Relationships between the allozyme and phenotypic diversities of Picea ajanensis populations

The structures of Picea ajanensis populations were compared based on allozyme analysis of vegetative buds and morphometric analysis of generative organs. Six cenopopulations of P. ajanensis were investigated in areas with various levels of volcanic impact in the Kamchatka Peninsula. The genetic stru...

Full description

Bibliographic Details
Published in:Vavilov Journal of Genetics and Breeding
Main Authors: V. P. Vetrova, A. K. Ekart, A. N. Kravchenko, A. Ya. Larionova, В. П. Ветрова, А. К. Экарт, А. Н. Кравченко, А. Я. Ларионова
Other Authors: РФФИ
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:Russian
Published: Institute of Cytology and Genetics of Siberian Branch of the RAS 2015
Subjects:
Online Access:https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/451
https://doi.org/10.18699/VJ15.075
id ftjvavilov:oai:oai.vavilov.elpub.ru:article/451
record_format openpolar
institution Open Polar
collection Vavilov Journal of Genetics and Breeding
op_collection_id ftjvavilov
language Russian
topic Picea ajanensis
phenotypic diversity
cone morphology
фенотипическая изменчивость
морфология шишек
spellingShingle Picea ajanensis
phenotypic diversity
cone morphology
фенотипическая изменчивость
морфология шишек
V. P. Vetrova
A. K. Ekart
A. N. Kravchenko
A. Ya. Larionova
В. П. Ветрова
А. К. Экарт
А. Н. Кравченко
А. Я. Ларионова
Relationships between the allozyme and phenotypic diversities of Picea ajanensis populations
topic_facet Picea ajanensis
phenotypic diversity
cone morphology
фенотипическая изменчивость
морфология шишек
description The structures of Picea ajanensis populations were compared based on allozyme analysis of vegetative buds and morphometric analysis of generative organs. Six cenopopulations of P. ajanensis were investigated in areas with various levels of volcanic impact in the Kamchatka Peninsula. The genetic structures of spruce populations and phenotypes were determined by analysis of ten enzyme systems (PGM, GOT, HK, LAP, MDH, SKDH, IDH, GDH, PGI and SOD). Phenotypic variability of spruce populations was estimated based on the composition of morphotypes that were identified by using geometric morphometrics of cone-scale shapes. Pairwise comparison of samples of cones from 170 trees from six populations revealed 12 morphotypes differing in the shape of cone scales. Comparative assessment of variability and similarity of populations was carried out based on the frequency of occurrence of phenotypes and frequency of alleles of polymorphic loci. Correlations of the genetic and phenotypic distance matrices between different phenotypes were revealed. This observation was consistent with the genetic determination of the shape of cone scales in spruce. Genetic differences between the morphotypes with regard to nine polymorphic loci (Got-2, Skdh-1, Idh-2, Pgm-2, Mdh-1, Mdh-3, Pgm- 1, Pgi-2, and Hk) were not significant. Statistically significant differences between the morphotypes were revealed for two loci: Pgm-2 and Mdh-1. Differences in the genetic diversity of spruce populations generally corresponded to differences in their phenotypic diversity. The high levels of genetic and phenotypic diversity characterized a stable population structure of spruce in the area of weak volcanic influence. Changes in the genetic structure and low levels of the phenotypic diversity of spruce were observed under catastrophic volcanic impact. Проведено сравнение структуры популяций ели аянской (Picea ajanensis) по результатам аллозимного анализа тканей вегетативных почек и морфометрического анализа генеративных органов. Исследовали шесть ...
author2 РФФИ
format Article in Journal/Newspaper
author V. P. Vetrova
A. K. Ekart
A. N. Kravchenko
A. Ya. Larionova
В. П. Ветрова
А. К. Экарт
А. Н. Кравченко
А. Я. Ларионова
author_facet V. P. Vetrova
A. K. Ekart
A. N. Kravchenko
A. Ya. Larionova
В. П. Ветрова
А. К. Экарт
А. Н. Кравченко
А. Я. Ларионова
author_sort V. P. Vetrova
title Relationships between the allozyme and phenotypic diversities of Picea ajanensis populations
title_short Relationships between the allozyme and phenotypic diversities of Picea ajanensis populations
title_full Relationships between the allozyme and phenotypic diversities of Picea ajanensis populations
title_fullStr Relationships between the allozyme and phenotypic diversities of Picea ajanensis populations
title_full_unstemmed Relationships between the allozyme and phenotypic diversities of Picea ajanensis populations
title_sort relationships between the allozyme and phenotypic diversities of picea ajanensis populations
publisher Institute of Cytology and Genetics of Siberian Branch of the RAS
publishDate 2015
url https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/451
https://doi.org/10.18699/VJ15.075
genre Kamchatka
Kamchatka Peninsula
genre_facet Kamchatka
Kamchatka Peninsula
op_source Vavilov Journal of Genetics and Breeding; Том 19, № 5 (2015); 581-588
Вавиловский журнал генетики и селекции; Том 19, № 5 (2015); 581-588
2500-3259
op_relation https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/451/528
Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях. М., 2003.
Айала Ф. Введение в популяционную и эволюционную генетику. М., 1984.
Ветрова В.П., Кравченко А.Н., Ларионова А.Я., Экарт А.К. Генетическая и фенотипическая изменчивость ели аянской (Picea ajanensis) в Центральной Камчатской депрессии. Вестн. СВНЦ ДВО РАН. 2014;3:95-105.
Ветрова В.П., Синельникова Н.В. Фенотипическая изменчивость и дифференциация популяций Pinus pumila (Pinaceae) на северо-востоке ареала. Ботан. журнал. 2014;99(7):771-785.
Животовский Л.А. Популяционная биометрия. М.: Наука, 1991.
Мамаев С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений (на примере сем. Pinaceae на Урале). М., 1972.
Павлинов И.Я., Микешина Н.Г. Принципы и методы геометрической морфометрии. Журн. общ. биологии. 2002;63(6):473-493.
Попов П.П. Ель европейская и сибирская. Новосибирск, 2005.
Путенихин В.П., Шигапов З.Х., Фарукшина Г.Г. Ель сибирская наЮжном Урале и в Башкирском Предуралье. М., 2005.
Санников С.Н., Петрова И.В. Дифференциация популяций сосны обыкновенной. Екатеринбург, 2003.
Санников С.Н., Петрова И.В. Феногеногеография популяций древесных растений: проблемы, методы и некоторые итоги. Хвойные бореальной зоны. 2007;24(2/3):288-296.
Фролов В.Д. Внутривидовой полиморфизм и структура популяций ели аянской на территории Сихотэ-Алиня: Автореф. дис. . канд. биол. наук. Владивосток, 1993.
Guries R.P., Ledig F.T. Genetic diversity and population structure inpitch pine (Pinus rigida Mill.). Evolution. 1982;36:387-402.
Nei M. Genetic distance between populations. Amer. Nat. 1972;106: 283-292.
Peakall R., Smouse P.E. GENALEX 6: genetic analysis in Excel. Populationgenetic software for teaching and research. Mol. Ecol. Notes.2006;6:288-295.
Potenko V.V. Allozyme variation and phylogenetic relationships in Piceajezoensis (Pinaceae) populations of the Russian Far East. BiochemicalGenetics. 2007;45(3/4):291-304.
Rohlf F.J. Programs tpsDig, version 2.16. 2010; available at http://life.bio.sunysb.edu/morph
Sheets H.D. Integrated Morphometrics Programs. 2001; available at http://www.canisius.edu/~sheets/morphsoft.html
Vetrova V.P. Geometric Morphometric Analysis of Shape Variation in the Cone-Scales of Pinus pumila (Pall.) Regel (Pinaceae) in Kamchatka. Botanica Pacifica. A Journa of Plant Science and Conservation. 2013;2(1):19-26.
Zelditch M.L., Swiderski D.L., Sheets H.D., Fink W.L. Geometric morphometrics for biologists: a primer. N.Y.: Elsevier Acad. Press, 2004.
https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/451
doi:10.18699/VJ15.075
op_rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).
op_doi https://doi.org/10.18699/VJ15.075
container_title Vavilov Journal of Genetics and Breeding
container_volume 19
container_issue 5
container_start_page 581
op_container_end_page 588
_version_ 1810454009332367360
spelling ftjvavilov:oai:oai.vavilov.elpub.ru:article/451 2024-09-15T18:16:02+00:00 Relationships between the allozyme and phenotypic diversities of Picea ajanensis populations Взаимосвязь аллозимного и фенотипического разнообразия популяций ели аянской Picea ajanensis V. P. Vetrova A. K. Ekart A. N. Kravchenko A. Ya. Larionova В. П. Ветрова А. К. Экарт А. Н. Кравченко А. Я. Ларионова РФФИ 2015-12-03 application/pdf https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/451 https://doi.org/10.18699/VJ15.075 rus rus Institute of Cytology and Genetics of Siberian Branch of the RAS https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/451/528 Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях. М., 2003. Айала Ф. Введение в популяционную и эволюционную генетику. М., 1984. Ветрова В.П., Кравченко А.Н., Ларионова А.Я., Экарт А.К. Генетическая и фенотипическая изменчивость ели аянской (Picea ajanensis) в Центральной Камчатской депрессии. Вестн. СВНЦ ДВО РАН. 2014;3:95-105. Ветрова В.П., Синельникова Н.В. Фенотипическая изменчивость и дифференциация популяций Pinus pumila (Pinaceae) на северо-востоке ареала. Ботан. журнал. 2014;99(7):771-785. Животовский Л.А. Популяционная биометрия. М.: Наука, 1991. Мамаев С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений (на примере сем. Pinaceae на Урале). М., 1972. Павлинов И.Я., Микешина Н.Г. Принципы и методы геометрической морфометрии. Журн. общ. биологии. 2002;63(6):473-493. Попов П.П. Ель европейская и сибирская. Новосибирск, 2005. Путенихин В.П., Шигапов З.Х., Фарукшина Г.Г. Ель сибирская наЮжном Урале и в Башкирском Предуралье. М., 2005. Санников С.Н., Петрова И.В. Дифференциация популяций сосны обыкновенной. Екатеринбург, 2003. Санников С.Н., Петрова И.В. Феногеногеография популяций древесных растений: проблемы, методы и некоторые итоги. Хвойные бореальной зоны. 2007;24(2/3):288-296. Фролов В.Д. Внутривидовой полиморфизм и структура популяций ели аянской на территории Сихотэ-Алиня: Автореф. дис. . канд. биол. наук. Владивосток, 1993. Guries R.P., Ledig F.T. Genetic diversity and population structure inpitch pine (Pinus rigida Mill.). Evolution. 1982;36:387-402. Nei M. Genetic distance between populations. Amer. Nat. 1972;106: 283-292. Peakall R., Smouse P.E. GENALEX 6: genetic analysis in Excel. Populationgenetic software for teaching and research. Mol. Ecol. Notes.2006;6:288-295. Potenko V.V. Allozyme variation and phylogenetic relationships in Piceajezoensis (Pinaceae) populations of the Russian Far East. BiochemicalGenetics. 2007;45(3/4):291-304. Rohlf F.J. Programs tpsDig, version 2.16. 2010; available at http://life.bio.sunysb.edu/morph Sheets H.D. Integrated Morphometrics Programs. 2001; available at http://www.canisius.edu/~sheets/morphsoft.html Vetrova V.P. Geometric Morphometric Analysis of Shape Variation in the Cone-Scales of Pinus pumila (Pall.) Regel (Pinaceae) in Kamchatka. Botanica Pacifica. A Journa of Plant Science and Conservation. 2013;2(1):19-26. Zelditch M.L., Swiderski D.L., Sheets H.D., Fink W.L. Geometric morphometrics for biologists: a primer. N.Y.: Elsevier Acad. Press, 2004. https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/451 doi:10.18699/VJ15.075 Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). Vavilov Journal of Genetics and Breeding; Том 19, № 5 (2015); 581-588 Вавиловский журнал генетики и селекции; Том 19, № 5 (2015); 581-588 2500-3259 Picea ajanensis phenotypic diversity cone morphology фенотипическая изменчивость морфология шишек info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2015 ftjvavilov https://doi.org/10.18699/VJ15.075 2024-08-09T03:06:46Z The structures of Picea ajanensis populations were compared based on allozyme analysis of vegetative buds and morphometric analysis of generative organs. Six cenopopulations of P. ajanensis were investigated in areas with various levels of volcanic impact in the Kamchatka Peninsula. The genetic structures of spruce populations and phenotypes were determined by analysis of ten enzyme systems (PGM, GOT, HK, LAP, MDH, SKDH, IDH, GDH, PGI and SOD). Phenotypic variability of spruce populations was estimated based on the composition of morphotypes that were identified by using geometric morphometrics of cone-scale shapes. Pairwise comparison of samples of cones from 170 trees from six populations revealed 12 morphotypes differing in the shape of cone scales. Comparative assessment of variability and similarity of populations was carried out based on the frequency of occurrence of phenotypes and frequency of alleles of polymorphic loci. Correlations of the genetic and phenotypic distance matrices between different phenotypes were revealed. This observation was consistent with the genetic determination of the shape of cone scales in spruce. Genetic differences between the morphotypes with regard to nine polymorphic loci (Got-2, Skdh-1, Idh-2, Pgm-2, Mdh-1, Mdh-3, Pgm- 1, Pgi-2, and Hk) were not significant. Statistically significant differences between the morphotypes were revealed for two loci: Pgm-2 and Mdh-1. Differences in the genetic diversity of spruce populations generally corresponded to differences in their phenotypic diversity. The high levels of genetic and phenotypic diversity characterized a stable population structure of spruce in the area of weak volcanic influence. Changes in the genetic structure and low levels of the phenotypic diversity of spruce were observed under catastrophic volcanic impact. Проведено сравнение структуры популяций ели аянской (Picea ajanensis) по результатам аллозимного анализа тканей вегетативных почек и морфометрического анализа генеративных органов. Исследовали шесть ... Article in Journal/Newspaper Kamchatka Kamchatka Peninsula Vavilov Journal of Genetics and Breeding Vavilov Journal of Genetics and Breeding 19 5 581 588