ИСТИНА

Семейство Ranunculaceae представляет собой одну из самых ранних дивергировавших, линий среди покрытосеменных растений и поэтому представляет интерес для исследования эволюционных процессов и апробации различных подходов к интегративной таксономии. Исследования по проекту направлены на ревизию таксономического и филогенетического разнообразия рода Eranthis. На основе интегративного подхода планируется провести реклассификацию, выявить и объяснить предполагаемые датировки становления видов, объяснить высокий уровень гомоплазий, в результате оценить темпы эволюционных процессов и филогенетических отношений. В ходе выполнения работ по проекту будут получены следующие результаты: 1. Выявлены биогеографические особенности рода, включая пути миграции и реконструкцию первичного ареала рода на основе филогеографического метода исследований; 2. Изучение эволюции признаков и в комплексе с филогеографическими данными позволит более обоснованно провести реклассификацию таксонов, уточнить родственные связи; 3. Сопоставление молекулярно-филогенетических данных и ранжированных качественных и количественных микро- и макрохарактеристик выявит уровень родства таксонов; 4. Будут предложены схемы изменения кариотипов в процессе видообразования, оценены возможные направления эволюции кариотипов. Интегративный подход к изучению таксономии и эволюции рода позволит интегрировать в себе как можно больше информационных блоков, касающихся различных аспектов исследования, которые станут основой новейшей «эволюционной классификации» и могут быть использованы в дальнейшем для изучения других групп покрытосеменных растений, в частности остальных представителей семейства Ranunculaceae. В процессе реализации проекта будет сформирован и развит концептуально новый подход к изучению эндемичных, редких и исчезающих видов, заложены основы для реализации комплекса мер на долгосрочное развитие данного направления исследований. Впервые будут разработаны протоколы размножения редких видов рода Eranthis, выявлены физические и химические факторы влияющие на морфогенез in vitro. Будет создан банк культур in vitro представителей рода Eranthis и проведена оценка генетической стабильности растений-регенерантов.

The family Ranunculaceae is one of the earliest, divergent lineages among angiosperms and, therefore, it attracts interest for the study of evolutionary processes and for the approbation of various approaches to integrative taxonomy. The research is will include the taxonomic revision and phylogenetic relationships of Eranthis. On the basis of the integrative approach, it is planned to carry out the reclassification to identify and explain expected dating the formation of basic species to explain the high level of homoplasy, as a result to assess the rates of evolutionary processes and phylogenetic relations. Expected results of the research will be the following: 1. Deep evolutionary mechanisms, key adaptations in the changing environmental conditions, migration routes, changes in areas in the historical perspective and the evolution of ecological niches should be revealed; 2. Reclassification, taxonomy of groups, should be defined by evolution of morphological characters study and phylogeographic analysis; 3. The level of kinship of taxa should be revealed by comparison of molecular-phylogenetic data and ranked qualitative and quantitative micro- and macro-characteristics; 4. Schemes for changing karyotypes in the process of speciation should be proposed, possible directions of evolution of karyotypes should be evaluated. The integrative approach to the study of taxonomy and the evolution of Eranthis will allow integrating as many information blocks as possible concerning various aspects of the research that will become the basis of the latest "evolutionary classification" and can be used later for studying other groups of angiosperms, in particular other representatives of the family Ranunculaceae. In addition, in the process of implementing the project, a conceptually new approach to the study of endemic, rare and endangered species will be developed and formed, and the basis for implementing a set of impacts on the long-term development of this research direction will be formed. Primarily, protocols for reproduction of rare species of the genus Eranthis will be developed, physical and chemical factors affecting morphogenesis in vitro are revealed. In vitro cultures bank of the genus Eranthis representatives will be created and an assessment of the genetic stability of the regenerates will be carried out.

олученные в ходе выполнения проекта данные позволят сформировать скорректированный вариант филогенетических взаимоотношений в роде Eranthis. С помощью концептуального «интегративного» подхода в исследованиях, предполагающего изучение морфологических характеристик на основе анализа гербарных материалов (включая типовые образцы, генеральные коллекции и виртуальные базы данных), природных наблюдений, некоторых интродукционных экспериментов, с использованием статистических программ и алгоритмов, в совокупности с молекулярно-генетическими, цитогенетическими и ГИС данными будет получена совершенно новая, наиболее достоверная информация и доказательства, подтверждающие рабочие таксономические и филогенетические гипотезы. Результаты исследования позволят идентифицировать таксономически и эволюционно неравнозначные видовые единицы (таксономические юниты). Немаловажно, что известные работы, касающиеся отдельных представителей семейства и изучение гербарных образцов вовлеченных в эти исследования («ваучеров») часто указывают на неверную интерпретацию данных, связанную с некорректной идентификацией видов и, как следствие, ошибочное понимание их таксономического статуса, филогенетических отношений, распространения и экологии. Благодаря многолетнему опыту и знанию объектов, коллектив будет располагать корректно идентифицированными образцами максимально известного количества видов, репрезентативными выборками и многолетним опытом исследований по каждому блоку проекта. В ходе реализации проекта планируется собрать воедино массив накопленных и вновь полученных данных и максимально осветить большую часть нерешенных с вовлеченными в исследование таксонами вопросов. Комплексный анализ рода Eranthis, как маловидовой модельной группы семейства Ranunculaceae в глобальном масштабе даст возможность понимания эволюционных процессов в других группах цветковых растений, унификации филогенетической естественной классификации семейства, которая будет полезна для отдельных монографических обработок таксонов, а также для многих областей биологии, в том числе физиологии, экологии, палеобиологии, геномики и медицины. Впервые будут разработаны протоколы размножения редких видов рода Eranthis, выявлены физические и химические факторы влияющие на морфогенез in vitro, проведена оценка морфогенетической способности различных типов эксплантов (клубни, семена), подтверждена генетическая стабильность растений-регенерантов. Полученные данные позволят разработать приемы (стратегию) размножения и сохранения редких видов рода Eranthis. Результаты исследования планируются опубликовать в таких журналах, как PLoS ONE, BMC Evolutionary Biology, Taxon, Phytotaxa, Botany Letters, Caryologia, и др., а также представить на международных конференциях.

В результате выездов в различные выделы Голарктики собран значительный гербарный и семенной материал по критическим группам таксонов семейства Ranunculaceae, в основном родов Aquilegia, Semiaquilegia, Eranthis. От российских и зарубежных коллекторов получен свежий гербарный и семенной материал из Азии, Америки и Европы (70 гербарных образцов и 50 образцов семян).