Редкие и исчезающие дикие сородичи культурных растений флоры Абшерона и Кобустана

РЕДКИЕ И ИСЧЕЗАЮЩИЕ ДИКИЕ СОРОДИЧИ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ ФЛОРЫ

АБШЕРОНА И КОБУСТАНА

З.И. АКПАРОВ, кандидат биологических наук; А.М. АСКЕРОВ, доктор биологических наук; Р.Б. МАМЕДОВА, кандидат биологических наук; И.Г.

КАДЫРОВ, кандидат биологических наук;

А.Т. МАМЕДОВ

Институт генетических ресурсов НАН Азербайджана, Баку, Азербайджан

Введение

Генетические ресурсы растений (ГРР) играют большую роль в обеспечении населения сельскохозяйственными и продовольственными продуктами. Одним из основных направлений исследования ГРР является изучение диких сородичей культурных растений, их рациональное использование, консервация в условиях ex situ и разработка мер по их охране. Среди ГРР имеется огромное число образцов продовольственного, кормового, технического, лекарственного и др. предназначений, которые с давних времен окультуриваются. Дикие сородичи культурных растений также изучаются с давних времен, их изучение на научной основе, т.е. определение центров их происхождения, связано с именем великого ученого Н.И. Вавилова. Начиная с 1935 г., в Москве и Ленинграде издавался многотомник «Культурная флора СССР» [11], а в Баку восьмитомник «Флора Азербайджана» [7]. В результате исследований культурных растений и их диких сородичей были опубликованы книги П.М. Жуковского «Культурные растения и их сородичи» [8] и «Дикие сородичи культурных растений флоры СССР» Д.Д. Брежнева и О.Н. Коровина [5]. Исследования в данной области продолжаются в настоящее время и проводятся в рамках международных проектов.

По данным литературных источников, более половины культурных растений мировой флоры имеют сельскохозяйственное и продовольственное значение, но из них культивируются всего 2,8%. Во флоре Азербайджана из 4745 видов по 1140 родам высших растений [4] только 5% являются культурными [6, 7, 9, 11, 12]. Местная флора является богатым источником генофонда растений продовольственного и сельскохозяйственного значения, но эти ресурсы мало используются. Дикие сородичи культурных растений Азербайджана мало изучены в условиях in situ, в настоящее время проводятся исследования по уточнению их ареалов, работа по сбору семян, гермплазмы и гербарных материалов [1, 2]. К примеру, во флоре Азербайджана существует 156 видов рода Astragalus L., но до настоящего времени собраны материалы семян только 5 видов [3].

Ухудшение экологических условий и ускорение генетической эрозии в значительной мере повышает угрозу исчезновения ГРР. В связи с этим весьма актуальным является изучение и консервация генофонда диких сородичей культурных растений, в том числе тех, которые являются редкими, исчезающими видами и аборигенными формами, их размножение и восстановление. По мнению специалистов, в последнее столетие в генофондах растений происходит интенсивный процесс генетической эрозии [13]. Изучение влияния экологических факторов и сбор информации в этой области имеет очень важное значение.

Целью проведенных исследований является изучение диких сородичей культурных растений Абшерона и Кобустана, а также эндемичных, редких и исчезающих видов, сбор информации, материалов гермплазмы, разработка мер по их охране, выявление видов с ценными признаками для дальнейшего использования в селекционных работах.

Объекты и методы исследования

Основываясь на критериях, разработанных Всемирной Организацией по Продовольствию и Сельскому хозяйству (FAO) при ООН и Biodiversity International, с учетом списка приоритетных видов и подвидов ГРР, приводимого в приложении № 1 Международного договора по ГРР (2004), и основных приоритетов страны, была разработана классификация диких сородичей культурных растений флоры Азербайджана. Согласно данной классификации, растения продовольственного и сельскохозяйственного значения объединены в 4 группы генофонда, охватывающие генофонды диких сородичей культурных растений:

I. Роды и виды, представленные сортами научной и народной селекции;

II. Роды и виды, представленные сортами научной и народной селекции, полностью не натурализованные в условиях in situ и имеющие одичавшие виды;

III. Роды и виды, представленные сортами научной и народной селекции, имеющие адвентивные виды в условиях in situ;

IV. Роды и виды, не представленные сортами научной и народной селекции, имеющие ценные виды продовольственного, сельскохозяйственного значения, а также редкие, исчезающие, эндемичные, реликтовые виды, известные в условиях in situ.

С целью сбора экоинформации и разработки мер по охране редких и исчезающих видов исследования проводились в 3 направлениях:

• проведение исследований в условиях ex situ (генбанки, генофондные, в том числе, ботанические сады, дендрарии и т.д.);

• исследования в условиях on-farm (по агросистемам);

• исследования в условиях in situ (в природных экосистемах).

Собранные материалы гермплазмы были оформлены согласно международным дескрипторам и переданы в Генбанк.

Результаты и обсуждение

В 2008 г. посредством научных экспедиций были изучены дикие сородичи культурных растений Абшерона и Кобустана. Приоритетные таксоны продовольственного и сельскохозяйственного значения этих ботанико-географических районов составили 298 видов из 75 родов.

Одной из значимых проблем изучения биосферы является изучение и охрана генетического фонда флоры, и в особенности, редких и исчезающих видов. В Красную Книгу Азербайджана включено 140 редких и исчезающих видов высших растений, но в действительности флоре их число намного больше [9]. В настоящее время во флоре СНГ около 20% флоры Азербайджана, т.е. примерно 800 видов являются редкими или находятся под угрозой исчезновения.

Разнообразие природных комплексов Азербайджана обусловлено очень богатым растительным покровом. Существование элементов флоры разного происхождения, влияние ледникового периода в некоторых зонах и т.д. стало причиной распространения эндемиков и большого числа реликтовых видов. Многие из этих видов имеют небольшие ареалы, и защита их генетического фонда требует принятия срочных превентивных мер. Причиной сужения ареалов многих видов являются антропогенные факторы. В последние десятилетия этот процесс значительно ускорился. Бессистемные посевы и выпасы скота пагубно влияют на многие растительные сообщества.

Во время проведенных научных экспедиций в 2008 г. нами были собраны 600 гербарных образцов растений и 45 образцов гермплазмы. Собранные материалы переданы в гербарный фонд ИГР и в НГБ.

Были изучены редкие, исчезающие, реликтовые виды флоры Абшерона и Кобустана. Эти виды разделены на 4 группы по степени их исчезновения:

• Находящиеся непосредственно под угрозой исчезновения, требующие срочных мер по их охране

- 1.

• Виды, не находящиеся под прямой угрозой исчезновения, но распространенные на небольших участках - 2.

• Виды с постепенно сужающимися ареалами в результате антропогенных и других факторов - 3.

• Редкие малоизученные виды - 4.

Некоторые виды можно относить одновременно к двум категориям. В результате проведенных исследований установлено, что редкие, исчезающие, реликтовые виды флоры Абшерона и Кобустана составляют 70 видов, относящихся к 57 родам и 28 семействам (табл.).

Выводы

В результате проведенных исследований были разработаны предложения по охране редких растений и эндемиков: создание резерватов, контролирование популяций, уточнение ареалов и ограничение использования.

Таблица

Редкие растения и эндемики Абшерона и Кобустана

Семейство Род и вид Групп а генофонда Степень редкост и по шкале МСОП

1 2 3 4

Amaryllidaceae J.St. -Hil. Sternbergia colchiciflora Waldst. Et Kit. IV 2

Anacardiaceae Lindl. Pistacia mutica Fisch. Et C.A.Mey IV 2

Rhus coriaria L. IV 3

Apiaceae Lindl. Apium graveolens L. I 3

Eremodaucus lehmanii Bunge III 2

Ferula caspica Bieb. IV 2

Asteraceae Dumort. Centaurea kobstanica Tzvel. IV 2

Evax contracta Boiss. IV 2

Lasiopogon muscoides (Desf.) DC. IV 2

Senesio vulgaris L. IV 2

Brassicaceae Burnett Clypeola microcarpa G. Moris IV 2

isatis boissierana Reichenb. Fil. IV 2

Sisymberium orientale L. IV 2

Chenopodiaceae Vent. Anabasis brachiata Fisch. Et C. A. Mey. Ex Kar. Et Kir. IV 2

Beta maritima (L.) Freyn I 2

Salsola pellicuda Litv. IV 2

Elaegenaceae Juss. Hippopheae rhamnoides L. IV 3

Fabaceae Lindl. Astragalus bakuensis Bunge I 2

Astragalus kubensis Grossh. I 2

Ewersmannia subspinosa (Fisch. Ex DC.)B. Fedtsch IV 2

Glycyrrhiza glabra L. IV 3

Medicago glutinosa Bieb. I 2

Onobrychis cornuta (L.)Desf. I 2

Onobrychis cyri Grossh. I 2

Onobrychis vaginalis C. A. Mey. I 2

Trifolium parviflorum Ehrh. I 2

Vicia villosa Roth I 2

Hemionitidaceae Pichi Sermolli Anogramma leptophylla (L.)Link IV 1

iridaceae Juss. iris acutiloba C. A. Mey. IV 2

iris reticulata Bieb. IV 2

Juglandaceae A. Rich. Ex Kunth Juglans regia L. IV 3

Lamiaceae Lindl. Salvia tesquicola Klok. Et Pobed. IV 2

Thymus karjaginii Grossh. IV 2

Linaceae DC. Ex S. F. Gray Linum spicatum (Lam.)Pers. IV 2

Moraceae Link Ficus carica L. IV 3

Ficus hyrcana Grossh. IV 3

Nitrariaceae Bercht. et J. Presl. Nitraria komarovii Îljin et Lava ex Bobr. IV 3

Orchidaceae Juss. Orchis caspia Trautv. IV 2

Ophrys caucasica Woronow ex Grossh. IV 1

Plumbaginaceae Juss. Acantholimon schemachense Grossh. IV 2

Продолжение таблицы

1 2 3 4

Poaceae Barnhart Aegilops speltoides Tausch I 2

Aegilops ventricosa Tausch I 1

Avena bruhnsiana Grun. I 1

Avena ventricosa Bal. ex Coss. I 1

Ammochloa palaestina Boiss. IV 1

Chloris virgata Sw. III 2

Cutandia dichotoma IV 2

(Forssk.)Trab.

Hordeum spontaneum C. Koch I 3

Secale sylvestre Host. I 3

Stipa capensis Thunb.(S.Tortilis IV 2

Desf.)

Stipa pellita (Trin. et IV 2

Rupr.)Tzvel.

Trisetaria linearis Forssk. IV 2

(Trisetum lineare (Forssk

Boiss.))

Polygonaceae Juss. Calligonum aphillium (Pall.)Guerke IV 1

Calligonum bakuense Litv. IV 1

Calligonum petunnikowii Litw. IV 1

Pollygonum caspica (Kom.)Tzvel I 2

Pteridaceae Reichenb. Adiantum capillus - veneris L. IV 1

Cheilanthes pteridioides IV 1

(Reichard)C.Chr.

Pteris vittata L. IV 1

Punicaceae Horan. Punica granatum L. IV 3

Rhamnaceae Juss. Ziziphus jujuba Mill IV 3

Rosaceae Juss. Malus orientalis Uglitzk. I 3

Pyrus salicifolia Pall. IV 2

Rubiaceae Juss. Galium apsherionicum Pobed. IV 2

Ruppiaceae Hutch. Ruppia martima L. IV 3

Scrophulariaceae Juss. Linaria albifrons (Smith)Spreng IV 2

Linaria corrugata Karjag. IV 2

Veronica albanica C. Koch IV 2

Tamaricaceae Link. Tamarix tetrandra Pall. ex Bieb. IV 3

Vitaceae Juss. Vitis silvestris C. C. Gmel. I 3

Если не будут выявлены причины обеднения генофонда, не будут организованы своевременные меры по охране редких и находящихся на грани исчезновения видов флоры Азербайджана, это приведет к другим, более глобальным последствиям. Поэтому генофонд редких и исчезающих растений флоры Азербайджана нужно изучать более подробно, их популяции должны исследоваться с точки зрения эволюции. Следует провести исследования в рамках единой программы, а полученные данные объединить в Центральной иинформационной базе.

В первую очередь нужно полностью или частично ограничить сбор и продажу редких и исчезающих видов. В качестве альтернативного варианта нужно создать резерваты. Нужно проводить экспедиционные сборы гермплазмы, мероприятия по регенерации и реинтродукции. С целью сохранения генофонда редкие растения нужно выращивать и размножать в условиях ex situ, в том числе в ботанических садах.

Вышеуказанные меры по охране редких и исчезающих растений будут более эффективными, если соответствующие организации с большей ответственностью отнесутся к такому важному делу, как охрана богатой и неповторимой флоры Азербайджана.

Список литературы

1. Алиев Д.А., Акпаров З.И., Мамедов А.Т. Биологическое разнообразие. - Баку: Элм, 2008. - 232

с.

2. Алиев Д.А., Акпаров З.И. Растительные генетические ресурсы Азербайджана // Известия НАНА. Серия биол. наук. - 2002. - № 11-6. - С. 16-22.

3. Аскеров А.М. Таксономоческий обзор видов рода Astragalus (Fabaceae) Азербайджана // Бот. журн. - 1991. - Т. 76, № 11. - С. 1607-1612.

4. Аскеров А.М. Высшие растения Азербайджана. - Баку: Элм, Т. I, 2005. - 248 с.; Т. II, 2006. - 246 с.; Т. III, 2008. - 244 c.

5. Брежнев Д.Д., Коровина О.Н. Дикие сородичи культурных растений флоры СССР. - М.: Колос, 1980. - 376 с.

6. Гроссгейм А.А. Растительные богатства Кавказа. - М.: Изд-во Моск. об-ва испыт. природы, 1952. - 671с.

7. Флора Азербайджана. - Баку: Изд-во АН Азерб. ССР. - Т. I, 1950. - 370 c.; Т. II, 1952. - 317 c.; Т. III, 1952. - 406 c.; Т. IV, 1953. - 401 c.; Т. V, 1954. - 579 c.; Т. VI, 1955. - 539 c.; Т. VII. - 646 c.; Т. VIII. -688 c.

8. Жуковский П.М. Культурные растения и их сородичи. - М.: Колос, 1971. - 752 с.

9. Карягин И.И. Флора Абшерона. - Баку: Изд-во АН Азерб. ССР, 1952. - 439 с.

10. Красная Книга Азербайджана. - Баку: Ишыг, 1989. - 544 с

11. Культурная флора СССР. - Т. 1, М.-Л.: Сельхозгиз, 1935. - 434 с.; - Т. 2. - М.-Л.: Сельхозгиз, 1936. - 447 с.; Т. 3. - М.: Колос, 1975. - 364 с.; - Т. 4. - М.-Л.: Сельхозгиз, 1937. - 675 с.

12. Мусаев С.Г. Злаки Азербайджана. - Баку: Элм, 1991. - 421 с.

13. Редкие и исчезающие виды флоры СССР, нуждающиеся в охране. - Л.: Наука, 1981. - 261 с.

14. Флора Европейской части СССР. - Л.: Наука, 1994. - Т. VII. - 428 с.

15. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). - СПб.: Мир и семья, 1995. - 992 с.

Рекомендовано к печати к.б.н. КрайнюкЕ.С.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ СУБФРАКЦИЙ ГИСТОНА Н1, ИЗОФЕРМЕНТНЫЕ СПЕКТРЫ АСКОРБАТПЕРОКСИДАЗЫ, КАТАЛАЗЫ И СУПЕРОКСИДДИСМУТАЗЫ ЛИСТОВОЙ ТКАНИ NICOTIANA TABACUM L. РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОСТИ

О.Г. ЛЕНЬКО; О.В. ЧИЖИК, кандидат биологических наук Центральный ботанический сад Национальной академии наук Беларуси, Минск, Республика

Беларусь

Введение

ДНК-связывающие белки играют ключевую роль в процессах репликации, рекомбинации и генетической экспрессии. Прежде всего это белки, ответственные за поддержание структуры ДНК -гистоны и негистоновые белки. Коровые гистоны (белки, образующие нуклеосомы) консервативны. В то же время гистон Н1, не являющийся коровым гистоном, меняет свою структуру сравнительно легко. Особенностью этого гистона является наличие субфракций. Известно, что субфракции гистона Н1 существенно различаются по физическим свойствам, а также по способности конденсировать хроматин [8].

Соотношение субфракций непостоянно. Оно может быть различным в разных типах клеток, зависит от физиологического состояния организма, его органов и тканей. Изменение субфракционного состава гистона Н1 может оказать мягкий эффект на процессы развития и дифференцировки. Таким образом, изменение субфракционного состава гистона Н1 можно рассматривать как маркерные элементы ряда процессов развития растений. Исходя из этого, особый интерес представляет изучение соотношения субфракций гистона в тканях различной степени дифференцированности.

Существуют различные методы, позволяющие маркировать изменчивость генетического материала. Наиболее доступным способом одновременной оценки изменчивости структурных генов и соответствующего ей полиморфизма отдельных биохимических систем является метод анализа генетически детерминированного полиморфизма белков [1].

Оценку экспрессии генов растений на разных этапах дифференцировки проводили, анализируя изоферментные спектры каталазы, пероксидазы, аскорбатпероксидазы (АПО) и супероксиддисмутазы (СОД), выступающие как маркерные ферменты ряда процессов развития