Популяционная структура и сохранение генофонда сосны обыкновенной на южном урале

Путенихин В.П.

Ботанический сад-институт Уфимского научного центра РАН, Россия vpp99@mail.ru
Основной целью работы являлся анализ популяционной дифференциации сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на территории Южного Урала и Приуралья в плане теоретического обоснования мер по сохранению генофонда вида на популяционной основе. Соответственно пространственной структуре ареала было выделено 20 основных районов обитания сосны обыкновенной, в которых произведена закладка 43 пробных площадей. Изучены 17 количественных и качественных морфологических признаков генеративных органов (шишек, семенных чешуй и семян).

С использованием разнообразных биометрических подходов, в том числе многомерных были выделены 3 группы выборок, интерпретированных как фенотипически дифференцированные биологические популяции. В соответствии с географическим положением они названы горной южноуральской популяций, равнинно-плоскогорной предуральской (Бельско-Камско-Уфимской) популяцией, холмистой западно-предуральской (Бугульминско-Белебеевской) популяцией. Первая из них представлена наиболее крупными по площади местообитаниями сосны обыкновенной в центральной части Башкирского и Челябинского Южного Урала, Зауралья, Зилаирского плато (южная окраина Уральских гор), а также предуральскими островными участками Месягутовской лесостепи и восточной окраины Уфимского плато. Равнинно-плоскогорная популяция располагается в пределах выровненного Бельско-Камского междуречья и по р. Уфе (западный край Уфимского плато). Наконец, третья (западно-предуральская) популяция представлена мелкими разрозненными участками сосновых насаждений Бугульминско-Белебеевской возвышенности; от остальных популяций она отделена обширными лесостепными, лишенными сосны, пространствами.

В обширной по площади горной популяции шишки и семена несколько превышают по крупности и массе соответствующие показатели для Среднего и Северного Урала. Вместе с тем, она заметно уступает в этом отношении островным популяциям сосны из наиболее южной лесостепной части ареала (Казахстан). По качественным признакам эта популяция (по сравнению с двумя другими) характеризуется меньшей долей узко-конусовидных, и большей – широко-конусовидных шишек, более выровненным соотношением гладкой и бугорчатой форм апофиза, а также вариаций по форме основания щитка. В равнинно-плоскогорной популяции наблюдается увеличение длины шишек при параллельном уменьшении их ширины; длина чешуй здесь также возрастает, тогда как их число сравнительно снижается. Относительные признаки являются главнейшими характеристиками, дискриминирующими данную популяцию от остальных – ее можно определить как узкошишечную и узкочешуйную. Формовой состав характеризуется преобладанием бугорчатых форм апофиза (около 65%). Основной фенотипической особенностью западно-предуральской популяции является ее сравнительная крупношишечность, многочешуйность и крупносемянность; относительные признаки имеют наивысшие значения.

Наибольший уровень изменчивости характерен для горной южноуральской популяции, наименьший – для изолированной западно-предуральской (дефицит изменчивости до 41% как следствие вероятного инбридинга). Выделенные популяции имеют разные пути исторического проникновения на Южный Урал и различаются по характеру микроэволюционных процессов в современную эпоху. Анализ популяционной структуры позволил обоснованно подойти к проблеме сохранения генетических ресурсов вида в регионе. Перечень выделенных генетических резерватов сосны обыкновенной включает 12 объектов на общей площади 9896 га. В наиболее крупной и фенотипически разнообразной горной популяции выделены 9 резерватов, в равнинно-плоскогорной – 2, в дизъюнктивной и слабополиморфной западно-предуральской популяции – 1 резерват.

Putenikhin V.P.

Botanical Garden-Institute of Ufa Sci. Center of Russian Acad. Sci., Russia vpp99@mail.ru
The main aim of the work was an analysis of population differentiation of Scots pine (Pinus sylvestris L.) at the territory of the South Urals and Pre-Urals for theoretic foundation of practical measures for gene pool preservation of the species on population basis. According to space structure of the species range, 20 large locations of Scots pine were involved into the investigation and 43 sample plots were established. Seventeen quantitative and qualitative morphological traits of generative organs (cones, seed scales and seeds) were studied.

Using diverse biometric approaches including multidimensional ones, 3 groups of samples determined as phenotypically differentiated biological populations were distinguished. According to geographical position, they were called mountain south-uralian, plain-plateau cis-uralian (Belaya-Kama-Ufa), upland western cis-uralian (Bugulma-Belebey) populations. The first of them is represented by the largest locations of Scots pine in the central part of Bashkir and Chelybinsk South Urals, Trans-Urals, Zilair plateau (the southern margin of the Ural mountains) as well as cis-uralian island sites of Scots pine in Mesyagutovo forest-steppe and the eastern margin of Ufa plateau. Plain-plateau cis-uralian population is situated in the limits of the lowland Belaya-Kama river interfluve and along the Ufa river (the western boundary of Ufa plateau). At last, the third (western cis-uralian) population consists of small isolated sites of pine forests on Bugulma-Belebey upland; it is separated from other populations by broad forest-steppe territory devoid of pine.