Выявление генетического родства представителей рода Turbinicarpus Buxb. & Backeb. (Cactaceae) с использованием молекулярных IPBS-маркеров

Т.Г. Кулагина

Авторы

Т.Г. Кулагина Центральный ботанический сад НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь

Ключевые слова:

кластерный анализ, родство видов, денрограмма, кактусовые

Аннотация

Цель– определить генетическое родство представителей рода Turbinicarpus Buxb. & Backeb. на основе кластерного анализа.

Материалы и методы. Молекулярно-генетический анализ с использованием iPBS-маркеров, кластерный анализ генетических дендрограмм, сравнительный анализ генетических и морфологических дендрограмм.

Результаты. Кластерный анализ видов рода Turbinicarpus показал сложные взаимосвязи между ними и позволил выделить три основных кластера, включающие по 2, 6 и 33 вида соответственно. Особое внимание следует уделить третьему кластеру, который содержит наибольшее количество видов, включая ранее неидентифицированный таксон, генетически близкий к T. mandragora. Сравнение полученных генетических и морфологических дендрограмм показывает как сходство, так и различия с данными других исследователей, что подчеркивает сложность систематики этого рода и необходимость проведения дополнительных исследований.

Заключение. Проведенные исследования дополняют ранее известные сведения о генетическом родстве видов рода Turbinicarpus и подчеркивают значимость комплексного подхода к анализу систематики и эволюции видов, а также необходимость учета различных факторов.

Биография автора

Т.Г. Кулагина, Центральный ботанический сад НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь

научный сотрудник сектора сохранения и восстановления растительных ресурсов

Библиографические ссылки

Hunt, D. R. The New Cactus Lexicon / D. R. Hunt, N. P Taylor, G. Charles ; International Cactaceae Systematics Group. – Milborne Port : Dh Books, 2013. – 527 p.

Vázquez-Sánchez, M. Molecular phylogeny, origin and taxonomic implications of the tribe Cacteae (Cactaceae) / M. Vázquez-Sánchez, T. Terrazas, S. Arias, H. Ochoterena // Systematics and Biodiversity. – 2013. – Vol. 11, №1. – Р. 103–116.

Vázquez-Sánchez, M. 2012. El hábito y la forma de crecimiento en la tribu Cacteae (Cactaceae, Cactoideae) / M. Vázquez-Sánchez , T. Terrazas, S. Arias // Botanical Sciences. – 2012. – Vol. 90, – Р. 97–108.

Hernández-Hernández, T. Beyond aridification: multiple explanations for the elevated diversification of cacti in the New World succulent biome / T. Hernández-Hernández, J. W. Brown, B. O. Schlumpberger, L. E. Eguiarte, S. Magallón // The New Phytologist. –2014. – Vol. 202, – Р. 1382–1397.

Glass, C. 1977. A revision of the genus Turbinicarpus (Backbg.) Buxb. & Backbg./ C. Glass, R. Foster // Cactus and Succulent Journal. – 1977 – Vol. 49, – Р. 161–176.

Buxbaum, F. Cactaceae. Jahrbücher der Deutschen Kakteen-Gesellschaft / F. Buxbaum, C. Backeberg; Cactaceae Jahrbücher der Deutschen Kakteengesellschaft E. V. – Glückstadt, 1937. – 27 p.

Bravo-Hollis, H. Las cactáceas de México / H. Bravo-Hollis, H. Sánchez-Mejorada // Mexico City: Universidad Nacional Autónoma de México. – 1991. – Vol. 2, – 404 p.

Doweld, A. B. 1998. An outline of the phylogenetic system of classification of the tribe Cacteae (Cactoideae – Cactaceae). I. System of the subtribes Sclerocactinae – Bravocactinae - Turbinicarpinae./ A. B. Doweld // Succulents. – Moscow – 1998. – Vol.1, – Р. 15–30.

Anderson, E. F. The Cactus Family. First Edition/ E. F. Anderson. – Portland, Or: Timber Press, Incorporated, 2001. – 776 p.

Guzmán U, 2003. Catálogo de cactáceas mexicanas / U. Guzmán, S. Arias, P. Dávila. – Mexico City: Universidad Nacional Autónoma de México y Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad, 2003. – 315 p.

Hunt, D. R. 2016. CITES Cactaceae checklist, 3rd edition. / D. R. Hunt. – Kew: Royal Botanic Gardens, 2016. – 315 p.

Backeberg, C. Cactaceae Lindle. Systematiс synopsis / C. Backeberg // Blätter fur Kakteenforfchung. – 1938. – Jahgr.5, Pt. – (unpaged).

Backeberg, C. Cactus lexicon. Enumeratio diagnostica cactacearum / C. Backeberg, W. Haage, L. Glass. – London: Blandford Press, 1977. – 828 p.

Buxbaum, F. 1942. Cactaceae. Jahrbücher der Deutschen Kakteen-Gesellschaft / Buxbaum F, Oehme H. – Neudamm: Deutschen Kakteengesellschaft E. V., 1942. – 18–24 р.

Lüthy, J.M. The Turbinicarpus mandragora complex / J.M. Lüthy // Bradleya. – 2001. – Vol. 19, – Р. 19–54.

Lüthy, J. M. Further comments on Turbinicarpus and a key to species / J.M. Lüthy // Cactaceae Systematics Initiatives. – 2002. – Vol. 14, – Р. 21–25.

Lüthy, J. M. Rapicactus Buxbaum & Oehme: revision of the genus / J.M. Lüthy // Cactus & Co. – 2003. – Vol. 7, – Р. 4–43.

Anderson, E. F. 1986. A revision of the genus Neolloydia B.&R. (Cactaceae)/ E. F. Anderson // Bradleya. – 1986. – Vol. 4, – Р. 1–28.

Bravo-Hollis, H. 1956. A revision of the genus Toumeya / H. Bravo-Hollis, W.T. Marshall // Saguaroland Bulletin. – 1956. – Vol. 10, – Р. 112–119.

Halda, J. J. A new system of the genus Pediocactus Britton & Rose./ J. J. Halda // Acta Musei Richnoviensis Section Nature. – 1998. – Vol. 5, – Р. 1–48.

iPBS: a universal method for DNA fingerprinting and retrotransposon isolation / R. Kalendar [et al.] // TAG Theor. Appl. Genet. Theor. Angew. Genet. – 2010. – Vol. 121, № 8. – Р. 1419–1430.

Polyphyly of the iconic cactus genus Turbinicarpus (Cactaceae) and its generic circumscription / M. Vázquez-Sánchez [et al.] // Botanical Journal of the Linnean Society. – 2019. – Vol. 190, – Р. 405–420.

Шлапакова, Т. Г. Морфологические особенности семян рода Turbinicarpus / Т. Г. Шлапакова, В. В. Титок // Весцi Нацыянальнай aкадэмii навук Беларусі. Серыя біялагiчных навук. – 2021. – Т. 66. – № 4. – С. 482–490.

References

Hunt D.R., Taylor N.P, Charles G. The New Cactus Lexicon. International Cactaceae Systematics Group. Milborne Port, Dh Books, 2013, 527 p.

Vázquez-Sánchez M., Terrazas T., Arias S. H. Ochoterena Molecular phylogeny, origin and taxonomic implications of the tribe Cacteae (Cactaceae). Systematics and Biodiversity. 2013. Vol. 11, no.1, pp. 103–116.

Vázquez-Sánchez M., Terrazas T., Arias S. El hábito y la forma de crecimiento en la tribu Cacteae (Cactaceae, Cactoideae). Botanical Sciences. 2012. Vol. 90, pp. 97–108.

Hernández-Hernández T., Brown J.W., Schlumpberger B.O., Eguiarte L.E., Magallón S. Beyond aridification: multiple explanations for the elevated diversification of cacti in the New World succulent biome. The New Phytologist. 2014. Vol. 202, pp. 1382–1397.

Glass C., Foster R. A revision of the genus Turbinicarpus (Backbg.) Buxb. & Backbg. Cactus and Succulent Journal. 1977.Vol. 49, pp. 161–176.

Buxbaum F., Backeberg C. Cactaceae. Jahrbücher der Deutschen Kakteen-Gesellschaft. Cactaceae Jahrbücher der Deutschen Kakteengesellschaft E. V. Glückstadt, 1937, 27 p.

Bravo-Hollis H., Sánchez-Mejorada H. Las cactáceas de México. Mexico City, Universidad Nacional Autónoma de México. 1991. Vol. 2, 404 p.

Doweld A.B. 1998. An outline of the phylogenetic system of classification of the tribe Cacteae (Cactoideae – Cactaceae). I. System of the subtribes Sclerocactinae – Bravocactinae - Turbinicarpinae. Succulents. Moscow 1998. Vol.1, pp. 15–30.

Anderson E.F. The Cactus Family. First Edition. Portland, Or, Timber Press, Incorporated, 2001, 776 p.

Guzmán U., Arias S., Dávila P. Catálogo de cactáceas mexicanas. Mexico City: Universidad Nacional Autónoma de México y Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad, 2003, 315 p.

Hunt D.R. 2016. CITES Cactaceae checklist, 3rd edition. Kew, Royal Botanic Gardens, 2016, 315 p.

Backeberg C. Cactaceae Lindle. Systematiс synopsis. Blätter fur Kakteenforfchung. 1938. Jahgr.5, Pt. (unpaged).

Backeberg C., Haage W., Glass L.. Cactus lexicon. Enumeratio diagnostica cactacearum London, Blandford Press, 1977, 828 p.

Buxbaum F., Oehme H. Cactaceae. Jahrbücher der Deutschen Kakteen-Gesellschaft. Neudamm, Deutschen Kakteengesellschaft E. V., 1942, pp.18–24.

Lüthy J.M. The Turbinicarpus mandragora complex. Bradleya. 2001. Vol. 19, pp. 19–54.

Lüthy J. M. Further comments on Turbinicarpus and a key to species. Cactaceae Systematics Initiatives. 2002. Vol. 14, pp. 21–25.

Lüthy J.M. Rapicactus Buxbaum & Oehme: revision of the genus. Cactus & Co. 2003. Vol. 7, pp. 4–43.

Anderson E.F. A revision of the genus Neolloydia B.&R. (Cactaceae). Bradleya. 1986. Vol. 4, pp. 1–28.

Bravo-Hollis H., Marshall W.T. A revision of the genus Toumeya. Saguaroland Bulletin. 1956. Vol. 10, pp. 112–119.

Halda J. J. A new system of the genus Pediocactus Britton & Rose. Acta Musei Richnoviensis Section Nature. 1998. Vol. 5, pp. 1–48.

Kalendar R. et al. iPBS: a universal method for DNA fingerprinting and retrotransposon isolation. TAG Theor. Appl. Genet. Theor. Angew. Genet. 2010. Vol. 121, no.8, pp. 1419–1430.

Vázquez-Sánchez M. et al. Polyphyly of the iconic cactus genus Turbinicarpus (Cactaceae) and its generic circumscription. Botanical Journal of the Linnean Society. 2019. Vol. 190, pp. 405–420.

Shlapakova T.G., Titok V.V. Morfologicheskie osobennosti semyan roda Turbinicarpus [Morphological features of seeds of the genus Turbinicarpus]. Vesci Nacyyanal'naj akademii navuk Belarusі. Seryya bіyalagichnyh navuk [News of the National Academy of Sciences of Belarus. Series of biological sciences.], 2021. Vol. 66, no 4, pp. 482–490. (In Russian)