ветвления - неправильно-гребенчатая, край семенной чешуйки - ровный, общий 221 156 35 226 236 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 Рисунок 5.15 – Дендрограмма по ДНК-профилю фенотипа ели неправильногребенчатого типа ветвления и ровного края семенной чешуйки шишек Таблица 5.20 Распределение фенотипа ели неправильно-гребенчатого типа ветвления и ровного края семенной чешуйки шишек по генотипам № генотипа № клона № ряда № дерева № ДНКпробирки Доля совпадения, % 50 26 59 5 5 8 37 221 156 80,5 Результаты анализа ДНК-профилей деревьев, представленных на лесосеменной плантации Куженерского лесничества, показали, что на ней выделены 50 генотипов. Каждый фенотип представлен несколькими ДНКпрофилями деревьев (таблица 5.22). В целом, количество генотипов превышает количество клонов, представленных на лесосеменной плантации согласно схеме смешения, в том числе есть 4 фенотипа: плосковетвистый тип ветвления с оттянутым краем семенной чешуйки, неправильно-гребенчатый тип ветвления с зазубренным краем семенной чешуйки, неправильно-гребенчатый тип ветвления с 138 выемчатым краем семенной чешуйки, гребенчатый тип ветвления с зазубренным краем семенной чешуйки, гребенчатый тип ветвления с выемчатым краем семенной чешуйки характеризуются индивидуальными, неповторяющимися ДНК-профилями. На ЛСП они представлены единичными деревьями. Таблица 5.21 Распределение генотипов по фенотипам ели Фенотип (тип ветвления Количество деревьев край семенной чешуйки) фенотипа, шт Компактный – ровный 21 Компактный – зазубренный 6 Компактный – с выемкой 12 Компактный – оттянутый 2 Щетковидный – ровный 34 Щетковидный – зазубренный 2 Щетковидный – с выемкой 16 Щетковидный – оттянутый 2 Плосковетвистый – ровный 11 Плосковетвистый – 2 зазубренный Плосковетвистый – с выемкой 7 Неправильно-гребенчатый– 2 ровный Количество генотипов, шт. 9 3 5 1 13 1 7 1 5 1 3 1 Однако следует отметить, что эти данные не говорят о соответствии схемы расположения клонов на плантации, а только о наличии генотипов на плантации. Число генотипов может превышать исходное количество клонов по схеме смешения в результате нескольких причин: 1) после создания плантации проводились дополнения другими клонами, которые не были отмечены на схеме; 2) часть рамет образовалась из подвойных растений после гибели привоев, то есть появились корнесобственные растения; 3) возможно, были допущены ошибки при прививках сеянцев. Согласно литературным данным, сохранность генотипов на лесосеменных плантациях установлена от 42,0% до 87,1% в Беларуси. При жестком контроле со стороны научных организаций в Новосибирской области, по данным Л. И. Кальченко, В. В. Тараканова, доля неверно маркированных деревьев на 139 отдельных объектах достигала 12,6% [1, 145]. Наши данные по результатам сохранения генотипов на ЛСП ели достаточно реально отражают картину с сохранностью производственных плантаций, которые создавались только по существующим проектам. Выводы: 1. Высокий полиморфизм клонов на лесосеменной плантации позволяет использовать ее для заготовки семян. 2. Два ISSR-праймера позволяют амплифицировать 41 фрагмент ДНК, все они полиморфны. Длина амплифицированных фрагментов варьирует от 140 до 1980 пар нуклеотидов. 3. В целом, клоны плюсовых деревьев характеризуются высоким уровнем генетической изменчивости. Для клонов плюсовых деревьев определены следующие показатели генетической изменчивости: доли полиморфных локусов – 100%, наблюдаемое число аллелей – 2,000, эффективное число аллелей– 1,429, генотипическое разнообразие по Нею – 0,261 и индекс Шеннона – 0,404. 4. Всего на плантации выделено 17 фенотипов и только 12 фенотипов имели повторяющиеся ДНК-профили. По ДНК-профилям на плантации выделено 50 генотипов, что значительно превышает количество клонов по схеме смешения. 5. Несоответствие схем смешения плантации и реального расположения клонов делает невозможным определение конкретных клонов, что не позволяет использовать ЛСП как маточник для заготовки черенков. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 1. Комплексная оценка формового разнообразия с использованием 7 признаков шишек показала, что в архиве клонов в Куженерском лесничестве РМЭ представлены Picea x fennica (Regel) Kom. с преобладанием признаков ели сибирской (её доля составляет 40,9%) и Picea x fennica (Regel) Kom. с равнозначными признаками ели сибирской и ели европейской (39,8%), а также Picea obovata Ledeb. (13,3%). Наиболее информативными признаками для 140 определения систематической принадлежности ели являются форма наружного конца, тип окончания и угол заострения семенных чешуй. 2. Выявлена существенная индивидуальная изменчивость клоновых потомств плюсовых деревьев ели, произрастающих в архиве клонов Куженерского лесничества, по морфометрическим показателям шишек, семян и крылышек семени. Между отдельными показателями установлены умеренные и сильные коррелятивные связи. Разные клоны характеризуются различными сочетаниями включенных в анализ признаков. Кластерный анализ по 15 изученным признакам шишек, семян и крылышек показал возможность объединения рамет в 15 групп, характеризующихся уникальным сочетанием признаков. 3. Наиболее информативными признаками при оценке индивидуальной изменчивости биотипов ели являются тип ветвления, масса 1000 штук семян, процент выхода семян из шишки и отношение ширины семени к ширине крылышка. 5. В архиве клонов в Куженерском лесничестве представлены все формы по типу ветвления и окраске стробил, встречающихся в еловых лесах Среднего Поволжья. На ЛСП в Куженерском лесничестве также представлены все формы по типу ветвления, что определяет возможность заготовки семян для создания лесных культур при лесовосстановлении с целью сохранения средообразующих функций, не уменьшая их биоразнообразия по этому признаку. Однозначного влияния формовой принадлежности на рост клонов в разных условиях произрастания (в архиве и на ЛСП) установлено не было. 6. Группы клонов из разных географических районов существенно различаются по уровню изменчивости ISSR-фрагментов ДНК и характеризуются значительной генетической дифференциацией. Плюсовые деревья из Республики Марий Эл и Нижегородской области характеризуются высоким уровнем генетического разнообразия. Наиболее генетически удаленными являются группы плюсовых деревьев из Республики Марий Эл и Удмуртской Республики, а наименьшее генетическое расстояние наблюдается 141 между плюсовыми деревьями ели из Республики Марий Эл и Нижегородской области. 7. Клоны плюсовых деревьев на лесосеменной плантации Куженерского лесничества характеризуются высоким уровнем генетической изменчивости. Всего на плантации выделено 50 генотипов по ДНК-профилям, что значительно превышает количество клонов по схеме смешения. 8. Маркировка клоновых потомств на объектах ЕГСК по морфометрическим показателям и ISSR-методу генетического анализа без наличия генетических паспортов плюсовых деревьев не позволяет производить идентификацию клонов и безошибочную маркировку потомств. ПРЕДЛОЖЕНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ 1. При проведении инвентаризации существующих объектов ЕГСК ели в зоне интрогрессивной гибридизации необходимо устанавливать систематическую принадлежность плюсовых деревьев и их клонов. Для этой цели наиболее информативными являются следующие признаки семенных чешуй: форма наружного конца, тип окончания и угол заострения. 2. При заполнении документации на объекты ЕГСК в Республике Марий Эл рекомендуется указывать вид – ель гибридная (финская) Picea x fennica (Regel) Kom.– из-за ее существенного преобладания в плюсовом генофонде (86,7%). 3. В связи с необходимостью проведения исследований по восстановлению схем смешения и уточнению клоновой принадлежности рамет не рекомендуется производить заготовку черенков в архиве клонов и на ЛСП в Куженерском лесничестве для создания лесосеменных плантаций. 4. Для восстановления схемы смешения в архиве клонов и ЛСП в Куженерском лесничестве необходимо провести генетическую паспортизацию с обязательным наличием генетических паспортов материнских плюсовых деревьев. 5. При аттестации плюсовых деревьев в паспорте плюсового дерева необходимо указать форму по типу ветвления, окраске стробил и дать 142 характеристику шишек по методике Коренева, а также произвести генетическую паспортизацию плюсовых деревьев, что определяет возможность последующей идентификации потомств на объектах ЕГСК в случаях утери схем смешения. 6. Выявленное высокое формовое разнообразие по признакам шишек и семян, скорости роста, типу ветвления, окраске стробил позволяет считать архив клонов в Куженерском лесничестве ценным объектом в отношении сохранения генофонда ели в Среднем Поволжье. 7. С целью отбора ценных генотипов для введения в культуру in vitro выделено 15 рамет, отличающихся от средних значений высоты и длины окружности ствола на величину среднеквадратического отклонения. 8. Предварительные данные, полученные в ходе оценки генетической дифференциации потомств плюсовых деревьев из разных географических районов, указывают на необходимость проведения целенаправленных исследований популяционной структуры еловых насаждения на территории смежных лесосеменных районов с целью уточнения действующего лесосеменного районирования 9. Установленный высокий морфологический и генетический полиморфизм клоновых потомств плюсовых деревьев на ЛСП в Куженерском лесничестве позволяет говорить том, что заготовленные на ней семена могут быть использованы при лесовосстановлении лесных участков, выполняющих средообразующую функцию. 143 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Ивановская, С. И. Молекулярно-генетический анализ Pinus sylvestris на лесосеменных плантациях / С. И. Ивановская, Е. Н. Химченко, О. М. Новикова // Проблемы лесоведения и лесоводства: сборник научных трудов ИЛНАН Беларуси. Вып. 67.−Гомель: ИЛНАН Беларуси. −2007. −С.155-162. 2. Лесной кодекс Российской Федерации.-М.: Омега-Л, 2007.-55 с. 3 Пчелин, В. И. Дендрология: учебник / В. И. Пчелин. −Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2007. −520 с. 4. Правдин, Л. Ф. Ель европейская и ель сибирская в СССР / Л. Ф. Правдин. − М.: Наука,1975. −159 с. 5. Коропачинский, И. Ю. Естественная гибридизация древесных растений / И. Ю. Коропачинский, Л. И. Милютин. − Новосибирск: Академическое издательство «Гео», 2006.223 с. 6. Путенихин, В. П. Ель сибирская на южном Урале и в башкирском Предуралье (популяционно-генетическая структура) / В. П. Путенихин, З. Х. Шигапов, Г. Г. Фарукшина.М.: Наука, 2005.-180 с. 7. Морозов, Г. П. Фенотипическая структура популяций ели обыкновенной и сибирской / Г. П. Морозов // Лесоведение. −1976. −№5. −С. 22-29. 8. Морфология шишек и продуктивность ели в Костромской области / Н. В. Рыжова, В. В. Шутов, И. А. Коренев и др. // Лесоведение. −2003. −№5. −С. 61-64. 9. Коренев, И. А. Продуктивность ели в связи с морфологической изменчивостью вида в подзоне южной тайги: автореф. дис… канд. с.-х. наук: 06.03.01 / И. А. Коренев. −М., 2008. −22 с. 10. Овечкин, С. М. Исследования интрогрессивной гибридизации ели в Кировской области / С. М. Овечкин // Всесоюзное совещание по лесной генетике, селекции и семеноводству, 1-4 ноября 1983 г., Петрозаводск. Тезисы докладов: Т. 2. −Петрозаводск, 1983. −С. 29-30. 11. Щербакова, М. А. Формирование структуры популяций ели на европейском севере / М. А. Щербакова, Н. М. Щербаков // Всесоюзное совещание по вопросам адаптации древесных растений к экстремальным условиям среды. Тезисы докладов−Петрозаводск, 1981. −С. 149-150. 12. Попов, П. П. Структура и дифференциация популяций ели на востоке Европы и в Западной Сибири / П. П. Попов // Экология− 2003. −№1. −С. 30-36. 13. Попов, П. П. Изменчивость ели и ее лесоводственное значение / П. П, Попов // Лесное хозяйство. −2000. −№4. −С. 29-31. 144 14. Пчелин, В. И. Видовой и формовой состав ельников Волго-Камского региона / В. П. Пчелин // Научные достижения − народному хозяйству: сборник статей профессоров, преподавателей, научных сотрудников и аспирантов по итогам научно-исследовательской работы за 1979 год. − Йошкар-Ола: МПИ, 1981. − С. 253-255. 15. Пчелин, В. И. Внутрипопуляционное биоразнообразие ельников Среднего Поволжья / В. П. Пчелин // Экология и генетика популяций. − Йошкар-Ола: Периодика, 1998. − С. 151153. 16. Пчелин, В. И. Ельники и осинники Среднего Поволжья (природные особенности, биоразнообразие и рост древостоев) / В. П. Пчелин. − Йошкар-Ола, 2000. −203 с. 17. Кузнецов, А. Н. Изучение индивидуальной изменчивости елей методом гибридных индексов / А. Н. Кузнецов // Экология и леса Поволжья: сборник статей. − Йошкар-Ола, 1999. −С. 169-171. 18. Мамаев, С. А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений (на примере семейства Pinaceae на Урале) / С. А. Мамаев. − М.: Наука, 1973. −284 с. 19. Щербакова, М. А. Генэкология ели обыкновенной Picea abias [L] Karst в разных лесорастительных районах: автореф. дис…канд. биол. наук / М. А. Щербакова. − Красноярск, 1973. −26 с. 20. Некрасова, Т. П. Биологические основы семеношения кедра сибирского / Т. П. Некрасова. - Новосибирск: Наука, Сиб. отд., 1972. −274 с. 21. Крылов, Г. В. Кедр / Г. В. Крылов, Н. К. Таланцев, Н. Ф. Козакова. –М.: Лесн. промсть., 1983. −216 с. 22. Титов, Е. В. Семенная продуктивность: оценка эффективности плюсовой селекции кедра сибирского по клоновому потомству / Е. В. Титов // Лесное хозяйство. −2004. −№5. −С. 31-33. 23. Титов, Е. В. Репродуктивная способность и пыльцевая продуктивность клонов кедровых сосен в европейской лесостепи /Е. В. Титов // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений: Материалы VII Международной конференции. −Красноярск: СибГТУ, 2004. −С. 182-186. 24. Султанова, Р. Р. Эколого-лесоводственные основы ведения хозяйства в липняках южного Урала: монография // Р. Р. Султанова.−М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2006. −237 с. 25. Багаев, С. Н. Массовый отбор ценных форм в популяциях как основа лесохозяйственного производства / С. Н. Багаев // Всесоюзное совещание по лесной генетике, селекции и семеноводству, 1-4 ноября 1983 г., Петрозаводск. Тезисы докладов. Т. 1. −Петрозаводск, 1983. −С. 106-108. 26. Казимиров, Н. И. Ель / Н. И Казимиров. −М.: Лесн. промыш-ть, 1983. −81 с. 145 27. Юркевич, И. Д. Формовой состав ели обыкновенной в лесах Белоруссии / И. Д. Юркевич, Д. С. Голод, В. И. Парфенов // Лесная генетика, селекция и семеноводство (по материалам совещания, состоявшегося 12-15 декабря 1967 г. в г. Петрозаводске). −Петрозаводск: Карелия, 1970. − С. 184-190. 28. Юркевич, И. Д. Повышение продуктивности еловых лесов Белоруссии путем отбора наиболее перспективных форм ели / И. Д. Юркевич, В. И. Парфенок, Д. С. Голод // Пути повышения продуктивности лесов: Материалы Всесоюзного совещания по повышению продуктивности лесов. −Минск: Вышэйшая школа,1966. −С. 111-122. 29. Мамаев, С. А. Виды хвойных на Урале и их использование в озеленении / С. А. Мамаев. −Свердловск: УНЦ АН СССР, 1983.−110 с. 30. Карасева, М. А. Лиственница сибирская в Среднем Поволжье: научное издание / М. А. Карасева.−Йошкар-Ола: МарГТУ, 2003. −376 с. 31. Семкина, Л. А. Внутривидовая изменчивость и популяционная экология древесных растений в связи с интродукцией: авт. дис… д-ра биол. наук: 03.00.05, 03.00.31 / Л. А. Семкина. − Екатеринбург, 1999. – 45 с. 32. Parnuta Gheorghe. Cercetari privind ideotipuri de molid cu coroana ingusta. I. Variabilitatea fenotipica a unor caractere ale arborilor ideotip, comparative cu tipul de coroana normal / Parnuta Gheorghe // Rev. padur. Silvicult.si exploat. padur. − 1993. – 108, № 2. – С. 1520. 33. Bartak MilosVetveni smrku ztepileho (Picea abies (L.) Karst.) Les.cas.-1994. – 40, N 3. – С. 223-231. 34. Яблоков, А. С. Селекция древесных пород / А. С. Яблоков. –М.: Сельхозиздат, 1962. – 487 с. 35. Гаврись, В. П. Многоформенность хвойных пород и практическое использование ценных форм сосны и ели / В. П. Гаврись // Лесн. пром-сть. –1938. –№2. –С. 78-88. 36. Багаев, С. Н. Отбор резонансной ели по фенотипу / С. Н. Багаев, В. О. Александров // Инф. листок 125-76 // Костром. ЦНТИ. –Кострома,1976. –Вып. 38. –С. 3. 37. Федюков, В. И. Ель резонансная: отбор на корню, выращивание, сертификация: науч. издание / В. И. Федюков. –Йошкар-Ола: МарГТУ, 1998. –204 с. 38. Лайранд, Н. И. О некоторых анатомических особенностях строения резонансной древесины ели / Н. И. Лайранд, А. А. Яценко-Хмелевский // Современные проблемы древесиноведения: тезисы докладов Всесоюзкой научно-технической конференции (22-24 сентября 1981 г.). –Воронеж,1981. –С. 45-47. 146 39. Корнеев, И. А. Влияние изменчивости форм ели в Костромской области на качество её древесины / И. А. Корнеев // Современные проблемы теории и практика лесного хозяйства. –Йошкар-Ола, 2008. –С. 192-195. 40. Попов, П. П. Географическая изменчивость формы семенных чешуй ели в Восточной Европе и Западной Сибири / П. П. Попов // Лесоведение. –1999. –№1. –С. 68-43. 41. Попов, П. П. Изменчивость длины шишек и формы семенных чешуй ели европейской в зависимости от географической широты / П. П. Попов, А. Х. Александров // Лесоведение. – 2010. –№4. –С. 66-73. 42. Справочник по лесосеменному делу // Н. В. Кречетова, О. Ф. Крестова, Е. С. Любич и др. –М.: Лесн. пром-сть, 1978. –336 с. 43. Попов, П. П. Морфометрические показатели семян и крылаток ели сибирской / П. П. Попов // Лесоведение. –2003. –№6. –С. 66-73. 44. Указания по лесному семеноводству в Российской Федерации. –М.,2000. –199 с. 45. Щербакова, М. А. Изменчивость семян ели Picea abies (L.) Karst / М. А. Щербакова // Лесная генетика, селекция и семеноводство. –Петрозаводск: Карелия, 1970. –С. 429-434. 46. Долголиков, В. И. Величина шишек и семян ели на клоновых семенных плантациях / В. И. Долголиков // Лесное хозяйство. –1977. –№3. –С. 46-47. 47. Ефимов, Ю. П. Изменчивость шишек и семян сосны обыкновенной на семенных плантациях / Ю. П. Ефимов, В. М. Белобородов // Генетика, селекция, семеноводство и интродукция лесных пород. –Воронеж, 1977. –С. 38-42. 48. Пааль, Х. П. Качество сосновых семян в вегетативных лесосеменных плантациях Эстонской ССР / Х. П. Паль // Лесная генетика, семеноводство. Тезисы докладов всесоюзного совещания по лесной генетике, селекции и семеноводству. Т. 2. –Петрозаводск, 1983. –С. 101-102. 49. Правдин, Л. Ф. Изменчивость качества семян сосны обыкновенной в пределах одного насаждения / Л. Ф. Правдин, М. П. Абатурова, Г. А. Абатурова // Разработка основ систем селекции древесных пород. –Рига: Силава,1981. –С. 30-34. 50. Урожай и качество семян ели в Карелии / В. В. Тренин, А. А. Ильинов, Л. В. Степанов, Б. А. Чистяков // Селекция и лесное семеноводство в Карелии. –Петрозаводск, 1993. –С. 193-199. 51. Заборовский, Е. П. Лесное семеноведение и семеноводство / Е. П. Заборовский // Сборник научно-исследовательских работ по лесному хозяйству. Вып. X. –М.: Лесн. промсть, 1966. – С. 21-25. 147 52. Дашкевич, М. Д. Влияние величины шишек сосны обыкновенной на выход семян, их качество и рост сеянцев в питомнике / М. Д. Дашкевич // Лесной журнал. –1961. –№3. –С. 1721. 53. Старченко, И. И. Сортировка сосновых шишек – важное мероприятие / И. И. Старченко // Лесное хозяйство. –1957. –№12. –С. 24-28. 54. Перспективы использования сепарации семян сосны и ели для повышения их грунтовой всхожести / В. Э. Альберт, Н. Н. Пелевина, П. В. Демко, Н. В. Бабикова // Лесная генетика, селекция и семеноводство: тезисы докл. Т. 1. –Петрозаводск, 1983. –С. 56-57. 55. Шутяев, А. М. Влияние веса семян сосны обыкновенной на рост культур /А. М. Шутяев, А, А. Северин, М. Б. Лысак // Генетико-селекционные основы улучшения лесов: сборник научных трудов. –Воронеж: НИИЛГиС, 1999. – С. 138-142. 56. Биологическая характеристика семян кедра сибирского разной крупности / И. Н. Третьякова, В. Н. Невзоров, И. В. Голубев, И. П. Филиппова // Генетика и селекция на службу леса: материалы научно-практической конференции. –Воронеж: НИИЛГиС, Квадрат,1997. –С. 349-353. 57. Смурова, М. В. Изменение посевных качеств и биохимического состава семян сосны и ели при хранении / М. В. Смурова, А. С. Спахова, Р. Ф. Погорелова // Генетика, селекция, семеноводство и интродукция лесных пород. –Воронеж: НИИЛГиС,1977. –С. 52-55. 58. Данилов, М. Д. Формовое разнообразие дуба черешчатого в условиях северовосточной части его ареала и вопросы организации лесосеменного дела / М. Д. Данилов. – Йошкар-Ола, 1969. – 120 с. 59. Бондаренко, А. С. Генетическая обусловленность скорости роста ели европейской в культуре / А. С. Бондаренко, А. В. Жигунов // Лесоведение. – 2007. – №1. – С. 42-48. 60. Роне, В. М. Генетические основы селекции ели для плантационного лесовыращивания / В. М. Роне // Всесоюзное совещание по лесной генетике, селекции и семеноводству, 1-4 ноября 1983 г., Петрозаводск. Тезисы докладов. Т. 1. –Петрозаводск, 1983. – С. 96-98. 61. Багаева, М. В. Диагностические признаки отбора ели на быстроту роста в раннем возрасте / М. В. Багаева, С. Н. Багаев // Всесоюзное совещание по лесной генетике, селекции и семеноводству, 1-4 ноября 1983 г., Петрозаводск. Тезисы докладов. Т. 2.-Петрозаводск, 1983. – С. 42-43. 62. Кузнецова, Н. Ф Направление отбора в жизненном цикле сосны обыкновенной / Н. Ф. Кузнецова // Лесоведение. – 2003. – №4. – С. 9-16. 63. Развитие лесного семеноводства на период 2009-2020 годов // Лесная Россия. – 2008. –№9. –С. 9-16. 148 64. Рутковский, И. В. О сохранении генетического фонда лесов России / И. В. Рутковский, А. Е. Проказин // Лесное хозяйство. – 1998. – №3. – С. 30-32 65. Милютин, Л. И. Влияние идей В. Н. Сукачева на развитие генетико-селекционных исследований древесных растений / Л. И. Милютин, Е. Н. Муратова, А. Л. Ларионова // Лесоведение. – 2005. – №4. – С. 12-17. 66. Мамаев, С. А. Принципы выявления и сохранения генетических ресурсов древесных растений в лесах СССР / С. А. Мамаев, А. К. Махнев, Л. Ф. Семериков // Лесное хозяйство. – 1984. – №11. – С. 35-38. 67. Царев, А. П. Вопросы и практические проблемы плюсовой селекции / А. П. Царев, Н. В. Лаур // Лесной вестник. – 2006. – №5. – С. 118-123. 68. Путенихин, В. П. Методы сохранения генетической гетерогенности при создании искусственных «популяций» лесообразующих видов / В. П. Путенихин, Г. Г. Фарукшина // Хвойные бореальной зоны. – 2007. – Т. XXIV, №2-3. – С. 272-278. 69. Селекционное семеноводство сосны обыкновенной в Сибири / В. В. Тараканов, В. П. Демиденко, Я. Н. Ишутин, Н. Т. Бушков. – Новосибирск: Наука, 2001. – 230 с. 70. Stephan, B. R. Das deutsche Konzept zur Erhaltung forstgenetischer Ressourcen / B. R. Stephan // Erhaltung genetischer Ressourcen im Wald: Normen Programme Maβnahmen. – Landsberg: Еcomed, 1998. – S. 99-109. 71. S. M. G. de Vries. Das niederländische Programm zur Erhaltung forstgenetischer Ressourcen / S. M. G. de Vries // Erhaltung genetischer Ressourcen im Wald: Normen Programme Maβnahmen. – Landsberg: Еcomed, 1998. – S. 110-120. 72. Müller, F. Das österreichische Programm zur Erhaltung forstgenetischer Ressourcen / F. Müller, U. Schultze // Erhaltung genetischer Ressourcen im Wald: Normen Programme Maβnahmen. – Landsberg: Еcomed, 1998. – S. 121-135. 73. Bonfils, P. Das schweizerische Programm zur Erhaltung forstgenetischer Ressourcen / P.Bonfils, R. Finkeldey // Erhaltung genetischer Ressourcen im Wald: Normen Programme Maβnahmen. – Landsberg: Еcomed, 1998. – S. 136-150. 74. Paule, L. Generhaltungsmaβnahmen in der Slowakei / L. Paule // Erhaltung genetischer Ressourcen im Wald: Normen Programme Maβnahmen. – Landsberg: Еcomed, 1998. – S. 151-159. 75. Sindelar Jiri. Koncepce dalsich praci spojenych s vyzkumem promenlivosti a slechteni smrku ztepileho (Picea abies (L.) Karst / Sindelar Jiri.-Pr. VULHM. 1990– N 75. – С. 7-45. 76. Правдин, Л. Ф. Межпопуляционные различия кариотипов семейства Pinaceae / Л. Ф. Правдин, О. П. Шершукова, Г. А. Абатурова // Научные основы селекции хвойных древесных пород: сборник статей. – М.: Наука, 1978. – С. 49-52. 149 77. Правдин, Л. Ф. Особенности кариотипов ели европейской, ели сибирской и их спонтанных гибридов в СССР / Л. Ф. Правдин, О. П. Шершукова, Г. А. Абатурова // Научные основы селекции хвойных древесных пород: сборник статей. – М.: Наука, 1978. – С. 52-65. 78. Шершукова, О. П. Кариотип ели сибирской Picea obovata Ledeb. популяции Алтая / О. П. Шершукова // Научные основы селекции хвойных древесных пород: сборник статей. – М.: Наука, 1978. – С. 82-86. 79. Полозова, Л. Я. Исследование изоэнзимных спектров как метод изучения структуры популяций древесных пород / Л. Я. Полозова // Научные основы селекции хвойных древесных пород: сборник статей. – М.: Наука, 1978. – С. 99-114. 80. Полозова, Л. Я. Сравнительное изучение изоэнзимов эстераз у ели Piceaabies (L.) Karst.S. L. / Л. Я. Полозова, И. В. Санина // Научные основы селекции хвойных древесных пород: сборник статей. – М.: Наука, 1978. – С. 115-121. 81. Муратова, Е. Н. В-хромосомы голосеменных / Е. Н. Муратова // Успехи современной биологии. –2000. –Т. 120, №5. –С. 452-465. 82. Владимирова, О. С. Кариологические особенности ели сибирской Picea obovata Ledeb. из разных мест произрастания / О. С. Владимирова // Цитология. – 2002. – Т. 44, №7. – С. 712-717. 83. Муратова, Е. Н. Кариологический анализ ели аянской Picea ajanensis (LINDL. GORD.) FISCH. EXCARR. /Е. Н. Муратова // Бюл. Моск. о-ва испытателей природы. Отд. Биологии. – 2003. –Т. 108, вып. 3. –С. 58-64. 84. Муратова, Е. Н. Кариологическая структура популяций лиственницы Сукачева и сибирской / Е. Н. Муратова // Всесоюзное совещание по лесной генетике, селекции и семеноводству, 1-4 ноября 1983 г., Петрозаводск. Тезисы докладов. Т. 1. – Петрозаводск, 1983. – С. 91-92. 85. Конарев, В. Г. Проблемы вида и генома в селекции растений / В. Г. Конарев // Генетика. –1994.-Т. 30., №10. –С. 1293-1305. 86. Левитес, Е. В. Генетика изоферментов растений / Е. В. Левитес. – Новосибирск: Наука, Сиб. отд., 1986. –143 с. 87. Гончаренко, Г. Г. Руководство по исследованию хвойных видов методом электрофоретического анализа изоферментов / Г. Г. Гончаренко, В. Е. Падутов, В. В. Потенко. – Гомель: Бел-НИИЛХ, 1989. – 164 с. 88. Крутовский, К. В. От популяционной генетики к популяционной геномике лесных древесных видов: интегрированный популяционно-геномный подход / К. В. Крутовский // Генетика. – 2006. – Т. 42, №10. – С. 1304-1318. 150 89. Ларионова, А. Я. Генетическая изменчивость сосны обыкновенной в юго-восточной части ареала / А. Я. Ларионова // Генетика. – 2002. – Т. 38, №12. – С. 1641-1647. 90. Коршиков, И. И. Генетическая изменчивость и дифференциация популяций Abies alba Mill. в Украинских Карпатах / И. И. Коршиков, Н. Н. Пирко, Я. В. Пирко // Генетика. – 2005. – Т. 41, №3. – С. 356-365. 91. Потенков, В. В. Генетическая изменчивость и дифференциация популяций дуба зубчатого (Quercus dentata) и дуба монгольского (Quercus mongolika Fisch. ex Ledeb.) на юге Дальнего Востока России / В. В. Потенков, О. Г. Корень, В. П. Верхолат // Генетика. – 2007. – Т. 43, №4. – С. 489-498. 92. Ларионова, А. Я. Генетическая изменчивость лиственницы сибирской в Нижнем Приангарье / А. Я. Ларионова, Н. В. Яхнева, Н. А. Кузьмина // Лесоведение. – 2003. – №4. – С. 17-22. 93. Ларионова, А. Я. Генетическое разнообразие и дифференциация популяций лиственницы Гмелина в Эвенкии (Средняя Сибирь) / А. Я. Ларионова, Н. В. Яхнева, А. П. Абаимов // Генетика. – 2004. – Т.40, №10. – С. 1370-1377. 94. Ларионова, А. Я. Применение изоферментов в генетике и селекции лиственницы / А. Я. Ларионова // Всесоюзное совещание по лесной генетике, селекции и семеноводству, 14 ноября 1983 г., Петрозаводск. Тезисы докладов. Т. 1. – Петрозаводск, 1983. – С. 80-81. 95. Сравнительный анализ популяционно-генетических исследований елей и сосен / В. Е. Падутов, А. Е. Силин, А. Е. Падутов, О. Ю. Баранов // Проблемы лесоведения и лесоводства на радиоактивно загрязненных землях: сборник научных трудов ИЛНАН Беларуси. Вып.60. – Гомель: ИЛНАН Беларуси, 2004. – С. 140-156. 96. Коршиков, И. И. Генетическая изменчивость и дифференциация болотных и суходольных популяций сосны горной (Pinus mugo Turra) в высокогорье Украинских Карпат / И. И. Коршиков, Я. В. Пирко // Генетика. – 2002. – Т. 38, №9. – С. 1235-1241. 97. Динамика генетической структуры потомства по годам на лесосеменной плантации и в природной популяции сосны обыкновенной Pinus sylvestris L. / З. Х. Шигапов, А. Ш. Тимерьянов, Ю. А. Янбаев, А. И. Шигапова // Генетика. – 1996.-Т. 32, №10. – С. 1363-1370. 98. Популяционно-генетическая изменчивость сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L) в основных лесорастительных районах Украины / И. И. Коршиков, Л. А. Калафат, Я. В. Пирко, Т. И. Великоридько // Генетика. – 2005. – Т. 41, №2. – С. 216-228. 99. Коршиков, И. И. Генетическая структура, подразделенность и дифференциация популяций сосны Станкевича (Pinus stankewiczii (Sukacz.) Fomin) в горном Крыму / И. И. Коршиков, Е. М. Горлова // Генетика. – 2006. – Т. 42, №6. – С. 824-832. 151 100. Политов, Д. В. Динамика аллозимной гетерозиготности в дальневосточных популяциях кедрового стланика Pinus pumila (Pall.) Regel: сравнение зародышей и материнских растений / Д. В. Политов, М. М. Белоконь, Ю. С. Белоконь // Генетика. – 2006. – Т. 42, №10. – С. -1358. 101. Камалова, И. И. Генетическая структура коренного и производных насаждений ели Кировской области / И. И. Камалова, А. И. Ирошников, Н. И. Внуков // Генетикоселекционные основы улучшенных лесов: сборник научных трудов. – Воронеж: НИИЛГ. – 1999. – С. 21-41. 102. Коршиков, И. И. Популяционно-генетическая структура ели европейской Picea abies (L.) Karst. в Украинских Карпатах / И. И. Коршиков, С. Н. Привалихин // Генетика. – 2007. – Т. 43, №12. – С. 1627-1636. 103. Кравченко, А. Н. Генетический полиморфизм ели сибирской (Рicea obovata Ledeb.) в Средней Сибири /А. Н. Кравченко, А. Я. Ларионова, Л. И. Милютин // Генетика. – 2008.-Т. 44, №1. – С. 45-53. 104. Генетическая изменчивость и дифференциация популяций ели сибирской в Западном Саяне / А. Н. Кравченко, А. Я. Ларионова, Д. В. Политов и др. // проект №03-0449719, СО РАН (проект №145) и ОБН РАН (госконтракт по теме «Биоресурсы», программа «Динамика генофондов»), forest.akadem.ru›Articles/04/kravchenko_1 105. Потенко, В. В. Генетическая изменчивость и дифференциация популяций ели аянской на Сихотэ-Алине / В. В. Потенко, Ю. Д, Кныш // Лесоведение. – 2003, №4. –С. 23-31. 106. Потенко, В. В Пересмотр таксономического статуса ели, произрастающей на Камчатке: данные изоферментного анализа / В. В Потенко // Перспективы и методы повышения эффективности многоцелевого использования на Дальнем Востоке: материалы V научной конференции. – Хабаровск, 2004. – 206 с. 107. Гостимский, С. А. Изучение организации и изменчивости генома растений с помощью молекулярных маркеров / С. А. Гостимский, З. Г. К Генетика. – 2005. – Т. 41, №4. – С. 480-492. 108. Fladung M. Kann die Gentechnik in der Forstwirtschaft Anwendung finden? / M. Fladung // Österreichische Forstzeitung. – 2002. – № 113. – S. 16-18 109. Мережко, А. Ф. Генетический анализ количественных признаков для решения задач селекции растений / А. Ф.Мережко // Генетика. – 1994. – Т. 30, №10. – С. 1317-1325. 110. Буторина, А. К. Использование молекулярных маркеров в генетике, селекции и семеноводстве лесных древесных растений / А. К. Буторина, О. С. Машкина, И. И. Камалова // Лесные культуры, селекция древесных пород на юге Русской равнины: материалы 152 международной конференции, посвещенной 95-летию со дня рождения доц. Ельковой Елизаветы Ивановны. – Воронеж: ВГЛТА, 2007. – 92 с. 111. Quack, M. Molekular genetische Untersuchungen zur Variabilitätder Fichte (Picea abies [L.] Karst.) in Deutschland: Der. rer. nat: 28.04.2004 / M. Quack. – Trier, 2004. – 279 s. 112. Гостимский, С. А. Использование молекулярных маркеров для анализа генома растений / С. А. Гостимский, З. Г. Кокаева, В. К. Боброва // Генетика. – 1999.-Т. 35, №11. –С. 1538-1549. 113. Использование молекулярно-генетических маркеров для верификации коллекций in vitro сирени обыкновенной (Syringa vulgaris L.) / Н. В. Мельникова, Е. В. Борхерт, С. П. Мартынов и др. // Генетика. – 2009. – Т. 45, №1. – С. 97-103. 114. Алтухов, Ю. П. Мономорфная видоспецифичная ДНК, выявляемая в полимеразной цепной реакции со случайными праймерами / Ю. П. Алтухов, А. Б. Абрамова // Генетика. – 2000.-Т. 36, №12. – С. 1674-1681. 115. Яковлев, И. А. Генетическая дифференциация дуба черешчатого (Quercus robur L.) в европейской части России на основе RAPD-маркеров / И. А. Яковлев, Й. Клейншмит // Генетика. – 2002. – Т. 38, №2. – С. 207-215. 116. Тараканов, В. В. Надежность маркировки родословных на клоновых плантациях хвойных Западной Сибири/ В. В Тараканов, В. П. Демиденко // Генетико-селекционные основы улучшенных лесов: сборник научных трудов.-Воронеж: НИИЛГ. – 1999. – С. 216-223 117. Падутов, В. Е. Генетические и биотехнологические основы рационального использования лесных генетических ресурсов Беларуси / В. Е. Падутов // Лесохозяйственная информация. – 2008. – №3-4. – С. 23-24. 118. Мирошников, А. И. Опыт использования достижений лесной генетики, селекции и семеноводства в России и за рубежом / А. И. Мирошников // Лесохозяйственная информация. – 2008. – №3-4. – С. 4-9. 119. Шеверножук, Р. Г. Состояние и перспективы лесной селекции в России / Р. Г. Шеверножук // Лесохозяйственная информация. – 2008. – №3-4. – С.9-11. 120. Карасев, В. Н. Идентификация хвойных древесных растений в популяциях по особенностям цикличности основных физиологических процессов и биофизических параметров // науч. конф. проф.-преп. состава, докторантов, аспирантов, сотр. МарГТУ, посвящ. дню ун-та и 65-летию вуза – 27-31 мая, 1997. – Йошкар-Ола, 1997. – Ч II, №5(2).-С. 139-141. 121. Политов, Д. В. Применение молекулярных маркеров в лесном хозяйстве для идентификации, инвентаризации и оценки генетического разнообразия лесных ресурсов / Д. В. Политов // Лесохозяйственная информация. – 2008. – №3-4. – С. 24-27. 153 122. Ефимов, Ю. П. Современные проблемы и перспективы улучшения лесов селекционно-генетическими методами / Ю. П. Ефимов // Лесохозяйственная информация. – 2008. – №3-4. – С. 30-32. 123. Применение ДНК-маркеров для паспортизации ЛСП и сертификации семян хвойных пород / Ю. С. Белоконь, Н. В. Гордеева, Н. Ю. Гордон и др. // Лесохозяйственная информация. – 2008. – №3-4. – С. 35-38. 124. Применение ДНК-маркеров в лесном хозяйстве Беларуси /О. Ю. Баранов, В. Е. Падутов, А. Е. Силин и др. // Лесохозяйственная информация. – 2008. – №3-4. – С. 38-39. 125. Müller, F. Das österreichische Programm zur Erhaltung forstgenetischer Ressourcen / F. Müller, U. Schultze // Erhaltung genetischer Ressourcen im Wald: Normen Programme Maβnahmen. – Landsberg: Еcomed, 1998. – S. 121-135. 126. Tandre Karolina. Molecular approaches to the developmental biology of i norway spruce, Picea abies / Karolina Tandre // Acta univ. upsal. Compr.Summ.Uppsala Diss. Fac. Sci. аnd Technol. – 1997. – № 301. – С. 1-52. 127. Мудрик, Е. А. Популяционно-генетические исследования хвойных Украины с применением молекулярных маркеров / Е. А. Мудрик // Лесохозяйственная информация. – 2008. – №3-4. – С. 39-40. 128. Паленова, М. М. Разработка единого банка данных объектов ЕГСК / М. М. Паленова,С. И. Чумаченко, Д. В. Политов // Лесохозяйственная информация. – 2008. – №3-4. – С. 35-38. 129. Курнаев, С.Ф. Лесорастительное райнирование СССР / С.Ф. Курнаев. – М.: Наука, 1973. – 202 с. 130. Чистяков, А.Р. Лесорастительные условия и типы леса Учебно-опытного лесхоза / А. Р. Чистяков, А. К. Денисов. – Йошкар-Ола, 1958. – 35 с. 131. Агроклиматические ресурсы Марийской АССР. – Л.: Гидрометеоиздат, 1972. – 107с. 132. Демаков, Ю.П. Климат заповедника и характер изменчивости основных метеоположительных показателей / Ю. П. Демаков // науч. отч. РФ Гос. природ. заповедника «Большая Кокшага». Вып. 1. – Йошкар-Ола, 2005. – С. 125-150. 133. Данилов, М. Д. Растительность Марийской АССР / М. Д. Данилов – Йошкар-Ола, 1956. – 146 с. 134. Смирнов, В. Н. Почвы Марийской АССР / В. Н. Смирнов. – Йошкар-Ола: Марийское кн. изд., 1953. – 224 с. 135. Газизуллин, А. Х. Почвенно-экологические условия формирования лесов Среднего Поволжья: автореф. дис... д-ра с-х наук. / А. Х. Газизуллин. – Йошкар-Ола, 1993. – 50 с. 154 136. Указания о порядке отбора и учета лесосеменных объектов в Российской Федерации. – М., 1995. – 32 с. 137. Методика единовременной инвентаризации объектов единого генетико- селекционного комплекса в лесном фонде Российской Федерации. – М.,2006.138. ГОСТ 13056.4-67. Методы определения массы 1000 семян. 139. Котов, М. М Применение биометрических методов в лесной селекции / М.М. Котов, Э. П. Лебедева. – Горький,1977. – 120 с. 140. Doyle, J.J. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue / Doyle J.J., Doyle J.L. // Phytochemical Bulletin. – 1991. – № 19. – Р. 11-15 141. Yeh, F. C. POPGENE VERSION 1.32Ag/For Molecular Biology and Biotechnology Centre / F. C. Yeh, R. Yang, T. Boyle // University of Alberta and Center for International Forestry Research, 1997. 142. Коренев, И. А. Продуктивность ели в связи с морфологической изменчивостью вида в подзоне южной тайги: автореф. дис…канд. с-х. наук: 06.03.01 / И.А. Коренев. – М., 2008. – 22 с. 143. Долголиков, В. И. Оценка качества гибридных семян сосны и ели / В.И. Долголиков // Лесохозяйственная информация. – 1974. – №16. – С. 11-12. 144. Котов, М. М. Организация лесосеменной базы / М.М. Котов. – М.: Лесн. пром-сть, 1982. – 136 с. 145. Кальченко, Л. И. Поэтапная паспортизация деревьев на клоновых плантациях сосны обыкновенной: использование метода фенетики / Л.И. Кальченко, В.В. Тараканов // Хвойные бореальные зоны. – Т. XXVII, №1-2. – 2010. – С. 87-90. 146. Лесосеменное районирование основных лесообразующих пород в СССР. – 1982. – 368 с. М., 155 Приложение 1 Расшифровка номеров рамет к рисунку 3.3 № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 № ряда 2 2 3 2 3 3 2 4 2 4 1 1 4 1 1 3 3 1 3 3 3 4 3 4 3 3 2 4 4 3 4 4 3 2 1 1 3 3 4 2 4 4 2 3 2 № раметы 33 28 36 17 6 14 2 23 42 16 33 31 19 32 26 29 27 24 15 3 2 3 11 22 16 13 4 6 2 23 18 17 17 31 23 18 12 8 9 10 4 10 6 10 3 № п/п 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 № ряда 4 2 3 2 3 4 3 4 3 2 3 3 2 2 3 2 4 2 4 2 4 2 2 4 1 1 2 2 3 2 1 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 3 1 № раметы 5 11 5 8 37 7 33 15 7 18 32 21 19 5 31 1 14 32 11 9 12 40 36 8 17 16 29 26 19 16 11 27 24 30 23 24 22 21 37 34 20 20 9 156 Приложение 2 Статистические показатели длины (мм) семени ели по раметам в архиве клонов № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 х Sx V,% min max 4,6± 0,07 6,1 4,45±0,08 7,6 4,6± 0,1 9,6 4,3± 0,08 8,4 4,3 ±0,1 9,8 4,3± 0,1 7 4,6± 0,1 6,7 4,4± 0,2 13 4,8± 0,07 5,1 4,64±0,1 7,3 4,3± 0,1 8,1 4,6±0,07 4,9 4,4±0,08 5,4 4,4± 0,1 8,3 3,9±0,06 4,9 4,4± 0,2 15,2 4,4±0,09 6,9 3,2± 0,3 22,6 3,7± 0,2 13,6 4,2±0,06 4,7 4,4±0,08 5,9 3,9± 0,09 8,2 3,9±0,09 7,8 4 4 3,6 3,8 3 3,8 4 3,4 4,4 4 3,8 4,2 4 4 3,6 3,2 4 2,2 3 4 4 3,2 3,2 5,2 5 5,4 5 4,8 4,8 5 5,2 5,2 5 4,8 5 4,8 5,2 4,2 5,2 5 4,2 4,4 4,6 4,8 4,4 4,4 № п/п 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 х Sx 4,24±0,09 3,9± 0,1 4,2±0,08 4,12±0,1 3,8±0,11 4,3±0,09 3,7± 0,1 3,95±0,9 3,7± 0,1 3,3± 0,2 3,8 ±0,2 3,5 ±0,2 4,2± 0,2 4,3± 0,2 4,1± 0,2 4,3 ±0,1 4,1 ± 0,1 4,3 ± 0,1 3,9± 0,2 4± 0,1 4,3± 0,2 4,3 ± 0,1 4,4 ± 0,1 V,% min max 7 9,1 6,2 10,5 8,4 8,5 9 6,5 8,2 19,2 15,6 15,7 13,2 9,8 11,2 7,1 5,6 8 14,4 4,6 14,9 6,6 8,6 4 3,2 3,8 3,4 3,4 3,6 3,2 3,4 3,2 2,2 3 2,8 3 3,8 3,4 4 3,8 3,8 2,6 3,8 3,2 3,8 3,8 5 4,4 4,6 4,8 4,4 5 4,2 4,2 4 4,2 4,8 4,2 4,8 5 4,6 4,6 4,4 4,8 4,4 4,4 5,2 4,6 5 № п/п 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 х Sx 4,3±0,2 4,5±0,1 4,5±0,1 4,3±0,1 4,3±0,1 4,4±0,1 4,2±0,1 4 ± 0,2 4,4±0,2 4,3±0,2 4,6±0,2 4,5±0,2 3,9±0,1 5 ± 0,1 4,4±0,2 3,3±0,1 3,9±0,1 3,9±0,1 3,3±0,2 3,4±0,1 3,8 ±0, 4± 0,1 3,1±0,2 V,% min max 9,7 6,7 9 7,1 9,4 8,1 6,3 12,5 14,8 14,3 11,8 13,1 8 7,8 13,7 7,4 10,7 11,1 14,8 12,4 18,6 3,7 17 3,8 4,2 4 4 4 4 3,8 3 2,8 3 4 4 3,4 4,2 3 2,8 3 3,2 1,4 2,6 2,6 3,8 2,4 5 5 5 4,8 5,2 5,2 4,8 4,6 5,2 5 5,6 5,8 4,4 5,6 5 3,6 4,4 4,4 3,2 4 4,8 4,2 4 № п/п 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 х Sx V,% 3,0±0,2 23,90 4,5±0,1 8,5 4,1±0,2 12,4 4,0±0,2 11,1 3,5±0,2 10,9 3,6±0,1 9,1 3,8±0,1 6,6 4,5±0,3 10,3 4,3±0,2 10,9 4,1±0,3 15,2 3,9±0,1 10,9 3,8±0,1 6,3 3,7±0,2 11,6 3,7±0,2 18,7 3,8±0,3 20,9 3,9±0,1 10,8 4,1±0,1 8,0 4,1±0,1 10,1 4,4±0,1 6,8 4,4±0,1 5,9 3,8±0,1 7,6 min max 2,2 4 3,2 3,2 3 3 3,4 4,2 3,6 3,2 3,2 3,4 3,2 2 1,8 3 3,8 3,4 4 4 3,4 4 5 5 4,6 3,8 4 4,2 5 4,8 4,6 4,4 4,2 4,4 4,4 4,6 4,4 4,8 4,8 4,8 4,8 4,2 157 Окончание приложения 2 № п/п 24 25 26 27 28 29 30 31 х Sx V,% min max 4 ±0,07 7,5 4± 0,2 18,1 3,7± 0,2 13,8 4,13±0,09 6,3 4,2 ±0,1 7,8 4,5± 0,08 6 4,2± 0,05 3,5 4,1± 0,1 9,3 3,4 2,4 2,4 3,6 3,8 4 4 3,4 4,6 5 4,2 3,6 3,8 4 4 4,8 № п/п 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 х Sx 3,7± 0,4 4,1± 0,1 3,8± 0,1 3,8 ± 0,1 4,1± 0,1 3,9± 0,1 4,1 ± 0,1 3,6± 0,2 4± 0,1 3,4 ± 0,2 3,2 ± 0,2 V,% min max 27,1 6,9 8,9 8,2 4,3 11,7 6,2 16,5 8,1 21,1 12,6 1,8 3,8 3,2 3,2 4 3,2 3,8 2,4 3,6 2,2 2,6 4,8 4,8 4,2 4 4,4 4,6 4,4 4,4 4,4 4,2 3,8 № п/п 89 90 91 92 93 94 95 96 х Sx V,% min max 3,1±0,3 27,1 4 ± 0,1 6,1 3,8±0,1 9,1 3,5±0,1 9 3,8±0,1 11,5 4 ± 0,1 6,5 3,7±0,1 10,5 4,2±0,1 5,4 2 3,8 3,2 3 3 3,6 3,2 4 4,4 4,6 4,4 4 4,4 4,4 4,4 4,6 № п/п х Sx V,% min max 158 Приложение 3 Статистические показатели ширины (мм) семени ели по раметам в архиве клонов № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 х Sx 2,8±0,07 2,5±0,07 2,7±0,05 2,6±0,05 2,5±0,07 2,5±0,06 2,5± 0,1 2,6± 0,1 2,85±0,1 2,6±0,07 2,5±0,08 2,5±0,08 2,6±0,08 2,6±0,07 2,4± 0,1 2,7±0,09 2,6±0,07 2,2± 0,2 2,5± 0,2 2,9±0,07 2,7 ±0,1 2,7±0,07 2,5±0,08 2,5±0,04 2,5±0,08 2,5±0,15 2,65±0,1 V,% min max 10,9 12,6 8,2 8 11,7 7,8 12,9 12,4 7,1 8,9 10,5 9,9 9,4 8,1 13,2 10,5 8,7 23,8 19,5 7,4 11,4 9,1 10,6 7,9 10 19,6 8,8 2,2 1,8 2,2 2,4 1,8 2,2 1,8 2,0 2,4 2,2 2,2 2,2 2,2 2,4 2,0 2,2 2,4 1,2 1,8 2,6 2,2 2,2 2,0 2,2 2,0 1,8 2,4 3,45 3,2 3,0 3,2 3,0 2,8 3,0 3,0 3,0 2,8 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 2,8 3,0 3,2 3,2 3,2 3,0 3,0 2,8 3,2 3,0 № п/п 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 х Sx 2,7±0,06 2,2 ± 0,1 2,58±0,1 2,4±0,09 2,4±0,04 2,5±0,04 2,2±0,07 2,3±0,07 2,4 ± 0,1 2,2± 0,1 2,2± 0,1 2,1± 0,2 2,3 ±0,1 2,3±0,09 2,6±0,06 2,7±0,08 2,6± 0,1 2,8±0,00 2,7± 0,1 2,3± 0,1 2,6 ± 0,1 2,7±0,04 2,5± 0,1 2,7± 0,1 2,4± 0,1 2,3± 0,1 2,3± 0,1 V,% min max 7,1 15 10 11,9 4,5 6,9 8,4 8,1 12,1 18,2 16,6 24 16,5 9,8 6,3 6,7 8,3 0 8,5 18,9 6,1 5,1 13,3 7,7 14,2 8,4 9,6 2,4 1,6 2,2 2,0 2,2 2,4 2,0 2,0 2,0 1,4 1,4 1,2 1,6 2,4 2,4 2,2 2,8 2,4 1,6 2,4 2,4 2,0 2,6 1,8 2,0 2,0 2,4 3,0 2,8 3,0 2,8 2,6 2,8 2,6 2,6 2,8 2,8 2,6 2,6 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 3,2 2,8 2,8 2,8 3,0 3,2 2,8 2,6 2,6 3,0 № п/п 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 х Sx 2,3 ± 0,1 2,3 ± 0,1 2,6± 0,1 2,5± 0,1 2,5 ± 0,1 2,5± 0,1 2,4± 0,1 2,3 ± 0,1 2,5±0,04 2,5± 0,2 2,3 ± 0,1 2,2± 0,1 2,4± 0,1 2,5 ± 0,1 2,3± 0,1 2,1± 0,1 2,6± 0,1 2,3± 0,1 2,4 ± 0,2 2,5 ± 0,2 2,3± 0,1 2,3 ±0,04 2,3± 0,1 2± 0,1 2,5 ± 0,1 2,5± 0,1 2,5± 0,1 V,% min max 6,5 10,4 10,9 9,8 9,4 10,6 11,9 18,1 5,5 25,6 11,7 10,8 8,9 13,7 17,3 14,1 7 8,4 21,4 18,6 15,6 4,8 19,3 9,8 10,2 7,8 11,5 2,2 1,8 2,0 2,2 2,2 2,2 1,8 1,8 2,2 1,2 1,8 1,8 2,0 1,8 1,6 1,6 2,4 2,0 1,4 1,4 1,6 2,2 1,8 1,8 2,0 2,2 2,0 2,6 2,6 2,8 2,8 2,8 3,0 2,8 2,8 2,6 3,8 2,6 2,6 2,6 33,0 2,8 2,6 2,8 2,6 3,2 2,8 2,8 2,4 3,0 2,4 2,8 2,8 2,8 № п/п 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 V,% min max х Sx 1,9±0,1 20,90 1,4 2,4 2,5±0,1 10,9 2,0 2,8 2,6±0,1 9,5 2,4 3,0 2,5±0,04 4,1 2,4 2,6 2,3± 0,1 11,2 2,0 2,6 2,6±0,05 5,0 2,4 2,8 2,3±0,04 5,8 2,2 2,6 2,5± 0,1 4,7 2,4 2,6 2,2± 0,1 14,1 1,6 2,4 2,8± 0,1 3,6 2,6 2,8 2,2± 0,1 15,2 1,4 2,6 2,5± 0,1 5,9 2,2 2,6 2,6± 0,1 7,7 2,4 2,8 2,3± 0,1 17,1 1,4 2,8 2,2± 0,1 21,0 1,2 2,6 2,1± 0,1 13,5 1,6 2,4 2,4±0,04 4,7 2,2 2,6 2,5± 0,1 7,4 2,2 2,8 2,5± 0,1 8,1 2,2 2,8 2,6± 0,1 9,3 2,2 3,0 2,5± 0,1 7 2,2 2,8 159 Окончание приложения 3 № п/п 28 29 30 31 х S x V,% min max 2,5±0,09 11,5 2,0 3,0 2,9±0,08 8,5 2,4 3,4 2,7± 0,1 12,6 2,2 3,0 2,5±0,06 7,8 2,2 2,8 № п/п 59 60 61 62 63 64 65 х S x V,% min max 2,7± 0,1 8,8 2,4 2,8 2,6± 0,1 6,3 2,4 2,8 2,7±0,04 5,2 2,2 2,8 2,5± 0,1 9,1 1,6 2,6 2,3 ± 0,2 16,9 2,4 3,0 2,7± 0,1 10 2,0 2,8 2,5± 0,1 13,1 1,8 2,4 № п/п 93 94 95 96 х Sx 2,7±0,04 2,4± 0,2 2,5 ±0,03 2,5± 0,1 V,% min max 5,2 29 4,2 10,2 2,4 1,6 2,4 2,2 2,8 4,2 2,6 2,8 № п/п х Sx V,% min max 160 Приложение 4 Статистические показатели длины (мм) и ширины (мм) и их соотношение семени ели по раметам в архиве клонов № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 х Sx длины 4,6± 0,07 4,45±0,08 4,6± 0,1 4,3± 0,08 4,3 ±0,1 4,3± 0,1 4,6± 0,1 4,4± 0,2 4,8± 0,07 4,64±0,1 4,3± 0,1 4,6±0,07 4,4±0,08 4,4± 0,1 3,9±0,06 4,4± 0,2 4,4±0,09 3,2± 0,3 3,7± 0,2 4,2±0,06 4,4±0,08 3,9± 0,09 3,9±0,09 4 ±0,07 4± 0,2 3,7± 0,2 х Sx ширины 2,8±0,07 2,5±0,07 2,7±0,05 2,6±0,05 2,5±0,07 2,5±0,06 2,5± 0,1 2,6± 0,1 2,85±0,1 2,6±0,07 2,5±0,08 2,5±0,08 2,6±0,08 2,6±0,07 2,4± 0,1 2,7±0,09 2,6±0,07 2,2± 0,2 2,5± 0,2 2,9±0,07 2,7 ±0,1 2,7±0,07 2,5±0,08 2,5±0,04 2,5±0,08 2,5±0,15 Bs/Ls, № п/п 0,68 0,56 0,58 0,60 0,58 0,58 0,54 0,59 0,59 0,56 0,58 0,54 0,59 0,59 0,61 0,61 0,59 0,68 0,67 0,69 0,61 0,69 0,64 0,62 0,625 0,67 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 х Sx длины 4,24±0,09 3,9± 0,1 4,2±0,08 4,12±0,1 3,8±0,11 4,3±0,09 3,7± 0,1 3,95±0,9 3,7± 0,1 3,3± 0,2 3,8 ±0,2 3,5 ±0,2 4,2± 0,2 4,3± 0,2 4,1± 0,2 4,3 ±0,1 4,1 ± 0,1 4,3 ± 0,1 3,9± 0,2 4± 0,1 4,3± 0,2 4,3 ± 0,1 4,4 ± 0,1 3,7± 0,4 4,1± 0,1 3,8± 0,1 х S x Bs/Ls, ширины 2,7±0,06 0,64 2,2 ± 0,1 0,56 2,58±0,1 0,61 2,4±0,09 0,58 2,4±0,04 0,63 2,5±0,04 0,58 2,2±0,07 0,59 2,3±0,07 0,58 2,4 ± 0,1 0,65 2,2± 0,1 0,66 2,2± 0,1 0,58 2,1± 0,2 0,60 2,3 ± 0,1 0,54 2,3±0,09 0,53 2,6±0,06 0,63 2,7±0,08 0,62 2,6± 0,1 0,63 2,8±0,00 0,65 2,7± 0,1 0,69 2,3± 0,1 0,57 2,6 ± 0,1 0,60 2,7±0,04 0,63 2,5± 0,1 0,57 2,7± 0,1 0,73 2,4± 0,1 0,58 2,3± 0,1 0,63 № п/п 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 х Sx длины 4,3±0,2 4,5±0,1 4,5±0,1 4,3±0,1 4,3±0,1 4,4±0,1 4,2±0,1 4 ± 0,2 4,4±0,2 4,3±0,2 4,6±0,2 4,5±0,2 3,9±0,1 5 ± 0,1 4,4±0,2 3,3±0,1 3,9±0,1 3,9±0,1 3,3±0,2 3,4±0,1 3,8±0,2 4± 0,1 3,1±0,2 3,1±0,3 4 ± 0,1 3,8±0,1 х S x Bs/Ls, ширины 2,3 ± 0,1 0,53 2,3 ± 0,1 0,51 2,6± 0,1 0,58 2,5± 0,1 0,58 2,5 ± 0,1 0,58 2,5± 0,1 0,57 2,4± 0,1 0,57 2,3 ± 0,1 0,57 2,5±0,04 0,57 2,5± 0,2 0,58 2,3 ± 0,1 0,5 2,2± 0,1 0,49 2,4± 0,1 0,61 2,5 ± 0,1 0,5 2,3± 0,1 0,52 2,1± 0,1 0,63 2,6± 0,1 0,67 2,3± 0,1 0,59 2,4 ± 0,2 0,72 2,5 ± 0,2 0,73 2,3± 0,1 0,60 2,3±0,04 0,57 2,3± 0,1 0,74 2,0± 0,1 0,64 2,5 ± 0,1 0,62 2,5± 0,1 0,66 № п/п 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 х Sx длины 3,0±0,2 4,5±0,1 4,1±0,2 4,0±0,2 3,5±0,2 3,6±0,1 3,8±0,1 4,5±0,3 4,3±0,2 4,1±0,3 3,9±0,1 3,8±0,1 3,7±0,2 3,7±0,2 3,8±0,3 3,9±0,1 4,1±0,1 4,1±0,1 4,4±0,1 4,4±0,1 3,8±0,1 х S x Bs/Ls, ширины 1,9 ±0,1 0,63 2,5± 0,1 0,56 2,6±0,1 0,63 2,5±0,04 0,63 2,3± 0,1 0,66 2,6±0,05 0,72 2,3±0,04 0,60 2,5± 0,1 0,55 2,2± 0,1 0,51 2,8± 0,1 0,68 2,2± 0,1 0,72 2,5± 0,1 0,66 2,6± 0,1 0,70 2,3± 0,1 0,62 2,2± 0,1 0,58 2,1± 0,1 0,54 2,4±0,04 0,58 2,5± 0,1 0,61 2,5± 0,1 0,57 2,6± 0,1 0,59 2,5± 0,1 0,66 161 Окончание приложения 4 № п/п 27 28 29 30 31 х Sx длины 4,13±0,09 4,2 ±0,1 4,5± 0,08 4,2± 0,05 4,1± 0,1 х Sx ширины 2,65±0,1 2,5±0,09 2,9±0,08 2,7± 0,1 2,5±0,06 Bs/Ls, 0,64 0,59 0,64 0,64 0,61 № п/п 58 59 60 61 62 63 64 65 х Sx длины 3,8 ± 0,1 4,1± 0,1 3,9± 0,1 4,1 ± 0,1 3,6± 0,2 4± 0,1 3,4 ± 0,2 3,2 ± 0,2 х S x Bs/Ls, ширины 2,3± 0,1 0,60 2,7± 0,1 0,66 2,6± 0,1 0,67 2,7±0,04 0,66 2,5± 0,1 0,69 2,3 ± 0,2 0,57 2,7± 0,1 0,79 2,5± 0,1 0,78 № п/п 92 93 94 95 96 х Sx длины 3,5±0,1 3,8±0,1 4 ± 0,1 3,7±0,1 4,2±0,1 х S x Bs/Ls, ширины 2,5± 0,1 0,71 2,7±0,04 0,71 2,4± 0,2 0,60 2,5±0,03 0,67 2,5± 0,1 0,60 № п/п х Sx длины х S x Bs/Ls, ширины 162 Приложение 5 Статистические показатели длины (мм) крылышек рамет ели в архиве клонов № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 х Sx 9,7± 0,2 9,6± 0,2 10,3±0,2 8,3±0,14 8,99±0,2 8,4± 0,3 9,96±0,3 10,5±0,2 11,2±0,2 9,6± 0,4 8,0±0,35 7,9± 0,3 8,5±0,35 9,3± 0,3 8,5± 0,3 10,8±0,3 10,5±0,3 8,3 ±0,2 10 ±0,5 11,1±0,2 10,0±0,4 9,2± 0,1 8,15±0,2 9,5±0,15 9,4± 0,2 8,0±0,15 8 ± 0,17 V,% min max 7,9 8,4 11,2 7,8 7,4 10,6 9,6 7,8 11,4 7,4 7,2 9,4 8,4 8,0 10,6 12,4 6,8 9,8 9,3 8,0 11,0 7,3 8,8 11,4 6,5 10,2 12,6 12,2 7,0 10,8 13,7 5,0 8,8 13,3 5,8 9,2 12,3 6,2 9,8 9,3 8,0 10,4 11,6 7,2 10,0 9 8,8 12,0 8,7 9,4 12,2 7,6 7,2 9,0 15,3 8,2 13,0 5,4 10,2 11,8 12,3 7,2 11,2 4,9 8,8 10,0 7,5 7,0 9,0 7,2 7,8 10,2 6,7 8,4 10,4 6 7,2 8,8 6 7,2 8,8 № п/п 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 х Sx 10,5±0,2 8,8± 0,3 11,0±0,3 11,3±0,4 10,4±0,4 11,7±0,2 9,6± 0,2 10 ±0,4 10,2±0,4 9,5 ± 0,3 10,5±0,3 10,3±0,4 13 ± 0,4 9,7± 0,3 10,3±0,4 10,5±0,5 10,5±0,2 9,8± 0,3 9,9± 0,2 10,5±0,5 9± 0,2 10,8±0,3 10,50,3 10,1±0,4 10,2±0,4 10,6±0,2 11,5±0,5 V,% min max 6 9,6 11,4 9,8 8,0 10,4 8,9 8,6 12,0 10,4 8,8 13,0 11,4 8,6 11,6 7,3 10,2 13,0 5,7 8,6 10,2 12,6 7,4 11,2 11,4 9,0 12,2 10,7 6,8 10,6 8,8 9,2 12,0 12,3 8,0 12,4 6,5 11,4 14,8 8,8 8,4 11,2 10,5 8,8 11,2 9,8 10,0 11,0 4,4 9,2 10,4 5,8 8,2 10,8 7,8 7,0 11,8 14,1 8,0 10,2 7,6 8,8 11,6 7,6 9,2 11,4 8 8,4 12,2 11,5 9,0 11,4 8,6 9,0 11,4 7 8,8 14,0 13,7 9,6 12,0 № п/п 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 х Sx 7,7± 0,4 8,6± 0,1 10,3±0,2 7,9± 0,2 9,6 ± 0,2 10± 0,1 10,2±0,2 11,2±0,3 9,7± 0,2 9,7± 0,3 9,9± 0,2 7,7 ± 0,3 7,7± 0,4 11 ± 0,2 10,3±0,3 7,8± 0,3 10,5±0,2 11± 0,3 10,8±0,1 10,4±0,4 11,1±0,3 11,4±0,4 12,5±0,3 12,8±0,3 10,5±0,2 10,8±0,3 9,1± 0,2 V,% min max 14,1 3,7 7 6,7 6,7 4,3 5,4 8,5 6,8 9,1 6,8 13,3 15,9 4,7 8,2 12,5 7,2 9,1 16,3 10,1 9,2 8,6 6,7 7,6 6,4 10 8,5 5,6 8,2 9,2 7,0 8,2 9,2 9,2 9,8 8,8 8,0 8,4 5,4 5,4 10,4 9,0 6,4 8,8 9,0 7,4 8,8 9,4 10,2 11,0 11,4 9,0 8,8 8,0 9,0 9,0 11,4 8,6 10,2 10,6 10,8 12,0 10,8 11,0 10,4 9,0 9,2 12,0 12,0 9,2 11,4 12,6 12,8 12,0 13,0 13,0 14,0 14,0 11,2 12,0 10,2 № п/п 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 V,% х Sx 8,5 ±0,2 9,1 9,0± 0,5 15,0 11,4±0,3 6,8 13,3±0,2 4,3 7,3± 0,4 10,7 9,1 ±0,6 17,6 10,8±0,3 7,9 10,9±0,1 2,1 12,4±0,2 3,8 11,2±0,5 8,1 9,9± 0,4 13,0 10,8±0,4 10,0 10,1±0,4 9,2 9,7± 0,1 4,0 11,2±0,4 11,6 10,3±0,2 5,6 10,6±0,3 8,8 11,0±0,3 8,7 10,8±0,2 6,3 9,4± 0,3 9,9 9,7± 0,3 10,8 min max 7,4 6,4 10,2 12,6 6,2 6,4 8,8 10,6 12,0 10,0 8,0 8,8 8,8 9,0 9,2 9,2 8,8 9,2 9,8 7,8 7,0 10,0 10,6 12,2 14,0 8,0 11,0 12,0 11,0 13,0 12,2 11,4 12,4 11,4 10,0 13,0 11,0 12,2 12,4 12,0 11,0 10,4 163 Окончание приложения 5 № п/п 28 29 30 31 х S x V,% 8,96±0,2 6,1 9,4 ± 0,3 9,6 8,75±0,1 4,9 9± 0,2 8 min max 8,2 7,4 7,8 7,8 10,2 10,2 9,2 10,0 № п/п 59 60 61 62 63 64 65 х S x V,% min max 10,9±0,3 8,2 11,6 12,8 12,4±0,2 4,1 10,0 13,0 11,6±0,4 9,6 10,4 12,8 11,6±0,2 6,6 11,4 12,4 12± 0,1 3 9,6 12,0 11± 0,4 9,1 8,4 12,8 11 ± 0,5 12,9 4,8 9,2 № п/п 93 94 95 96 х Sx 9,9± 0,3 9,6 ± 0,2 7,8± 0,2 12,4±0,3 V,% min max 9,8 8,0 11,2 5,2 8,8 10,2 6,1 7,0 8,6 7,3 11,0 13,4 № п/п х Sx V,% min max 164 Приложение 6 Статистические показатели ширины (мм) крылышек рамет ели в архиве клонов № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 х Sx 6,3±0,09 5,9±0,15 6,3±0,12 5,6±0,08 5,8±0,09 5,7±0,15 6,1±0,2 6,3±0,1 6,6±0,08 6,1 ±0,2 5,5 ±0,2 5,6± 0,2 5,6± 0,2 5,9± 0,1 5,6± 0,1 6,4± 0,1 6,2 ±0,2 5,8 ±0,1 6,6± 0,3 7,2±0,15 6,8 ±0,2 6,1± 0,1 5,9± 0,1 5,9±0,08 6,9±0,15 6,5± 0,3 6,2±0,25 V,% min max 6,2 7,8 8,2 6,2 6,2 8,3 8,5 7 4,1 8,5 9,2 10 10,9 7,6 5,8 6,4 8,3 6,5 12,6 6,8 8,7 5,7 6,6 6,4 6,7 13,6 11,4 5,4 4,8 5,4 4,8 4,8 4,8 5,0 5,4 6,2 5 4,6 4,4 4,6 5,0 5,2 5,8 5,0 5,2 5,2 6,4 5,6 5,4 5,2 4,8 5,8 4,6 4,8 7,0 6,4 7,2 6,2 6,4 6,2 6,6 7,0 7,2 6,8 6,2 6,4 6,4 6,4 6,0 7,0 6,7 6,4 7,4 8,0 7,6 6,6 6,4 6,4 7,4 8,0 7,0 № п/п 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 х Sx 5,6±0,11 5,3±0,09 5,8±0,15 5,96±0,3 5,7±0,09 5,9±0,07 5,43±0,1 5,3 ± 0,2 5,5 ± 0,2 5,5±0,06 5,7±0,21 5,4± 0,2 6,05±0,2 5,7± 0,2 6,1± 0,3 6,3± 0,1 5,8± 0,1 6± 0,2 6,5 ± 0,1 5,8 ± 0,2 5,6± 0,1 6,6± 0,1 6,1± 0,2 6,3± 0,1 5,9± 0,3 6± 0,1 6 ± 0,6 V,% min max 6,4 87,5 8,3 14,5 4,5 4,5 5 9,4 9,7 3,4 10,9 10,2 8,6 7,3 11,3 3,6 4,5 8,2 4,4 12,8 5,2 7 11,7 6,1 10,4 4,3 12,5 5,0 4,8 4,6 4,2 5,2 5,4 5,0 4,6 4,8 5,2 4,6 4,4 5,2 4,8 6,0 5,4 5,2 6,0 4,0 5,2 6,0 4,8 5,8 5,4 5,6 4,8 4,8 6,0 5,8 6,2 7,6 6,0 6,4 5,8 6,0 6,2 5,8 6,4 6,2 6,6 7,0 6,6 6,2 6,4 7,0 6,4 6,0 7,4 7,0 7,0 7,0 6,6 6,8 6,6 № п/п 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 х Sx 5,9± 0,2 6,6± 0,1 7,2 ± 0,1 5,8± 0,2 6,8± 0,2 7 ± 0,2 6,2± 0,3 5,8± 0,1 7± 0,1 6,7± 0,2 7,1± 0,1 6,3 ± 0,1 6,1± 0,2 7,5 ± 0,2 7,1± 0,2 4,9± 0,2 6,9± 0,2 5,9± 0,1 6,4 ± 0,1 6± 0,2 6,2 ± 0,3 5,8± 0,2 6,7± 0,2 6,4 ± 0,2 5,9± 0,1 6 ± 0,3 5,3± 0,2 V,% min max 10,7 6,7 5,9 8,6 8 6,5 13,5 7,1 6 8,4 6,3 5,6 11,4 8,2 8,1 11,1 10,1 5,6 6,9 9,1 15,3 7,9 8,8 8,9 4,5 15,6 9,6 4,8 5,8 6,2 5 6 6,2 5,2 5,2 6,6 6,0 6,2 5,8 5,0 6,0 6,2 4,0 5,8 5,4 5,8 5,0 4,0 5,0 5,8 5,4 5,6 4,4 4,0 6,6 7,2 7,6 6,4 7,6 7,6 7,4 6,4 8,0 7,6 7,6 7,0 7,0 8 8,2 5,6 7,8 6,4 7,2 6,6 7,2 6,2 7,6 7,2 6,2 7,6 5,8 № п/п 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 х Sx 5,8±0,2 6,3±0,2 6,5±0,2 7,0±0,1 4,4±0,2 5,4±0,4 5,7±0,1 5,1±0,5 6,5±0,1 6,3±0,2 5,8±0,3 6,7±0,1 6,3±0,3 5,1±0,1 6,1±0,3 5,6±0,1 6,7±0,2 6,9±0,1 6,8±0,3 5,9±0,2 6,2±0,2 V,% min max 11,8 9,9 8,4 2,8 9,5 20,2 6,5 18,7 5,4 6,1 14,8 3,9 11,3 6,8 9,1 4,9 10,8 3,1 11,2 9 7,8 4,0 5,4 5,4 6,8 3,8 3,4 5,2 4,0 6,0 5,8 3,8 6,2 4,8 4,6 5,0 5,2 4,8 6,6 5,4 5,0 5,4 6,4 7,2 7,0 7,2 4,8 6,4 6,0 5,8 7,0 6,6 6,6 7,0 7,0 5,6 6,8 6,0 7,2 7,2 7,6 6,4 7,0 165 Окончание приложения 6 № п/п 28 29 30 31 х S x V,% min max 6,5 ± 0,2 9,1 5,0 7,0 7,3 ± 0,1 5,5 6,4 7,8 6,6± 0,1 5,2 6,0 7,0 6,7± 0,2 10,2 5,2 7,6 № п/п 59 60 61 62 63 64 65 х S x V,% min max 5,8± 0,2 10,3 6,0 7,2 6,6± 0,2 7,9 5,4 6,8 6,2± 0,2 8,1 5,2 6,8 6,1 ± 0,1 7,3 5,2 6,6 6,1± 0,2 8,5 4,6 7,2 6,3± 0,4 15,7 6,0 7,0 6,6± 0,1 5,7 4,4 6,0 № п/п 93 94 95 96 х Sx 6,7± 0,1 5,6± 0,1 5,9 ± 0,3 6,2± 0,2 V,% min max 4,5 6,3 15,2 11,8 6,2 5,0 5,0 4,4 7,2 6,0 7,8 7,0 № п/п х Sx V,% min max 166 Приложение 7 2 Статистические показатели площади (мм ) крылышек рамет ели в архиве клонов № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 х Sx 44 ±1 40,4±1,1 46,7±1,4 34,2±0,7 37,5 ±1 34,3±1,9 43,2±2,2 46,7±1,6 53,1±1,1 41,7±2,1 32,6±1,9 32,7±1,9 35,1±2,1 39,3±1,7 34 ±1,8 49,2±2,2 46,7±1,9 33,3±1,1 45,4±2,6 55,6±1,7 48 ±2,7 40,6±0,6 34,5±1,3 39,8±0,9 44,3±1,3 36 ±1,9 35,3±0,8 V,% min max 10 12,4 10,7 9,7 11,1 17,2 16,1 10,9 6,8 15,8 18,2 18,1 17,9 14 16,5 13,9 13,5 9,4 18,4 9,5 17,9 4,9 13 10,7 10,2 17,1 6,1 34,44 28,12 31,2 28,08 32,4 24,48 27,2 36,96 47,94 27,3 17 19,72 24,18 31,08 27,38 36,96 35,72 28,08 34,44 47,84 28,08 36,8 25,2 31,2 37,72 24,48 32,56 52,64 47 54,88 39,48 45,58 43,12 50,6 53,58 57,34 49,82 37,84 37,8 43,12 45,9 45,0 58,8 56,12 37,8 59,8 64,9 57,24 43,24 38,7 45,9 51,0 45,92 39,2 № п/п 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 х Sx 43,4±1,3 33,4±1,3 46,5±2,1 47,1±2,4 42,1±1,9 49,2±1,1 36,5±0,6 38,4±2,4 40,8 ±3 36,4±1,1 41,7±2,1 38,6±1,9 54,6 ±3 38,8±1,9 45± 3 47± 2,4 43,8±1,4 43,4±2,1 45,8±1,5 43,2±3,3 36,9±0,9 49,8±1,8 45,2±2,5 46,2±2,1 43± 3,1 43,9±1,3 48,5±3,6 V,% min max 9,6 12,9 14,3 16,4 12,8 9,3 4,9 17,9 19,5 10 14,4 14,5 15,7 12,7 17,8 11,5 8,4 10,7 10,4 22,7 7,7 11,2 17,7 14,7 17,4 9,4 22 36,48 27,2 29,24 29,04 32,68 40,56 34,4 25,16 31,96 26,52 31,96 25,6 43,32 31,08 37,84 39,78 36,8 35,26 19,6 31,2 37,84 31,28 36,12 34,2 36,0 31,68 36,5 48,2 42,6 54,0 57,0 46,4 55,9 39,0 44,8 53,68 40,4 47,5 44,6 68,08 53,76 51,52 49,5 47,8 50,96 51,3 40,8 57,1 53,8 58,6 54,7 50,2 64,4 56,4 № п/п 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 х Sx 31,8±1,7 38,3±0,9 50,6±1,8 32 ±1,2 44,5±1,5 47,4±1,4 43,2±1,5 45,4 ±2 46,1±1,3 44,2±1,9 46,4±1,3 32,6±1,5 32,8±2,6 55± 1,7 48,4±1,7 27,2±1,4 49,9±1,5 45 ±1,8 46,6±1,8 43,8±1,1 47,4±2,2 46± 2 56,6±2,2 53,6±2,2 44,1±1,1 46,1± 3 35,5±1,5 № п/п 13,9 25,2 36,9 97 6,5 35,3 42,3 98 10,5 43,2 59,3 99 9,4 28,0 36,8 100 10,7 33,6 48,96 101 9 41,4 54,1 102 10,8 37,8 49,9 103 13,3 35,3 54,0 104 9,2 41,4 54,1 105 13,7 33,6 52,0 106 8,8 38,6 49,98 107 14,3 22,1 38,5 108 23,4 20,5 43,2 109 10 43,9 62,4 110 11,3 38,7 59,4 111 17,3 19,8 35,9 112 9,2 42,1 56,1 113 12,4 36,0 55,4 114 12,1 37,9 54,0 115 7,3 40,3 49,7 116 15 30,4 54,3 117 10,6 42,9 55,9 12,4 46,4 54,5 13 43,2 61,6 8,1 35,1 47,3 20,8 29,04 61,2 13,3 24,6 42,0 V,% min max х Sx 33,3±1,9 40,3±3,1 52 ± 2,6 63,7±1,6 24,2 ± 2 36,9±3,9 43,4±1,4 41 ± 3,7 53,7±1,3 50,7±2,6 39,8±2,6 49,8 ±2 44,9±2,4 35,8±1,1 46,7±2,7 40 ±0,9 49,5±2,1 51,4±1,6 50,4±2,2 40,5 ± 2 42,4 ± 2 V,% min max 17,7 22,4 39,6 20,5 24,96 48,8 14,3 39,8 61,0 6,3 59,2 68,6 16,2 18,6 27,2 29,6 18,6 50,6 10,3 33,4 49,2 15,5 33,9 46,2 5,9 49,2 57,2 10,2 43,0 53,7 19,5 24,6 49,5 11,1 41,4 59,5 14,1 36,0 53,6 9 29,4 40,0 18,1 28,5 58,3 7 35,9 44,5 13,5 36,7 59,8 8,9 45,1 58,3 9,3 42,1 61,2 15,3 31,2 51,5 14,1 28,0 48,0 167 Окончание приложения 7 № № № V,% min max V,% min max V,% п/п х S x п/п х S x п/п х S x 28 40,4±1,4 11,4 28,7 47,94 59 46,1±2,4 15 49,9 64,0 93 46,3±1,7 11,9 29 48 ± 1,5 9,9 37,74 52,92 60 57,1±2,4 9,3 40,8 58,5 94 38,2±1,5 12,5 30 40,4±1,2 9,8 31,98 46,0 61 51,4±2,3 14,1 39,96 54,9 95 32,8±1,3 12,9 31 41,8 ± 2 15,1 28,86 52,0 62 50,1±1,4 8,6 41,48 57,04 96 43,8±0,5 20,8 63 50,7±2,2 10,7 33,6 57,6 64 49,8±4,2 20,8 35,28 58,8 65 50,5±2,5 15,2 15,7 37,7 min max 36,0 32,4 28,0 36,3 52,9 50,0 40,3 61,6 № п/п х Sx V,% min max
