Моделирование состава плюсовых деревьев для создания лесосеменной плантации сосны обыкновенной с использованием SSR-маркеров
Authors: Гладков Ю.Ф. , Шейкина О.В. 
Published: February 2025

Введение. Актуальной проблемой при реализации программ по лесному семеноводству, базирующихся на отборе плюсовых деревьев, является сохранение генетического разнообразия при использовании ограниченного количества генотипов. Цель исследования – апробирование двух способов подбора плюсовых деревьев сосны обыкновенной для создания лесосеменной плантации с высоким уровнем генетического полиморфизма на основе анализа генетических особенностей клонов, выявленных с помощью ядерных микросателлитов (nSSR). Объекты и методы. Исходными данными для моделирования служили результаты анализа пяти ядерных микросателлитных локусов (Spac7.14, PtTX2146, PtTX3107, Lop1, Lop3) 63-х клонов плюсовых деревьев сосны обыкновенной. Результаты и их обсуждение. Исходная группа клонов характеризовалась следующими показателями разнообразия: число аллелей (N) – 66, число аллелей на локус (Na) – 13,2, число эффективных аллелей (Ne) – 6,7, наблюдаемая гетерозиготность (Ho) – 0,61, ожидаемая гетерозиготность (He) – 0,72, коэффициент инбридинга (F) – 0,12. Подбор 50-ти клонов для ЛСП только на основе дендрограммы, иллюстрирующей характер генетического взаимоотношения между ними, не позволил обеспечить сохранение всего аллельного разнообразия и в среднем приводил к потере 2–3-х аллелей, при этом наблюдалось повышение других показателей разнообразия (Na=12,68, Ne=7,03, Ho=0,624, He=0,732, F=0,126). Хорошие результаты получены при подборе клонов для ЛСП на основе анализа аллельного разнообразия. Комбинация из 29–31 клона, составленная таким образом, чтобы встречались все аллели, позволила обеспечить сохранность исходного уровня генетического разнообразия (N=66, Na=13,2, Ne=7,66, Ho=0,630, He=0,708, F=0,078). Для комбинации 29–31 клонов, подобранных с учётом аллельного разнообразия, также наблюдалось большее соответствие равновесию Харди–Ванберга. Заключение. Показана возможность создания лесосеменной плантации с исходным уровнем генетического разнообразия 63 плюсовых деревьев при использовании меньшего их числа по сравнению с требованиями нормативных документов.

Introduction.Preserving genetic diversity while using a limited number of genotypes is a highly topical issue associated with the implementation of forest seed production programs based on plus tree selection. The goal of the research was to test two methods of selecting Pinus sylvestris plus trees for creating a seed orchard with a high level of genetic polymorphism, on the basis of analyzing genetic characteristics of clones identified using nuclear microsatellites (nSSRs). Objects and methods. The outcomes of studying five nuclear microsatellite loci (Spac7.14, PtTX2146, PtTX3107, Lop1, Lop3) of 63 clones of Pinus sylvestris plus trees served as the baseline for modeling. Results and discussion. The initial set of clones was characterized by the following diversity indicators: number of alleles (N) - 66, number of alleles per locus (Na) - 13.2, number of effective alleles (Ne) - 6.7, observed heterozygosity (Ho) - 0.61, expected heterozygosity (He) - 0.72, inbreeding coefficient (F) - 0.12. Selection of 50 clones for a seed orchard solely on the basis of a dendrogram illustrating the nature of genetic relationships among them did not allow for the preservation of entire allelic diversity and, on average, led to the loss of 2-3 alleles; an increase in other diversity indicators was found out (Na = 12 .68, Ne=7.03, Ho=0.624, He=0.732, F=0.126). Good results were obtained in clone selection based on the analysis of allelic diversity. A combination of 29-31 clones, composed in a way that all alleles occurred, made it possible to ensure the conservation of the baseline level of genetic diversity (N=66, Na=13.2, Ne=7.66, Ho=0.630, He=0.708, F= 0.078). For the sample of 29–31 clones selected taking into account allelic diversity, a greater conformity to the Hardy-Weinberg equilibrium was recorded. Conclusion. The study showed a possibility of establishing a forest seed orchard with an initial level of genetic diversity of 63 plus trees while using a smaller number of them compared to the requirements of regulatory documents.