Naturalnie rozmnażające się populacje dębów i buków tworzą silną przestrzenną strukturę genetyczna w ramach populacji

Dr Elżbieta Sandurska, Katedra Genetyki, Wydział Nauk Biologicznych

Pracownicy Katedry Genetyki Wydziału Nauk Biologicznych Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy przeprowadzili badania nad przestrzenną strukturą genetyczną (SGS – Spatial Genetic Structure) dorosłych i potomnych pokoleń buka pospolitego (Fagus sylvatica L.) i dwóch gatunków dębu: szypułkowego i bezszypułkowego (Quercus robur L., Q. petraea (Matt.) Liebl) rosnących w naturalnym drzewostanie mieszanym na terenie rezerwatu Jamy w północnej Polsce.

Przestrzenna struktura genetyczna populacji przejawia się jako zależność pomiędzy stopniem pokrewieństwa między osobnikami, a fizyczną odległością między nimi. Najczęściej osobniki występujące blisko siebie wykazują wyższy poziom pokrewieństwa, niż wynikałoby to z rozkładu losowego, i u roślin wiąże się to z procesami dyspersji pyłku i nasion.

Celem badań było wykrycie możliwych uwarunkowań kształtujących wzorce SGS w obrębie badanych gatunków, jak i pomiędzy nimi. W tym celu zbadano różnice w SGS nie tylko pomiędzy dorosłymi a sadzonkami, ale również z podziałem drzew pod względem średnicy pnia. U sadzonek zbadano wpływ imigracji pyłku. Łącznie przebadano 347 dorosłych drzew buka oraz 165 drzew dębów, 300 drzew młodocianych buka oraz łącznie ponad 1200 sadzonek buka i dębów.

Wyniki badań pokazały, że SGS jest silna w badanych populacjach, a wpływ na to może mieć ich naturalny charakter. U dębu bezszypułkowego, SGS była wyraźnie silniejsza u drzew zaliczanych do najmłodszej grupy wiekowej. Wykazano, że wzmożona imigracja pyłku prowadzi do zmniejszenia intensywności przestrzennej struktury genetycznej u osobników potomnych.

Wyniki otrzymanych badań będą wykorzystane przy tworzeniu zasad zbioru nasion w populacjach naturalnych buków i dębów (w tym zachowanie minimalnej odległości między drzewami wykorzystywanymi do zbioru) w celu zapobiegania nadmiernemu stopniu pokrewieństwa między osobnikami populacji potomnych, co będzie sprzyjać zachowaniu dużej zmienności genetycznej leśnego materiału rozmnożeniowego wykorzystywanego w procesach odnawiania i zalesiania.

Badania przeprowadzono w ramach projektu NCN MAESTRO, kierowanego przez prof. Jarosława Burczyka. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Annals of Forest Science:

Sandurska, E., Ulaszewski, B., Meyza, K., Sztupecka, E., & Burczyk, J. (2024). Factors determining fine-scale spatial genetic structure within coexisting populations of common beech (Fagus sylvatica L.), pedunculate oak (Quercus robur L.), and sessile oak (Q. petraea (Matt.) Liebl.). Annals of Forest Science, 81(1), 3.