Библиографическое описание:Дендрогеномное изучение адаптации кедра сибирского в Западном Саяне к экстремальным средовым факторам : отчет о НИР. - , 2023. - (Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами ; 22-14-00083). - Б. ц. - Текст : непосредственный.
Аннотация:Получен массив количественных фенотипических характеристик индивидуальных деревьев P. sibirica, связанных с его первичным (длина хвои) и вторичным приростом (статистические характеристики TRW), а также с реакцией индивидуальных рядов радиального прироста на климатические экстремумы (коэффициенты сопротивления, восстановления и устойчивости) и колебания в целом (парные коэффициенты корреляции с сезонными температурами и осадками). Определены сроки начала и окончания максимально выраженного климатического отклика в приросте P. sibirica за весь период инструментальных климатических наблюдений 1900-2010 гг. и за два подпериода 1936-1973 и 1974-2010 гг. Полученные даты начала и окончания однонаправленного климатического отклика предположительно связаны со следующими фенологическими событиями: 1) активизацией фотосинтетической активности / началом первичного роста побегов весной, 2) началом камбиальной активности, 3) окончанием первичного роста побегов 4) окончанием камбиальной активности, 5) окончанием вторичного роста / снижением фотосинтетической активности при переходе деревьев в спячку осенью. Приготовлены и отсеквенированы библиотеки ddRADseq для 120 образцов ДНК сосны сибирской кедровой по модифицированной версии протокола, ранее отработанного нами для лиственницы сибирской. Для фрагментации ДНК обрабатывалась рестрикционными ферментами EcoRI и MseI, к образовавшимся фрагментам затем присоединяли адаптеры, содержащие уникальные для каждого образца нуклеотидные последовательности. После нескольких этапов очистки и ПЦР-амплификации полученные ДНК-библиотеки объединяли по 30 образцов для последующего секвенирования, и отбирали только фрагменты длиной 300-700 п.н. путем вырезания из агарозного геля после электрофореза. После проведения качественного фрагментного анализа всех 4 пулов ДНК-библиотек, а также контроля качества и оценки количества ДНК, библиотеки были секвенированы на приборе NovaSeq 6000, с длиной парноконцевых прочтений - 150 н.о. с одной стороны. По результатам удалось получить 6,8 млрд. прочтений, что согласуется с показателями секвенирования, проведенного ранее для первой части образцов (7,1 млрд.) и свидетельствует об однородности качества и количества прочтений двух независимых запусков Novaseq 600 (в 2022 и 2023 году) по всем образцам. Далее первичные данные прошли несколько этапов начальной обработки. Исходные чтения были отфильтрованы и обрезаны по показателям качества, а технические последовательности удалены. Разделение полученных данных по индивидуальным образцам проводилось на основе уникальных последовательностей адаптеров. Средняя длина прочтения по всем образцам после обработки составила 141 н.о. Отфильтрованные прочтения выравнивали на черновую сборку генома сосны сибирской. В среднем по 218 деревьям показатель выравнивания прочтений на геном равнялся 68,70%. На этом этапе 9 деревьев были полностью исключены из дальнейшего анализа из-за недостаточного количества прочтений и уровня картирования на референсный геном. Для поиска однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП, SNP) с помощью данных о выравнивании на участки генома сосны сибирской было построено 19,2 млн локусов, включающих 1813,1 млн прямых прочтений и 488,9 млн совпадающих парных концевых прочтений. Эффективное покрытие прочтениями в среднем на образец составило 5,3х, а среднее количество нуклеотидов на локус 125,5 н.о. Полученный набор из локусов, покрытых выравниванием, подвергся нескольким этапам фильтрации, чтобы оставить только те локусы, которые были найдены во всех выборках, содержатся по крайней мере в 85% образцов в целом и в 80% образцов в каждой выборке. Были отобраны только те SNP, максимально допустимый уровень наблюдаемой гетерозиготности для которых не превышал 0,85, а минимальная частота минорного аллеля была не менее 0,1. Заданные параметры фильтрации успешно прошли 209930 локусов (1,1% от общего количества). В 26000 из этих локусов были обнаружены 52368 биаллельных однонуклеоидных полиморфизмов, удовлетворяющих условиям поиска, из них 32985 транзиций и 19383 трансверсий в соотношении 1,7. Для каждой из 5 популяционных выборок рассчитывали следующие популяционно-генетические параметры: нуклеотидное разнообразие (π), наблюдаемая (Ho) и ожидаемая (He) гетерозиготность, индекс фиксации (FIS). Наибольшие значения наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности были получены в популяции ER (Ергаки – оз. Уютное, Радужное) и равнялись 0,309 и 0,312, наибольшее значение индекса фиксации в популяции RG (Саяно-Шушенский заповедник – р. Малая Голая), составило 0,086. Для выявления структуры популяции был проведен анализ главных компонент (PCA) и дискриминантный анализ главных компонент (DAPC). Выявлено, что исследуемые популяции не образуют ярко выраженных однозначных кластеров на основе PCA, но выделяются кластеры ER и SP на основе DAPC. Кроме того, структура популяции изучалась с помощью алгоритма Admixture, который оценивает максимальную вероятность предполагаемых генетических кластеров на основе генотипических данных. По полученным результатам видно, что структура популяции слабо выражена и деревья, принадлежащие разным географическим популяциям, не обосабливаются в отдельные кластеры. Был выполнен иерархический анализ молекулярной дисперсии (AMOVA) и расчет попарных коэффициентов FST. Для анализа выборки были разделены на три группы: Саянский перевал (выборка SP), Саяно-Шушенский заповедник (выборки RG и RS) и Ергаки (выборки ER и TK). Анализ показал, что большая часть вариации сосредоточена внутри популяций (99,5%). Значения попарных коэффициентов FST оказались достаточно низкими (0,0037–0,0066), но значимыми на основе всех 52368 SNP. Географически ограниченное распространение может формировать генетическую структуру популяции и приводить к корреляции между генетической и географической дистанцией, называемой изоляцией по расстоянию. Для обнаружения такой корреляции на полученных данных был проведен тест Мантеля, его результаты не выявили у изучаемых популяций достоверной связи между генетическим расстоянием и географическим расстоянием.
Год издания:2023
Количество экземпляров:
Твёрдая копия издания отсутствует в фонде библиотеки
