vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2022-3-171-182vir-nw-1355Research ArticleСИСТЕМАТИКА, ФИЛОГЕНИЯ И ГЕОГРАФИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙSYSTEMATICS, PHYLOGENY AND GEOGRAPHY OF CULTIVATED PLANTS AND THEIR WILD RELATIVESСравнительные показатели морфологии и семенной продуктивности редких видов рода Iris L. в природных местообитаниях и в условиях культуры на Южном УралеComparative indicators of morphology and seed productivity in rare Iris L. spp. within their natural habitats and under cultivation in the Southern Uralshttps://orcid.org/0000-0003-3788-1879КрюковаА. В.KryukovaA. V.

Крюкова Анастасия Владимировна - кандидат биологических наук, научный сотрудник.

450080, Уфа, ул. Менделеева, 195, корпус 3.

Anastasiya V. Kryukova - Cand. Sci. (Biology), Researcher, Ufa Branch of the Russian Academy of Sciences, South-Ural Botanical Garden–Institute of the UFRC RAS.

195, Bldg. 3, Mendeleeva St., Ufa 450080.

anastasiya.ufa@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9163-177XМустафинаА. Н.MustafinaA. N.

Мустафина Альфия Науфалевна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник.

450080, Уфа, ул. Менделеева, 195, корпус 3.

Alfiya N. Mustafina - Cand. Sci. (Biology), Senior Researcher, Ufa Branch of the Russian Academy of Sciences, South-Ural Botanical Garden–Institute of the UFRC RAS.

195, Bldg. 3, Mendeleeva St., Ufa 450080.

alfverta@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3196-2080АбрамоваЛ. М.AbramovaL. M.

Абрамова Лариса Михайловна - доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник.

450080, Уфа, ул. Менделеева, 195, корпус 3.

Larisa M. Abramova - Dr. Sci. (Biology), Professor, Chief Researcher, Ufa Branch of the Russian Academy of Sciences, South-Ural Botanical Garden–Institute of the UFRC RAS.

195, Bldg. 3, Mendeleeva St., Ufa 450080.

abramova.lm@mail.ruУфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук, Южно-Уральский ботанический сад-институт УФИЦ РАНРоссияUfa Branch of the Russian Academy of Sciences, South-Ural Botanical Garden–Institute of the UFRC RASRussian Federation2022041020221833171182Copyright © Крюкова А.В., Мустафина А.Н., Абрамова Л.М., 20222022Крюкова А.В., Мустафина А.Н., Абрамова Л.М.Kryukova A.V., Mustafina A.N., Abramova L.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://elpub.vir.nw.ru/jour/article/view/1355Актуальность

Актуальность. Дикорастущие ирисы перспективны для культивирования и использования в селекции, многие из них включены в Красные книги, поскольку исчезают под влиянием антропогенных факторов. Изучение их морфометрических и репродуктивных параметров имеет важное биологическое значение и позволяет рекомендовать наиболее устойчивые и высокодекоративные виды для расширения ассортимента цветочных растений.

Материалы и методы

Материалы и методы. Биологические особенности четырех редких на территории Южного Урала видов рода Iris L. (I. pseudacorus L., I. pumila L., I. scariosa Willd. ex Link, I. humilis Georgi) изучались в 2012–2017 гг. в 23 природных и четырех интродукционных ценопопуляциях. Сравнение параметров особей проведено на 25 средневозрастных растениях каждой ценопопуляции в фазе массового цветения и плодоношения по 11 биометрическим параметрам по общепринятым методикам. Достоверность различии оценивалась по критерию Стьюдента.

Результаты

Результаты. Сравнение морфометрических показателей четырех видов рода Iris в Республике Башкортостан за шесть лет исследований в природных местообитаниях и в интродукции выявило достоверные различия между ценопопуляциями при 5-процентном уровне значимости для большинства признаков I. pumila и I. pseudacorus. Для I. scariosa и I. humilis различия преимущественно недостоверны (при tфакт < 2,064). Средние значения большинства репродуктивных параметров в условиях интродукции у I. scariosa, I. humilis и I. pseudacorus достоверно ниже, чем в природных популяциях. В культуре семенная продуктивность I. pumila возрастает. Изменчивость большинства морфометрических признаков ирисов в границах нормы реакции вида. В условиях культуры в Башкирском Предуралье изученные виды ежегодно цветут и плодоносят, кроме I. humilis.

Заключение

Заключение. Из четырех редких видов Iris для озеленения населенных пунктов на Южном Урале рекомендован как наиболее устойчивый вид I. pumila.

Background

Background. Wild irises are promising for cultivation and use in breeding practice. Many of them are included in Red Lists, as they disappear under the impact of anthropogenic factors. It is biologically important to study their morphometric and reproductive parameters, so that the most stable and highly ornamental species could be recommended for expanding the range of flower plants.

Materials and methods

Materials and methods. Biological features of four Iris L. species rarely occurring in the Southern Urals: I. pseudacorus L., I. pumila L., I. scariosa Wild. ex Link, and I. humilis Georgi, were studied in 2012–2017 in 23 natural and 4 introduced cenopopulations. Individual parameters were compared for 25 medium-age plants from each cenopopulation in their mass-flowering and fruiting phase according to 11 biometric parameters using conventional methods. Statistical significance of the differences was assessed using Student’s t-test.

Results

Results. Comparison of morphometric parameters of four rare Iris spp. naturally occurring and introduced in Bashkortostan during six years of research showed significant differences between cenopopulations at a 5% significance level for most traits of I. pumila and I. pseudacorus. As for I. scariosa and I. humilis, differences were mostly insignificant (at tfact< 2.064). Mean values of most reproductive parameters for I. scariosa, I. humilis and I. pseudacorus were significantly lower under introduction conditions than in natural populations. Under cultivation, seed productivity of I. pumila increased. Variability of most morphometric features of the studied irises was within normal response limits for the studied species. When cultivated in the environments of the Bashkir Cis-Urals, they bloom and bear fruit every year, except for I. humilis.

Conclusion

Conclusion. Of the four rare Iris spp., I. pumila is recommended for landscaping settlements in the South Urals as the most stable species.

Iris pumilaIris scariosaIris humilisIris pseudacorusморфометрические параметрыизменчивостькритерии СтьюдентаIris pumilaIris scariosaIris humilisIris pseudacorusmorphometric parametersvariabilityStudent’s t-testРабота выполнена по теме ЮУБСИ УФИЦ РАН «Биоразнообразие природных систем и растительные ресурсы России: оценка состояния и мониторинг динамики, проблемы сохранения, воспроизводства, увеличения и рационального использования» в рамках государственного задания УФИЦ РАН № 075-03-2022-001 от 14.01.2022 г.The work was carried out within the framework of the state task assigned to the South-Ural Botanical Garden‒Institute, subdivision of Ufa Federal Research Center of the RAS, No. 075-03-2022-001 “Biodiversity of natural systems and plant resources of Russia: evaluation of the status and monitoring of the dynamics, problems of conservation, reproduction, replenishment and sustainable utilization” dated January 14, 2022.ReferencesАбрамова Л.М., Каримова О.А., Шигапов З.Х. Охрана биоразнообразия ex situ в Башкортостане: состояние проблемы, стратегия и перспективы. Вестник Академии наук Республики Башкортостан. 2004;9(3):60-68.Abramova L.M., Karimova O.A., Shigapov Z.Kh. Protection of ex situ biodiversity in Bashkortostan: state of the problem, strategy and prospects (Okhrana bioraznoobraziya ex situ v Bashkortostane: sostoyaniye problemy, strategiya i perspektivy). Herald of the Academy of Sciences of the Republic of Bashkortostan. 2004;9(3):60-68. [in Russian]Абрамова Л.М., Крюкова А.В. Семенная продуктивность редкого вида Iris pumila L. в природе и в условиях интродукции. Вестник Оренбургского государственного университета. 2013;10(159):156-159.Abramova L.M., Kryukova A.V. Rare Iris pumila L. species seed productivity in nature and in the introduction. Vestnik of the Orenburg State University. 2013;10(159):156-159. [in Russian]Алексеева Н.Б. Род Iris L. (Iridaceae) в России. Turczaninowia. 2008;11(2):5-70.Alexeyeva N.B. Genus Iris L. (Iridaceae) in Russia. Turczaninowia. 2008;11(2):5-70. [in Russian]Bublyk O.M., Andreev I.O., Kalendar R.N., Spiridonova K.V., Kunakh V.A. Efficiency of different PCR-based marker systems for assessment of Iris pumila genetic diversity. Biologia. 2013;68(4):613-620. DOI: 10.2478/s11756-013-0192-4Bublyk O.M., Andreev I.O., Kalendar R.N., Spiridonova K.V., Kunakh V.A. Efficiency of different PCR-based marker systems for assessment of Iris pumila genetic diversity. Biologia. 2013;68(4):613-620. DOI: 10.2478/s11756-013-0192-4Демина О.Н., Майоров С.Р. Iris scariosa Willd. ex Link (Iridaceae) в Ростовской области. Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отдел биологический. 2002;107(6):69-74.Demina O.N., Mayorov S.R. Iris scariosa Willd. ex Link (Iridaceae) in Rostov Province (Iris scariosa Willd. ex Link (Iridaceae) v Rostovskoy oblasti). Bulletin of Moscow Society of Naturalists. Biological Series. 2002;107(6):69-74. [in Russian]Дохман Г.И., Голубев В.Н. Основы биоморфологии травянистых растений Центральной лесостепи. Воронеж: Воронежский университет; 1962.Dokhman G.I., Golubev V.N. Fundamentals of biomorphology of herbaceous plants of the Central Forest-Steppe (Osnovy biomorfologii travyanistykh rasteniy Tsentralnoy lesostepi). Voronezh: Voronezh University; 1962. [in Russian]Ефимов С.В., Чернышенко О.В., Кирпичева Л.Ф., Дацюк Е.И. Крымские популяции ириса карликового (Iris рumila L.): распространение и морфологические особенности. Лесной вестник. 2012;(4):7-12.Efimov S.V., Chernyshenko O.V., Kirpicheva L.F., Datsyuk E.I. Crimean populations of Iris рumila L.: distribution and morphological features (Krymskiye populyatsii irisa karlikovogo (Iris рumila L.): rasprostraneniye i morfologicheskiye osobennosti). Forestry Bulletin. 2012;(4):7-12. [in Russian]Елисафенко Т.В. Особенности онтогенеза Iris humilis (Iridaceae) в естественных условиях в Центральном Алтае и в условиях интродукции в г. Новосибирск. Растительные ресурсы. 2010;46(4):21-34.Elisafenko T.V. Ontogenesis of Iris humilis (Iridaceae) in natural habitat in the Central Altai and under introduction in Novosibirsk City. Rastitelnye resursy = Plant Resources. 2010;46(4):21-34. [in Russian]Халафян А.А. Statistica 6. Статистический анализ данных. Москва: Бином; 2008.Halafyan A.A. Statistica 6. Statistical data analysis (Statistica 6. Statisticheskiy analiz dannykh). Moscow: Binom; 2008. [in Russian]Инджеева Л.А., Бакташева Н.М. Биологические особенности и структура природных ценопопуляций Iris scariosa Willd. еx Link. Вестник Калмыцкого института гуманитарных исследований РАН. 2013а;6(2):135-139.Indzheeva L.A., Baktasheva N.M. Biological peculiarities and structure of natural populations of Iris scariosa Willd. ex Link. Bulletin of the Kalmyk Institute for Humanities of the RAS. 2013а;6(2):135-139. [in Russian]Инджеева Л.А., Бакташева Н.М. Характеристика ценопопуляций Iris рumila L. в Республике Калмыкия. Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки. 2013b;(3):22-26.Indzheeva L.A., Baktasheva N.M. Characterization of population of Iris pumila L. in the Republic of Kalmykia. Bulletin of the Moscow Region State University. Series: Natural Sciences. 2013b;(3):22-26. [in Russian]Халтанова Е.П. Онтогенетическая структура ценопопуляций Iris humilis Georgi в условиях Витимского плоскогорья и Восточного Саяна. Вестник Бурятского государственного университета. Биология, география. 2013;(4):74-78.Khaltanova E.P. Ontogenetic structure of Iris humilis Georgi coenopopulations in the conditions of Vitim Plateau and East Sayan. BGU Bulletin. Biology, Geography. 2013;(4):74-78. [in Russian]Крюкова А.В., Абрамова Л.М. К биологии редкого вида Iris humilis Georgi в Башкортостане. Вестник Оренбургского государственного педагогического университета. Электронный научный журнал. 2016;2(18):58-63.Kryukova A.V., Abramova L.M. On biology of a rare species Iris humilis Georgi in Bashkortostan. Vestnik of Orenburg State Pedagogical University. Electronic Scientific Journal. 2016;2(18):58-63. [in Russian]Крюкова А.В., Абрамова Л.М. К биологии редкого вида Республики Башкортостан Iris scariosa Willd. ex Link. Известия Уфимского научного центра РАН. 2015;(3):49-52.Kryukova A.V., Abramova L.M. On the biology of Iris scariosa Willd. ex Link, a rare species of the Republic of Bashkortostan. Proceedings of the RAS Ufa Scientific Centre. 2015;(3):49-52. [in Russian]Крюкова А.В., Абрамова Л.М. К биологии редкого вида Республики Башкортостан Iris pseudacorus L. в природе и интродукции. Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Естественные науки. 2014;17(188):32-35.Kryukova A.V., Abramova L.M. To biology of a rare for Bashkortostan Republic species Iris pseudacorus L. in the nature and the introduction. Belgorod State University Scientific Bulletin. Series: Natural Sciences. 2014;17(188):32-35. [in Russian]Крюкова А.В., Мулдашев А.А., Голованов Я.М., Абрамова Л.М. Распространение и фитоценотическая приуроченность редких видов рода Iris на Южном Урале (Республика Башкортостан). Научные ведомости Белгородского университета. Серия: Естественные науки. 2014;23(194):5-11.Kryukova A.V., Muldashev A.A., Golovanov Ya.M., Abramova L.M. Distribution and phytocoenotic confinedness of rare species of genus Iris L. in the South Urals (Bashkortostan Republic). Belgorod State University Scientific Bulletin. Series Natural Sciences. 2014;23(194):5-11. [in Russian]Левина Р.Е. Репродуктивная биология семенных растений. Москва: Наука; 1981.Levina R.E. Reproductive biology of seed plants (Reproduktivnaya biologiya semennykh rasteniy). Moscow: Nauka; 1990. [in Russian]Мамаева Н.А. Возможности использования генофонда природной флоры в селекции Iris hybrida hort. В кн: Цветоводство: традиции и современность. Материалы VI Международной научной конференции; Волгоград; 15–18 мая 2013 года. Белгород; 2013. С.115-118.Mamaevа N.A. Possibilities of using the gene pool of natural flora in the breeding of Iris hybrida hort. (Vozmozhnosti ispolzovaniya genofonda prirodnoy flory v selektsii Iris hybrida hort.). In: Floriculture: Traditions and Modernity. Proceedings of the VI International Scientific Conference; Volgograd; May 15–18, 2013 (Tsvetovodstvo: traditsii i sovremennost. Materialy VI Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii; 15–18 maya 2013 goda). Belgorod; 2013. p.115-118. [in Russian]Parnikoza I.Yu., Andreev I.O., Bublyk O.M., Spiridonova K.V., Górniak M., Kunakh V.A. et al. The current state of steppe perennial plants populations: A case study on Iris pumila. Biologia. 2017;72(1):24-35. DOI: 10.1515/biolog-2017-0002Parnikoza I.Yu., Andreev I.O., Bublyk O.M., Spiridonova K.V., Górniak M., Kunakh V.A. et al. The current state of steppe perennial plants populations: A case study on Iris pumila. Biologia. 2017;72(1):24-35. DOI: 10.1515/biolog-2017-0002Работнов Т.А. Методы изучения семенного размножения травянистых растений в сообществах. В кн.: Полевая геоботаника. Т. 2. Москва; Ленинград: Академия наук СССР; 1960.Rabotnov T.A. Methods of studying the seed reproduction of herbaceous plants in communities (Metody izucheniya semennogo razmnozheniya travyanistykh rasteniy v soobshchestvakh). In: Field geobotany. Vol. 2 (Polevaya geobotanika. T. 2). Moscow; Leningrad: USSR Academy of Sciences; 1960. [in Russian]Красная книга Республики Башкортостан. Т. 1: Растения и грибы. 3-е изд. Москва: Студия онлайн; 2021.Red Book of the Republic of Bashkortostan. Vol. 1: Plants and mushrooms. 3rd ed. (Krasnaya kniga Respubliki Bashkortostan. T. 1: Rasteniya i griby. 3-e izd.). Moscow: Studiya Online; 2021. [in Russian]Красная книга Российской Федерации (растения и грибы). Москва: КМК; 2008.Red Book of the Russian Federation (plants and mushrooms) (Krasnaya kniga Rossiyskoy Federatsii [rasteniya i griby]). Moscow: KMK; 2008. [in Russian]Красный список особо охраняемых редких и находящихся под угрозой исчезновения животных и растений. Ч. 3.1 (Семенные растения). Москва: Наука; 2004 (2005).Red List of rare and endangered species of animals and plants, which particularly protected in Russia. Part 3.1 (Seminal plants). Moscow: Nauka; 2004 (2005). [in Russian]Родионенко Г.И. О таксономической структуре Iris рseudacorus s.1. (Iridaceae). Ботанический журнал. 2003;88(5):133-138.Rodionenko G.I. On the taxonomic structure of Iris pseudacorus s.1. (Iridaceae). Botanicheskii zhurnal = Botanical Journal. 2003;88(5):133-138. [in Russian]Tarasjev A., Barisić Klisarić N., Stojković B., Avramov S. Phenotypic plasticity and between population differentiation in Iris рumila transplants between native open and anthropogenic shade habitats. Genetika. 2009;45(8):1078-1086.Tarasjev A., Barisić Klisarić N., Stojković B., Avramov S. Phenotypic plasticity and between population differentiation in Iris рumila transplants between native open and anthropogenic shade habitats. Genetika. 2009;45(8):1078-1086.Tucić B., Vuleta A., Manitašević-Jovanović S. Exploring phenotypic floral integration in Iris pumila L.: A common-garden experiment. Archives of Biological Sciences. 2013;65(2):781-793. DOI: 10.2298/ABS1302781TTucić B., Vuleta A., Manitašević-Jovanović S. Exploring phenotypic floral integration in Iris pumila L.: A common-garden experiment. Archives of Biological Sciences. 2013;65(2):781-793. DOI: 10.2298/ABS1302781TВайнагий И.В. О методике изучения семенной продуктивности. Ботанический журнал. 1974;59(6):826-830.Vainagiy I.V. On the methodology for studying seed productivity (O metodike izucheniya semennoy produktivnosti). Botanicheskii zhurnal = Botanical Journal. 1974;59(6):826-830. [in Russian]Vujić V., Avramov S., Tarasjev A., Barišić Klisarić N., Zivković U., Miljković D. The effects of traffic-related air pollution on the flower morphology оf Iris pumila – Comparison of a polluted city area and the unpolluted Deliblato Sands (Nature reserve). Applied Ecology and Environmental Research. 2015;13(2):405-415. DOI: 10.15666/aeer/1302_405415Vujić V., Avramov S., Tarasjev A., Barišić Klisarić N., Zivković U., Miljković D. The effects of traffic-related air pollution on the flower morphology оf Iris pumila – Comparison of a polluted city area and the unpolluted Deliblato Sands (Nature reserve). Applied Ecology and Environmental Research. 2015;13(2):405-415. DOI: 10.15666/aeer/1302_405415Vuleta A., Sešlija D., Tucić B., Manitašević-Jovanović S. Seasonal dynamics of foliar antioxidative enzymes and total anthocyanins in natural populations of Iris pumila L. Journal of Plant Ecology. 2010;3(1)5:9-69. DOI: 10.1093/jpe/rtp019Vuleta A., Sešlija D., Tucić B., Manitašević-Jovanović S. Seasonal dynamics of foliar antioxidative enzymes and total anthocyanins in natural populations of Iris pumila L. Journal of Plant Ecology. 2010;3(1)5:9-69. DOI: 10.1093/jpe/rtp019Wilson C.A. Phylogenetic relationships among the recognized series in Iris section Limniris. Systematic Botany. 2009;(34):277-284.Wilson C.A. Phylogenetic relationships among the recognized series in Iris section Limniris. Systematic Botany. 2009;(34):277-284.Зайцев Г.Н. Математика в экспериментальной ботанике. Москва: Наука; 1990.Zaitsev G.N. Mathematics in experimental botany (Matematika v eksperimentalnoy botanike). Moscow: Nauka; 1990. [in Russian]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.