Геохимическое проявление генетической гетерогенности в популяциях хвойных лесообразующих видов

Тараканов В.В., Наумова Н.Б., Милютин Л.И., Куценогий К.П., Чанкина О.В., Макарикова Р.П., Ефимов В.М., Кузьмина Н.А., Новикова Т.Н., Тарасова В.В.

Западно-Сибирский филиал Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН (Новосибирск,
Россия),
Институт почвоведения и агрохимии СО РАН (Новосибирск),
Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН (Красноярск),
Институт химической кинетики и горения СО РАН (Новосибирск),
Институт цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск)

На клоновых плантациях и географических культурах сосны обыкновенной Pinus sylvestris, кедра сибирского Pinus sibirica, и лиственницы сибирской Larix sibirica оценено влияние клонов и популяций на химический состав фитомассы и почв. Основные результаты получены при изучении элементного состава хвои, а также элементного состава, агрохимических и микробиологических свойств верхнего горизонта почв в культурах сосны.

Доли влияния клонов (коэффициенты наследуемости в широком смысле H2) в общей дисперсии концентрации элементов в хвое варьируют в пределах 0-85 %, и в среднем являются довольно высокими. Наибольшей наследуемостью отличаются K, Ca, Br, Zn, Cu, наименьшей – Fe и некоторые рассеянные элементы. Схожие результаты получены по влиянию клонов на химические свойства почв, которое усиливается при «залповом» поступлении в круговорот элементов фитомассы после прореживаний. Сделан вывод о зависимости проявления уровня генетической гетерогенности популяций по геохимическим показателям от периода вегетации (сезонная динамика), а также возраста и густоты посадок, прямо пропорционально связанных с общим запасом биомассы генотипов. Для прививочных плантаций важным является, по-видимому, соотношение фитомассы привоя и подвоя, отличающихся по генотипу.

В географических культурах сосны выявлены достоверные межпопуляционные различия по содержанию в хвое Rb, Y, Zn, Sr, Br, Ca, Cu, Mn, V, Ni. Однако, доли влияния популяций не превышают 26 % (Rb), составляя в среднем лишь около 6 %. Наибольшие различия между географическими популяциями обнаруживаются по рассеянным элементам Rb и Y, но отсутствуют по К, содержание которого максимально дифференцирует различные клоны этого вида. Высказано предположение, что содержание некоторых элементов в фитомассе может рассматриваться в качестве своеобразных «фенов» популяционного масштаба, в то время как других – индивидуального. C помощью дискриминантного анализа обнаружено влияние географического происхождения культур сосны обыкновенной, выращиваемых в различных пунктах испытаний, на химические и микробиологические свойства почв (рН, Р2О5, C, N, C/N).

На основе методов многомерного анализа разработан и апробирован алгоритм идентификации «признаков-компонент», наследуемость (Н2) которых превышает наследуемость исходных признаков. Выделены геохимически контрастные клоны и климатипы лесообразующих видов для дальнейших исследований.

Работа выполнена при финансовой поддержке проектов СО РАН № 5.23 и 53, РФФИ 07-04-01714а.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции