Проекты

Краткое описание

Представители рода Шпажник (Гладиолус) встречаются в основном в субтропических областях Старого Света: центр видового разнообразия рода – Южная Африка. Тем не менее несколько видов гладиолусов заходит далеко на север, произрастая в том числе в европейской части России, в условиях холодного умеренного климата. Это растения, обладающие высокой декоративной ценностью, заслуживающие внимания не только как редкие жемчужины отечественной природной флоры, но и как ценный материал для введения в культуру и работ по селекции.
Современный ареал видов шпажника а России крайне фрагментирован и ограничен небольшими разрозненными популяциями, уязвимыми в результате хозяйственной деятельности человека. Виды шпажника занесены в региональные Красные книги многих субъектов Российской Федерации.
Как и в случае других элементов флоры, имеющих преимущественно субтропическое распространение, на формирование современных ареалов российских видов шпажника, вероятно, значительное влияние оказывало оледенение, в ходе которого некогда непрерывный ареал дробился на отдельные рефугиумы с более благоприятными условиями, из которых после отступления ледника теплолюбивые виды вновь распространялись. Подобный разрыв ареала способствует изоляции отдельных популяций, накоплению в них локальной генетической изменчивости и со временем может привести к формированию новых видов.
Генетическая структура популяций шпажника на территории России до сих пор не изучена, спорным остаётся даже вопрос о том, сколько именно видов этого рода произрастает на территории России. Морфологические и анатомические признаки, варьируя у этого рода в широких пределах, без привлечения данных генетики не дают точного ответа на этот вопрос.
Сохранение максимально разнообразного генофонда особенно важно в случае редких, малочисленных видов: высокоинбредные природные популяции оказываются недостаточно устойчивы к колебаниям внешних факторов среды, а реинтродукция может оказаться неэффективной, если используемый для нее материал, сохранившийся и размноженный ex situ, слишком генетически однороден.
Я основал и курирую живую коллекцию геофитов (луковичных и клубневых растений) в Ботаническом саду МГУ. Род Шпажник давно входит в сферу моих научных интересов. Живая коллекция рода в ботаническом саду МГУ насчитывает более двадцати природных таксонов: свыше десятка таксонов культивируется in vitro на базе лаборатории развития растений кафедры высших растений МГУ. В последние годы я занимаюсь молекулярной филогенией евразийских видов рода Шпажник.
Изучение генетического разнообразия популяций видов рода Шпажник на территории европейской части России, таким образом, позволит:
оценить степень родства между признанными российскими видами рода Шпажник, чётко определить их границы: установить видовую принадлежность морфологически отклоняющихся особей, определить положение российских таксонов относительно других таксонов рода Шпажник в пределах Евразии:
оценить уровень генетического разнообразия внутри популяций и между популяциями, что позволит направить усилия по охране в первую очередь на наиболее генетически разнообразные либо уникальные популяции;
проводить мероприятия по сохранению ex situ и реинтродукции таким образом, чтобы максимально сохранить генетическое разнообразие;
получить карты родства между отдельными популяциями внутри видов, которые позволят судить о связи популяций между собой, генных потоках и процессах изменения ареалов в исторической перспективе;
сравнивая генетические данные, полученные на основе гербарного материала, с данными из современных популяций, оценить изменения в генетическом разнообразии популяций, произошедшие за последние десятилетия.
Оценивать генетическое разнообразие предполагается двумя методами: методом молекулярных маркеров, при котором сравниваются частичные последовательности определенных, наиболее изменчивых генов изучаемых образцов, что позволяет различать виды; и методом межмикросателлитных повторов (ISSR), который позволяет выявить различия на внутри- и межпопуляционном уровне.
К настоящему времени мной уже проведена предварительная работа по выявлению ДНК-маркеров, наиболее эффективно различающих виды внутри евроазиатской группы видов рода Шпажник. С методом микросателлитных повторов я знаком благодаря совместной работе по изучению генетического разнообразия популяций лука черно-красного в составе группы коллег с кафедры ботаники высших растений биологического факультета МГУ, по материалам работы готовится публикация.
Данные о генетическом разнообразии популяций видов рода Шпажник на территории России позволят обеспечить эффективную охрану этих редких и ценных растений как в природных сообществах, так и ex situ, и привлечь к охране как специалистов, так и всех граждан, неравнодушных к сохранению отечественной природы.