Comparative analysis of genetic diversity of the population of some rare species of aboriginal flora of Belarus
Keywords:
population genetics, iPBS markers, population structure, flora conservationAbstract
The article presents the results of a comparative assessment of the genetic diversity of some protected native plant species of Belarus. Materials and methods. Molecular genetic analysis using iPBS-markers, effective and observed number of alleles, Shannon information index, Nei’s gene diversity, gene flow between populations, distribution of genetic diversity within and between populations, results of expeditionary floristic studies. Results. Analysis of average values of genetic diversity indices of 7 populations of Cephalanthera longifolia (L.) Fritsch, 8 populations of Goodyera repens (L.) R.Br, 4 populations of Cypripedium calceolus L., 6 populations of Liparis loeselii (L.) Rich. and 4 populations of Lobelia dortmanna L. showed that the highest level of genetic diversity was noted in Liparis loeselii (L.) Rich., and the lowest in Cypripedium calceolus L. The indices of distribution of intra- and interpopulation genetic diversity, established using AMOVA analysis, as well as the level of gene flow, are consistent with the frequency of occurrence of the studied species in Belarus. Lobelia dortmanna L. and Cephalanthera longifolia (L.) Fritsch, preserved in isolated localities, are characterized by the lowest level of gene flow and a higher percentage of interpopulation genetic diversity in comparison with other species. Conclusion. Comparison of the indices of genetic diversity of populations of some rare species of the native flora of Belarus confirms their vulnerable position and can be considered as an additional criterion for assessing their conservation status and developing conservation strategies.
References
Eco-evolutionary causes and consequences of rarity in plants: a meta-analysis / J.N. Boyd [et al.] // New Phytol. – 2022. – № 235. – P. 1272–1286.
Reed, D. H. Correlation between fitness and genetic diversity / D.H. Reed, R. Frankham // Conservation Biology. – 2003. – Vol. 17, № 1. – P. 230–237.
Genetic Diversity and Population Structure of the Rare and Endangered Plant Species Pulsatilla patens (L.) Mill in East Central Europe / M. Szczecinska [et al.] // PLoS ONE. – 2016. – Vol. 11., № 3.
How general are positive relationships be-tween plant population size, fitness and genetic variation? / R. Leimu-Brown [et al.] // Journal of Ecology. – 2006. – Vol. 94 – P. 942–952
Красная книга Республики Беларусь. Растения: редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды дикорастущих растений / М-во природ. ресурс. и охран. окруж. среды Респ. Беларусь, Нац. акад. наук Беларуси ; гл. редкол.: Л. И. Хоружик (предс.) [и др.]. – 4-е изд. – Минск : Беларус. энцыкл. імя П. Броўкі, 2015. – 445 с.
IPBS: a universal method for DNA finger-printing and retrotransposon isolation / R. Kalendar [et al.] // TAG Theor. Appl. Genet. Theor. Angew. Genet. – 2010. – Vol. 121, № 8. – Р. 1419–1430.
Самохвалова, Н. В. Подбор молекулярных маркеров iPBS для исследования генетического разнообразия популяций гудайеры голзучей (Goodyera Repens (L.) R.Br.) в Беларуси / Н. В. Самохвалова, Т. Г. Шлапакова, А. Н. Мялик // Мониторинг и охрана окружающей среды: сб. материалов Республик. науч.-практ. конф. студентов, магистрантов, аспирантов. (22 марта 2023, Брест, Беларусь) / Брест. гос. ун-т им. А. С. Пушкина ; редкол.: В. И. Бойко, Н. В. Шкуратова, М. В. Левковская. – Брест : БрГУ, 2023. – С. 160–162.
Самохвалова, Н. В. Подбор молекулярных iPBS маркеров для оценки генетического разнообразия популяций Cephalanthera longifolia (L.) Fritsch. в Беларуси / Н. В. Самохвалова, Т. Г. Шлапакова, А. Н. Мялик // Настоящее и будущее биотехнологии растений: материалы Междунар. науч. конф., посвященной 65-летию деятельности отдела биохимии и биотехнологии растений государственного научного учреждения «Центральный ботанический сад НАН Беларуси» (24 мая – 26 мая 2023, Минск, Беларусь). / Нац. акад. Наук Беларуси [и др.]. – Минск, 2023. – С. 91.
Samokhvalova, N. V. Genetic diversity of populations of the rare species Cypripedium calceolus L. in Belarus / N. V. Samokhvalova // Innovative and Applied Research in Biology: сollection of theses of the 79 Intern. scientific-practical conf. / University of Latvia. – Latvia, 2021. – P. 42–49.
Оценка генетической изменчивости белорусских популяций Офрис насекомоносной (Ophrys insectifera L.) с использованием молекулярных iPBS-маркеров / Н. В. Самохвалова [и др.] // Весці Нац. акад. навук Беларусі. Сер. біял. навук. – 2021. – Т. 66., № 2. – С. 223–231.
Оценка генетической изменчивости по-пуляций гудайеры ползучей (Goodyera repens (L.) R.Br.) в Беларуси с использо-ванием молекулярных iPBS маркеров / Н. В. Самохвалова [и др.] // Ботаника (исследования). – 2023. – Вып. 52. – С. 28–37.
Analysis of genetic population structure and diversity in Mallotus oblongifolius using ISSR and SRAP markers / W. Yan [et al.] // PeerJ. – 2019. – Vol. 7 – P. e7173
References
Eco-evolutionary causes and consequences of rarity in plants: a meta-analysis. J.N. Boyd [et al.]. New Phytol, 2022, no 235, pp. 1272-1286.
Reed, D.H., R. Frankham. Correlation be-tween fitness and genetic diversity. Conservation Biology,2003, vol. 17, no 1, pp 230-237.
Genetic Diversity and Population Structure of the Rare and Endangered Plant Species Pulsatilla patens (L.) Mill in East Central Europe. M. Szczecinska [et al.]. PloS one, 2016, vol. 11, no 3.
How general are positive relationships be-tween plant population size, fitness and genetic variation? R. Leimu-Brown [et al.].
