Doklady Biological SciencesDoklady Biological SciencesДоклады Российской академии наук. Науки о жизни2686-73893034-5057The Russian Academy of Sciences69349710.31857/S2686738925040032ArticlesСтатьиResearch ArticlePolymorphism of Birches in the Southern Trans-UralsПолиморфизм берез южного зауральяCherepanovaO. E.ЧерепановаО. Е.so.medvedeva@gmail.comMedvedevaS. O.МедведеваС. О.so.medvedeva@gmail.comNapalkovaV. V.НапалковаВ. В.so.medvedeva@gmail.comPetrovaI. V.ПетроваИ. В.so.medvedeva@gmail.comBalakhonovaV. A.БалахоноваВ. А.so.medvedeva@gmail.comSadovZ. A.СадовЗ. А.so.medvedeva@gmail.comBotanical Garden of the Ural Branch of RASБотанический сад УрО РАНKurgan State UniversityКурганский государственный университет150820255231VOL 523, NO (2025)ТОМ 523, № (2025)39740416102025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/2686-7389/article/view/693497

Leading monographers of the genus Betula, N. N. Tzvelev and G. V. Kulikov, recognize the independence of birch microspecies. In the Southern Trans-Urals, B. krylovii belongs to this group. Most studies of Betula representatives relied on traditional phenotype-based methods, lacking mechanisms to resolve taxonomic challenges in this complex genus. Our study aimed to conduct a comprehensive assessment of genetic and morphological polymorphism in birch populations along the Tobol River in the Southern Trans-Urals. We evaluated: ploidy levels of Betula representatives, variability of chloroplast DNA fragments, morphological structure of leaf blades across 10 birch sampling sites. The study revealed moderate genetic polymorphism and low interpopulation differentiation of B. pendula in the Southern Trans-Urals. Based on the ploidy level data, we showed that the occurrence of B. pubescens within investigated territory is low. According to the results of the complex analysis, the taxa B. pendula and B. krylovii have similar phenotypic features, common chlorotypes, the same ploidy level (2n), therefore, the taxonomic status of B. krylovii requires revision.

Крупнейшие монографы рода Betula Н. Н. Цвелев и Г. В. Куликов указывают на видовую самостоятельность микровидов берез. В Южном Зауралье к таким видам относится Betula krylovii G. V. Krylov. Большинство исследований представителей р. Betula основаны на традиционных методах, опирающихся на изучение фенотипа, и не имеют механизмов, способных предложить рабочее решение вопросов, касающихся систематики этого сложного рода. Цель нашей работы заключалась в проведении комплексной оценки генетического и морфологического полиморфизма популяций берез, произрастающих в Южном Зауралье вдоль реки Тобол. Нами проведена оценка уровня плоидности представителей р. Betula, оценка изменчивости фрагментов хлоропластной ДНК и анализ морфологической структуры листовой пластины для 10 выборок берез. Выявлен умеренный генетический полиморфизм и низкая межпопуляционная дифференциация Betula pendula Roth в Южном Зауралье. На основании данных об уровне плоидности показано, что встречаемость представителей Betula pubescens Ehrh. невелика. Согласно результатам комплексного анализа таксоны B. pendula и B. krylovii имеют сходные фенотипические особенности, общие хлоротипы, одинаковый уровень плоидности (2n), следовательно, таксономический статус B. krylovii нуждается в уточнении.

B. kryloviicpDNAflow cytometryleaf morphologygenetic polymorphismtaxonomyBkryloviiхпДНКпроточная цитометрияморфологиялистгенетический полиморфизмтаксономияРабота выполнена при поддержкеЦвелев Н.Н. О родах Betula L. и Alnus Mill. (Betulaceae) в Восточной Европе // Новости систематики высших растений. СПб.: Изд-во СПбХФА, 2002. Т. 34. С. 47–73.Крылов Г. В. Березовые леса Томской области и их типы / Г. В. Крылов; под ред. С.И. Глуздакова. Новосибирск, 1953. 121 с.Крылов Г.В. О новом виде березы из Томской области // Бот. журн. 1954. Т. 39, № 2. С. 250–255.Васильев В. Н. Березы Урала // Тр. Ин-та экологии растений и животных, 1969. Вып. 69. С. 59–140.Thorsson Æ. Th., Palsson S., Sigurgeirsson A., Anamthawat-Jonsson K. Morphological variation among Betula nana (diploid), B. pubescens (tetraploid) and their triploid hybrids in Iceland // Annals of Botany. 2007. 99 (6): 1183–1193.Doyle J.J., Doyle J. L. Isolation of Plant DNA from Fresh Tissue // Focus 1990. 12(1).Cherepanova O., Medvedeva S., Filippov E. et al. Biodiversity Evolution of a Shrub Betula nana L. Populations in the Urals // International Journal of Forestry Research. 2024. 2644583.Untergasser A., Cutcutache I., Koressaar T., Ye J., Faircloth B. C., Remm M., Rozen S. G. Primer3 – new capabilities and interfaces // Nucleic Acids Res. 2012. 40(15), e115.Медведева С. О., Черепанова О. Е., Филиппов Е. Г., Тептина А. Ю. Использование проточной цитометрии и микросателлитного анализа для определения плоидности некоторых образцов Betula L. // Сибирский лесной журнал. 2024. № 6. С. 44–51.Palmé A. E., Su Q., Palsson S., Lascoux M. Extensive sharing of chloroplast haplotypes among European birches indicates hybridization among Betula pendula, B. pubescens and B. nana. Mol Ecol. 2004. 13, 167–178.Astakhov V. I. Late Quaternary glaciation of the northern Urals: a review and new observations / V. I. Astakhov // Boreas. 2018. Vol. 47, № 2. P. 379–389.Bolikhovskaya N. S. Pleistocene Environments of Northwestern Altai: Vegetation and Climate / N. S. Bolikhovskaya, M. V. Shunkov // Archaeology, Ethnology and Anthropology of Eurasia. 2014. Vol. 42, № 2. P. 2–17.Templeton. A. R. The reality and importance of founder speciation in evolution // BioEssays. 2008. 30(5), 470–479.Санникова Н. С., Санников С. Н. Гидрохория как фактор генетической интеграции дифференциации популяций хвойных древесных растений // Хвойные бореальной зоны. 2007. № 2Anamthawat-Jónsson K., Thórsson T., Temsch E. M., Greilhuber J. Icelandic Birch Polyploids – The Case of a Perfect Fit in Genome Size // Journal of Botany. 2010: 347254.Binney H. A., Willis K. J., Edwards M. E., Bhagwat S. A., Anderson P. M., Andreev A. A., Blaauw M., Damblon F., Haesaerts P., Kienast F., Kremenetski K. V., Krivonogov S. K., Lozhkin A. V., MacDonald G. M., Novenko E. Y., Oksanen P., Sapelko T. V., Väliranta M., Vazhenina L. The distribution of late–Quaternary woody taxa in northern Eurasia: evidence from a new mac rofossil database // Quatern Sci Rev. 2009. 28. 2445–2464.