Везде

RAS BiologyГенетика Russian Journal of Genetics

  • ISSN (Print) 0016-6758
  • ISSN (Online) 3034-5103

Endemic Species of the Section (Fabaceae) in Asian Russia: Genetic Diversity and Demographic Dynamics

You can
PII
S3034510325100074-1
DOI
10.7868/S3034510325100074
Publication type
Article
Status
Published
Authors
A.B. Kholina
  • Affiliation: Federal Scientific Center of the East Asia Terrestrial Biodiversity, Far East Branch, Russian Academy of Sciences
E.V. Artyukova
  • Affiliation: Federal Scientific Center of the East Asia Terrestrial Biodiversity, Far East Branch, Russian Academy of Sciences
D.V. Sandanov
  • Affiliation: Institute of General and Experimental Biology, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences
M.G. Khoreva
  • Affiliation: Institute of Biological Problems of the North, Far East Branch, Russian Academy of Sciences
O.A. Mochalova
  • Affiliation: Institute of Biological Problems of the North, Far East Branch, Russian Academy of Sciences
E.A. Andrianova
  • Affiliation: Institute of Biological Problems of the North, Far East Branch, Russian Academy of Sciences
V.V. Yakubov
  • Affiliation: Federal Scientific Center of the East Asia Terrestrial Biodiversity, Far East Branch, Russian Academy of Sciences
M.N. Koldaeva
  • Affiliation: Botanical Garden-Institute, Far East Branch, Russian Academy of Sciences
I.Yu. Selyutina
  • Affiliation: Central Siberian Botanical Garden, Siberian Branch, Russian Academy of Science
Volume/ Edition
Volume 61 / Issue number 10
Pages
78-98
Abstract
Based on nucleotide polymorphism of cpDNA intergenic spacers , and , the genetic diversity and demographic dynamics of endemic species of the section were studied in two speciation centers: Southern Siberia and northeast Asia. Of the 34 studied populations of endemic species, five were monomorphic, such populations were found only in species from northeast Asia, 18 populations (52.9%) were characterized by high haplotype diversity ( varies 0.600 to 1.000) and 24 populations (70.6%) were characterized by low nucleotide diversity (π varies from 0.0001 to 0.0029). Reconstruction of the demographic histories of 16 populations of endemic species showed that only four populations had a bimodal mismatch distribution corresponding to the demographic equilibrium model, while all others showed a unimodal distribution corresponding to the expanding population model. Two populations of endemic species subsp. and (in the Magadan Region and Buryatia, respectively) with a high level of genetic diversity in a state of population stability were identified. They are probably located on the territory of ancient refugia and are of particular interest from the point of view of preserving the gene pool of species.
Keywords
Fabaceae Oxytropis Orobia генетическое разнообразие демографическая история хлоропластная ДНК
Date of publication
01.10.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
23

References

  1. 1. Положий А.В. Флорогенетический анализ остролодочников Средней Сибири // Уч. записки ТГУ. Биология и почвоведение. 1965. № 51. С. 18–38.
  2. 2. Юрцев Б.А. Oxytropis DC // Арктическая флора СССР. Л.: Наука, 1986. Вып. 9. Ч. 2. С. 61–146.
  3. 3. Малышев Л.И. Разнообразие рода Остролодка (Oxytropis) в Азиатской России // Turczaninowia. 2008. Т. 11. № 4. С. 5–141.
  4. 4. Положий А.В. К вопросу о происхождении и эволюции рода Oxytropis (Fabaceae) // Бот. журн. 2003. Т. 88. № 10. С. 55–59.
  5. 5. Красная книга Республики Алтай (растения). Горно-Алтайск, 2017. 267 с.
  6. 6. Красная книга Красноярского края. Т. 2: редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды дикорастущих растений и грибов. Красноярск, 2022. 762 с.
  7. 7. Красная книга Республики Саха (Якутия). Т. 1: редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и грибов. М.: Реарт, 2017. 412 с.
  8. 8. Красная книга Иркутской области. Улан-Удэ: ПАО «Республиканская типография», 2020. 552 с.
  9. 9. Красная книга Республики Бурятия. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и грибов. Белгород: Константа, 2023. 342 с.
  10. 10. Красная книга Забайкальского края. Растения. Новосибирск: ООО «Дом мира», 2017. 384 с.
  11. 11. Красная книга Магаданской области. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды животных, растений и грибов. Магадан: Охотник, 2019. 356 с.
  12. 12. Красная книга Камчатского края. Том. 2. Растения. Петропавловск-Камчатский: Камчатпресс, 2018. 388 с.
  13. 13. Красная книга Сахалинской области. Растения и грибы. Кемерово: ООО «Технопринт», 2019. 351 с.
  14. 14. Красная книга Российской Федерации. Растения и грибы. М.: ВНИИ «Экология», 2024. 944 с.
  15. 15. Повиныш М.Н., Бобылева Н.С., Бишокова Н.В. Сем. Fabaceae Lindl. // Растительные ресурсы России: дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая активность. СПб.; М.: Тов-во науч. изд. КМК, 2010. Т. 3. С. 66–68.
  16. 16. Li M.X., Lan Zh.H., Wei L.L. et al. Phytochemical and biological studies of plants from the genus Oxytropis // Rec. Nat. Prod. 2012. V. 6. № 1. P. 1–20.
  17. 17. Аркадьева Г.Е., Башкова К.Ф., Комарова М.Н. К антибиотической оценке лекарственных растений тибетской медицины // Раст. рес. 1966. Т. 2. Вып. 2. С. 218–223.
  18. 18. Павлова Н.С. Бобовые полуострова Камчатка и их кормовая ценность // Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей: Матер. II науч. конф. Петропавловск-Камчатский, 2001. С. 33–35.
  19. 19. Николаи Е.Г., Кирилани Е.В., Оголоков И.М. Продуктивность некоторых доминирующих кормовых травянистых растений о. Завылова (Магаданская область) // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2020. Т. 25. № 1. С. 46–84. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2020-25-1-8
  20. 20. Холина А.Б., Козыренко М.М., Артюкова Е.В., Санданов Д.В. Современное состояние популяций эндемичных видов Oxytropis Байкальской Сибири и их филогенетические связи по данным секвенирования маркеров хлоропластной ДНК // Генетика. 2018. Т. 54. № 7. С. 795–806. https://doi.org/10.1134/S0016675818070056
  21. 21. Холина А.Б., Козыренко М.М., Артюкова Е.В. и др. Генетическое разнообразие и филогенетические связи Oxytropis evenorum (Fabaceae) по данным секвенирования межгенных спейсеров хлоропластной ДНК // Вестник СВНЦ. 2019. № 2. С. 117–125. https://doi.org/10.1134/S0016675819060055
  22. 22. Козыренко М.М., Холина А.Б., Артюкова Е.В. и др. Молекулярно-филогенетическая характеристика эндемичных дальневосточных близкородственных видов секции Orobia poza Oxytropis (Fabaceae) // Генетика. 2020. Т. 56. № 4. С. 421–432. https://doi.org/10.31857/S0016675820040049
  23. 23. Холина А.Б., Артюкова Е.В., Якубов В.В. и др. Генетическая дивергенция близкородственных видов Oxytropis strobilacea, Oxytropis adamsiana и Oxytropis vassilczenkoi poza Strobilacei секции Orobia (Fabaceae) Азиатской России // Изв. РАН. Сер. биол. 2023. Т. 50. № 1. С. 11–21. https://doi.org/10.31857/S1026347023010067
  24. 24. Sandanov D.V., Kholina A.B., Kozyrenko M.M. et al. Genetic diversity of Oxytropis species from the center of the genus origin: Insight from molecular studies // Diversity. 2023. V. 15. № 244. 20 p. https://doi.org/10.3390/d15020244
  25. 25. Павлова Н.С. Род 14. Остролодочник – Oxytropis DC. // Сосудистые растения советского Дальнего Востока. Л.: Наука, 1989. Т. 4. С. 236–280.
  26. 26. Sandanov D.V., Dugarova A.S., Brianskaia E.P. et al. Diversity and distribution of Oxytropis DC. (Fabaceae) species in Asian Russia // Biodivers. Data J. 2022. 10: e78666.
  27. 27. Sandanov D., Dugarova A., Brianskaia E. et al. Occurrences of Oxytropis species on the territory of Asian Russia. Version 1.6. 2021. Inst. Gen. and Experim. Biol. of SB RAS. Occurrence dataset. https://doi.org/10.15468/3vev7y accessed via GBIF. org on 2024-10-14
  28. 28. Холина А.Б., Козыренко М.М., Артюкова Е.В. и др. Филогенетические связи видов Азиатской России подродов Phacoxytropis и Tragacanthoxytropis poza Oxytropis на основе полиморфизма маркеров хлоропластного и ядерного геномов // Генетика. 2021. Т. 57. № 9. С. 1039–1053. https://doi.org/10.31857/S0016675821090058
  29. 29. Генная инженерия. М.: Мир, 1991. С. 241–245.
  30. 30. Артюкова Е.В., Холина А.Б., Козыренко М.М., Журавлев Ю.Н. Анализ генетической изменчивости редкого эндемичного вида Oxytropis chankaensis Jurtz. (Fabaceae) на основе RAPD маркеров // Генетика. 2004. Т. 40. № 7. С. 877–884.
  31. 31. Taberlet P., Gielly L., Pautou G., Bouvet J. Universal primers for amplification of three non-coding regions of chloroplast DNA // Plant Mol. Biol. 1991. V. 17. P. 1105–1109.
  32. 32. Shaw J., Lickey E.B., Beck J.T. et al. The tortoise and the hare II: Relative utility of 21 noncoding chloroplast DNA sequences for phylogenetic analysis // Am. J. Bot. 2005. V. 92. P. 142–166. https://doi.org/10.3732/ajb.92.1.142
  33. 33. Bonfield J.K., Smith K.F., Staden R. A new DNA sequence assembly program // Nucl. Acids Res. 1995. V. 23. P. 4992–4999.
  34. 34. Gouy M., Guindon S., Gascuel O. SeaView version 4: A multiplatform graphical user interface for sequence alignment and phylogenetic tree building // Mol. Biol. Evol. 2010. V. 27. P. 221–224. https://doi.org/10.1093/molbev/msp259
  35. 35. Librado P., Rozas J. DnaSP v5: A software for comprehensive analysis of DNA polymorphism data // Bioinformatics. 2009. V. 25. № 11. P. 1451–1452.
  36. 36. Tajima F. Statistical method for testing the neutral mutation hypothesis by DNA polymorphism // Genetics. 1989. V. 123. № 3. P. 585–595. https://doi.org/10.1093/genetics/123.3.585
  37. 37. Fu Y.X. Statistical tests of neutrality of mutations against population growth, hitchhiking and background selection // Genetics. 1997. V. 147. № 2. P. 915–925. https://doi.org/10.1093/genetics/147.2.915
  38. 38. Excoffier L., Lischer H.E.L. Arlequin suite v3.5: A new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows // Mol. Ecol. Resour. 2010. V. 10. P. 564–567.
  39. 39. Vaculní L., Majeský L., Ali T. et al. Genetic structure of endangered species Adenophora liliifolia and footprints of postglacial recolonisation in Central Europe // Conserv. Genet. 2021. V. 22. P. 1069–1084. https://doi.org/10.1007/s10592-021-01396-5
  40. 40. Zhao L.-Y., Liu Y.-L., Shen Y. et al. Phylogeography of cultivated and wild Ophiopogon japonicus based on chloroplast DNA: Exploration of the origin and sustainable cultivation // BMC Plant Biol. 2023. V. 23. P. 242. https://doi.org/10.1186/s12870-023-04247-2
  41. 41. Wu M., Cheng Y., Jiang Ch. et al. Phylogeography of Morella nana: The Wumeng Mountains as a natural geographical isolation boundary on the Yunnan-Guizhou Plateau // Ecol. Evol. 2024. V. 14. e11566. https://doi.org/10.1002/ece3.11566
  42. 42. Kajtoch L., Cieslak E., Varga Z. et al. Phylogeographic patterns of steppe species in Eastern Central Europe: A review and the implications for conservation // Biodivers. Conserv. 2016. V. 25. P. 2309–2339. https://doi.org/10.1007/s10531-016-1065-2
  43. 43. Plenk K., Willner W., Demina O.N. et al. Phylogeographic evidence for long-term persistence of the Eurasian steppe plant Astragalus onobrychis in the Pannonian region (eastern Central Europe) // Flora. 2020. V. 264. 10 p. https://doi.org/10.1016/j.flora.2020.151555
  44. 44. Kholina A., Kozyrenko M., Artyukova E. et al. Plastic DNA variation of the endemic species Oxytropis glandulosa Turcz. (Fabaceae) // Turk. J. Bot. 2018. V. 42. P. 38–50. https://doi.org/10.3906/bot-1706-11
  45. 45. Kholina A., Kozyrenko M., Artyukova E. et al. Genetic diversity of Oxytropis section Xerobia (Fabaceae) in one of the centres of speciation // Genetica. 2021. V. 149. № 2. P. 89–101. https://doi.org/10.1007/s10709-021-00115-9
  46. 46. Холина А.Б., Артюкова Е.В., Санданов Д.В. Пути эволюции видов Oxytropis секции Verticillares в центре происхождения секции // Генетика. 2024. Т. 60. № 2. С. 21–36. https://doi.org/10.31857/S0016675824020022
  47. 47. Wang H., Liu P.-L., Li J. et al. Why more leaflets? The role of natural selection in shaping the spatial pattern of leaf-shape variation in Oxytropis diversifolia (Fabaceae) and two close relatives // Front. Plant Sci. 2021. V. 12. 17 p. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.681962
  48. 48. Guo C., Zhang L., Zhao Q. et al. Host-species variation and environment influence endophyte symbiosis and mycotoxin levels in Chinese Oxytropis species // Toxins. 2022. V. 14. № 181. 16 p. https://doi.org/10.3390/toxins14030181
  49. 49. Холина А.Б., Козыренко М.М., Артюкова Е.В. и др. Филогенетические отношения видов Oxytropis секции Arctobia северо-востока Азии по данным секвенирования межгенных спейсеров хлоропластного и ITS ядерного геномов // Генетика. 2020. Т. 56. № 12. С. 1386–1397. https://doi.org/10.1134/S1022795420120091
  50. 50. Kholina A., Kozyrenko M., Artyukova E. et al. Phylogenetic relationships of Oxytropis section Glococephala from Northeast Asia based on sequencing of the intergenic spacers of cpDNA and ITS nrDNA // Genetica. 2022. V. 150. P. 117–128. https://doi.org/10.1007/s10709-022-00152-y
  51. 51. Avise J.C. Phylogeography: The history and formation of species. Cambridge, MA: Harvard Univ. Press, 2000. 441 p.
  52. 52. Еликеев Ф.И. Плейстоценные оледенения Восточного Забайкалья и юго-востока Средней Сибири // Геоморфология. 2009. № 2. С. 33–49.
  53. 53. Глушкова О.Ю., Смирнов В.Н. Реконструкция масштабов и морфологических особенностей плейстоценных оледенений на северо-восток России // Вестник СВНЦ. 2021. № 2. С. 50–67. https://doi.org/10.34078/1814-0998-2021-2-50-67
  54. 54. Холина А.Б., Козыренко М.М., Артюкова Е.В., Санданов Д.В. Дивергенция видов Oxytropis секции Verticillares (Fabaceae) степной флоры Байкальской Сибири на основе анализа хлоропластной ДНК // Генетика. 2019. Т. 55. № 6. С. 665–674. https://doi.org/10.1134/S0016675819060055
  55. 55. Холина А.Б., Козыренко М.М., Артюкова Е.В. и др. Филогенетические взаимоотношения видов Oxytropis DC. subg. Oxytropis и Phacoxytropis (Fabaceae) Азиатской России на основе анализа нуклеотидных последовательностей межгенных спейсеров хлоропластного генома // Генетика. 2016. Т. 52. № 8. С. 895–909.
  56. 56. Leonova T.V., Barsukova I.N., Krivenko D.A. Fabaceae from the Republic of Khakassia, Russia // Bot. Pac. 2025. V. 14. № 1. P. 3–5. https://doi.org/10.17581/bp.2025.14101
  57. 57. Probatova N.S., Barkalov V.Yu., Rudyka E.G., Kozhevnikova Z.V. Additions to chromosome numbers for vascular plants from Sakhalin and Kurile Islands (1) // Biodiversity and Biogeography of the Kuril Islands and Sakhalin. 2009. № 3. P. 35–47.
  58. 58. Probatova N.S., Kazanovsky S.G., Rudyka E.G. et al. Fabaceae. In: Marhold K. (ed.), IAPT/IOPB chromosome data 12 // Taxon. 2011. V. 60. № 6. P. 1792.
  59. 59. Krivenko D.A., Kotseruba V.V., Kazanovsky S.G. et al. Fabaceae. In: Marhold K. (ed.), IAPT/IOPB chromosome data 11 // Taxon. 2011. V. 60. № 4. P. 1222.
  60. 60. Konichenko E.S., Selyutina I.Yu., Dorogina O.V. Fabaceae. In: Marhold K (ed.), IAPT/IOPB chromosome data 14 // Taxon. 2012. V. 61. № 6. P. 1338–1339.
  61. 61. Холина А.Б., Артюкова Е.В., Хорева М.Г., Андриянова Е.А. Генетическое разнообразие восточносибирского эндемика Oxytropis vasskovskyi Jurtz. (Fabaceae) // Биота и среда природных территорий. 2024. Т. 12. № 3. С. 39–53. https://doi.org/10.25221/2782-1978_2024_3_4
  62. 62. Artyukova E.V., Kozyrenko M.M., Kholina A.B., Zhuravlev Yu.N. High chloroplast haplotype diversity in the endemic legume Oxytropis chankaensis may result from independent polyploidization events // Genetica. 2011. V. 139. № 2. P. 221–232. https://doi.org/10.1007/s10709-010-9539-8
QR
Translate

Indexing

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library