Univerzitet u Beogradu

Bioloki fakultet

Struno istraivaki rad

UTVRIVANJE BROJA HROMOZOMA KOD IZABRANIH BILJNIH VRSTA OGRANIENOG RASPROSTRANJENJA NA BALKANSKOM POLUOSTRVU

Mentor:Kandidat:

Doc. dr Maja Lazarevi

Beograd, septembar 2015.

SADRAJ31. UVOD

52. MATERIJAL I METODE

52.1. Biljni materijal

52.2. Pravljenje hromozomskih preparata

63. REZULTATI

84. DISKUSIJA I ZAKLJUAK

16REFERENCE

1. UVOD

Balkansko poluostrvo ima relativno visok stepen endemizma, a takoe predstavlja i floristiki najraznovrsniji deo Evrope. Bogatije je od ostala dva poluostrva, Apeninskog i Pirinejskog. Prema podacima koje je dao TURRILL (1929), broj vrsta vaskularne flore Balkana iznosi 6530. Meutim, najnovije procene (Stevanovi i saradnici, 2003a; Stevanovi, 2005), ukazuju na broj od oko 8000 vrsta. Najvei stepen endemizma na Balkanskom poluostrvu prisutan je u Grkoj i u Albaniji.

Bogatstvo, raznovrsnost i endemizam balkanske flore uslovljeni su sledeim iniocima:1) starou balkanskog kopna;

2) raznovrsnou klimatskih faktora, geolokog sastava, orografske kompozicije, itd.3) velikim brojem ostrva (stvarnih ili visokoplaninskih) na kojima je postignuta genetika izolacija populacija i na kojima je podstaknuta njihova specijacija;4) refugijalnou itavog poluostrva za vreme ledenog doba;5) otvorenou poluostrva za razliite floristike uticaje.U tabeli je dat prikaz familija sa najveim brojem endeminih vrsta na Balkanu (Turrill, 1929). Nae prouavane vrste pripadaju sledeim endeminim familijama:Achillea alexandri-regis (Asteraceae),

Dracocephalum ruyschiana (Lamiaceae), Fibigia clypeata (Cruciferae),

Wulfenia blecicii (Scrophulariaceae).FamilijeBalkan

Asteraceae327

Caryophylaceae175

Lamiaceae152

Scrophulariaceae126

Fabaceae107

Apiaceae107

Cruciferae94

Liliaceae93

Tabela 1. Familije sa najveim brojem endeminih vrsta u flori Balkana (prema Turrill, 1929).Rod Achillea je pre svega nastanjen u Evropi, umerenim podrujima Azije i Severnoj Americi. Naseljava uglavnom travnata mesta.Rod Dracocephalum vodi poreklo iz centralne Evrope, rasprostranjen je od centralne Evrope do Kavkaza i centralne Azije. To je tipina stepska biljka. Uspeva da raste na sunim livadama, na krenjakim stenama, u svetlim borovim i meovitim umama. Vrsta Dracocephalum ruyschiana pripada reliktima i samo je ona prisutna u Srbiji.Rod Fibigia raste u mediteranskom fitogeografskom regionu na serpentinskim kamenjarima i na otvorenim stanitima.Rod Wulfenia pokazuje upeatljivu disjunkciju izmeu jugoistonih Alpa, Dinarida na jugoistoku i planine Amanos na jugu Turske. Wulfenia je na Balkanskom poluostrvu rasprostranjena na Prokletijama. Za ovaj rod se smatra da predstavlja tercijerni relikt Miocena.2. MATERIJAL I METODE

2.1. Biljni materijalSemena i/ili ivi primerci biljaka sakupljani su tokom nekoliko godina sa nekoliko lokaliteta u Srbiji: Achillea alexandri-regis Bornm. et Rud. (Compositae) Oljak (Kosovo), Dracocephalum ruyschiana L. (Lamiaceae) Duga dolina (Peter), Fibigia clypeata (L.) Medicus (Cruciferae) okolina Tutina, Wulfenia blecicii Lakui (Scrophulariaceae) - Mojstirske planine.

2.2. Pravljenje hromozomskih preparataZa pravljenje hromozomskih preparata korieni su ili apikalni meristem tek isklijalih semena ili korenovi biljaka gajenih u Institutu za botaniku i botanikoj bati Jevremovac.

Pretretman je izvren pomou 0.002M 8-hydroxyquinileina 2h na 16C, pa 24h na 4C ili 4h na 16C ili 0,05%-tnim kolhicinom 2-5h na sobnoj temperaturi, u zavisnosti od biljne vrste. Nakon toga korenii su prebaeni u fiksativ koji se sastoji od apsolutnog alkohola i glacijalne siretne kiseline u odnosu 3:1 u kome su uvani 24-48h u friideru na temperaturi od 0-4C. Fiksirani korenii su prebaeni u 70%-tni alkohol u kome su u friideru uvani do daljnjeg.

Nakon ispiranja korenia u destilovanoj vodi, izvrena je vrua hidroliza pomou 1N HCl na 60(C u trajanju od 12 minuta. Hidroliza ima za ulogu omekavanje tkiva, razgradnju elijske opne i oslobaanje aldehidnih grupa iz molekula DNK.

Materijal izvaen iz hlorovodonine kiseline i oceen na papiru, premeten je u odgovarajuu boju, u ovom sluaju Schiff-ov reagens na 90 min do 2h.

Squash je izvren u kapljici aceto-karmina. Nakon stavljanja pokrovnog stakla, preparat se lagano zagreva na piritusnoj lampi u nekoliko navrata. Squash se vri pomou drvca ibice, umerenim lupkanjem poev od vidljivih delova meristema. Squash se zavrava snanim ali preciznim, pritiskom palca na pokrovno staklo, preko papira. Potom se pokrovno staklo zalepi lepkom i tako pripremljeni preparat se moe uvati nekoliko dana u friideru.3. REZULTATI

Achillea alexandri-regis Bornmller et RudskiLokalitet: Srbija, Kosovo, planina Oljak. Dobijeni broj hromozoma 2n = 2x = 18 (Sl. 1).

Slika 1. Mitotiki hromozomi vrste A. alexandri-regis (2n = 2x = 18).Dracocephalum ruyschiana L.Lokalitet: Srbija, Peter, Duga dolina. Dobijeni broj hromozoma 2n = 2x = 14 (Sl. 2).

Slika 2. Mitotiki hromozomi vrste D. ruyschiana (2n = 2x = 14).Fibigia clypeata L.

Lokalitet: Srbija, Tutin, Ribarii. Dobijeni broj hromozoma 2n = 2x = 16 (Sl. 3).

Slika 3. Mitotiki hromozomi vrste F. clypeata (2n = 2x = 16).Wulfenia blecicii LakuiLokalitet: Srbija, Tutin, Mojstirske planine. Dobijeni broj hromozoma 2n = 2x = 18 (Sl. 4).

Slika 4. Mitotiki hromozomi vrste W. blecicii (2n = 2x = 18).4. DISKUSIJA I ZAKLJUAK

Achillea alexandri-regis je stenoendemit i krajnje ugroeni takson koji naseljava samo planinu Oljak na Kosovu (Krivoej i Stevanovi, 1999). Kako nema kariolokih radova o ovoj vrsti, nai rezultati predstavljaju prvi podatak o broju hromozoma kod A. alexandri-regis i on je 2n = 2x = 18. Raena su istraivanja kod drugih vrsta iz roda Achillea i dobijeni rezultati ukazuju na to da najvei broj vrsta ima broj hromozoma 2n = 18. Takoe, u okviru ovog roda, javljaju se esto i brojevi hromozoma 2n = 36, 2n = 54, 2n = 72 (Tabela 3).Tabela 3. Pregled literaturnih podataka o broju hromozoma kod roda Achillea. VrstaLokalitet (tamo gde se navodi)2nReferenca

A.atrata

Kosovo, Koprivnik18Gaji, 1975

A.abrotanoidesKosovo, Loanska bistrica18Gaji, 1975

A. ageratifoliaRtanj, Ovar-Kablar, Ple, Ozren, Jelanica, Ni18Gaji, 1975

A.ageratumEx Jugoslavia18Richardson, 1976

A.asplenifollaVojvodina (Deliblatski pesak), Zapadna Srbija (Divibare)18Gaji, 1975

A.asplenifolla36Androshchuk, 1984

A.asplenifolla54Androshchuk, 1981

A.chrysocoma54Baltisberger, 1992

A.chrysocoma72Gaji, 1975

A.clavenaeKosovo (M. Nedinat, Lumbardska planina), Mokra gora18Gaji, 1975

A.clusianaEx Jugoslavia18Richardson, 1976

A.clypeolata18Gaji, 1975

A.coarctataCentralna Srbija (Prokuplje), Juna Srbija (Pljakovica), Kosovo (ljeb)18Gaji, 1975

A.coarctata36Kuzmanov, 1970

A.crithmilfoliaIstona Srbija (Rtanj, Ozren, Suva planina, Stara planina), Kosovo (Loanska dolina)18Gaji, 1975.

A.crithmilfolia36Van Loon, 1982

A.depressaCentralna Srbija (Prokuplje)18Gaji, 1975

A.fraasiiEx Jugoslavia18Richardson, 1976

A.fraasii36Baltisberger, 1993

A.grandifolia11Fedorov, 1974

A.grandifoliaIstona Srbija (Stara planina)18Gaji, 1975

A.holosericeaEx Jugoslavia18Richardson, 1976

A.holosericeaEx Jugoslavia36Baltisberger, 1991

A.kitaibelianaIstona Srbija (Ramski pesak)18Gaji, 1975

A.lingulataKopaonik (Paniev vrh), Ozren, Kosovo (Ploica, ljeb)18Gaji, 1975

A.lingulata36Gaji, 1975

A.ligusticaEx Jugoslavia18Richardson, 1976

A.millefolium18Mjovsk, 1970

A.millefolium27Maffei, 1987

A.millefolium36Danihelka, 2001

A.millefoliumVojvodina (Inija, Vrbas, Pali, Horgo)45Os Wiecimska, 1967

A.millefolium54Gaji, 1975

A.millefolium63Os Wiecimska, 1967

A.millefolium72Gaji, 1975

A.nobilisIstona Srbija (Suva planina), Kosovo (Pe, Loanska dolina)18Gaji, 1975

A.nobilis27Khaniki, 1995

A.nobilis36Magulaev, 1982

A.ochroleucaEx Jugoslavia18Richardson, 1976

A.ptarmica18Gaji, 1975

A. roseo-albaEx Jugoslavia18Richardson, 1976

A. roseo-alba36Ehrendorfer, 1959

A.setaceaVojvodina (Fruka gora), Istona Srbija (Suva planina)18Gaji, 1975

A.setacea36Magulaev, 1982

A.setacea72Queiros, 1973

A.tanacetifoliaZapadna Srbija (Maljen, Ozren), Centralna Srbija (Kopaonik), Kosovo (Lumbardska planina, Loanska dolina, Koprivnik)54Gaji, 1975

A.virescensIstona Srbija (Vlasina), Centralna Srbija (Prokuplje)36Gaji, 1975

Vrsta Dracocephalum ruyschiana je smatrana iezlom u Srbiji (Dikli, 1999), dok nije otkrivena njena nova i jedina potvrena populacija na Balkanskom poluostrvu, u Dugoj dolini na Peteru (Lazarevi i saradnici, 2009). Istraivanja pokazuju da je broj hromozoma kod ove vrste 2n = 14 (Gaji, M., 1974) i nai rezultati se poklapaju sa literaturnim.

Vrsta Fibigia clypeata je ogranienog rasprostranjenja u Srbiji i pripada kategoriji krajnje ugroenog taksona (Niketi i Krivoej, 1999). U literaturi postoje razliiti podaci o broju hromozoma kod ove vrste. Prema prvom istraivanju, broj hromozoma iznosi 2n = 16 (Ball, 1964), dok je prema drugom taj broj 2n = 26 (Baltisberger, 1991). Nai rezultati su u skladu sa prvim istraivanjem, 2n = 16.

Kod vrste Wulfenia blecicii, takoe nema radova o broju hromozoma. Nai dobijeni rezultati su 2n = 18. Istraivanja o broju hromozoma su raena na vrsti W. carinthiaca, 2n = 18 (Gaji, 1974).Kod vrsta kod kojih postoje literaturna istraivanja o broju hromozoma (D. ruyschiana, F. clypeata), nai dobijeni rezultati su u skladu sa oekivanim. Kod druge dve vrste (A. alexandri-regis, W. blecicii) brojevi hromozoma su u naem istraivanju brojani po prvi put. Vrsta A. alexandri-regis je diploid sa 2n = 18 hromozoma i tek molekularne analize bi mogle da ukau na njeno poreklo i srodnike odnose sa drugim vrstama ovog roda. Za vrstu Wulfenia blecicii, neki autori (Lepper 1970, Lakui 1978) smatraju da je evolutivno konzervativna sa vrlo malo morfoloke diferencijacije. Ustanovljeni broj hromozoma poklapa se sa istim kod vrste W. carinthiaca. Izmeu ove dve vrste nisu naene dovoljne razlike ni na morfolokom i molekularnom nivou, to ukazuje na dodatnu mogunost da vrsta W. blecicii nije dobra vrsta (Surina i saradnici, 2014).REFERENCEAndroshchuk, A. F. I. L. D. K. 1981. Chromosome numbers of the genus Achillea L. Certain species cultivated in botanical gardens. Ukrajins'k. Bot. urn. 38 (2): 5357.

Androshchuk, A. F. 1984. Karyological and cytological study of the genus yarrow In: SYTNIK K.M. (ed.), Tysyachelistniki (Yarrows), Naukova dumka, Kiev, Pp. 101--105

Ball, P. W. 1964. Fibigia Medicus. In: Tutin, T. G., Heywood, V. H., Burges, N. A., Valentine, D. H., Walters, S. M., Webb, D. A. (eds.): Flora Europaea 1. Cambridge, University Press

Baltisberger, M. 1991. Cytological investigations of some Greek plants. Fl. Medit. 1: 157173.

Baltisberger, M. 1991. Cytological investigations of some plants from Turkey. Willdenowia 21:225232.

Baltisberger, M. 1992. Botanische Notizen und zytologische Untersuchungen an einigen Pflanzen (insbesondere aus den Gattungen Ranunculus und Achillea) aus dem albanisch-jugoslawischen Grenzgebiet (Korab, Sar Planina). Ber. Geobot. Inst. ETH Stiftung Rbel 58: 192211.

Baltisberger, M. 1993. Zytologische Untersuchungen an Compositen aus Albanien. Candollea 48(2): 437448.

etin, ., Duran A., Martin E. and Tuta S. 2012: A taxonomic study of the genus Fibigia Medik. (Brassicaceae). African Journal of Biotechnology Vol. 11(1), pp. 109-119.

Danihelka J. & Rotreklov O. 2001. Chromosome numbers within the Achillea millefolium and the A. distans groups in the Czech Republic and Slovakia. - Folia Geobotanica 36/2: 163-191.

Dikli, N. 1999. Dracocephalum ruyschiana L. In: Stevanovi, V. (ed.), The Red Data Book of Flora of Serbia. Vol. 1. Extinct and Critically Endangered Taxa. Pp. 70-71, 416-417. Ministry of Environment of the Republic of Serbia, Faculty of Biology, University of Belgrade, Institution for Protection of Nature of the Republic of Serbia, Belgrade.

Ehrendorfer F. 1959. Achillea roseo-alba Ehrendorf., spec. nov., eine hybridogene, di - und tetraploide Sippe des Achillea millefolium Komplexes.. Oesterr. Bot. Z. , 106(3-4): 363-368.

Gaji, M. 1974. Lamiales Lamiaceae. In: Josifovi, M., ed. Flora Sr Srbije VI. Srpska Akademija Nauka i Umetnosti, Odeljenje prirodno-matematikih nauka, Beograd.

Gaji, M. 1974. Scrophulariales Scrophulariaceae. In: Josifovi, M., ed. Flora Sr Srbije VI. Srpska Akademija Nauka i Umetnosti, Odeljenje prirodno-matematikih nauka, Beograd.

Gaji, M. 1975. Asterales - Asteraceae. In: Josifovi, M., ed. Flora Sr Srbije VII. Srpska Akademija Nauka i Umetnosti, Odeljenje prirodno-matematikih nauka, Beograd, 1-464.

Khaniki, G. B. 1995. Chromosome numbers and morphometry in Achillea (Anthemideae, Compositae). Nucleus (Calcutta) 38(3): 104111

Kuzmanov, B.A., & S.I. Kozuharov. 1970. In IOPB chromosome number reports XXVI. Taxon 19: 264-269

Lakui, R. 1978. Progress in Botany. Bot. Jahrb. 99, 443-461

Lazarevi P., Lazarevi M., Krivoej Z. & Stevanovi V. On the distribution of Dracocephalum ruyschiana (Lamiaceae) in the Balkan Peninsula Phytologia Balcanica 15 (2): 175 179, Sofia, 2009

Lepper, L. 1970. Wulfenia X schwarzii Lepper, hybr. nov. - ein Bastard Zwischen w. baldaccii Degen und W. orientalis Boiss. Wiss. z. Friedrich-Schiller-Univ. Jena, Nath.-Naturwiss. Reihe 19: 363-368.

Maffei M., Deirini L., Codignola A. - 1987 (1986). Numeri cromosomici per la flora italiana: 1064-1069.. Inform. Bot. Ital. , 18(1-2-3): 153-158.

Magulaev, A. Y. 1982. The number of chromosomes of the species of Asteraceae, Caryophyllaceae and Plantaginaceae of the North Caucasus. Biol. Nauki (Moscow) 11 (227): 7479.

Mjovsk J. et al., 1970a: Index of chromosome numbers of Slovakian flora (Part 1). - Acta Fac. Rerum Nat. Univ. Comen., Bot. 16: 1-26.

Niketi, M., Krivoej, Z. (1999): Fibigia clypeata (L.) Medicus. .- In: Stevanovi, V. (ed.): Crvena knjiga flore Srbije. Iezli i krajnje ugroeni taksoni: 225-226 [471] - Ministarstvo za zatitu ivotne sredine Srbije, Bioloki fakultet, Zavod za zatitu prirode Republike Srbije, BeogradOsWiecimska M. & Gawlowska M. (1967): Pomocnicze metody oznaczania taksonw zbiorowego gatunku Achillea millefolium L. s.l. (Auxiliary methods for identification of taxa of the aggregate species Achillea millefolium L. s.l.). Herba Polon. 13: 3-11.

Richardson, I. B. K. 1976. Achillea L. In: Tutin, T. G., Heywood, V. H., Burges, N. A., Moore D. M., Valentine D. H., Walters, S. M., Webb, D. A. (eds.): Flora Europaea 4. Cambridge University Press.

Stevanovi, V., Jovanovi, S., Lakui, D., Niketi, M. (1995): Diverzitet vaskularne flore Jugoslavije sa pregledpm vrsta od meunarodnog znaaja. - In: Stevanovi, V. & Vasi, V. (eds.): Biodiverzitet Jugoslavije sa pregledom vrsta od meunarodnog znaaja. Bioloki fakultet i Ekolibri, Beograd. ISBN 86-7078-004-6.

Surina, B., Pfanzelt, S.,Einzmann, H.J.R.,Albach, D. C. (2014). Bridging the Alps and the Middle East: Evolution, phylogeny and systematics of the genus Wulfenia (Plantaginaceae). Taxon, vol. 63, iss. 4, pp. 843-858, 2014.

Turill, W. B. (1929): The Plant - Life of the Balkan Peninsula. A Phytogeographycal Study. Clarendon Press, Oxford.

Van Loon, J. C. & J. J. M. H. OUDEMANS. 1982. In IOPB chromosome number reports LXXV. Taxon 31: 343344.

Queiros, M., 1987: Contribuiao para o conhecimento citotaxonmico das spermatophyta de Portugal. II. Compositae, supl. 1 Queirs, M.Bol. Soc. Brot. ser. 247: 299-314(1973).12