Phenotypic variation in relation to seed storage protein polymorphism in Bromus secalinus L. (Gramineae) populations from North-Eastern Poland

• Autorzy: Skrajna T. , Kubicka H. , Rzymowska Z.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Bromus secalinus L. is an annual speirochoric species growing in agrocenoses of winter crops. In the past, B. secalinus L. could be found throughout Poland. The regression of the species has caused it to be classified as a rare species threatened with extinction. The study was conducted in the 2007–2010 time period, in north-eastern Poland where a considerable increase in the number of sites and abundance of B. secalinus were observed. The plant material was collected from agrocenoses of winter crops, at 14 sites representing the habitat diversity of the species occurrence. Eight morphological features were taken into account when evaluating populations of B. secalinus. The morphological diversity of the populations of B. secalinus was correlated with different habitat conditions (type, pH of soil and cultivated plant). The populations growing on the sites with optimum trophic and moisture conditions as well as those populations growing in very poor conditions were found to differ the most. A comparison of B. secalinus was done and six groups of cluster similarities were found using the agglomeration method Electrophoretic analysis of seed storage proteins of B. secalinus L from the studied populations were performed using SDS-PAGE. Analysis revealed relatively high genetic polymorphism irrespective of whether genetic variation was compared between the populations from different sites or between the subpopulations from only site number 4. Three homologenous groups were formed which were related to the cultivated plant coverage, and partially, to the type of soil. In the investigated populations and subpopulations, protein bands of molecular weight from 8 to 68 kDa were observed. The SDS-PAGE method was found suitable for the assessment of genetic variation in populations of B. secalinus L from many sites as well as within the subpopulations from one site.

Słowa kluczowe

EN

phenotypic variation; seed storage; protein; polymorphism; Bromus secalinus; Gramineae; morphological feature; storage protein; variability; Poland; geographic location

• Wydawca: -
• Czasopismo: Polish Journal of Ecology
• Rocznik: 2012
• Tom: 60
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.41-55,fig.,ref.

Twórcy

autor

Skrajna T.

• Agricultural Ecology Department, University of Natural Sciences and Humanities, B. Prusa 14, 08-110 Siedlce, Poland

autor

Kubicka H.

autor

Rzymowska Z.

Bibliografia

• Aiken S.G., Gardiner S.E., Bassett H.C.M., Wilson B.L., Consaul L.L. 1998 – Implications from SDS-PAGE analyses of seed proteins in classification of taxa of Festuca and Lolium (Poaceace) – Bioch. Syst. And Ecol. 26: 511–533.
• Andreasen C., Stryhn H., Streibig J.C. 1996 – Decline of the flora in Danish arable fields – J. Appl. Ecol. 33: 619–626.
• Anioł-Kwiatkowska J. 1998 – Ginące i rzadkie gatunki segetalne na Wale Trzebnickim [Endangered and rare segetal species in the Makroregion Trzebnica Hills] – Acta Univ. Lodz. Folia bot. 13: 169–176 (in Polish).
• Carillo J.M., Vazquez J.F., Orellana J. 1990 – Linkage relationships between the loci Sec1 and Sec3 in rye (Secale cereale L.) – Heredity, 64: 125–130.
• Central Statistical Office (GUS) 2009 – /www.stat.gov.pl/
• Chen L., Fischer H., Jensen U. 1997 – Accumulation of seed proteins and the taxonomy of Poaceae – Pl. Syst. Evol. 206: 243–257.
• Cousens R., Firbank L. G., Mortimer A.M., Smith R.G.R. 1988 – Variability in the relationship between crop yield and weed density for winter wheat and Bromus sterylis – J. Appl. Ecol. 28: 1033–1044.
• Hochół T. 1998 – Występowanie gatunków zagrożonych we florze segetalnej Doliny Łososiny w Beskidzie Wyspowym [Occurrence of threatened segetal plant species in the Łososina Valley in the Beskid Wyspowy] – Acta Univ. Lodz. Folia bot. 13: 247–256 (in Polish).
• Holzner W., Hayashi I., Galuninger J., 1982 – Reproductive Strategy of Annual Agrestals (In: Biology and Ecology of Weeds, Eds: W. Holzner, A. Numata) – The Hague, pp. 111–121.
• Jezierska-Domaradzka A., Kuźniewski E. 2006 – Wstępne wyniki badań flory i roślinności segetalnej dwóch parków krajobrazowych Opolszczyzny [The preliminary results of flora and vegetation investigations of two Landscape Parks of Opole region] – Pam. Puław. IUNG Puławy, 143: 75–85 (in Polish).
• Jin Z.X., Li J.M. 2007 – ISSR analysis on genetic diversity of endangered relic shrub Sinocalycanthus chinensis. Chin – J. Appl. Ecol. 18: 247–253.
• Kapeluszny J., Haliniarz M. 2007 – Flora chwastów w gospodarstwach intensywnych oraz nie stosujących herbicydów na glebach rędzinowych Lubelszczyzny [Flora of weeds in the farms with intensive degree of chemical treatment and herbicides-free on rendzinasoils in the Lublin region] – Pam. Puław. IUNG Puławy, 145: 123–131 (in Polish).
• Kharazian N. 2008 – Chemotaxonimic studies on Aegilops L. (Poaceae) in Iran – Pak. J. of Biol. Scien. 11: 1204–1211.
• Kondracki J. 2002 – Geografia regionalna Polski [The regional geography of Poland] – PWN, Warszawa, 441 pp (in Polish).
• Kornaś J. 1987 – Chwasty polne rozprzestrzeniane z materiałem siewnym. Specjalizacja ekologiczna i procesy wymierania [Speirochoric field weeds: from ecological specialization to extinction] – Zesz. Nauk. AR w Krakowie, 216. Sesja Nauk.[Symposium] 19: 23–36 (in Polish).
• Korniak T. 1992 – Flora segetalna północnowschodniej Polski, jej przestrzenne zróżnicowanie i współczesne przemiany [Segetal flora of north-eastern Poland, its spatial differentiation and current changes] – Acta Acad. Agricult. Tech. Olst. Agricult. 53, Suppl. A: 3–76 (in Polish).
• Korniak T. 1997 – Avena strigosa (Poaceae) in north-eastern Poland – Fragm. Flor. Geobot. 42: 201–206.
• Korniak T., Dynowski P. 2009 – Bromus secalinus – zanikający czy rozprzestrzeniający się chwast upraw zbożowych w północnowschodniej Polsce [Bromus secalinus – vanishing or spreading weed species of cereal crops in north-eastern Poland] - Mat. 33 Kraj. Konf. Nauk.,,Migracja gatunków i rola chwastów migracyjnych w zbiorowiskach segetalnych oraz biologia gatunków z rodziny Poaceae” [Proc. of the 33 Nat. Sci. Conf. “Migration of species, the role of migration species in segetal communities and biology of species of Poaceae family”] – Siedlce, 17 pp.
• Korniak T., Hołdyński Cz. 2006 – Zmiany we florze segetalnej upraw zbożowych Suwalskiego Parku Krajobrazowego [Changes in the segetal flora of cereals crops in the Suwałki Landscape Park] – Pam. Puław. IUNG Puławy, 143: 105–111 (in Polish).
• Kropáč Z. 2006 – Segetal vegetation in the Czech Republic: synthesis and syntaxonomical revision – Preslia, 78: 123–209.
• Kubicka, Carillo J.M., Benito C. 2005 – Zmienność morfologiczna i polimorfizm białek zapasowych w liniach wsobnych żyta ozimego (Secale cereale L.) [Morphological variability and polimorphism of protein storage in inbred lines of winter rye (Secale cereale L.)] – Zesz. Nauk. Polit. Biał. 10: 257–265 (in Polish).
• Lososova Z., Simonova D. 2008 – Changes during the 20th century in species composition of synanthropic vegetation inMoravia (Czech Republic) – Preslia, 80: 291–305.
• Lutman P.JW. 2002 – Estimation of seed production by Stellaria media, Sinapis arvensis and Tripleurospermum inodorum in arable crops –Weed Res. 42, 359–390.
• Majda J., Buczek J., Trąba Cz. 2007 – Plenność niektórych chwastów owocujących na odłogu [Seed production of some weed species fruiting on fallows] – Ann UMCS. Sec. E, Agricultura, 62: 48–55.
• Maglocký Š. 1999 – Bromus secalinus L. (In: Červená kniha ohrožených a vzácných druhů rostlin a živočichů ČR a SR. Vol. 5 – Vyšši rostliny) Eds: J. Čeřovskỳ, V. Feráková, J. Holub, Š Maglocký, F. Procházka) – Příroda a. s., Bratislava (in Slovak).
• Malicki L., Prędyś H. 1980 – Plenność ważniejszych chwastów łąkowych [Fecundity of more important species of meadow weeds] – Frag. Flor. Geobot. 26: 65–70.
• Matuszkiewicz W. 2001 – Przewodnik do oznaczania zbiorowisk roślinnych Polski [Guidebook to plant communities of Poland] – PWN, Warszawa, 537 pp. (in Polish).
• Mirek Z. 1981 – Problemy klasyfikacji roślin synantropijnych [Classification problems of synantropic plants] – Wiadom. Bot. 25: 45–54 (in Polish).
• Moray R., Büchse A., Hurle K. 2003 – Bromus species in winter wheat-population dynamics and completitiveness – Comm. Appl. Biol. Sci. Ghent University, 8: 341–352.
• Moray R. 2005 – Bromus-Arten in Winterweizen Verbreitung – Bedeutung und Populationsdynamik – Dissertation zur Erlangung des Grades eines Doktors der Agrarwissenschaften. Der Fakultät Agrarwissenschaften der Universität Hohenheim. vor Dipl. Agr.-Biol. 136 pp.
• Nowak A., Nowak S., Spałek K. 2003 – Red list of vascular plants of Opole Province – Opol. Scient. Soc., Nature Journal, 36: 5–20.
• Oja T., Jaaska V., Vislap V. 2003 – Breeding system, evolution and taxonomy of Bromus arvensis, B. japonicus and B. squarrosus (Poaceae) – Plant Syst. Evol. 242: 101–117.
• Petersen J. 2006 – Verbreitung, Bedeutung und Bekämpfung von Trespe-Arten im mittleren Westen Deutschlands – Journal of Plant Diseases and Protection. Zeitschrift für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz, 20: 289– 296.
• Preston C.D., Telfer M.G., Arnold H.R., Carey P.D., Cooper J.M., Dines T.D., Hill M.O., Pearman D.A., Roy D.B., Smart S.M. 2002 - The Changing Flora on the UK - DEFRA, London, 36 pp.
• Prokudin Y.N. 1982 – Itogi kompleksovo biosystematicheskovo izucheniya Elytrigiarepens (Poaceae) – Bot. Žurn. 67: 129–139.(in Ukrainian).
• Rzepka-Plewneš D., Smolik M. 2001 – Polymorphism of the storage proteins in rye cultivars and populations selected for tolerance to nutrient deficiency – Proc. of Eucarpia Rye Meeting, July 4–7, 2001, Radzików, Poland, pp. 197–209.
• Rzepka-Plewneš D., Smolik M., Krupa M. 2003 – Zmienność elektroforetyczna białek zapasowych różnych odmian pszenżyta (X Triticosecale Wittmack) [Electrophoretic variability of storage proteins in different triticale (X Triticosecale Wittmack) cultivars] – Biul. IHAR, 226–227: 181–189 (in Polish).
• Rzymowska Z., Skrzyczyńska J., Affek- Starczewska A. 2010 – Występowanie i niektóre cechy morfologiczne Bromus secalinus L. w agrocenozach Podlaskiego Przełomu Bugu [Occurrence and some morphological features of Bromus secalinus L. in agrocenoses of the Podlaski Przełom Bugu mesoregion – Fragm. Agronom. 27:135–144 (in Polish).
• Rzymowska Z., Skrzyczyńska J., Skrajna T. 2006 – Zmiany po 10 latach w występowaniu rzadkich gatunków segetalnych w Parku Krajobrazowym ,,Podlaski Przełom Bugu” [Changes in occurrence of rare segetal species in the Landscape Park ”Podlaski Przełom Bugu” after 10 years of studies] – Pam. Puł. 143: 145–156 (in Polish).
• Rzymowska Z., Skrajna T. 2011a – Segetal flora of the Łuków Plain – Acta Agrobot. 64: 93–108.
• Rzymowska Z., Skrajna T. 2011b – Rzadkie gatunki flory segetalnej Równiny Łukowskiej [Rare species of segetal flora in the Łuków Plain] – Fragm. Flor. Geobot. Polonica 18: 91–99.
• Scholz H. 1970 – Zur Systematyk der Gattung Bromus L. subgenus Bromus (Gramineae). Willdenowia, 6: 139–159.
• Skrajna T., Skrzyczyńska J., Rzymowska Z. 2005 – Występowanie Bromus secalinus L. w agrocenozach Wysoczyzny Kałuszyńskiej [Occurrence of Bromus secalinus L. in agrocenosis of the Kałuszyn Upland] – Zesz. Nauk. AP Roln. 66/67: 65–73 (in Polish).
• Skrajna T., Skrzyczyńska J. 2007 – Wybrane cechy biologiczne i występowanie Anthoxanthum aristatum Boiss. na Wysoczyźnie Kałuszyńskiej [Selected biological features and occurrence of Anthoxanthum aristatum Boiss. in the Kałuszyn Upland –Ann. UMCS. Sec. E, Agricultura 62: 145–156 (in Polish).
• Skrzyczyńska J. 1994 – Studia nad florą i zbiorowiskami Wysoczyzny Siedleckiej[Studies on flora and segetal communities of Siedleckie Upland – Habilitation 39, 145 pp. (in Polish).
• Skrzyczyńska J., Skrajna T. 1999 – Flora segetalna Wysoczyzny Kałuszyńskiej. [The segetal flora of the Kałuszyn Upland] – Acta Agrobot. 52: 183–202 (in Polish).
• Skrzyczyńska J., Rzymowska Z. 2001 – Flora segetalna Podlaskiego Przełomu Bugu. [The segetal flora of the Bug river geomorphological territories in the Podlasie region] – Acta Agrobot. 54: 115–135 (in Polish).
• Skrzyczyńska J., Rzymowska Z., Stachowicz P. 2005 – Avena srigosa Schreb. w agrocenozach Podlaskiego Przełomu Bugu [Avena srigosa Schreb. in agrocoenoses of the Podlaski Przełom Bugu mesoregion] – Acta Agrobot. 58: 243–253 (in Polish).
• Stone J.C., Peeper T.F., Stone A.E. 2006 – Rotational cropping systems to reduce cheat (Bromus secalinus) densities – Weed Technology, 20: 445–452.
• Tamkoc A., Arslan E. 2011 – Inter and intraspecific variation in SDS-PAGE of seed proteins of three Poa L. (Poaceae) species – Pak. J. Bot. 43: 1105–1110.
• Thellung A. 1925 – Kulturpflanzen – Eingenschaften bei Unkräuten. Veröfftl. Geobot. Inst. Rübel Zürich, 3: 745–762.
• Warcholińska A.U.1994 – List of threatened segetal plant species in Poland (In: Antropization and environment of rural settlements. Flora and vegetation, Eds: S. Mochnacky, A. Terpo) – Proc. of International Conference. Satoraljaujhely, pp. 206–219.
• Zając A. 1979 – Pochodzenie archeofitów występujących w Polsce [The orgin of the archeophytes occurring in Poland] – Habilitation 29, Jagiellonian, 3–211 (in Polish).
• Zarzycki K., Trzcińska-Tacik H., Różański W., Szeląg Z., Wołek J., Korzeniak U. 2002 – Ecological indicator values of vascular plants of Poland – W. Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Science, Kraków, 183 pp.
• Żukowski W., Jackowiak B. 1995 – Ginące i zagrożone rośliny naczyniowe Pomorza Zachodniego i Wielkopolski. [Endangered and threatened vascular plants of Western Pomerania and Wielkopolska] – Department of plant taxonomy, Univ. A. Mickiewicz in Poznań, 141 pp (in Polish).