hrvatski

Genetska raznolikost hrasta lužnjaka (Quercus robur L.) u pokusnim nasadima s potomstvom iz odabranih sjemenskih sastojina

Genetska raznolikost (varijabilnost, diverzitet) temeljni je dio ukupne biološke raznolikosti, a predstavlja bogatstvo različitih alela odnosno gena na razinama jedinki, populacija odnosno vrsta. Veća razina genetske raznolikosti omogućava populacijama veći kapacitet prilagođavanja putem prirodne selekcije i zbog toga je važan preduvjet njihova opstanka u promjenjivom okolišu. Stoga su upoznavanje i očuvanje genetske raznolikosti izuzetno važne aktivnosti za dugoročni opstanak vrsta šumskog drveća, posebice onih koje su nositelji ekosustava. Utvrđivanje razine, obrasca i uzroka genetske raznolikosti kod vrsta šumskog drveća moguće je putem dvaju metoda, a to su: 1. analizom kvantitativnih fenotipskih svojstava u genetičkim testovima i 2. analizom DNK biljega. Glavni cilj ovoga rada bio je utvrditi razinu i obrazac genetske raznolikosti populacija hrasta lužnjaka u Hrvatskoj korištenjem obje dostupne metode. Na tri različite lokacije osnovani su genetički testovi s potomstvom hrasta lužnjaka iz 16 sjemenskih i jedne gospodarske sastojine, koje reprezentiraju cjelokupan areal ove vrste u Hrvatskoj. Provedene su izmjere i ocjenjivanje raznovrsnih kvantitativnih fenotipskih svojstava: visinskog rasta, visinskog prirasta, preživljenja, zimske retencije lišća, intenziteta zaraze hrastovom pepelnicom, intenziteta oštećenosti biljaka kasnim proljetnim mrazem i fenologije listanja. Analizom varijance utvrđena je statistička značajnost ispitivanih izvora varijabilnosti (blokova, populacija, familija unutar populacija, interakcije blokova s populacijama i familijama), te su izračunati kvantitativni genetički parametri: nasljednost (individualna (h2i) i familijska (h2f)), koeficijent aditivne genetske varijacije (CVA) i parametar kvantitativne genetske diferencijacije (QST). Determinacija obrasca genetske diferencijacije provedena je multivarijatnom regresijskom stabalnom analizom (engl. Multivariate Regression Tree analysis – MRT). Vrijednosti CVA i nasljednosti bile su kod većine svojstava niske, što upućuje na nisku razinu unutarpopulacijske genetske varijabilnosti istraživanih populacija. Međutim vjerojatno je da su niske vrijednosti genetičkih parametara bile uzrokovane visokom varijancom ostatka tj. neaditivnom genetskom i okolišnom varijancom uključujući i varijancu eksperimentalne pogreške. Stoga, izračunati genetički parametri nisu dovoljno pouzdani za konačan zaključak o razini unutarpopulacijske aditivne genetske varijabilnosti hrasta lužnjaka u Hrvatskoj. Izračunati QST parametari ukazuju na značajnu kvantitativnu genetsku diferencijaciju istraživanih populacija hrasta lužnjaka i to vrlo vjerojatno uslijed djelovanja prirodne selekcije, na što je ukazala visina vrijednosti parametara. Determinacija obrasca kvantitativne genetske diferencijacije pokazala je kako su se populacije razdvojile s obzirom na relativnu humidnost i toplinu staništa iz kojeg potječu. Populacije iz suših i toplijih staništa imale su bolje karakteristike za ispitivana svojstva u pokusnim nasadima Jastrebarsko i Koška, jer su klimatske prilike u tim pokusnim nasadima tijekom analiziranog perioda više odgovarale originalnim stanišnim prilikama tih populacija. S druge strane, populacije koje potječu i iz relativno humidnijih i iz relativno aridnijih staništa imale su bolje karakteristike visinskog rasta i preživljenja u pokusnom nasadu Vrbanja. Genetska udaljenost između populacija izračunata analizama jezgrinih mikrosatelitnih biljega ukazuje kako većina populacija nije genetski značajno udaljena. Ipak, utvrđeno je da su populacije HR 609 i HR 387 nešto više genetski udaljene od ostalih. Kod tri populacije (HR: 609, 387 i 577) uočen je nedostatak očekivane heterozigotnosti, te visok FIS parametar, ukazujući na križanje u srodstvu. Analizom molekularne varijance (AMOVA) utvrđena je visoka unutarpopulacijska raznolikost, te statistički značajna komponenta varijance uzrokovana razlikama između populacija, ukazujući na postojanje neutralne genetske diferencijacije. Ipak, međupopulacijska diferencijacija zauzimala je samo 1, 47% ukupne raznolikosti, što ukazuje na snažan utjecaj migracija gena između populacija. Uz proces prirodne migracije gena (posebice peludom) vrlo je vjerojatan i antropogeni utjecaj prijenosom šumskog reprodukcijskog materijala. Prostorna udaljenost ima signifikantan udio u raspodjeli genetičke raznolikosti. Ukupno 19, 6% genetske diferencijacije između analiziranih populacija može se objasniti njihovom prostornom udaljenošću (IBD), a srodnost jedinki se gubi nakon 240 km međusobne udaljenosti. Ipak, faktorijalnom analizom korespodencije nije utvrđena prava zemljopisna razdvojenost populacija. Analizom kloroplastnih mikrosatelitnih biljega ukupna procijenjena raznolikost svih populacija bila je velika. Utvrđena raznolikost između populacija analizom molekularne varijance (AMOVA) bila je statistički visoko značajna i veća od unutarpopulacijske raznolikosti. Također, je ustanovljeno postojanje 66 haplotipova u istraživanim populacijama, koji su svrstani u tri rodoslovne linije: linija L2 koja ujedno sadržava i najveći broj haplotipova prostire se od istoka prema zapadu, linija L1 najviše je zastupljena u zapadnom dijelu rasprostranjenja hrasta lužnjaka u Hrvatskoj, dok L3 zauzima središnji dio areala.

Genetska raznolikost, kvantitativna fenotipska svojstva, unutarpopulacijska genetska varijabilnost, razina i obrazac kvantitativne genetske diferencijacije, interakcija genotipa sa okolišem, molekularne genetske analize, jezgrini i kloroplastni mikrosatelitni DNK biljezi

nije evidentirano