Натбио

Национальная биобезопасность России

Инвазия североамериканского злака Cenchrus longispinus в России и Украине

Североамериканский злак Cenchrus longispinus является опасным карантинным однолетним сорняком на юге России и Украине, распространяющимся вдоль железных шоссейных дорог и поселяющийся в песчаных массивах вдоль побережья Черного моря и внутриконтинентальных районах. Этот колючий злак засоряет сельскохозяйственные поля и рекреационные зоны вдоль морских и речных берегов. Растение распространяется, преимущественно, в районах с легкими песчаными почвами и может быть опасным для овец и крупного рогатого скота при проникновении на пастбища. С момента первой находки в Херсонской области Украины в 1951 году вид широко распространился по Украине и югу европейской части России. Однако источники и основные пути инвазии его до сих пор остаются не изученными.

На территорию Восточной Европы Cenchrus longispinus скорее всего попал в результате двух независимых инвазий, выводы об этом можно сделать на основе изучения ДНК. У выборки географически удаленных друг от друга образцов C. longispinus, а также видов С. ciliaris, С. echinatus и С. spinifex секвенированы следующие потенциально вариабельные участки хлоропластной ДНК: интрон rps 16, межгенные спейсеры trnQ-rps16, trnL-trnF, psbA-trnH, а также ядерные ITS и интрон малокопийного гена халкон-синтазы Chsi. Анализ полученных последовательностей не выявил внутривидовой изменчивости у исследуемого вида С. longispinus, за исключением интрона CHS, у по которому удалось установить два гаплотипа, различавшихся единственной заменой А/С. Эти два гаплотипа коррелируют с двумя слабо поддержанными группами, на которые разделяются образцы с территории России и Украины кластерным анализом AFLP маркеров.

Источник этих инвазий с полной определенностью установить не удается, так как один из гаплотипов CHS встречается также в северной Италии, а второй в Венгрии, но эти данные не вполне коррелируют с результатами анализа AFLP. Распространение обоих гаплотипов шло из Херсонской области Украины в северном и восточном направлениях, начиная с 1950 г., когда был зарегистрирован первый занос. Анализ результатов амплификации 4 SCAR-маркеров, связанных с генетическим регионом, ответственным за развитие апомиксиса в данной группе, у выборки из 24 образцов, географически разделенных образцов С. longispinus и С. ciliaris из Марокко показал, что у С. ciliaris наблюдается устойчивая амплификация со всеми 4 парами праймеров, что говорит о присутствии облигатного апомиксиса. У образцов С. longispinus амплификация наблюдалась только у части образцов, что, вероятно, говорит о наличии факультативного апомиксиса. Вероятно, в сочетании с самоопылением, эти особенности системы размножения ответственны за чрезвычайно низкую генетическую изменчивость этого вида.

Анализ распространения С. longispinus в программе DIVA-GIS показал, что северная граница его распространения практически полностью совпадает с изотермой среднегодовой температуры выше 7,6°С. За пределами этой территории были сделаны всего две находки: в Москве в 1987 и в Белгороде в 2003, но ни в одном из местонахождений С. longispinus позднее не был обнаружен. Это указывает на то, что растение достигло своего северного климатического предела распространения во вторичном ареале в Восточной Европе.

Экологически растение приурочено исключительно к нарушенным песчаным почвам или местообитаниям вдоль железнодорожного полотна. Единственный выявленный случай внедрения С. longispinus в полуестественные местообитания связан с его расселением вдоль морских и речных пляжей в Херсонской области Украины и в г. Киеве, а также вдоль полевых песчаных дорог в Черноморском заповеднике.

Авторы: Шанцер И.А. (Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина); Кочиева Е.З., Дьяченко Е.А. (ФИЦ Биотехнологии РАН); Кулакова Ю.Ю. (ФГБУ «ВНИИКР»). «Тезисы докладов международной научно-практической конференции Актуальные проблемы карантина и защиты растений 8 октября 2019 г.»