Genetic diversity of Lithuanian populations of common juniper (Juniperus communis L.) and related factors

Paprastasis kadagys (Juniperus communis L.) – svarbus miškų ir kai kurių atvirų buveinių spygliuotis, patiriantis nemažą antropogeninį spaudimą mūsų kontinente, įskaitant Baltijos regioną. Iki mūsų darbų šio augalo genetiniai tyrimai Baltijos šalyse nebuvo atliekami. Darbo tikslas – Lietuvos paprastojo kadagio (Juniperus communis L.) skirtingoms buveinėms priklausančių populiacijų genetinės įvairovės įvertinimas molekulinių žymenų metodais, genetinės įvairovės susiejimas su fiziologinėmis, biocheminėmis savybėmis ir biotine aplinka. Tarp Lietuvos kadagio populiacijų pagal mikrosatelitų lokusus nustatyta didelė vidupopuliacinė molekulinė bei maža genetinė diferenciacija, populiacijų genetinė įvairovė buvo didelė. Pagal paprastųjų kartotinių sekų intarpų ir mikrosatelitų lokusus Europos saugomos buveinės – viržyninio kadagyno populiacija buvo išskirtiniausia. Naudojant abi DNR žymenų sistemas kadagio populiacijų geografiniai atstumai reikšmingai koreliavo su genetiniais atstumais. Terpenoidų ir flavonoidų koncentracijų palyginimas tarp populiacijų atskleidė tarpinės pelkės ir žaliašilio populiacijas, kaip skirtingiausias pagal pirmamečių spyglių seskviterpenus ir flavonoidus. Įvertinus kadagius pagal spyglių 15 makro-, mikro- ir neesminių elementų koncentracijas, ar pagal greta augančių augalų rūšių svertines indikatorines aplinkos vertes, populiacijos grupavosi pagal buveinės tipą.Common juniper (Juniperus communis L.) is valuable component of biodiversity, increasingly threatened in many parts of Europe, including Baltic region. The aim of the research was an evaluation of genetic diversity of Lithuanian populations of common juniper representing different habitats, comparison of genetic diversity evaluated by several types of molecular markers with physiological, biochemical and biotic environment features. For Lithuanian populations of juniper molecular variance at microsatellite loci within populations was high, genetic differentiation was low, genetic diversity was high. Among all populations the most distinct one at inter simple sequence repeat and microsatellite loci was population representing protected in Europe habitat of J. communis scrubs. Both nuclear DNA marker systems based genetic and geographic distances of populations of J. communis correlated significantly. Comparison of the concentration of terpenoids and flavonoids among juniper populations revealed as the most distinct populations belonging to transition mires, quaking bogs and subcontinental moss Scots pine forests. Concentrations of essential and non-essential elements of the current-year needles of juniper also weighted averages of Ellenberg’s indicator values for herbaceous species neighbouring juniper, allowed separation of populations according to the habitat type

Genetic diversity of Lithuanian populations of common juniper (Juniperus communis L.) and related factors

Paprastasis kadagys (Juniperus communis L.) – svarbus miškų ir kai kurių atvirų buveinių spygliuotis, patiriantis nemažą antropogeninį spaudimą mūsų kontinente, įskaitant Baltijos regioną. Iki mūsų darbų šio augalo genetiniai tyrimai Baltijos šalyse nebuvo atliekami. Darbo tikslas – Lietuvos paprastojo kadagio (Juniperus communis L.) skirtingoms buveinėms priklausančių populiacijų genetinės įvairovės įvertinimas molekulinių žymenų metodais, genetinės įvairovės susiejimas su fiziologinėmis, biocheminėmis savybėmis ir biotine aplinka. Tarp Lietuvos kadagio populiacijų pagal mikrosatelitų lokusus nustatyta didelė vidupopuliacinė molekulinė bei maža genetinė diferenciacija, populiacijų genetinė įvairovė buvo didelė. Pagal paprastųjų kartotinių sekų intarpų ir mikrosatelitų lokusus Europos saugomos buveinės – viržyninio kadagyno populiacija buvo išskirtiniausia. Naudojant abi DNR žymenų sistemas kadagio populiacijų geografiniai atstumai reikšmingai koreliavo su genetiniais atstumais. Terpenoidų ir flavonoidų koncentracijų palyginimas tarp populiacijų atskleidė tarpinės pelkės ir žaliašilio populiacijas, kaip skirtingiausias pagal pirmamečių spyglių seskviterpenus ir flavonoidus. Įvertinus kadagius pagal spyglių 15 makro-, mikro- ir neesminių elementų koncentracijas, ar pagal greta augančių augalų rūšių svertines indikatorines aplinkos vertes, populiacijos grupavosi pagal buveinės tipą.Common juniper (Juniperus communis L.) is valuable component of biodiversity, increasingly threatened in many parts of Europe, including Baltic region. The aim of the research was an evaluation of genetic diversity of Lithuanian populations of common juniper representing different habitats, comparison of genetic diversity evaluated by several types of molecular markers with physiological, biochemical and biotic environment features. For Lithuanian populations of juniper molecular variance at microsatellite loci within populations was high, genetic differentiation was low, genetic diversity was high. Among all populations the most distinct one at inter simple sequence repeat and microsatellite loci was population representing protected in Europe habitat of J. communis scrubs. Both nuclear DNA marker systems based genetic and geographic distances of populations of J. communis correlated significantly. Comparison of the concentration of terpenoids and flavonoids among juniper populations revealed as the most distinct populations belonging to transition mires, quaking bogs and subcontinental moss Scots pine forests. Concentrations of essential and non-essential elements of the current-year needles of juniper also weighted averages of Ellenberg’s indicator values for herbaceous species neighbouring juniper, allowed separation of populations according to the habitat type.Biologijos katedraGamtos mokslų fakultetasVytauto Didžiojo universiteta

Paprastojo kadagio (Juniperus communis L.) Lietuvos populiacijų genetinė įvairovė ir ją lemiantys veiksniai

Common juniper (Juniperus communis L.) is valuable component of biodiversity, increasingly threatened in many parts of Europe, including Baltic region. The aim of the research was an evaluation of genetic diversity of Lithuanian populations of common juniper representing different habitats, comparison of genetic diversity evaluated by several types of molecular markers with physiological, biochemical and biotic environment features. For Lithuanian populations of juniper molecular variance at microsatellite loci within populations was high, genetic differentiation was low, genetic diversity was high. Among all populations the most distinct one at inter simple sequence repeat and microsatellite loci was population representing protected in Europe habitat of J. communis scrubs. Both nuclear DNA marker systems based genetic and geographic distances of populations of J. communis correlated significantly. Comparison of the concentration of terpenoids and flavonoids among juniper populations revealed as the most distinct populations belonging to transition mires, quaking bogs and subcontinental moss Scots pine forests. Concentrations of essential and non-essential elements of the current-year needles of juniper also weighted averages of Ellenberg’s indicator values for herbaceous species neighbouring juniper, allowed separation of populations according to the habitat type.Paprastasis kadagys (Juniperus communis L.) – svarbus miškų ir kai kurių atvirų buveinių spygliuotis, patiriantis nemažą antropogeninį spaudimą mūsų kontinente, įskaitant Baltijos regioną. Iki mūsų darbų šio augalo genetiniai tyrimai Baltijos šalyse nebuvo atliekami. Darbo tikslas – Lietuvos paprastojo kadagio (Juniperus communis L.) skirtingoms buveinėms priklausančių populiacijų genetinės įvairovės įvertinimas molekulinių žymenų metodais, genetinės įvairovės susiejimas su fiziologinėmis, biocheminėmis savybėmis ir biotine aplinka. Tarp Lietuvos kadagio populiacijų pagal mikrosatelitų lokusus nustatyta didelė vidupopuliacinė molekulinė bei maža genetinė diferenciacija, populiacijų genetinė įvairovė buvo didelė. Pagal paprastųjų kartotinių sekų intarpų ir mikrosatelitų lokusus Europos saugomos buveinės – viržyninio kadagyno populiacija buvo išskirtiniausia. Naudojant abi DNR žymenų sistemas kadagio populiacijų geografiniai atstumai reikšmingai koreliavo su genetiniais atstumais. Terpenoidų ir flavonoidų koncentracijų palyginimas tarp populiacijų atskleidė tarpinės pelkės ir žaliašilio populiacijas, kaip skirtingiausias pagal pirmamečių spyglių seskviterpenus ir flavonoidus. Įvertinus kadagius pagal spyglių 15 makro-, mikro- ir neesminių elementų koncentracijas, ar pagal greta augančių augalų rūšių svertines indikatorines aplinkos vertes, populiacijos grupavosi pagal buveinės tipą

Paprastojo kadagio (Juniperus communis L.) Lietuvos populiacijų genetinė įvairovė ir ją lemiantys veiksniai

Common juniper (Juniperus communis L.) is valuable component of biodiversity, increasingly threatened in many parts of Europe, including Baltic region. The aim of the research was an evaluation of genetic diversity of Lithuanian populations of common juniper representing different habitats, comparison of genetic diversity evaluated by several types of molecular markers with physiological, biochemical and biotic environment features. For Lithuanian populations of juniper molecular variance at microsatellite loci within populations was high, genetic differentiation was low, genetic diversity was high. Among all populations the most distinct one at inter simple sequence repeat and microsatellite loci was population representing protected in Europe habitat of J. communis scrubs. Both nuclear DNA marker systems based genetic and geographic distances of populations of J. communis correlated significantly. Comparison of the concentration of terpenoids and flavonoids among juniper populations revealed as the most distinct populations belonging to transition mires, quaking bogs and subcontinental moss Scots pine forests. Concentrations of essential and non-essential elements of the current-year needles of juniper also weighted averages of Ellenberg’s indicator values for herbaceous species neighbouring juniper, allowed separation of populations according to the habitat type.Paprastasis kadagys (Juniperus communis L.) – svarbus miškų ir kai kurių atvirų buveinių spygliuotis, patiriantis nemažą antropogeninį spaudimą mūsų kontinente, įskaitant Baltijos regioną. Iki mūsų darbų šio augalo genetiniai tyrimai Baltijos šalyse nebuvo atliekami. Darbo tikslas – Lietuvos paprastojo kadagio (Juniperus communis L.) skirtingoms buveinėms priklausančių populiacijų genetinės įvairovės įvertinimas molekulinių žymenų metodais, genetinės įvairovės susiejimas su fiziologinėmis, biocheminėmis savybėmis ir biotine aplinka. Tarp Lietuvos kadagio populiacijų pagal mikrosatelitų lokusus nustatyta didelė vidupopuliacinė molekulinė bei maža genetinė diferenciacija, populiacijų genetinė įvairovė buvo didelė. Pagal paprastųjų kartotinių sekų intarpų ir mikrosatelitų lokusus Europos saugomos buveinės – viržyninio kadagyno populiacija buvo išskirtiniausia. Naudojant abi DNR žymenų sistemas kadagio populiacijų geografiniai atstumai reikšmingai koreliavo su genetiniais atstumais. Terpenoidų ir flavonoidų koncentracijų palyginimas tarp populiacijų atskleidė tarpinės pelkės ir žaliašilio populiacijas, kaip skirtingiausias pagal pirmamečių spyglių seskviterpenus ir flavonoidus. Įvertinus kadagius pagal spyglių 15 makro-, mikro- ir neesminių elementų koncentracijas, ar pagal greta augančių augalų rūšių svertines indikatorines aplinkos vertes, populiacijos grupavosi pagal buveinės tipą.Biologijos katedraGamtos mokslų fakultetasVytauto Didžiojo universiteta

Needle of Scots pine (Pinus sylvestris L.) hidrofobic and mezomorphic dynamics in the effect of ammonia pollution

Magistro darbe tiriama paprastosios pušies (Pinus sylvestris L.) būklė amoniakinės taršos poveikyje. Darbo objektas – paprastoji pušis (Pinus sylvestris L.) – labiausiai paplitusi Lietuvoje, jautri užterštam orui medžių rūšis, augantys prie AB „Achema“ 0,5 km. spinduliu aplink gamyklą vakarų, šiaurės ir šiaurės rytų kryptimis ir Kačerginės pušyne. Darbo metodai – spyglių paviršių hidrofobiškumo tyrimas atliekamas šviesiniu mikroskopu, pagal Cape (1983) aprašytą metodiką. Mezomorfiškumo tyrimo metu tirti spyglių pjūviai šviesiniu mikroskopu. Darbo rezultatai. Vandens lašo sąlyčio su spyglio paviršiumi metodas pasirinktas, kaip santykinai nebrangus ir tikslus testas medžių būklei vertinti. Paprastosios pušies spyglių paviršiaus tyrimai parodė, kad spygliai pasižymėjo mažiausiais (p<0,05) sąlyčio kampais, t.y. didžiausiu paviršių sudrėkstamumu, palyginus su Kačerginės pušyno spygliais. Prie AB “Achema” augančių pušų augimo sezono eigoje pirmamečių spyglių ir vandens lašo sąlyčio kampai buvo 83-102°, o antramečių– 68-79°. Atlikti tyrimai rodo, kad dabartinė amoniakinė tarša blogina paviršių kokybę, didindama paviršiaus sudrėkstamumą, ant drėgno paviršiaus gali lengviau augti patogeniniai mikroorganizmai. Atliekant histologinį tyrimą taršai nustatyti spyglių audinių dydžiai ir santykiai nevienodos amoniakinės taršos poveikyje. Tyrimai nepateikė vienareikšmiško atsakymo apie mezomorfiškumo skirtumus tarp Kačerginės ir šalia AB \"Achema\" augančių pušynų. Pusamžių medynų pirmamečių spyglių storis siekė 0,53-0,68 mm, spyglių ilgis – 41,6-78,5 mm, o antramečių – spyglių storis – 0,64-0,69 mm, spyglių ilgis – 72,8-82,7 mm. Pirmamečių nustatytas spyglių storis vegetacijos sezono eigoje didėjo 1,21 karto, o antramečių beveik nesiskyrė.Scots pine (Pinus sylvestris L.) state the effect of ammonia pollution was investigated in the work of master science. Object of the work – Scots pine (Pinus sylvestris L.) – the most common in Lithuanian territory, sensitive to air pollution tree species, growing in the vicinity of the nitrogen fertilizer factory in the west, north and north-east direction and control site. Method of the work – hydrophobicity of leaf surface, under light microscope according to Cape (1983) described the methodology. Investigate mezomorphic study needle incisions by light microscope. The results of the work. The investigation of water droplet contact angles is an unexpensive and accurate method used to evaluate the trees condition. The values of the contact angles of the water droplets on the surface of the needles were higher in control site. Near the nitrogen factory contact angles of the water droplets on the surface of current–year needles were 83-102 °, 1–year–old needles –68-79. Investigation showed, that present level nitrogen pollution might cause the erosion of the needle surface and more wettable surface might cause the development of pathogenic microorganisms. The aim of this study was to evaluate histological parameters of the needlles and tissues between sites with different ammonia concentration. Histological evaluation of the needles did not allow to detected changes in cross section parameters and defiance mesomorphic features growth. Current–year needle thickness was 0,53-0,68 mm, needle length – 41,6–78,5 mm. For 1–year–old needles following characteristics were defined: thickness of the needles – 0,64–,069 mm, the lenght of the needles – 72,8–82,7 mm. Dynamics of cross-section parameters tissues within growing season did not differ significantly compared current-year and 1-year-old needles.Žemės ūkio akademijaVytauto Didžiojo universiteta

Seasonal dynamics of histological parameters of the needles of scots pine (Pinus sylvestris L.) growing in different concentration air ammonia

Ammonia - one of the most important aerial pollutants which might affect morphology of conifers. The purpose of our study was to assess morphological and histological parameters of the needles of Scots pine (Pinus sylvestris L.) growing under elevated concentration (up to 17.5 μg m-3) ammonia (near JSC Achema, Lithuania) during vegetation season (June-August, 2009). Current-year needles from the young age stand with higher concentration of air ammonia (17.5 μg m-3) were wider (p < 0.05; 1.11 times) when compared to the needles of Kacergine site (3.9 μg m-3). The investigation of seasonal dynamics of the needle morphology (length, width, thickness) and thickness of the needle tissues in cross-section (epidermis, hypodermis, mesophyll and central cylinder tissues – transfusion parenchyma and sclerenchyma) in most other cases did not reveal statistically significant differences between the trees growing in polluted by ammonia air and relatively clean site. It was true for both middle-aged and young age stands. Under elevated concentration of air-ammonia only tendencies were observed for thicker needles (up to 1.05 times), thicker adaxial mesophyll (up to 1.10 times) and adaxial transfusion parenchyma (up to 1.06 times) of the needles. For middle-aged stands significant (p < 0.01) needle age differences were observed according to the abaxial and adaxial mesophyll thickness (up to 1.21 times thicker in 1-year-old needles), the same was true for the needles young age stand (up to 1.25 times). At the end of August average length of 1-year-old needles was 77 mm, width – 1.7 mm and thickness – 0.76 mm. For some histological parameters statistically significant (p < 0.05) seasonal differences were observed: thickness of adaxial transfusion parenchyma was decreasing and sclerenchyma width increasing within June-August periodBiologijos katedraVytauto Didžiojo universiteta

Seasonal dynamics of needle surface wettability of scots pine (Pinus sylvestris L.) growing along aerial ammonia gradient

Epicuticular wax layer of the needles surface provides a protective function against the natural environment and various pollutants. Present study aimed at investigation of seasonal dynamics of needle hydrophobicity of Scots pine (Pinus sylvestris L.) growing under elevated ammonia concentration (J.S. company Achema, Lithuania). Inexpensive and exact enough method for needle surface quality evaluation in terms of measurements of contact angles was applied. Wettability assessments of current-year and 1-year-old needles were performed during vegetation period (June-August, 2009). Mean values of contact angles (CA) of the water droplets were 83–102º for current-year needles and 68–79º for 1-year-old needles of pines growing near ammonia fertilizer factory, respectively, 92–109º and 77–84º for the needles at control site. When polluted and clean sites were compared CA of the needles of pines near the factory were significantly (p < 0.001) lower than at clean site in Kacergine. The biggest needle age related differences were observed in June. Data obtained show that current pollution of ammonia is still reducing needles surface quality, increasing wetability of the needle surface. Higher wettability of the needle surface might decrease tree protection against pathogenic fungies and other microorganismsBiologijos katedraVytauto Didžiojo universiteta

Evaluation of histological parameters of the needles of Scots pine (Pinus sylvestris L.) growing in conditions of elevated ammonia concentration

Biologijos katedraVytauto Didžiojo universitetasŽemės ūkio akademij

Ammonia pollution influence on wettability of the surface of the needles of “Pinus sylvestris L.” growing in the area affected by the factory

Biologijos katedraVytauto Didžiojo universitetasŽemės ūkio akademij