Казанский (Приволжский) федеральный университет

Оценка эффективности использования баркодирования для сохранения редких видов флоры Республики Узбекистан

Ф.У. Мустафина¹, Д.Н. Жамалова¹, Д.Э. Турдиев¹, Г.Т. Курбаниязова¹, А.Дж. Газиев¹, Н.Ю. Бешко¹, К.Ш. Тожибаев¹, З.З. Ибрагимов², К.Т. Бобоев³

¹Институт ботаники Академии наук Республики Узбекистан, г. Ташкент, 100125, Республика Узбекистан

²Институт биоорганической химии имени А.С. Садыкова Академии наук Республики Узбекистан, г. Ташкент, 100143, Республика Узбекистан

³НИИ гематологии и переливания крови Министерства здравоохранения Республики Узбекистан, г. Ташкент, 100097, Республика Узбекистан

ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ

Полный текст PDF

DOI: 10.26907/2542-064X.2022.3.408-437

Для цитирования: Мустафина Ф.У., Жамалова Д.Н., Турдиев Д.Э., Курбаниязова Г.Т., Газиев А.Дж., Бешко Н.Ю., Тожибаев К.Ш., Ибрагимов З.З., Бобоев К.Т. Оценка эффективности использования баркодирования для сохранения редких видов флоры Республики Узбекистан // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2022. – Т. 164, кн. 3. – С. 408–437. – doi: 10.26907/2542-064X.2022.3.408-437.

For citation: Mustafina F.U., Jamalova D.N., Turdiev D.E., Kurbaniyazova G.T., Gaziev A.Dj., Beshko N.Yu., Tojibaev K.Sh., Ibragimov Z.Z., Boboev K.T. Assessing the effectiveness of barcoding for conservation of rare plant species in the Republic of Uzbekistan. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 2022, vol. 164, no. 3, pp. 408–437. doi: 10.26907/2542-064X.2022.3.408-437. (In Russian)

Аннотация

В статье впервые представлена референсная база данных нуклеотидных последовательностей по трем ДНК-баркодам: ITS2, matK и rbcL – для 65 редких, исчезающих видов флоры Республики Узбекистан (133 образца, по два образца для каждого вида), в том числе 23 однодольных и 42 двудольных видов. Наиболее вариабельным, легко амплифицируемым и секвенируемым участком оказался ITS2 как для однодольных, так и для двудольных видов. Данный участок рекомендован в качестве основного ДНК-баркода. Референсная база данных, загруженная на платформу BOLD v4, может быть использована фармацевтическими компаниями, природоохранными и таможенными службами, а также в филогенетических исследованиях.

Ключевые слова: баркодирование, редкие виды, эндемики, сохранение биоразнообразия, BOLD

Благодарности. Авторы благодарят сотрудников Научно-исследовательского института гематологии и переливания крови Министерства здравоохранения Республики Узбекистан за содействие в проведении исследований. Особую благодарность выражаем К.Т. Бабаеву и З.З. Ибрагимову.

Исследования проведены в рамках проекта MRB-AN-2019-30 «Генетическая инвентаризация редких и исчезающих видов растений Беларуси и Узбекистана с применением технологии ДНК-штрихкодирования», договора 23/2020 между Институтом ботаники и Государственным комитетом РУз по экологии и охране окружающей среды и государственной программы ПФИ-5 «Дерево жизни: однодольные Узбекистана» Института ботаники Академии наук Республики Узбекистан.

Литература

Kress W.J., Erickson D.L. (Eds.) DNA Barcodes: Methods and Protocols. – N. Y.: Humana Totowa, 2012. – 485 p. – doi: 10.1007/978-1-61779-591-6.
Hebert P.D.N., Penton E.H., Burns J.M., Janzen D.H., Hallwachs W. Ten species in one: DNA barcoding reveals cryptic species in the neotropical skipper butterfly Astraptes fulgerator // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. – 2004. – V. 101, No 41. – P. 14812–14817. doi: 10.1073/pnas.0406166101.
Baraloto C., Hardy O.J., Paine C.E.T., Dexter K.G., Cruaud C., Dunning L.T., Gonzalez M.-A., Molino J.-F., Sabatier D., Savolainen V., Chave J. Using functional traits and phylogenetic trees to examine the assembly of tropical tree communities // J. Ecol. – 2012. – V. 100, No 3. – P. 690–701. – doi: 10.1111/j.1365-2745.2012.01966.x.
Muellner A.N., Schaefer H., Lahaye R. Evaluation of candidate DNA Barcoding loci for economically important timber species of mahogany family (Meliaceae) // Mol. Ecol. Resour. – 2011. – V. 11, No 3. – P. 450–460. – doi: 10.1111/j.1755-0998.2011.02984.x.
CBOL Plant Working Group. A DNA barcode for land plants // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. – 2009. – V. 106, No 31. – P. 12794–12797. – doi: 10.1073/pnas.0905845106.
Doyle J.J., Doyle J.L. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue // Phytochem. Bull. – 1987. – V. 19, No 1. – P. 11–15.
Kearse M., Moir R., Wilson A., Stones-Havas S., Cheung M., Sturrock S., Buxton S., Cooper A., Markowitz S., Duran C., Thierer T., Ashton B., Meintjes P., Drummond A. Geneious Basic: An integrated and extendable desktop software platform for the organization and analysis of sequence data // Bioinformatics. – 2012. – V. 28, No 12. – P. 1647–1649. – doi: 10.1093/bioinformatics/bts199.
Edgar R.C. MUSCLE: A multiple sequence alignment method with reduced time and space complexity // BMC Bioinf. – 2004. – V. 5. – Art. 113, P. 1–19. – doi: 10.1186/1471-2105-5-113.
Ratnasingham S., Hebert P.D.N. BOLD: The Barcode of Life Data System (http://www.barcodinglife.org) // Mol. Ecol. Notes. – 2007. – V. 7, No 3. – P. 355–364. – doi: 10.1111/j.1471-8286.2007.01678.x.
Altschul S.F., Gish W., Miller W., Myers E.W., Lipman D.J. Basic local alignment search tool // J. Mol. Biol. – 1990. – V. 215, No 3. – P. 403–410. – doi: 10.1016/S0022-2836(05)80360-2.
Saitou N., Nei M. The neighbor-joining method: A new method for reconstructing phylogenetic trees // Mol. Biol. Evol. – 1987. – V. 4, No 4. – P. 406–425. – doi: 10.1093/oxfordjournals.molbev.a040454.
Haynes W. Maximum likelihood estimation // Dubitzky W., Wolkenhauer O., Cho K.H., Yokota H. (Eds.) Encyclopedia of Systems Biology. – N. Y. Springer, 2013. – P. 1190–1191. – doi: 10.1007/978-1-4419-9863-7_1235.
Nei M. Estimation of average heterozygosity and genetic distance from a small number of individuals // Genetics. – 1978. – V. 89, No 3. – P. 583–590. – doi: 10.1093/genetics/89.3.583.
Tamura K., Stecher G., Peterson D., Filipski A., Kumar S. MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 6.0 // Mol. Biol. Evol. – 2013. – V. 30, No 12. – P. 2725–2729. – doi: 10.1093/molbev/mst197.
Nylander J.A.A. MrModeltest Version 2. Program Distributed by the Author. – Uppsala: Uppsala Univ., Evol. Biol. Cent., 2004.
Красная книга Республики Узбекистан. Т. 1: Растения. – Ташкент: Chinor ENK, 2019. – 356 с.
Clement W.L., Donoghue M.J. Barcoding success as a function of phylogenetic relatedness in Viburnum, a clade of woody angiosperms // BMC Evol. Biol. – 2012. – V. 12. –Art. 73. P. 1–13. – doi: 10.1186/1471-2148-12-73.
Kim W.J., Ji Y., Choi G., Kang Y.M., Yang S., Moon B.C. Molecular identification and phylogenetic analysis of important medicinal plant species in genus Paeonia based on rDNA-ITS, matK, and rbcL DNA barcode sequences // Genet. Mol. Res.: GMR. – 2016. – V. 55, No 3. – P. 1–12. – doi: 10.4238/gmr.15038472.

Поступила в редакцию

09.02.2022

Мустафина Феруза Усмановна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

Институт ботаники Академии наук Республики Узбекистан