Цитогенетическая характеристика семенного потомства клонов плюсовых деревьев сосны обыкновенной в Карелии | Cytogenetic Characteristics of Seed Progeny of Scots Pine Plus Tree Clones in Karelia

Russian. Изучены цитогенетические параметры семенного потомства клонов плюсовых деревьев Pinus sylvestris, произрастающих на Петрозаводской лесосеменной плантации I порядка. В качестве контроля были взяты нормальные деревья P. sylvestris из естественного соснового фитоценоза в Пряжинском районе Карелии. рассматривали следующие показатели: относительное содержание ДНК, число хромосом, частоту и типы патологий митоза на стадиях метафазы, анафазы и телофазы (в процентах от общего числа делящихся клеток на тех же стадиях). Установлено, что в корневой меристеме семенного потомства P. sylvestris в диплоидном наборе содержится 24 хромосомы. У изученных растений были обнаружены единичные анеуплоидные клетки (2n = 23; 2n = 25). Наиболее частотна моносомия (2n = 23) – 81 % от общего числа анеуплоидных клеток. Относительное содержание ДНК в молодой хвое проростков у клонов плюсовых деревьев составило 42,07±0,21 пг, а у нормальных деревьев – 42,95±0,04 пг, при этом разница между ними статистически значима (U-test, p ˂ 0,01). В результате цитогенетического анализа выявлено 7 типов патологий митоза: фрагментация хромосом, мосты, забегание хромосом, обособление хромосом и групп хромосом, отставание хромосом, многополюсность, сложные нарушения. В общем спектре нарушений митоза наиболее распространенной патологией оказалось забегание хромосом. Сравнение различных типов патологий митоза в двух общих выборках нормальных деревьев и клонов плюсовых деревьев показало, что они значимо отличаются по следующим аномалиям митоза: забегание и обособление хромосом в метафазе, фрагментация, отставание, мосты и многополюсность в ана-телофазе. Выявлено: в семенном потомстве нормальных деревьев доля клеток с аномалиями митоза в среднем примерно в 1,5 раза выше, чем в потомстве клонов плюсовых деревьев (3,44±0,32 и 2,38±0,14 % (U-test, p ˂ 0,05) соответственно). Полученные данные свидетельствуют о цитогенетической стабильности семенного потомства клонов P. sylvestris с Петрозаводской лесосеменной плантации I порядка, это в свою очередь, может говорить о высоком качестве семенного материала. Для цитирования: Игнатенко р.В., Ершова М.А., Галибина Н.А., раевский Б.В. Цитогенетическая характеристика семенного потомства клонов плюсовых деревьев сосны обыкновенной в Карелии // Изв. вузов. лесн. журн. 2022. № 1. С. 9–22. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-1-9-22

English. The article describes the cytogenetic parameters of seed progeny of Pinus sylvestris plus trees growing in the Petrozavodsk seed orchard of the first order. P. sylvestris normal trees from the natural pine phytocenosis in the Pryazha region (Karelia) were taken as a control. The following indicators were considered: relative DNA content, number of chromosomes, frequency and types of mitosis pathologies at the metaphase, anaphase and telophase stages (in % of the total number of dividing cells at the same stages). It was found that the root meristem of the P. sylvestris seed progeny contains 24 chromosomes in the diploid set. Single aneuploid cells (2n = 23; 2n = 25) were found in the studied plants. The most frequent is monosomy (2n = 23). It made up 81 % of the total number of aneuploid cells. The relative DNA content in the young needles of pine seedlings of plus clones and normal trees was 42.07±0.21 and 42.95±0.04 pg, respectively, and the difference between the two was statistically significant (U-test, p ˂ 0.01). Cytogenetic analysis revealed 7 types of mitosis pathologies: chromosome fragmentation, chromosome bridges, chromosome overlap, isolation of chromosomes and groups of chromosomes, chromosome lagging, multipolar mitosis and complex abnormalities. Chromosome overlap was the most common pathology in the general mitotic disorders spectrum. Comparison of mitosis pathologies in two general samples of normal trees and plus tree clones showed that they significantly differ by the following mitosis abnormalities: overlap and isolation of chromosomes in metaphase, fragmentation, lagging, bridges and multipolar mitosis in the anaphase and telophase. The study shows that the proportion of cells with mitosis abnormalities in the seed progeny of normal trees was about 1.5 times higher than of plus tree clones, and is equal 3.44±0.32 and 2.38±0.14 % (U-test, p = 0.05), respectively. The data obtained demonstrate the cytogenetic stability of the seed progeny of P. sylvestris clones from the Petrozavodsk seed orchard of the first order, which in turn may indicate the high quality of the seed material. For citation: Ignatenko R.V., Ershova M.A., Galibina N.A., Raevsky B.V. Cytogenetic Characteristics of Seed Progeny of Scots Pine Plus Tree Clones in Karelia. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2022, no. 1, pp. 9–22. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-1-9-22