Проекты

Описание инициативы (проектной идеи)

Рододендроны альпийского и субальпийского пояса — неотъемлемый элемент высокогорной флоры Сибири. Они выполняют важные экологические функции, являясь закрепителями почв, пионерами в послепожарных сукцессиях, индикаторами изменения климата. Также рододендроны содержат фармакопейные вещества, благодаря которым используются в народной медицине: Rhododendron adamsii связан с культурой региона – он используется в индо-тибетской, монгольской и бурятской медицине, его высушенные листья известны в качестве тонизирующего чая под названием «Саган-Даля». Сбор местным населением в качестве лекарственного сырья, приуроченность к особым условиям произрастания и медленный рост – все это ставит под угрозу существование популяций вида, находящихся в легкодоступных для человека местах. Вид занесен в красные книги во всех регионах произрастания (КК Амурской области 2020, Бурятии 2023, Забайкальского края 2016, Иркутской области 2020, Красноярского края 2022, Магаданской области 2019, Сахалинской области 2015). Особенный антропогенный пресс оказывается в прибайкальских районах, где заготовки осуществляются в коммерческих целях. Совместно с R. аdamsii в одних и тех же местообитаниях произрастает близкий по морфологии, но не обладающий нужными свойствами вид – рододендрон мелколистный (R. parvifolium). Эти виды относятся к разным секциям одного подрода: R. аdamsii - к секции Pogonanthum, а R. parvifolium - к секции Rhododendron, которые заметно отличаются строением цветка. В отсутствии же цветков, их сложно отличить по листьям. В местах совместного произрастания на больших высотах виды образуют гибрид ×R. burjaticum, впервые описанный купным ботаником, исследователем Сибири, Л.И. Малышевым еще в 50-е гг ХХв. Однако работ по его изучению до сих пор нет. Очевидно, что необходима разработка генетических маркеров для целей природоохранного мониторинга, а также позволяющих эффективно проводить идентификацию сырья.
Для видовой идентификации будут разработаны маркеры (2-3 локуса) на основе матерински наследуемой у покрытосеменных растений хлороплстной ДНК. Для оценки запаса генетической изменчивости популяций, будет проведен анализ ядерной ДНК (бипарентальное наследование) - не менее 8-12 микросателлитных локусов. Эти маркеры чувствительны к событиям изоляции или резкого снижения численности вида. Динамика численности популяций, обусловленная в том числе, хозяйственной деятельностью человека, отражается на генетическом разнообразии популяций – основе их эволюционного потенциала и устойчивости. Эффективные стратегии оценки биологического разнообразия, основанные на знаниях об генетической структуре, необходимы для сохранения редких видов. Разработка видоспецифичных генетических маркеров – инструмент, позволяющий не только идентифицировать растение, но, при создании базы данных по всему ареалу, даже определить место сбора редкого вида.
Оба типа маркеров можно использовать для изучения гибридного таксона ×R. burjaticum. Планируется отобрать в гербарных коллекциях образцы с растений, собранных непосредственно Л.И. Малышевым из мест описания этого вида (locus classicus). С помощью генетических профилей «гибридных» особей и родительских видов, можно будет сделать заключение о вкладе каждого из родителей, а также использовать эти профили для выявления гибридов в местах совместного произрастания видов.

Планируемые работы:
1. 03.26-05.26. Разработка экспедиционных маршрутов, закупка расходных материалов для молекулярно-генетического анализа (МГА). Выделение ДНК из личной коллекции руководителя.
2. 06.26-07.26. Сбор образцов в Бурятии (ДВФО) для МГА (выборки по 2-3 листочка с 30 особей из 6 локаций, в которых проводится заготовка сырья R. adamsii и совместного произрастания двух видов) и эталонных гербарных образцов (побег с цветком по 1-3 на локцию) для ботанического определения и депонирования в коллекцию.
3. 08.26-11.26. Выделение ДНК, создание банка ДНК, тестирование и подбор новых маркеров (ПЦР, электрофорез, секвенирование, фрагментый анализ на генетическом анализаторе НАНОФОР05 (Синтол, Россия)).
3. 12.26-02.27. Анализ подобранных маркеров в исследуемых выборках, а также в референсных выборках из других частей ареала.
4. 03.27-05.27. Анализ коллекционных «гибридных» образцов ×R. burjaticum.
5.06.27-07.27. Анализ данных, статистическая обработка.
6. 08.27. Написание отчета.

В результате работы будут:
разработаны маркеры для видовой идентификации, в том числе для определения гибридов, которые могут использоваться как для составления ген коллекций биоразнообразия, так и практических целей определения пищевого сырья;
сделаны выводы относительно генетической структуры двух видов R. adamsii и R. parvifolium на территории Сибири и Дальнего Востока России;
Секвенированные участки хлоропластной ДНК будут помещены в международную базу данных NCBI. База данных по изменчивости микросателлитных данных будет размещена на ресурсе, ссылка на который будет дана в научной публикации либо по запросу.