Природоохранное значение генетической структуры регрессивных популяций Lobelia dortmanna L. в Беларуси

В статье представлен анализ генетического разнообразия популяций Lobelia dortmanna L. (лобелии Дортманна), выполненный с помощью молекулярных iPBS-маркеров. Изучены все известные в Беларуси популяции из озер Белое (Лунинецкий р-н), Свитязь (Новогрудский р-н), Белянец и Бредно (Россонский р-н), расположенные в островных локалитетах вдали от юго-восточной границы ареала. Показано, что наибольшее генетическое разнообразие Нея характерно для популяции оз. Белянец (0,15), наименьшее ‒ для популяции оз. Бредно (0,10). Для данного вида не выявлено взаимосвязи между положением популяции в пределах ареала, ее численностью, жизненностью растений и уровнем генетического разнообразия. Для белорусских популяций Lobelia dortmanna L. установлено преобладание межпопуляционной изменчивости (54 %) над внутрипопуляционной (46 %), что указывает на высокий уровень их генетической дифференциации. Поток генов для популяций исследуемого вида равен 0,35, что подтверждает низкий уровень обмена генами между популяциями и согласуется с крайне низкой численностью вида на территории Беларуси, а также с изолированностью популяций как от основного фрагмента ареала вида, так и между собой.

Данные кластерного анализа популяций Lobelia dortmanna L. показывают их разделение на две генетически разрозненные группы, географическое положение которых подтверждает их генетическую связь с фенноскандинавским и атлантикоевропейским фрагментами ареала вида в Европе.

1. Расселение Лобелии Дортмана на Витебщине / И. М. Морозов [и др.] // Охраняемые природные территории и объекты Белорусского Поозерья: современное состояние, перспективы развития: материалы III Междунар. науч. конф., Витебск, 16–17 декабря 2009 г. / редкол.: А. М. Дорофеев (отв. ред.) [и др.]; Витеб. гос. ун-т им. П. М. Машерова [и др.]. – Витебск, 2009. – С. 148–150.

2. Власов, Б. П. Особенности уникальных озер Беларуси как формирующая основа ресурсов реликтовых видов Isoetes L. и Lobelia dortmanna L. // Вестн. БГУ. Сер. 2. Химия. Биология. География. – 2014. – № 1. – С. 62–67.

3. Красная книга Республики Беларусь. Растения: редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды дикорастущих растений / М-во природ. ресурс. и охраны окруж. среды Респ. Беларусь, Нац. акад. наук Беларуси; гл. редкол.: Л. И. Хоружик (предс.) [и др.]. – 4-е изд. – Минск: Беларус. энцыкл., 2015. – 445 с.

4. How general are positive relationships between plant population size, fitness and genetic variation? / R. Leimu [et al.] // J. Ecol. – 2006. – Vol. 94, N 5. – P. 942–952. https://doi.org/10.1111/j.1365-2745.2006.01150.x

5. Genetic diversity and population structure of naturally rare Calibrachoa species with small distribution in southern Brazil / A. L. de Wallau John [et al.] // Genet. Mol. Biol. – 2019. – Vol. 42, N 1. – P. 108–119. https://doi.org/10.1590/1678-4685-gmb-2017-0314

6. Genetic diversity and population structure of the rare and endangered plant species Pulsatilla patens (L.) Mill in East Central Europe / M. Szczecińska [et al.] // PLoS ONE. – 2016. – Vol. 11, N 3. – P. e0151730. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0151730

7. Samantaray, S. Evaluation of genetic diversity in Chlorophytum borivilianum (Santp. and Fernan.) using molecular markers: An endangered medicinal plant / S. Samantaray, U. Ngangkham // Active ingredients from aromatic and medicinal plants / ed. H. A. El-Shemy. – 2017. https://doi.org/10.5772/66536

8. Lobelia dortmanna (Lobeliaceae) в Вологодской области / Д. А. Филиппов [и др.] // Вестн. СПбГУ. Сер. 3. Биология. – 2016. – Вып. 1. – С. 84–99.

9. Reasons for the dramatic loss of Lobelia dortmanna, a keystone plant species of softwater lakes in the Northern Hemisphere / S. R. Nielsen [et al]. // Freshwater Biol. – 2023. – Vol. 68, N 10. – P. 1673–1684. https://doi.org/10.1111/fwb.14149

10. iPBS: a universal method for DNA fingerprinting and retrotransposon isolation / R. Kalendar [et al.] // Theor. Appl. Genet. – 2010. – Vol. 121, N 8. – Р. 1419–1430. https://doi.org/10.1007/s00122-010-1398-2

11. Wright, S. Random drift and shifting balance theory of evolution / S. Wright // Biomathematics / ed. K. Krickeberg [et al.]. – Berlin [et al.], 1970. – Vol. 1: Mathematical topics in population genetics / ed. K. Kenichi. – P. 1–31. https://doi.org/10.1007/978-3-642-46244-3_1

12. Редкие биотопы Беларуси / А. В. Пугачевский [и др.]. – Минск: Альтиора – Живые краски, 2013. – 234 с.

13. Козловская, Н. В. Флора Белоруссии, закономерности ее формирования, научные основы использования и охраны / Н. В. Козловская. – Минск: Наука и техника, 1978. – 126 с.