17
IZVORNI ZNANSTVENI ČLANCI ORIGINAL SCIENTIFIC PAPERS Šumarski list br. 3-4, CXXVII (2003). 135-151 UDK 630* 165 PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies alba Mill.) ANALIZOM IZOENZIMA U DIJELU PRIRODNIH POPULACIJA BOSNE I HERCEGOVINE I HRVATSKE* ESTIMATE OF THE GENETIC VARIABILITY OF SILVER FIR (Abies alba Mill.) BY ANALYSIS OF ISOENZYMES IN THE PART OF NATURAL POPULATIONS OF BOSNIA AND HERZEGOVINA AND CROATIA Dalibor BALLIAN 1 SAŽETAK: Istraživana je molekularnogenetička varijabilnosti nekih po- pulacija obične jele u Hrvatskoj i Bosni i Hercegovini ( Vranića, Meka brda, Gorski kotar - adultna, Gorski kotar - juvenilna, Crni vrh, Čabulja, Orjen). Varijabilnost se istraživala na molekularnoj razini, uz pomoć izoenzima. Dobivena varijabilnost značajna je za daljnje radove na oplemenjivanju obične jele, odnosno u procesu obnove jelovih šuma (pošumljivanje i sjetva sjemena) te za osnivanje banaka i arhiva gena metodama in situ i ex situ. Pomoću izoenzimske analize istraživana je genetička unutarpopulacijska varijabilnost i genetička varijabilnost između populacija, a iz rezultata je vid- ljivo da su prisutne razlike između istraživanih populacija, posebice između malih izoliranih i velikih populacija. Ključne r ij eči: Abies alba Mill., varijabilnost, izoenzimi 1. UVOD Obična je jela {Abies alba Mill.) jedna od najzna- čajnijih vrsta šumskog drveća s gospodarskog i eko- loškog stajališta u Hrvatskoj i Bosni i Hercegovini. U Hrvatskoj su šume obične jele izložene propada- nju već niz godina zbog štetnog djelovanja onečišćenja iz atmosfere i pedosfere, posebice u Gorskom kotaru (Tikvić i sur., 1995; Seletković i Tik vi ć, 1996). Za razliku od Hrvatske, zdravstveno se stanje u jelo- vim šumama Bosne i Hercegovine pogoršava zbog neodgovarajućega gospodarenja, a oštećenja zbog onečišćenja atmosfere mogla su se prije rata uočiti po- negdje uz hrvatsko-bosansku granicu, točnije u Bosan- skoj krajini (planina Plješivica) i u mikropodručjima uz velike zagađivače okoliša (termoelektrane, kemij- sku industriju, željezare, autoceste, itd.), ali do tada propadanje nije poprimilo veće razmjere. * Doktorska disertacija, skraćeni dio izoenzimskih istraživanja za Šumarski list 1 Dalibor Ballian, Šumarski fakultet u Sarajevu, Zagrebačka 20, 71 000 Sarajevo, BiH Zbog toga je potrebno proučiti zdrave, neoštećene sastojine jele, razmnožiti ih i osnovati banke i arhive gena s plus stablima, koje bi se osnovale metodama in situ i ex situ, posebice na staništima koja za sada nisu pod utjecajem onečišćenja, a koja ni u budućnosti ne bi bila izložena onečišćenjima ( L a r s e n i F r i d r i c h , 1988; Ulrich, 1989; L a r s e n i M e k i ć , 1991; D u c c i , 1991). Cilj ovog istraživanja je utvrđivanje molekularno- genetičke varijabilnosti nekih populacija obične jele u Hrvatskoj i Bosni i Hercegovini. Osim velikih popula- cija kao što su one Gorskog kotara, Vraniće i Mekih brda, težište istraživanja bio i na malim populacijama iz submediteranskog područja (Biokova i Orjena), ka- ko bi se ustanovilo kakva je njihova veza s populacija- ma iz središnjeg dijela prirodnog rasprostiranja u Bo- sni i Hercegovini i Hrvatskoj, a također jedne uvjetno rečeno panonske populacije (Crni vrh). Uz to utvrdila bi se i djelomična razlika između adultne propadajuće populacije obične jele iz Gorskog kotara i njezine ju- venilne generacije koja pokazuje vitalnost. 135

PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies … · Gen lokus Pgi-B pokazuje polimorfizam samo u dručju Sredozemlja i Sjeverne Amerike. Konnert i populaciji Vraniće i

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies … · Gen lokus Pgi-B pokazuje polimorfizam samo u dručju Sredozemlja i Sjeverne Amerike. Konnert i populaciji Vraniće i

IZVORNI ZNANSTVENI ČLANCI ORIGINAL SCIENTIFIC PAPERS Šumarski list br. 3-4, CXXVII (2003). 135-151 UDK 630* 165

PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies alba Mill.) ANALIZOM IZOENZIMA U DIJELU PRIRODNIH POPULACIJA

BOSNE I HERCEGOVINE I HRVATSKE*

ESTIMATE OF THE GENETIC VARIABILITY OF SILVER FIR (Abies alba Mill.) BY ANALYSIS OF ISOENZYMES IN THE PART OF NATURAL POPULATIONS

OF BOSNIA AND HERZEGOVINA AND CROATIA

Dalibor BALLIAN1

SAŽETAK: Istraživana je molekularnogenetička varijabilnosti nekih po­pulacija obične jele u Hrvatskoj i Bosni i Hercegovini ( Vranića, Meka brda, Gorski kotar - adultna, Gorski kotar - juvenilna, Crni vrh, Čabulja, Orjen). Varijabilnost se istraživala na molekularnoj razini, uz pomoć izoenzima.

Dobivena varijabilnost značajna je za daljnje radove na oplemenjivanju obične jele, odnosno u procesu obnove jelovih šuma (pošumljivanje i sjetva sjemena) te za osnivanje banaka i arhiva gena metodama in situ i ex situ.

Pomoću izoenzimske analize istraživana je genetička unutarpopulacijska varijabilnost i genetička varijabilnost između populacija, a iz rezultata je vid­ljivo da su prisutne razlike između istraživanih populacija, posebice između malih izoliranih i velikih populacija.

Ključne r ij eči: Abies alba Mill., varijabilnost, izoenzimi

1. UVOD

Obična je jela {Abies alba Mill.) jedna od najzna­čajnijih vrsta šumskog drveća s gospodarskog i eko­loškog stajališta u Hrvatskoj i Bosni i Hercegovini.

U Hrvatskoj su šume obične jele izložene propada­nju već niz godina zbog štetnog djelovanja onečišćenja iz atmosfere i pedosfere, posebice u Gorskom kotaru (Tikvić i sur., 1995; S e l e t k o v i ć i Tik vi ć, 1996). Za razliku od Hrvatske, zdravstveno se stanje u jelo­vim šumama Bosne i Hercegovine pogoršava zbog neodgovarajućega gospodarenja, a oštećenja zbog onečišćenja atmosfere mogla su se prije rata uočiti po­negdje uz hrvatsko-bosansku granicu, točnije u Bosan­skoj krajini (planina Plješivica) i u mikropodručjima uz velike zagađivače okoliša (termoelektrane, kemij­sku industriju, željezare, autoceste, itd.), ali do tada propadanje nije poprimilo veće razmjere.

* Doktorska disertacija, skraćeni dio izoenzimskih istraživanja za Šumarski list

1 Dalibor Ballian, Šumarski fakultet u Sarajevu, Zagrebačka 20, 71 000 Sarajevo, BiH

Zbog toga je potrebno proučiti zdrave, neoštećene sastojine jele, razmnožiti ih i osnovati banke i arhive gena s plus stablima, koje bi se osnovale metodama in situ i ex situ, posebice na staništima koja za sada nisu pod utjecajem onečišćenja, a koja ni u budućnosti ne bi bila izložena onečišćenjima (Larsen i F r i d r i ch , 1988; U l r i ch , 1989; Larsen i M e k i ć , 1991; Ducc i , 1991).

Cilj ovog istraživanja je utvrđivanje molekularno-genetičke varijabilnosti nekih populacija obične jele u Hrvatskoj i Bosni i Hercegovini. Osim velikih popula­cija kao što su one Gorskog kotara, Vraniće i Mekih brda, težište istraživanja bio i na malim populacijama iz submediteranskog područja (Biokova i Orjena), ka­ko bi se ustanovilo kakva je njihova veza s populacija­ma iz središnjeg dijela prirodnog rasprostiranja u Bo­sni i Hercegovini i Hrvatskoj, a također jedne uvjetno rečeno panonske populacije (Crni vrh). Uz to utvrdila bi se i djelomična razlika između adultne propadajuće populacije obične jele iz Gorskog kotara i njezine ju-venilne generacije koja pokazuje vitalnost.

135

Page 2: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies … · Gen lokus Pgi-B pokazuje polimorfizam samo u dručju Sredozemlja i Sjeverne Amerike. Konnert i populaciji Vraniće i

D. Ballian: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies alba Mill.) ANALIZOM Šumarski list br. 3-4, CXXVII (2003), 135-151

Ovim istraživanjem učinjen je pokušaj određivanja povezanosti naših populacija i populacija iz srednje i južne Europe, odnosno zemljopisne (klinalne) varija­bilnosti u smjeru sjever-jug, stoje registrirano u sredi­

šnjoj i južnoj Europi. Krajnja je svrha utvrditi postoji li značajna varijabilnost između populacija, što bi bilo važno za gospodarenje u šumama obične jele i u uzgoj­nim radovima.

1.1. Dinamika populacija obične jele Obična je jela u posljednjih 13 000 godina bila

izložena stalnom dinamičnom kretanju, tj. seobi iz svo­jih pribježišta na jugu Europe, prema središnjoj, zapad­noj i istočnoj Europi. Te su seobe uzrokovane u velikim klimatskim promjenama, koje su jedan od najvažnijih čimbenika seoba šumskog drveća. Nakon velike glacijacije, koja je trajala oko 100 000 godina, a maksimum dosegla prije 15 000 godina, sve populacije šumskog drveća krenule su u širenje. (Magdefrau i

Eh rendo r f e r , 1997; Si t te i sur., 1998). Najbolji prikaz dinamike seobe obične jele dobiven je pomoću analize polena i zasad uspješno pokazuje na smjerove kretanja obične jele u Europi (Hunt ley i B i rk s , 1983). Te su tvrdnje na molekularnoj razini istraživali Be rgmann (1991b), Konner t i Be rgmann (1995), L o n g a u e r (1994) za šire područje Europe, a Hi i s sendor fe r za Švicarsku (1996).

2. MATERIJAL I METODE RADA 2.1. Izbor i opis terenskih objekata

Tijekom studenoga 2000. godine selekcionirana su stabla obične jele na području Hrvatske, u Gorskom kotaru (Šumarija Vrbovsko, Skrad, Fužine, Gerovo) i na Biokovu, te u Bosni i Hercegovini na području Vra­niće, Čabulje, Orjena, Mekih brda i Crnog vrha (tabli­ca 1 i karta 1). Pri odabiru populacija vodilo se računa da se odaberu podjednako velike i sa znanstvenog sta­jališta zanimljive male populacije. Vodilo se računa i o tome da populacije budu iz kontrastnih ekoloških uvje­ta, i da po mogućnosti pripadaju različitim fitocenoza-ma i geološkim podlogama. Od populacija Gorskog kotara, za jednu populaciju izabrana su adultna stabla koja su u fazi sušenja, za drugu populaciju uzeta su mlada stabla i pomladak, odnosno juvenilni stadij koji pokazuje vitalnost, a biljke koje su uzete u uzorak rastu u neposrednoj blizini adultnih stabala prve populacije.

Karta 1. Raspored istraživanih populacija

2.2. Izbor stabala Prilikom sabiranja uzoraka za izoenzimska istraži­

vanja vodilo se računa da udaljenost između stabala bude najmanje 50 m, kako bi se isključila mogućnost

srodstva. Veliku populaciju čini 100 stabala, a malu 50 stabala, s tim što istraživanja nisu uspješno provedena na svim uzorcima.

136

Page 3: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies … · Gen lokus Pgi-B pokazuje polimorfizam samo u dručju Sredozemlja i Sjeverne Amerike. Konnert i populaciji Vraniće i

D. Ballian: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies alba Mill.) ANALIZOM Šumarski list br. 3-4, CXXV1I (2003). 135-151

2.3. Izoenzimi Istraživalo se 9 enzimskih sustava s ukupno 16 gen

lokusa, odnosno 42 alela. Postupci maceracije, pripra­ve gela, elektroforeze i bojenja gela bili su prilagođeni primijenjenim enzimskim sustavima ( V a l l e j o s ,

Tablica 2. Enzimski sustavi, E.C. referentni broj, broj lokusa i broj alela

1983; C h e l i a k i P i t e l , 1984; W e n d e l i W e e -d e n , 1989; K o n n e r t , 1992, 1995, 1999; T h o r -m a n n i S t e p h a n , 1993; H i i s s e n d o r f e r i sur., 1995,) (tablica 2).

Za maceraciju se rabi PVC ploča s polukuglastim udubljenjima u koja se stavi talka na vrhu manje labo­ratorijske žlice, i 60 ul ekstrakcijskog pufera (tablica 3) te 4 do 6 svježa pupova. Postupak maceracije izvodi se pomoću staklenog tučka (staklene mješalice). Na­kon što se pupovi dobro izmaceriraju, u macerat se sta­vi po pet komadića filtarpapira da upiju macerat, a za-

2.4. Metoda priprave macerata

Tablica 3. Ekstrakcijski puferza pupove (Konnert, 1995)

tim se papirići pohrane u male kasete i do uporabe smjeste u ledenicu na -70 °C.

2.5. Priprava gela

Gel se pripravlja prema enzimskim sustavima isko­rištenim u istraživanju receptima priloženima u tablici 4. Poslije priprave, odnosno kuhanja, gel se izlijeva u šablone određenih dimenzija, prema komorama za Tablica 4. Recepti za gel

elektoforezu. Pri pripravi treba voditi i računa o gel pu-feru koji se stavlja u gel, a karakterističan je za svaki gel sustav (tablica 4 ).

2.6. Elektroforeza

Pošto se pripravi gel i na njega u pripravljene ureze postave filtarpapiri, gel se stavi u komore. Prije postav­ljanja gela u komore stavi se elektrodni purer. Pošto se pripravi komora s gelom, pusti se jednosmjerna struja

Tablica 5. Recepti za elektrodni pufer i gel pufer

čija jačina (A) i napon (V) karakteriziraju svaki gel sustav. Trajanje elektroforeze karakteristično je za sva­ki enzimski sustav.

137

Page 4: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies … · Gen lokus Pgi-B pokazuje polimorfizam samo u dručju Sredozemlja i Sjeverne Amerike. Konnert i populaciji Vraniće i

D. Ballian: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies alba Mill.) ANALIZOM Šumarski list br. 3 4, CXXV1I (2003). 135-151

Nakon završetka postupka gel se izreže na onoliko dijelova koliko je potrebno da se učini analiza enzim-skih sustava od jednog gel sustava. Reže se posebno konstruiranim rezačima, odnosno specijalnom žicom.

Nakon stoje gel izrezan, boji se histološkim bojama prema receptu danome u radu K o n n e r t (1995), za svaki enzimski sustav posebno.

2.7. Očitavanje gelova i statistička obrada podataka Poslije bojenja provodi se analiza zimograma, iden­

tificiraju se aleli za svaki gen lokus ( C h e l i a k i P i -t e l , 1984; W e n d e l i W e e d e n , 1989; K o n n e r t , 1992, 1995, 1999) provodi se fotografiranje i eventual­no, sušenje gela. Za identifikaciju rabi se ustaljena no­menklatura, tako da brojke 11, 22, 33, 44 označavaju homozigote, a brojke 12, 13, 14, 23, 24, 34 označavaju heterozigote.

Podaci se unesu u pripremljeni formular, a kasnije se veličine unesu u računalni program Excel. Zatim se podaci slažu u računalnom programu D-basis, zatim prebace u statistički program SAS (Statistical Analysis Sistem) gdje se obrade.

Statističkim programom obrađeni su sljedeći para­metri: 1. genetička unutar populacijska varijabilnost • stvarna srednja heterizigotnost • teoretska heterozigotnost • genetička raznolikost • diferenciranje unutar populacije 2. genetička varijabilnost između populacija • genetička udaljenost • genetičko diferenciranje između populacija

3. REZULTATI ISTRAŽIVANJA I DISKUSIJA 3.1. Genetička varijabilnost enzimskih sustava

Prema H i i s s e n d o r f e r u i sur. (1995), gen lokus Pgi-A karakteriziraju dva alela, koja se diferenciraju u zoni brze segregacije. U ovom istraživanju nije dobive­na visoka polimorfnost, jer gen lokus nije registriran u dvije populacije. Tako se u populaciji Gorskog kotara A i Gorskog kotara J taj gen lokus ponaša kao monomor-fan. Inače alel Al ima srednju vrijednost za istraživane populacije 0,0460, a najveću vrijednost u populaciji

Vraniće (tablica 6). Slično se ponaša i alel A2, s tim što je srednja veličina 0,9539. Alel A, u istraživanjima K o ­n n e r t i B e r g m a n n a (1995) nađen je samo u južnim područjima rasprostiranja jele, kao što su južni Karpati i Dinaridi, stoje čini se karakteristično samo za ta podru­čja. U ovom istraživanju nije registriran u populacijama Gorskog kotara, ali je prije registriran na Papuku.

Tablica 6. Relativne frekvencije alela za analizirane lokuse (n-broj analiziranih stabala)

138

Page 5: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies … · Gen lokus Pgi-B pokazuje polimorfizam samo u dručju Sredozemlja i Sjeverne Amerike. Konnert i populaciji Vraniće i

D. Ballian: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies alba Mill.) ANALIZOM ... Šumarski list br. 3-4. CXXV11 (2003). 135-151

Gen lokus Pgi-B pokazuje polimorfizam samo u dručju Sredozemlja i Sjeverne Amerike. Konner t i populaciji Vraniće i Orjena, a u drugim je populacija- Be rgmann (1995) u svom istraživanju nalaze veće ma monomorfan (tablica 6). M. Konner t (1996) nije frekvencije allela BI i B2 samo u Bugarskoj, dobila varijabilnost za taj gen lokus u području južne Gen lokus Pgm-a predstavlja brzu zonu migracije Njemačke, pa se rezultati dobiveni u ovom istraživa- na gelu i može se pojaviti u dvije varijante. Ako se eks-nju upućuju na to da je taj gen lokus karakterističan za trakcija provodi iz endosperma imamo samo jednostru-južne provenijencije i za vrste koje se nalaze u po- ke vrpce na zimogramu. U tom su istraživanju iskori-

139

Page 6: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies … · Gen lokus Pgi-B pokazuje polimorfizam samo u dručju Sredozemlja i Sjeverne Amerike. Konnert i populaciji Vraniće i

D. Ballian: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies alba Mill.) ANALIZOM ... Šumarski list br. 3-4. CXXVI1 (2003), 135-151

šteni pupovi, tako da su vrpce dvostruke. Tako ovaj gen lokus kontroliraju dva alela.

U ovom je istraživanju za gen lokus Pgm-A registri­rana je varijabilnost samo u populacije Mekih brda, koja je dosta južno u odnosu prema drugim istraživanim po­pulacijama. InačejezaalelA, dobivena veličina 0,0069, a za alel A2 veličina 0,09931 (tablica 6). Konner t (1996) u svom istraživanju gen lokus Pgm-A nije regi­strirala u populacijama južne Njemačke.

Na zimogramu gen lokus Pgm-B označava zonu spore segregacije, koja se ponaša kao i ona lokusa Pgm-A. Gen lokus Pgm-B pokazuje monomernu struk­turu. Pgm-B gen lokus u ovom istraživanju pokazuje veliki polimorfizam u svim istraživanim populacijama. Srednja veličina za alel B, iznosi 0,0687, a za alel B2 iznosi 0,9313. Istraživanje pokazuje da se vrijednosti smanjuju od sjeverozapada prema jugoistoku (tablica 6). Konne r t i B e r g m a n n (1995) alel B, registrira­ju s većom frekvencijom u području Tatra, Karpata, Dinarida i južne Italije (Kalabrije).

Kod gen lokusa Idh-B imamo sporu migracijsku zonu na gelu, koja se intenzivnije boji nego brza zona, i posjeduje pet varijanti jednostrukih vrpci. U ovom su radu iskorištene samo dvije varijante.

Srednja veličina za alel Idh-B3 u ovom istraživanju iznosila je 0,6098, a vrijednosti za populacije iznosile su od 0,3696 za populaciju Gorskog kotara A do 0,7500 za populaciju Vraniće (tablica 6). Ako pak ove rezultate us­poredimo s rezultatima Longauera (1994) te Brusa iLongaue ra (1995), vidjet ćemo da alel pokazuje kli-nalnu varijabilnost, te da se vrijednosti povećavaju od sjeverozapada prema jugoistoku i jugu. Veličina na Kar­patima iznosi 0,71 (Moller, 1986), a na jugu Italije, u Kalabriji, iznosi 0,78 (prema Bre i t enbach-Dor fe r i sur., 1992). Bre i t enbach-Dor fe r i sur. (1997) pri­kazali su rezultate za Austriju i Bavarsku i vrijednosti su iznosile od 0,44 na zapadu do 0,235 na istoku. U radu iz 1993 i 1995 (b) godine M. Konner t je dobila za alel B3 veće vrijednosti na sjeveru, a za alel B2 na jugu. U is­traživanjima provedenim 1995 (a) dobila je vrijednost od 0,21 do 0,55, a u istraživanjima 1996. iskorištava alele B2 i B,, s tim što je dobila veće vrijednost alela B2 na jugu, a za alel B3 na sjeveru. Moller (1986) za alel B, navodi da se vrijednosti od sjevera prema jugu sman­juju, a za alel B2 povećavaju, što pokazuje izrazitu kli-nalnu varijabilnost ta dva alela. Za alel Idh-B4 dobivena je veličina 0,3902, i on se ponaša suprotno alelu Idh-B3.

Enzimski sustav Mnr je tetramerik (Hi issendor-fer i sur., 1995) s dva gen lokusa, s tim što lokus A ima jedan alel, a lokus B tri alela. U ovom istraživanju pro­matrani su aleli B, i B3.

Gen lokus Mnr-B pokazuje polimorfnost u svim po­pulacijama, izuzevši populaciju Orjena gdje je mono-morfan. Inače je srednja veličina alela B, 0,0536, a

alela B2 0,9463 (tablica 6). Općenito može se primijeti­ti da se vrijednosti za alel BI povećavaju od sjeveroza­pada prema jugoistoku. Inače, čini se daje karakteristi­ka naših populacija da su predstavljene alelom B, i B3. M. Konner t (1995a i 1995b) u svom istraživanju re­gistrirala je zastupljenost alela B, u južnoj Njemačkoj, s vrijednošću od 0,00 do 0,19.

Prema istraživanjima koja su proveli Konner t i Be rgman (1995), alel B, zabilježen je u višim fre­kvencijama u južnim populacijama (Bugarska, južni Karpati, Makedonija) i u populacijama južne Njema­čke, istočne Francuske i zapadne Austrije. Visoke fre­kvencije alela B2 registrirane su samo u populacijama južne Italije. U istraživanju M. Konner t (1993,1996) na području Bavarske registrirana je mala varijabilnost toga gen lokusa, ali za alele B, i B2.

U Sloveniji Brus i Longauer (1995) registriraju re­lativno visoke vrijednost za alel B, u sedam populacija, a L o n g a u e r (1994) za isti lokus u istočnoj Poljskoj i Ukrajini registrira monomorfizan. Prema istraživanji­ma B r e i t e n b a c h - D o r f e r i sur., (1997) taj gen lo­kus pokazuje monomorfizam u više populacija srednje Austrije.

Zimogram tog gen lokusa Sdh-A na gelu predočen je samo jednom zonom. Usto u većini populacija obi­čne jele taj gen lokus ne pokazuje varijabilnost.

Od istraživanih populacija samo u populacijama Gorskog kotara A, Gorskog kotara J i Biokova nije re­gistriran polimorfizam. Srednja veličina za alel A, iz­nosi 0,0123, za alel A, iznosi 0,9785 a za A3 iznosi 0,0091 (tablica 6).

Lokus Lap-A pokazuje veliku polimorfnost (tablica 5). Na lokusu Lap-A zanimljiv je alel Lap-A3, sa sred­njom vrijednošću 0,0211, koja je prilično malena u od­nosu prema rezultatima dobivenim u Sloveniji (Brus i Longaue r 1995). U Češkoj je L o n g a u e r (1994) dobio mnogo veću vrijednost, 0,08, u populaciji južnih Karpata registrirana je veličina 0,002, a u Bugarskoj 0,018. Majnartovvicz (1981) u Poljskoj nije regi­strirao taj alel. U populacijama zapadne Europe taj alel prema istraživanjima B r e i t e n b a c h - D o r f e r i sur. (1992), B r e i t e n b a c h i P inske r (1990) te Kon­ner t (1993) doseže visoke vrijednosti, posebice na za­padu Austrije, gdje mu je vrijednost 0,34. Inače alel Lap-A, nije registriran u malim izoliranim populacija­ma (Biokovo, Meka brda, Orjen i Crni vrh), a u popula­ciji Gorskog kotara J, registrirana je viša vrijednost, 0,0739, s obzirom na to daje ta populacija dosta zapad­no. Iz dobivenih rezultata vidljivo je da postoji klinalna varijabilnost alela Lap-A3 jer se vrijednosti povećava­ju od jugoistoka prema sjeverozapadu.

U ovom istraživanju srednja veličina alela Lap-A, iz­nosi 0,0872 (tablica 5).Također je primijećena klinalna varijabilnost, tako da se od sjeverozapada prema jugo-

140

Page 7: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies … · Gen lokus Pgi-B pokazuje polimorfizam samo u dručju Sredozemlja i Sjeverne Amerike. Konnert i populaciji Vraniće i

D. Ballian: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies alba Mill.) ANALIZOM ... Šumarski list br. 3-4. CXXVII (2003), 135-151

istoku povećava udio alela Lap-A,. Inače u maloj izoli­ranoj populaciji Crnog vrha evidentirana je veličina 0,2700, što upućuje na to daje u toj populaciji fiksirana visoka vrijednost alela Lap-A,. U populacijama Slove­nije Brus i L o n g a u e r (1995) dobili su vrijednost od 0,028 do 0,081. Alel Lap-A, nije registriran u populaci­jama zapadne Europe. Longauer (1994) u svom istra­živanju otkriva klinalnu varijabilnost tog alela, čija se vrijednost povećava od sjeverozapada prema jugoistoku.

U svom istraživanju Konner t (1993) navodi samo dva alela, A, i A2, ali sa prilično velikom zastuplje-nošću. R u e t z i sur. (1996) navode u svom istraživanju čak četiri alela za gen lokus Lap-A, s veličinama za Lap-A, od 0,01 ldo 0,045, Lap-A2 od 0,212 do 0,316, Lap-A, od 0,318 do 0,462 i Lap-A4 od 0,263 do 0,342.

Gen lokus Lap-B karakterizira visoka polimorfnost i četiri alela. Registrirali sugaBehm i M. Konner t (1999) u svom istraživanju vezanome za konzervaciju genetičkih resursa.

Alel Lap-B, ima vrijednost 0,0104 u populaciji Orjena do 0,0859 u populaciji Vraniće, a srednja vri­jednost za istraživane populacije iznosi 0,0399. Iz toga je vidljivo da za taj alel postoji klinalna varijabilnost i da se vrijednosti smanjuju od sjeverozapada ka jugois­toku. Situacija je s alelom Lap-B2 takva da smo dobili srednju vrijednost od 0,5169.

U literaturi su vrlo oskudni podaci za istraživanja s enzimskim sustavom Fest, pa se dobiveni rezultati ne mogu komparirati. Inače, šest populacija pokazalo se monomorfnima, a varijabilnost je registrirana samo u populacija Gorskog kotara A i Gorskog kotara J. Iz toga proizlazi da je taj gen lokus vjerojatno vezan za populacije iz južne Italije i srednje Europe.

Za taj gen lokus Fest-B, kao i za prijašnji, teško je pronaći podatke u literaturi pa je vrlo teška komparaci­ja. Fest-B gen lokus ne pokazuje nikakvo variranje i potpuno je monomorfan.

Zimogram gen lokusa Got-A na gelu prikazanje s tri jednostruke vrpce. U ovom istraživanju samo popula­cije Gorskog kotara A i Gorskog kotara J pokazuju mo-nomorfnost, što je slučaj i s više populacija u Sloveniji (Brus iLongaue r , 1995). Srednja veličina za alel A, iznosi 0,0445, za alel A2 iznosi 0,9437, a za alel A, izno­si 0,0116 (tablica 6). U svojim istraživanjima Lon­gauer (1994) navodi podatak da gen lokus Got-A ne pokazuje nikakvu klinalnu varijabilnost, nego se mono-morfizam pojavljuje i u sjevernih i u južnih populacija. Isto je tako vrlo slaba frekvencija alela A„ koji je regi­striran samo u južnim Karpatima, a u ovom istraživanju samo u populaciji Biokova nema alela A,.

Istraživanja u Bavarskoj koja je provela M. Konnert (1996) pokazuju malu varijabilnost toga gen lokusa, a u istraživanjima iz 1993. ista autorica navodi pojavu monomerika u sjevernim populacijama, te malu varija­

bilnost u južnima, ali su registrirana samo dva alela, A, i A2, što su pronašli i M. B r e i t e n b a c h - D o r f e r i sur. (1997).

Kao i gen lokus Got-A, i taj je gen lokus Got-B na gelu prikazan s tri jednostruke vrpce. Inače, u istraživa­nju dvije populacije pokazuju monomernu strukturu, i to Biokova i Čabulje, a u drugih izostaje pojavljivanje alela A,, tako da se on pojavljuje samo u populacijama Mekih brda i Orjena. Srednja veličina u ovom istraži­vanju dobivena za alel B, iznosi 0,0021, za alel B2 iz­nosi 0,9900 a za B3 iznosi 0,0077 (tablica 6).

Prema istraživanjima Konner t i B e r g m a n n a (1995), veći udio alela B, registriranje u Tatrama, juž­nim Karpatima i u Bugarskoj. Alel B, više je vezan za srednju i zapadnu Europu, a registriran je i na Pire-nejima.

U istraživanjima provedenim u Sloveniji (Brus i Longaue r , 1995) nisu registrirali alel B,, a Lon­gauer (1994) ga je registrirao samo u Poljskoj i u Ukrajini. M. B r e i t e n b a c h - D o r f e r i sur. (1996) u Austriji su registrirali samo dva alela, kao i K o n n e r t (1993) u Njemačkoj.

Iz toga proizlazi daje svojstvo pojavljivanja alela B, usko povezano s južnim provenijencijama.

Gen lokus Got-C pokazuje izraziti polimorfizam. Zimogram na gelu prikazuje tri dvostruke strukture vrpci, koje predočavaju alele na gen lokusu. U ovom su istraživanju dobivene sljedeće vrijednosti za alele: za alel C, učestalost iznosi 0,1533, za alel C2 iznosi 0,8149, a za alel C3 0,0317 (tablica 6). Prema ovim is­traživanjima, i prema Mol le ru (1986), frekvencija alela C, povećava se od zapada prema istoku i jugu.

Podaci koje navodi Longaue r (1994) također po­tvrđuju to stajalište, a u svom radu Konner t i B e r g -mann (1995) navode postojanu klimu za taj gen lo­kus. Konne r t (1993) u istraživanjima provedenim u Bavarskoj za alel C, navodi vrijednost 0,15 u južnih provenijencija i 0,09 u sjevernih. I B r e i t e n b a c h -Dorfer i sur. (1997) u svom radu također potvrđuju te rezultate, tako da se vidi klinalna varijabilnost od zapa­da prema istoku Austrije. Konner t (1995b) dobila je sličan rezultat za srednju, istočnu i južnu Europu.

Alel 6-Pgdh-A, u istraživanim je populacijama Hr­vatske i Bosne i Hercegovine imao srednju učestalost 0,0032 (tablica 6). Registriran je samo u dvije popula­cije, Gorskog kotara A i Orjena, a u ostalim populacija­ma nije nađen. Zanimljivo je pojavljivanje alela Al u malo izoliranoj populaciji Orjena s veličinom 0,0208, što upućuje na prijašnju vezu te populacije s glavnom zonom rasprostiranja obične jele u Dinaridima. M. Konner t u svom radu iz 1995. navodi frekvenciju za alel A, od 0,11 do 0,56. Za alel 6-Pgdh-A, situacija je sasvim drukčija. Tako je u ovom istraživanju dobivena srednja vrijednost 0,5601. Inače, taj alel pokazuje kli-

141

Page 8: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies … · Gen lokus Pgi-B pokazuje polimorfizam samo u dručju Sredozemlja i Sjeverne Amerike. Konnert i populaciji Vraniće i

D. Ballian: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies alba Mill.) ANALIZOM Šumarski list br. 3-4, CXXV1I (2003), 135-151

nalnu varijabilnost koja se smanjuje od jugoistoka pre­ma sjeverozapadu, tako da u populaciji Gorskog kotara A iznosi 0,1209.

U istraživanjima Konner t (1993, 1996), Lon-gaue ra (1994) i Brusa i Longaue ra (1995) nisu ustanovljena tri alela, nego dva, a u ovom istraživanju imamo tri alela. Prema istraživanjima L o n g a u e r a (1994) i K o n n e r t o v e (1995b), u Europi je ustanov­ljena izrazita klinalna varijabilnost tog gen lokusa. Vri­jednosti se od sjeverozapada prema jugoistoku smanju­ju, tako da u Češkoj iznosi 0,583, a u Bugarskoj 0,270.

Prema Hiissendorferu i sur. (1995) taj gen lokus u promatranoj migracijskoj zoni na gelu ima četiri tro­struke vrpce, stoje ustanovljeno i u ovom istraživanju.

Gen lokus 6-Pgdh-B predočava sporu migracijsku zonu izoenzimskog sustava 6-Pgdh. Prema Hiissen­dor fe ru i sur. (1995), taj gen lokus ima u sporoj zoni tri jednostruke vrpce. Alel je u ovom istraživanju imao srednju vrijednost 0,0028, stoje prilično mala veličina, a alel 6-Pgdh-B3 ima srednju vrijednost 0,0916. Inače, alel 6-Pgdh-B, ustanovljenje u populacijama Biokova

Gorskog kotara J i Mekih brda, a je alel 6-Pgdh-B, u svim istraživanim populacijama (tablica 6).

M. Konner t i B e r g m a n n (1995) u svom istra­živanju 48 provenijencija, u populaciji iz Bosne (vjero­jatno s područja Olova) i Hrvatske (Papuk), registrirali su alel B3.

U istraživanjima koja su proveli L o n g a u e r (1994) te Brus i L o n g a u e r (1995) ustanovljena su samo dva alela za ovaj gen lokus, koja pokazuju klinal-nu varijabilnost, s tim što se vrijednost alela 6-Pgdh-B, povećava od jugoistoka prema sjeverozapadu, a alela 6-Pgdh-B, smanjuje. Za razliku od njih B r e i t e n -bach-Dorfe r i sur. (1997) u svom istraživanju nala­ze tri alela za gen lolus 6-Pgdh-B.

Ipak, za taj alel u Europi nije otkrivena znatnija kli­nalna varijabilnost, nego je karakterističan za svaku populaciju posebno.

Pojava enzimskog sustava 6-Pgdh u obične jele kontrolira se s dva lokusa koja je obradila Sch roede r (1989). Zato je podjela izoenzimskih varijanti na zi-mogramu gela kod diploidnog materijala vrlo teška.

3.2. Raznolikost alela

Radi ocjene genetičke raznolikosti najprije se u svim populacijama izračunava srednji broj alela po lo-kusu (A/L) te utvrđuju se razlike medu populacijama. To je svojstvo istraživao Hamr ick (1989) u različitih biljnih organizama i ustanovio da prosječna veličina za biljni svijet iznosi oko 1,7, za dvosupnice 1,46 (za 74 vrste), a za četinjače 2,29 (za 20 vrsta). Prema Gre-go r iu su (1980,1983) na to svojstvo utječe i broj indi­vidua koje su uzete slučajnim izborom. Tako se prema tom autoru točno ocjenjuju samo aleli s frekvencijom većom od 5,6 % i pri prihvaćenoj vjerojatnosti od 5 %. Iz toga proizlazi da bi za postizanje veće točnosti treba­lo povećavati radni uzorak.

U ovom istraživanju dobivena je vrijednost od 1,81 do 2,25 (tablica 7, slika 1). Najveću vrijednost ima po­pulacija Vraniće u središnjoj Bosni, a najmanji broj alela po lokusu nalazimo u populaciji Biokova, koja je mala i poprilično izolirana u odnosu prema drugima populacijama.

U istraživanjima u Sloveniji Brus i L o n g a u e r (1995) dobili su vrijednosti za prosječan broj alela od 1,8 do 2,0. Konne r t (1995a) za područje južne Nje­mačke navodi podatke za broj alela po lokusu od 1,62 do 1,84. Ista autorica (Konner t , 1995b) navodi po­datke za niz europskih populacija, s tim stoje iz njezi-

Crni vrh Orjen

Meka brda Gorski kotar J Gorski kotar A

Vranića Čabulja Biokovo

Slika 1. Prosječan broj alela u populaciji

142

Page 9: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies … · Gen lokus Pgi-B pokazuje polimorfizam samo u dručju Sredozemlja i Sjeverne Amerike. Konnert i populaciji Vraniće i

D. Ballian: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies alba Mill.) ANALIZOM Šumarski list br. 3 4, CXXVII (2003), 135-151

nih podataka vidljivo postojanje klinalne varijabilnosti po pitanju alela/lokusu (A/L), tako da su vrijednosti od 1,66 u sjeverozapadnim područjima rasprostiranja obi­čne jele do 2,30 u jugoistočnim dijelovima rasprostira­nja (Bugarska). Za jednu populaciju iz Bosne isti navo­de veličinu od 2,08, što odgovara nekoj poziciji u sre­dišnjoj Bosni (vjerojatno Gornja Stupčanica, Olovo, materijal iz IUFRO pokusa). P a u l e i sur. (2002) u svom su radu dobili za Karpate alelne vrijednosti od 2,0 do 2,2.

Postotak polimorfnih lokusa iznosi od 62,50 % u populaciji Biokova do 81,25 % u populaciji Vraniće i Mekih brda. To su razmjerno velike vrijednosti, što upućuje na veliku polimorfnost istraživanih populaci­ja. B r u s i L o n g a u e r (1995) u svom su istraživanju dobili vrijednost od 62,50 % do 81,30 %, stoje prakti­

čno ista širina variranja kao u ovom istraživanju. M. K o n n e r t (1995a) u svom istraživanju navodi vrijed­nosti od 46 % za populacije sjeverne Bavarske do 69 % za populacije južnog Schwarzwalda i Alpa.

Prema tome, ovo je istraživanje pokazalo da se naše populacije uklapaju u prethodna istraživanja. Također, ovi rezultati upućuju na veću varijabilnost broja alela kod južnih provenijencija, što je jedan od znakova daje obična jela preživjela posljednje ledeno doba u južnim dijelovima Europe, i da je na svojim seobama prema sjeveru izgubila dio alela. Na to upozoravaju K o n n e r t i B e r g m a n n (1995) u svom istraživanju sa 48 prove­nijencija obične jele iz Europe. Osim toga, K o n n e r t (1995b) upozorava da na visoku varijabilnost u Bugar­skoj utječe i hibridizacija obične jele s grčkom jelom.

3.3. Raznolikost genotipova Uz srednji broj alela po lokusu služi za prikazivanje

raznolikosti unutar populacija, kao i između populacija i srednji broj genotipova po lokusu (G/L). U usporedbi s alelskom raznolikošću, mora se obratiti pozornost na to daje broj i količina mogućih genotipova (Gm) veći,

a time i broj mogućih klasa, nego kod alela. To ima smisla ako su posrijedi rijetki genotipovi (aleli). S ob­zirom na to daje broj realiziranih genotipova u jednoj populaciji stvarno veći od broja alela, to pri ocjeni ge-notipske raznolikosti u odnosu prema alelnoj raznoli-

Tablica 7. Prosječan broj alela u lokusu, postotak polimorfnih lokusa, stvarna heterozigotnost (Hsl) i teoretska heterozigotnost (Hlc)

143

Crni vrh

Orjen

Meka brda

Gorski kotar J

Gorski kotar A

Vranića

Čabulja

Biokovo

Slika 2. Prosječan broj genotipova u populaciji

Page 10: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies … · Gen lokus Pgi-B pokazuje polimorfizam samo u dručju Sredozemlja i Sjeverne Amerike. Konnert i populaciji Vraniće i

D. Ballian: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies alba Mill.) ANALIZOM Šumarski list br. 3-4, CXXVII (2003), 135-151

kosti ima više pogrešaka (Gregor iu s , 1980, 1983; H a t t e m e r i sur., 1982).

U ovom istraživanju vrijednosti su iznosile od 2,25 kod populacije Biokova do 3,12 u populacije Vraniće

(tablica 7, slika 2). Ti su rezultati sukladni rezultatima za srednji broj alela po lokusu.

3.4. Heterozigotna raznolikost Vrlo je važno mjerilo genetičke raznolikosti u popu­

laciji heterozigotnost, koja zapravo označava broj hete-rozigota u populaciji. Prema Borojev ić (1985), hete­rozigotnost populacije izračuna se tako da se najprije odredi frekvencija heterozigotnih individua na svakom lokusu, a zatim se izračuna prosjek za sve lokuse.

Najveću srednju heterozigotnost gen lokusa poka­zuje lokus Lap-B, koja iznosi 0,5069 (tablica 7, slika 3), a najveća je heterozigotnost tog lokusa u populacije Gorskog kotara A i iznosi 0,6111. Slijedi gen lokus Idh-B sa srednjom veličinom 0,4399, a najveća je hete­rozigotnost tog lokusa u populaciji Biokova i iznosi

0,5306. Gen lokus 6-Pgdh-A na trećemu je mjestu, sa srednjom veličinom 0,4127, a najveća je heterozigot­nost u populacije Orjena i iznosi 0,5625. Najmanju he­terozigotnost pokazuje gen lokus Pgm-A, sa srednjom veličinom 0,0017, ali je problem stoje gen lokus regi­striran u populaciji Mekih brda i s malom heterozigot-nošću, od 0,0139.

Teoretske heterozigotnosti ponašaju se sukladno stvarnima, s tim što su u nekim gen lokusima veće od stvarnih, i obrnuto (tablica 7, slika 3). Prisutne razlike pokazuju odstupanje stvarnog stanja od stanja ravnoteže.

U ovom istraživanju dobivene su srednje vrijednosti za heterozigotnost od 0,1281 u populaciji Mekih brda, koja je i prilično južno a ipak daje malu veličinu, do 0,1726 u populaciji Vraniće. To su inače prilično male vrijednosti prema onim koje navodi Longauer (1994) u svom istraživanju za južne provenijencije, a koje izno­se od 0,188 u Karpatima do 0,2040 u Bugarskoj. U Nje­mačkoj Konner t (1993) i Henkel i sur. (1997) na­vode vrijednost heterozigotnosti za južne provenijencije 0,259, a za sjeverne 0,2060, stoje prilično velika hetero­zigotnost. Gannin i i sur. (1994) u svom su istraživa­nju dobli dosta nisku heterozigotnost, a najveća je bila u adultnih stabala i iznosila je 0,142. Bre i t enbach-D o r f e r i sur. (1997) navode vrij ednosti za heterozigot­

nost zapadnih populacija od 0,474, sjevernih od 0,313, a istočnih 0,403. Više istraživača (Hamrick, 1989; Le-dig, 1986; Bergmann i sur., 1990) u svojim je rado­vima ustanovilo da veličina heterozigotnosti izravno utječe na propadanje obične jele u Europi. Tako Lar­sen (1986) postavlja hipotezu da mala varijabilnost u obične jele uzrokuje njezino propadanje. To se temelji na istraživanjima u zapadnoj Europi, gdje obična jela ima prilično nisku varijabilnost u odnosu prema južnim i istočnim provenijencijama, koje su prilično stabilne i nisu u fazi propadanja. U tim je istočnim populacijama (Ukrajina, Rumunjska) Longauer (1994) ustanovio visoku heterozigotnost. Ipak, glavni su uzrok propada­nja obične jele, prema Larsenu (1986), Bergma-

144

Slika 3. Stvarna (Hsl) i teoretska (Hte) heterozigotnost u istraživanim populacijama

Page 11: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies … · Gen lokus Pgi-B pokazuje polimorfizam samo u dručju Sredozemlja i Sjeverne Amerike. Konnert i populaciji Vraniće i

D. Ballian: PROCJKNA GENET1ČKH VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE {Abies alba Mill.) ANALIZOM ... Šumarski list hr. 3 -4. CXXV11 (2003). 135-151

nnu i sur. (1990) t eS i lve r townu iDous tu (1995) velike klimatske promjene, koje u središnjoj Europi uvjetuju jaki selekcijski pritisak, zatim industrijska za­gađenja, prisutni genetički drift kojemu su bile izložene pribježišne populacije prije nego što su se selile na sje­ver te njihove različitosti koje su nastale na seobenom putu. Osim toga, na heterozigotnost populacija uvelike utječe i tip gospodarenja običnom jelom u određenim područjima, tijekom vremena, stoje usmjeravalo razno­likost u ovom ili onom smjeru.

Ova se pak istraživanja teško mogu usporediti s na­vedenima i moramo ih uzeti s rezervom, jer su iskori­šteni različiti enzimski sustavi, a da bi bili usporedivi, trebalo bi unificirati istraživanja s enzimskim sustavi­ma. Isto je tako bilo koje svojstvo vrlo teško vezati uz propadanje obične jele, jer većina istraživanih popula­cija pripada malim izoliranim populacijama, osim po­pulacija Vraniće, Gorskog kotara A i Gorskog kotara J. Populacije Gorskog kotara su inače u zoni s velikim propadanjem obične jele, a populacija Vraniće ubraja

se u populacije koje nisu u fazi propadanja i pokazuje veliku vitalnost. Tako je između tih populacija registri­rana razlika u heterozigotnosti od oko 2 %.

Henke l i sur. (1997) navode u svom istraživanju vrijednost heterozigotnosti od 0,125 do 0,212, što su prilično visoke vrijednosti za heterozigotnost u podru­čju Njemačke.

Teoretska heterozigotnost pokazuje nam veličinu heterozigotnosti koja bi trebala biti ako je populacija u stanju ravnoteže (ekvilibrija) prema Hardy Weinbergo-vu zakonu. Najveću teoretsku heterozigotnost pokazu­je populacija Vraniće, sa 0,1846, što je pak veća vrijed­nost od stvarne heterozigotnosti. Manju pak vrijednost od stvarne pokazuju populacije Gorskog kotara A, Gorskog kotara J i Čabulje, što će pokazati i fiksacijski indeks. Najveća je razlika između stvarne i teoretske heterozigotnosti u populacije Mekih brda (tablica 7), za koju je ustanovljeno i jače odstupanje od Hardy Weinbergove ravnoteže, a karakteristika je te južne po­pulacije vrlo mala heterozigotnost.

To je svojstvo kompleksno s obzirom na to da ga grade alelna i genotipska vrijednost, odnosno najbolji je pokazatelj multilokusna raznolikost (vgen) i gene pool raznolikost (vp).Tako multilokusna raznolikost (vgen) pokazuje da populacija Vraniće s veličinom 42,59, daje veliku raznolikost u odnosu prema popu­laciji Biokova s veličinom 18,17, što potvrđuje veliki polimorfizam odnosno veliku raznolikost u populaciji Vraniće. Druge populacije zauzimaju intermedijalne položaje (tablica 8).

Multilokusna raznolikost, prema Konner t (1993) za Bavarsku iznosi od 6,91 do 49,87, a u istraživanju 1996 (b) godine vrijednosti su iznosile od 14 do 34. Za Baden VVurttemberg Konner t (1993b) daje vri­jednosti od 16,5 do 17,08. Ista autorica u radu iz 1995. navodi vrijednosti za Bavarsku i Baden Wurttemberg od 7,0 do 54. Navedene vrijednosti dobivene za popu­lacije iz južne Njemačke odnose se prema rezultatima ovog istraživanja tako da se dijelom vrijednosti prekla­paju, a dijelom su veće vrijednosti.

U svom istraživanju M. Konner t (1995b) daje manje vrijednosti multilokusne raznolikosti, pa tako

navodi vrijednosti za Vgm od 7,4 u Hrvatskoj i 9,7 u Bosni do 54 u južnom Schwarzwaldu, s izuzetkom Bu­garske gdje se zbog vjerojatnog utjecaja hibridizacije s Grčkom jelom dobivaju visoke vrijednosti (49,85).

Vrijednosti gene pool raznolikosti dobivene su kao harmonijska sredina, a ponašaju se istovjetno kao i multilokusna raznolikost. Vrijednosti iznose od 1,16 u populaciji Biokova do 1,22 u populacije Vraniće.

Tablica 8. Prikaz različitosti i veličine diferencijacije 3.5. Raznolikost

3.6. Genetička diferencijacija između populacija Na temelju dobivenih rezultata vidljivo je da među

populacijama postoji varijabilnost što potvrđuju rezul­tati dobiveni %2 testom. Dobivena varijabilnost izravno utječe na genetičku diferencijaciju među populacija­ma. Testiranjem gen lokusa j ; testom dobivena je me-đupopulacijska, statistički značajna razlika za sve gen

lokuse na razini od 1 % (tabela 9), što pokazuje da po­stoje statistički značajne razlike između populacija, tj. između istih gen lokusa, a ovisno o populaciji.

Inače genetička odstupanja obično variraju u veliči­ni od nula (ako nema alelnih promjena) do beskonač­noga, jer se mogu pojaviti slučajevi s veličinom većom

145

Page 12: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies … · Gen lokus Pgi-B pokazuje polimorfizam samo u dručju Sredozemlja i Sjeverne Amerike. Konnert i populaciji Vraniće i

D. Ballian: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies alba Mill.) ANALIZOM Šumarski list br. 3 4, CXXVII (2003). 135-151

od jedan, i to ako lokus ponovi više puta svoju kom- tativna mjera genetičkih promjena, odnosno alelnih pletnu alelnu strukturu i ako je evolucija vremenski supstitucija po lokusu (Boroj ev ic , 1985). trajala dulje. Iz toga proizlazi daje odstupanje kvanti-

3.7. Genotipska odstupanja između populacija Dobivena genetička odstupanja između populacija Gotovo se posve slično ponaša i populacija Gorskog

(tablica 10) najveća su između populacija Gorskog ko- kotar J, s tim što ova populacija pokazuje relativno ma-taraA sjedne strane, i ostalih populacija s druge strane, lo genetičko odstupanje spram populacije Mekih brda. a relativno je malo odstupanje s Gorskim kotarom J. Najveća su genotipska odstupanja između populacija

Gorskog kotara A i Vraniće, veličine 0,1863, a zatim udaljenost populacija Gorskog kotara A i Crnog vrha, sa 0.1849. Najmanja vrijednost genetičkog odstupanja iznosi 0,0503, a registrirana je između populacija Vraniće i Čabulje. Iz dobivenih genotipskih odstupanja u ovom istraživanju vidljivo je da su odstupanja rela­tivno velika u usporedbi s onima koje su dobili B r u s i Longaue r (1995) za Sloveniju, Konner t za Ba­varsku (1993) i Baden VVurttemberg (1993b), te

Ruetz i sur. (1996) za južnu Njemačku. Razlog tomu treba tražiti u većim udaljenostima između populacija koje su istraživane u ovom radu te u manjoj varijabil­nosti između populacija u Sloveniji i Njemačkoj. Mno­ge čimbenike koji utječu na genetička odstupanja nis­mo mogli obuhvatiti, posebice okolišne čimbenike koji djeluju selektivno, pa ostaje neriješeno pitanje testira­nja dobivenih rezultata.

3.8. Alelna odstupanja između populacija

Alelna odstupanja dobivena između populacija najveća su između populacija Gorskog kotara A i Crnog vrha veličine 0,1255, zatim slijedi populacija Vraniće s veličinom odstupanja 0,1212, te populacije Biokova i Gorskog kotara A sa 0,1184, pa Čabulje i Gorskog kotara A sa 0,1158. to se moglo i očekivati jer su populacije male i izolirane, s relativno malim pro­tokom gena, a populacija Gorskog kotara A pripada velikim populacijama s velikim protokom gena. Relativno su mala odstupanja između populacija Gorskog kotara A i Gorskog kotara J, što se moglo i pretpostaviti. Najmanja vrijednost alelnog odstupanja od 0.0316 registrirana je između populacija Vraniće i Čabulje. Prema rezultatima Konner t i Bergman na

(1995), taj se rezultat i mogao očekivati s obzirom na to da se populacije Gorskog kotara A i Gorskog kotara J nalaze u introgresivnoj zoni između balkanskih i apeninskih pribježišta, odnosno u zoni hibridizacije jele iz tih dvaju pribježišta. Stoga te populacije i pokazuju veće vrijednosti genetičkog odstupanja u usporedbi s populacijama koje, prema tim autorima, dolaze u čistoj zoni balkanskog pribježišta. Osim toga, može se primijetiti da i između ostalih populacija pos­toji povećana vrijednost genetičkih odstupanja s obzirom na to da su većinom posrijedi male i izolirane populacije koje su, vjerojatno, opterećene genetičkim driftom.

146

Page 13: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies … · Gen lokus Pgi-B pokazuje polimorfizam samo u dručju Sredozemlja i Sjeverne Amerike. Konnert i populaciji Vraniće i

D. Ballian: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies alba Mill.) ANALIZOM ... Šumarski liši br. 3-4, CXXVII (2003). 135-151

3.9. Gene pool diferencijacija Najveću srednju gene pool diferencijaciju unutar po­

pulacije (Dj) pokazuje populacija Gorskog kotara A, sa 9,88 %, a najmanju populacija Crnog vrha sa 3,49 %. Srednja je vrijednost Dj 5,34 % i označava međupopula-cijsku diferencijaciju (slika 4). K o n n e r t (1993) u

svom istraživanju dobila je vrijednosti diferencijacije između gen lokusa od 2,7 % do 13,2 %, a u istraživanju 1995(b) godine vrijednosti su iznosile od 3 % do 7,6 %, dakle nešto su niže nego u ovom istraživanju. Pri istraži­vanju genetičke varijabilnosti obične jele u Bavarskoj

srednja vrijednost

Crni vrh

Orjen

Meka brda

Gorski kotar J

Gorski kotar A

Vranića

Čabulja

Biokovo

Slika 4. Gene pool diferencijacija u populacijama obične jele

K o n n e r t (1996b) dobila je srednje vrijednosti gene­tičke diferencijacije od 3,0 % do 6,4 %, ovisno o popu­laciji. R u e t z i sur. (1996) u svom su radu dobili ve­ličine od 2,5 % do 5,4 % kad su ispitivali sadni materijal obične jele.

Rezultat dobiven u ovom istraživanju pokazuje da od totalnoga genetičkog diverziteta 5,34 % možemo pripisati diferencijaciji između populacija, a ostalih 94,66 % alelnom variranju između jedinki u populaciji.

3.10. Genetička odstupanja (D) prema Gregoriusu (1974)

Računanjem genetičkog odstupanja prema G r e ­g o r i u s u (1974) dobiju se veće vrijednosti (tablica 12) nego prema N e i j u (1978).

Najveća su odstupanja između populacije Gorskog kotara A i Crnog vrha s vrijednošću 0,0061, a je najma­nja između populacija Orjena i Mekih brda. Vidljivo je

da su najveća odstupanja između populacije Gorskog kotara A s jedne strane, i ostalih populacija s druge strane, a slično se ponaša i populacija Gorskog kotara J, s nešto nižim vrijednostima, što se očekivalo prema L y n c h u (1994).

K o n n e r t (1993b) dobila je za 27 populacija iz Baden Wurttemberga prilično visoke vrijednosti gene­

tičkog odstupanja s prilično velikom statističkom zna-čajnošću (ateriks test), a vrijednosti su iznosile od

147

Page 14: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies … · Gen lokus Pgi-B pokazuje polimorfizam samo u dručju Sredozemlja i Sjeverne Amerike. Konnert i populaciji Vraniće i

D. Ballian: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies alba Mill.) ANALIZOM Šumarski list br. 3-4, CXXVII (2003). 135-151

0,450 do 0,009. U istraživanju s peludi i embrijima iz populacija Bavarske (1996.b) vrijednosti iznose od 0,055 do 0,119.

Brus iLongauer (1995) za Sloveniju dobili su pri­lično niske vrijednosti genetičkog odstupanja, razlog je vjerojatno zemljopisna bliskost istraživanih populacija.

3.11. Ukupna genetička raznolikost Promatra li se srednja genetička raznolikost prema

N e i j u (1978) može se zapaziti da je najveća u popu­lacije Vraniće, s vrijednošću 0,185, a najniža u popula­cije Biokova, s vrijednošću 0,145. Populacije Gorskog kotara A i Gorskog kotara J pokazuju malu unutarpo-pulacijsku raznolikost. U Henke la i sur. (1997) sred­nja genetička raznolikost za populacije iznosila je od 1,137- 1,297.

Iz unutarpopulacijske raznolikosti izračunava se i srednja vrijednost heterozigotnosti (He), koja iznosi 0,157, stoje zapravo srednja vrijednost međupopulacij-ske raznolikosti. Vrijednosti za gen lokuse dane su u ta­blici 33. U svom radu Konnert (1998) navodi vrijed­nost heterozigotnosti 0,29 u jelovu i u bukovu staništu.

Ukupna raznolikost (H,) istraživanih populacija iz­nosi 0,169, kao srednja vrijednost diverziteta svih is­traživanih gen lokusa, i viša je nego što je navela

Konner t (1995b) za Europu, s vrijednošću 0,103. Prema istoj autorici (1998), ukupna raznolikost iznosi od 2,215 do 2,585, ovisnood staništu.

Srednja vrijednost gene pool diferencijacije iznosi u ovom istraživanju 5,34 %.

Koeficijent genetičke raznolikosti (Gst) istraživanih populacija iznosi 7,34 % prema Neiju. To znači da se razlike medu populacijama mogu objasniti sa 7,34 %, a 92,66 % pripisuje se postojanju individualne alelne va­rijabilnosti medu populacijama. Konner t (1998) u svom je radu dobila prilično nisku vrijednost genetičke raznolikosti, od 2,51 do 2,71, i to ovisno o tome je li po­srijedi jelovo ili bukovo stanište. Bre i t enbach-Dor -fer i sur. (1997) u svom radu navode vrijednost koefici­jenta genetičke raznolikosti od 7,3 % za golosjeme-njače, a za rod Abies vrijednost od 6,3 %, a autorica je u svom radu dobila vrijednost 7,1 %.

4. ZAKLJUČCI 1. Analizom 16 izoenzimskih gen lokusa utvrdili smo

postojanje statistički značajnih razlika između istra­živanih populacija, a utvrđena varijabilnost obične jele klinalnog je karaktera na ovom dijelu raspro-stranjenja.

2. Utvrđeno je da gen lokusi Pgi-A, Got-A i Sdh-A, karakterstični za običnu jelu balkanskog pribježišta, a gen lokus Fest-A južno talijansko pribježište, od­nosno za srednjoeuropske populacije. Na to upuću­ju i dobivene genetička odstupanja, koja su najveća između populacija Gorskog kotara (A i J) i ostalih istraživanih populacija obične jele.

3. Između adultne i juvenilne populacije Gorskog ko­tara (A i J) nisu utvrđene velike razlike, tako da se među tim populacijama praktično ne može govoriti o razlikama, jer su njihova genetička odstupanja vrlo mala. Ipak dobiveni rezultati pokazuju da bi tu trebalo suptilnije prići istraživanjima na molekular­noj razini.

4. Obična jela iz male populacije na Biokovu pokazu­je pripadnost vrsti Abies alba, uz malu heterozigot-nost, tako da se isključuje pojava bilo kakve nove vrste jele u tom području.

5. Veća vrijednost heterozigotnosti istraživanih popu­lacija spram populacija obične jele iz zapadne Eu­rope pokazuje da istraživane populacije nisu mnogo •izgubile od svoga genetičkog potencijala za adapta­ciju, jer nisu suviše udaljene od svoga pribježišta. Stoga su te populacije vjerojatno prilično otpornije

od populacija sa zapada, jer posjeduju dovoljno ge­netičke varijabilnosti.

6. Radi održavanja genskog resursa trebalo bi uspo­staviti gušću mrežu banki gena in situ i ex situ, nuž­nih za održanje genetičke raznolikosti populacija. To znači da bi svaka ekološka niša važna za običnu jelu trebala imati svoju banku gena, s odgovaraju­ćim brojem jedinki, kako bi se očuvala ekološko-fi-ziološka osobnost populacija.

7. U gospodarenju prirodnim resursima i njihovoj ob­novi, prednost uvijek treba dati prirodnoj obnovi, uz stalno praćenje genetičke strukture, kako bi se mogle poduzeti mjere pravodobno za održanje ge­netičke raznolikosti koja karakterizira svaku popu­laciju.

8. Buduća istraživanja treba usmjeriti na ostale popu­lacije obične jele u Hrvatskoj i Bosni i Hercegovini, te utvrditi optimalan broj jedinki u uzorku. Nepre­stano treba pratiti gospodarske zahvate na obnovi obične jele te ih usmjeravati na održanje genetičke raznolikosti lokalnih populacija. Uz to trebalo bi provesti čitav niz pokusa s različitim provenijenci­jama radi istraživanja ekološkofizioloških osobito­sti obične jele.

9. Primijenjena metoda daje dobru sliku genetičke strukture populacija, na temelju koje se mogu prepo­ručiti potrebne mjere za održavanje genetičkih resur­sa u istraživanim populacijama, za razliku od rezulta­ta koji se dobiju morfometrijskim istraživanjima.

148

Page 15: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies … · Gen lokus Pgi-B pokazuje polimorfizam samo u dručju Sredozemlja i Sjeverne Amerike. Konnert i populaciji Vraniće i

D. Ballian: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Ahies tilha Mili.) ANALIZOM ... Šumarski list br. 3 4. CXXV1I (2003). 135-151

5. LITERATURA

B e r g m a n n , F., 1991: Causes and Consequences of Species Specific Genetic Variation Patterns in European Forest Trees Species: Examples with Norway Spruce and Silver Fir. In: Miiller-Starck, G., Ziehe, M. (ed.): Genetic Variation in European Population of Forest Trees. J.D. Sau-erlander's Verlag, Frankfurt, 67-78.

B e r g m a n n , F., H. R. G r e g o r i u s , J. B. L a r s e n , 1990: Levels of genetic variation in European silver fir (Abies alba Mill.) are they related to the species decline. Genetica, 82 (1): 1-10.

B o r o j e v i ć , K., 1985: Geni i populacija, Novi Sad, str. 545.

B r e i t e n b a c h , M., VV. P i n s k e r , 1990: Genetic variation in Abies alba. In: Hattemer, H. H., Fi-neschi, S., Cannata, F., Malvolti, M. E. (ed): Biochemical markers in the population genetics of forest trees. SPB Academic Publishing Bv, Haag, str. 223.

B r e i t e n b a c h - D o r f e r , M , W. P i n s k e r , R. H a ­c k e r , F. M i i l l e r , 1992: Clone identification and clinal allozyme variation in populations of Abies alba from the Estern Alps (Austria). Plant Systematics and Evolution, 181: 109-120.

B r e i t e n b a c h - D o r f e r , M., M. K o n n e r t , W. P i n s k e r , F. S t a r l i n g e r , T. G e b u r e k , 1997: The contact zone between two migration routes of silver fir, Abies alba (Pinaceae), re­vealed by allozyme studies. Plant Systematics and Evolution, 206: 259-272.

B r u s , R., R. L o n g a u e r , 1995: Nekatere genetske značilnosti jelke (Abies alba Mill.) v Sloveniji, Zbornik gozdarstva in lesarstva, 46: 45-74.

C h e l i a k , W. M., J. A. P i t e l , 1984: Techniques for starch gel electrophoresis of enzymes from for­est tree species. Petawawa National Forestry In­stitute, Canada, 1-49.

D u c c i, F., 1991: Morphological variation in silver fir (Abies alba Mill.) seedings from provenances in central and southern Italy. Annali del 'Instituto Sperimentale per la Selvicoltura, publ. 1994, 22: 53-73.

G r e g o r i u s , H. R., 1980: The probability of losing an allele when diploid genotypes are sampled, Evo­lution Theory, 6: 143-162.

G r e g o r i u s , H. R., 1983: Klonanzahl in Samenplan-tagen und genetische Vielfalt. Arbeitstagung Forum Genetik Wald Forstwirtschaft, Gottin-gen,58-62.

H a m r i c k, J. L., 1989: Isozymes and the Analysis of Genetic Structure in Plant Population. In: Soltis,

D.E., Soltis, PS. (ed.): Isozymes in Plant Biolo­gy, London.87-105.

H a t t e m e r , H. H.,H. R. G r e g o r i u s , M. Z i e h e , G. M i r i l e r - S t a r c k , 1982: Klonanzahl forstlicher Samenplantagen und genetische Vielfalt, Allge-mcine Forst und Jagdzeitung, 153: 183-191.

H e n k e l , W., M. K o n n e r t , B. H o s i u s , 1997: Ge­netische Untersuchungcn an der WeiBtanne (Abies alba Mill.) in Thiiringen mit waldbauli-chen Konsequenzen. 8 IUFRO Tannensympo-sium, Sofia, 37-52.

H u n t l e y , B., H. J. B. B i r k s , 1983: An atlas of past and present pollen maps for Europe 0-13000 years ago, Cambridge University Press, Cam-bridge,73-90.

H u s s e n d o r f e r , E . , M. K o n n e r t , F. B e r g m a n n , 1995: Inheritance and linkage of isozyme vari­ants of silver fir (Abies alba Mill.), Forest Gene­tics, 2 (1): 29-40.

H u s s e n d o r f e r , E., 1996: Untersuchungen iiber die genetische Variation der WeiBtanne (Abies alba Mill.) unter dem Aspekt der in situ Erhaltung ge-netischer Ressourcen in der Schweiz, disertaci­ja, Zurich, ETH.

K o n n e r t , M., 1992: Genetic studies in damaged sil­ver fir (Abies alba) stands in southwest Germa­ny. Freiburg, Germany Mitteilungen der fortstli-chen Versuch und forschungsanstalt Baden Wur-ttemberg, 167: str. 119 .

K o n n e r t , M., 1993: Genetic variation of silver fir in Bavaria, Allgemeine Forst und Jagdzeitung, 164 (9-10): 162-169.

K o n n e r t , M., 1993a: Die genetische Variation der WeiBtanne (Abies alba Mill.) in Baden - Wiir-ttemberg. In Wolf, H. (ed): WeiBtannenherkiinf-te. Ecomed Verlagsgesellschaft, Landsberg am Lech, S., 79-95.

K o n n e r t , M., 1993b: Untersuchungen zum EinfluB genetischer Faktoren auf die Schadigung der WeiBtanne, Forstw. Cbl., 112: 20-26.

K o n n e r t , M., 1995: Isoenzymunterschungen bei Fichte (Picea abies (L.) Karst.) und WeiBtanne (Abies alba Mill.) - Anleitung zur Trennme-thodik und Auswertung der Zymogramme, Teisendorf.

K o n n e r t , M., 1995a: Genetische Variation der WeiB­tanne (Abies alba Mill.) in Bayern und Baden -Wiirttemberg. Genetik und Waldbau der WeiB­tanne, Kolloquium, Freistaat Sachsen, 36-45.

K o n n e r t , M., 1995b: Ergebnisse isoenzymatischer Unterschungen bei der WeiBtanne als Entschei-

149

Page 16: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies … · Gen lokus Pgi-B pokazuje polimorfizam samo u dručju Sredozemlja i Sjeverne Amerike. Konnert i populaciji Vraniće i

1). Hallian: l 'KOUI-N A d l -.NI I [ ( 'k l \ ' ARU.Mili.N( )S 11 OBIČNE JELE [Abies alba Mill.) ANALIZOM ... Šumarski list hr. 3 4. CXXVI1 12003). 135-151

dungshilfen fur forstliche MaBnahmen. 7 IUFRO Tannensymposium, "Okologie und Waldbau der WeiBtanne", Altensteig, 30-43.

K o n n e r t , M., 1996: Beeinflussen Nutzungen einzel-ner Baume die genetische Struktur von Bestan-den?DieWald,23: 1284-1291.

K o n n e r t , M., 1996b: Genetische Variation derWeiB-tanne (Abies alba Mill.) in Bayern. Mittelungen der Landesanstalt fur Wald und Forstwirtschaft Gotha, 11:71-81.

K o n n e r t , M., 1998: Genetische Vielfalt im Wald-Wie erkennen? wie erhalten? Laufener Seminar-beitrage, 53-60.

K o n n e r t , M., 1999: Herkunftsuberprufung mit biochemisch-genetischen Metoden. Der Weih-nachtsbaum, 5: 4-9.

K o n n e r t , M., B e r g m a n n , F. 1995: The geographi­cal distribution of genetic variation of silver fir (Abies alba, Pinaceae) in relation to a migration history. Plant systematics and Evolution, 196 (1-2): 19-30.

L a r s e n , J. B., 1986: Das Tannensterben: Eine neue Hypothese zur Klarung des Hintergrundes die-ser ratselhaften Komplexkrankheit der WeiB-tanne (Abies alba Mill), Fortwissenschaflitches Centralblatt, Gottingen, 105 (5): 381-396.

L a r s e n , J. B., J. F r i d r i c h , 1988: Growth reactions of different provenances of silver fir (Abies alba) after SG\ fumigation during the winter, European Journal of Forest Patology, 18(3-4): 190-199.

L a r s e n , J. B., F. M e k i ć , 1991: The geographic vari­ation in European silver fir (Abies alba) gas exchange and needle cast in relation to needle age, growth rate dry matter partitioning and wood density by 15 different-provenances at age 6, SilvaeGenetica, 40(5-6): 118-198.

L e d i g, F. T , 1986: Heterozygosity, heterosis, and Fit-nes in Outbreeding Plants. In Soule, M. E. (ed.): Conservation Biology, Sinauer Associates, Sun­derland, 77-104.

L y n c h , M., 1994: Evolutionary Genetics of Daphnia. In: Real, A.L. (ed.): Ecological Genetics. Prince­ton University Press, Princeton, New Yersey, str. 107-128.

L o n g a u e r , R., 1994: Genetic differentiation and di­versity of European silver fir in Eastern part of its natural range. Published 7-IUFRO Tannen-symposiums, Baden - Wurttemberg.

M a g d e f r a u , K., F. E h r e n d o r f e r , 1997: Botanika, sustavatika, evolucija i geobotanika. Školska knjiga, Zagreb, str. 443.

M e j n a r t o w i c z , L., 1981: Polymorphism at the LAP and GOT Loci in Abies alba Mill, popula­tions, Bull. De 1 Acad. Pol. des Sciences Series des Sci. Biol., 27 (12): 1063-1070.

M o H e r , K., 1986: Genetische Untersuchungen bei der Tanne mit Hilfe von Enzyme Genmarkern. Allgemeine fortzeitung, 97 (3): 60-61.

P a u l e , L., D. G o m o r y , R. L o n g a u e r , D. K r a j -m e r o v a , 2002: Patterns of genetic diversity distribution in three main Central European montane tree species: Picea abies Karst., Abies alba Mill, and Fagus sylvatica L., J. FOR. SCL, article in press.

R u e t z , W. F., M. K o n n e r t , A. B e h m , 1996: Sind Waldschaden auch eine Frage der Herkunft?, Der Wald, 14:2-3.

S c h r o e d e r , S., 1989: Isoenzyme variation in 16 Eu­ropean provenances of silver fir (Abies alba), Freiburg, Mitteilungen des Vereins fur forstliche Standortskunde und Forstpflanzenziichtung, 34: 77-81.

S e l e t k o v i ć , Z . , l . T i k v i ć , 1996: Oštećenost šum­skih ekosustava različitih stanišnih prilika u Re­publici Hrvatskoj. U: Sever, S. (ed.), Zaštita šuma i pridobivanje drva, Šum. fak. Zagreb i Šum. ins. Jastrebarsko, 81-88.

S i l v e r t o w n , J. W., J. L. D o u s t , 1995: Introduction to plant population biology, Blackwell Science, Reprinted 1995, str 210.

S i t t e , P., H. Z i e g l e r , F. E h r e n d o r f e r , A. B r e -s i n s k y , 1998: Strasburger Lehrbuch der Bo-tanik, Gustav Fischer, Stuttgart-Jena-Lubeck-Ulm. str. 1007.

T i k v i ć , I., Z. S e l e t k o v i ć , I. A n i ć , 1995: Propa­danje šuma kao pokazatelj promjene ekoloških uvjeta u atmosferi, Šum. list, Zagreb, 11-12: 361-371.

T h o r m a n n , R., B. R. S t e p h a n , 1993: Interpreta­tion of isozyme patterns of malate dehydroge­nase in Scots pine using two different standing methods, Silvae genetica, 42: 5-8.

U r 1 i c h, B., 1989: Effect of acid precipitation on for­est ecosystems in Europe, Advances in Enviro-mental Science, 27: 189-272.

V a l l e j o s , C. E., 1983: Enzyme Activity Staining. In: Tanskley, S.D., Orton, T.J. (ed.): Isozymes in Plant Genetics and Breeding (part A). Elsevier, Amsterdam, str. 516.

W e n d e l , J.F., N. F. W e e d e n , 1989: Visualization and Interpretation of Plant Isoenzymes, (ed.) Soltis, D.E., Soltis, P.S.: Isozymes in Plant Bio­logy, London, 5^45.

150

Page 17: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE (Abies … · Gen lokus Pgi-B pokazuje polimorfizam samo u dručju Sredozemlja i Sjeverne Amerike. Konnert i populaciji Vraniće i

D. Ballian: PROCJENA GENETIČKE VARIJABILNOSTI OBIČNE JELE {Abies alba Mill.) ANALIZOM ... Šumarski list br. 3-4. CXXV11 (2003). 135-151

SUMMARY: The research was used to establish molecular genetic variabil­ity of some populations of silver fir in Croatia and Bosnia and Herzegovina (Vranića, Meka Brda, Gorski Kotar - adult, Gorski Kotar -juvenile, Crni Vrh, Čabulja, Biokovo, Orjen) using the analysis of isoenzymes. Apart from large populations such as the ones from Vranića, Meka Brda, Gorski Kotar - adult, Gorski Kotar -juvenile, the focus of the research was on smaller populations

from the sub-Mediterranean areas (Biokovo, Orjen), so that their relationship with the populations from the central part of natural ranges from Croatia and Bosnia and Herzegovina could be established. One population from the Pannonian population (Crni Vrh) was also studied.

The above research is also important as it points to future work of re­establishing silver fir forests (replanting and seed sowing) and setting up banks and gene archives using both in situ and ex situ methods.

The analysis of isoenzymes, the level of heterozygote (He) and multi-locus differences (Vgen) show that there are differences between the studied popu­lations, particularly those between small isolated populations and large pop­ulations.

By analysing 16 isoenzyme locus genes, the existence of statistically important differences between the studied populations have been established. Cline variability was also found for the silver fir.

It has been established that gene loci Pgi-A, Got-A, Sdh-A are characteris­tic for the silver fir from the Balkan area while gene loci Fest-A are charac­teristic for southern Italy or central European area.

The higher value of heterozygotes of the studied populations compared to the populations of silver fir in Western Europe shows that the studied popula­tions have not lost much of their genetic potential to adaptability, as they are not far removed from their glacial refuge. This seems to be due to the fact that these populations are sturdier than the populations of Western Europe as they posses enough genetic variability.

In order to maintain genetic resources, a better network of gene banks both in situ and ex situ should be established. This means that each ecological niche important for silver fir should have its own gene bank with a responding number of units so that ecological-physiological traits could be preserved.

With regard to management and regeneration of natural resources, natu­ral methods combined with constant monitoring of genetic structures and dif­ferences should always be favoured. Measures should be undertaken to pre­serve the genetic variability that characterises each population.

Future research should focus on other populations of silver fir in Croatia and Bosnia and Herzegovina, and an optimal number of units should be set up per sample. Management practices should be constantly monitored and directed at maintaining the genetic differences of local populations. Moreover, extensive experiments should be carried out to study eco-physio-logical characteristics of silver fir.

The used methods provide a good picture of the genetic structure of the populations, the basis of which could serve to determine measures to be undertaken in order to preserve the genetic resources of the studied popula­tions as compared to the results obtained from morphometric research.