Aktīvie pētījumi

Latvijas un Baltkrievijas parastā ozola (Quercus robur L.) populāciju ģenētiskās struktūras un izcelsmes analīze
Projekta vadītājs: Dainis Edgars Ruņģis
Sākuma datums: 3.1.2011
Beigu datums: 29.12.2011

Ozols ir sena kokaugu suga, kas agrāk plaši augusi Latvijas teritorijā, aizņemot apmēram 10% no kopējās mežu platības. Patlaban mūsu valstī ozolu mežaudzes veido nedaudz vairāk par 0,1% no kopējās meža platības. Ozolu audzes tika izcirstas 18.–19. gs, galvenokārt Pētera I laikā kuģu būves vajadzībām. Rezultātā, izcērtot taisnākos un bezzarainākos ozolus, ir notikusi negatīvā selekcija. Latvijā ir arī vairākas ozolu audzes, kuras stādītas ar ievestu sēklu materiālu (piem. Skrīveros), kura ģenētiskā izcelsme nav zināma. Lai atjaunotajās Latvijas ozolu audzēs saglabātu bioloģisko un ģenētisko daudzveidību, kas nodrošinātu to ilglaicīgu attīstību, it sevišķi mainīgajos klimatiskos apstākļos, nepieciešams apzināt labākās saglabājušās ozolu audzes, noteikt to ģenētisko daudzveidību un izcelsmi. Ir svarīgi novērtēt arī agrāk introducēto ozolu adaptāciju Latvijas klimatiskiem apstākļiem un noteikt to ģenētisko izcelsmi.

Turpretī Baltkrievijā ir saglabājušās samērā lielas ozolu audžu platības. Abu valstu kopējā robeža un kopējās upju sistēmas varētu būt par iemeslu ģenētiski radniecīgu ozolu populāciju izplatībai abās valstīs, no kurām varētu identificēt vispiemērotākās Latvijas ozolu atjaunošanai. Ozolu populāciju ģenētiskā analīze tika veikta pēc kopīgas metodikas, lai varētu iegūt salīdzināmus datus.

Ģenētisko pētījumu veikšanai tika izmantoti hloroplasta DNS molekulārie marķieri. Tā kā hloroplasta genoms tiek pārmantots lapu kokos pa mātes līniju, tad ar tiem iespējams ar lielāku izšķirtspēju noteikt audžu vai populāciju izcelsmi. Tika izmantoti divu tipu hloroplastu molekulārie marķieri – PCR-RFLP un SSR.

Tā kā Latvijā nav saglabājušās liela apjoma vienlaidus ozolu audzes, tad materiāls DNS izdalīšanai tika vākts sekojoši: apmēram 30 km attālumā viens no otra meža audzēs tika identificēti atsevišķi ozoli, fenotipiski noteikts to vecums, augstums, diametrs, taisnums un zarainība. No katra indivīda tika paņemtas nobriedušas lapas DNS izdalīšanai. Kā atsevišķas tika izdalītas atrastās dabīgās ozolu birzis, kurās katrā tika identificēti 5–30 indivīdi. Tika ievākti arī paraugi no dižkokiem.

No 436 analizētiem Latvijas ozola indivīdiem ar SSR marķieriem tika identificēti 30 atšķirīgi haplotipi. Vairākums haplotipu bija ar zemu frekvenci (<5%). Tikai 6 haplotipi bija ar frekvenci >5%: 4; 6; 25; 33; 34; 44. Analizēto dižozolu haplotipi nebija atšķirīgi no citiem atrastiem haplotipiem, un nebija iespējams ģenētiski diferencēt dižozolus no citiem Latvijas ozolu indivīdiem un audzēm.

Lai būtu iespējams salīdzināt iegūtos datus ar pētījumu par ozola haplotipiem visā Eiropas mērogā (Petit et al., 2002), no katras haplotipa grupas tika atlasīti 5 indivīdi un analizēti ar papildus PCR-RFLP hloroplasta marķiera metodi. Salīdzinot abu marķieru analīzes rezultātus, Latvijas ozolu haplotipi sadalījās divās izcelsmes grupās, kuras ir saistītas ar pēcledus laikmeta ozola kolonizācijas takām. Lielākā Latvijas haplotipu grupa pieder A izcelsmes grupai, kura vairāk atrasta Eiropas austrumos, un mazākā C izcelsmes grupai, kura atbilst Eiropas centrālai daļai un Skandināvijai. A izcelsmes grupas haplotipi dominēja Latvijas austrumu daļā un C izcelsmes haplotipi dominēja Latvijas rietumos, galvenokārt Kurzemē.

Latvijas un Baltkrievijas ozolos tika atrasti tikai 7 kopēji haplotipi (1; 4; 5; 6; 7; 10; 12). Haplotips 6 ir vissastopamākais haplotips Latvijā (33%), bet haplotipi 4 un 5, kuri ir izplatīti Baltkrievijā, atrodami ar frekvenci 12% un 1% Latvijas paraugos katrs. Visizplatītākais haplotips Baltkrievijā (1) ir salīdzinoši rets Latvijā (0,5%) un tika atrasts tikai atsevišķos indivīdos. No 30 haplotipiem, kuri atrasti Latvijā, 23 ir ģenētiski tuvāki Baltkrievijas dominējošiem ozola haplotipiem, un tie atrodas A izcelsmes grupā. 7 haplotipi bija ģenētiski attālāki un uzrādīja lielāku ģenētisku līdzību Skandināvu ozolu haplotipiem. Šie haplotipi pieder C izcelsmes grupai, un galvenokārt ir atrasti Latvijas rietumu daļā.

Visdaudzsološākais materiāls, ko varētu izmantot Latvijā, ir no Baltkrievijas rietumu un ziemeļu reģioniem. Šajos reģionos jau ir ievākts sēklas materiāls, lai iekārtotu izmēģinājuma stādījumus Latvijā.

Pētījuma zinātniskais pārskats


Izpildītāji:

Copyright © 2008 LVMI Silava. All rights reserved.