Экологическая генетика регуляции прорастания семян у костра кровельного (Bromus tectorum L.). I. Фенотипическая изменчивость между популяциями и внутри них

Регуляция сроков прорастания семян — важный элемент жизненной стратегии инвазивных однолетних растений. У облигатно самоопыляющегося однолетнего озимого злака костра кровельного (Bromus tectorum) семена при распространении в начале лета находятся как минимум в состоянии условного покоя и выходят из него в процессе сухого дозревания. Характер прорастания семян при распространении различается между популяциями, а иногда — и в разные годы внутри одной популяции. Чтобы оценить относительный вклад генотипа и условий созревания в эту изменчивость, потомство десяти родительских линий из каждой из шести контрастных популяций выращивали в одинаковых условиях оранжереи. Затем при пяти температурах инкубации оценивали прорастание недавно собранных семян потомства предполагаемых полносибсовых семей. При выращивании в оранжерее выявлены значимые различия в прорастании между популяциями; в некоторых популяциях также обнаружены существенные различия между полносибсовыми семьями по отдельным признакам. Межпопуляционная изменчивость объясняла более 90% дисперсии каждого признака, тогда как доля внутрисемейной дисперсии составляла не более 1%. Показатели прорастания потомства, выращенного в оранжерее, положительно коррелировали с показателями семян, собранных в дикой природе, однако при повышении температуры инкубации прослеживалась тенденция к снижению покоя. Эта тенденция была выражена сильнее у популяций из холодных пустынь, предгорий и равнин, что указывает на взаимодействие генотипа и условий созревания. Различия между популяциями по величине межсемейной дисперсии были заметнее при низких температурах инкубации; при летних температурах межсемейная дисперсия была стабильно низкой. В популяциях из предсказуемых экстремальных местообитаний — субальпийских лугов и окраин жарких пустынь — межсемейная изменчивость была значимо ниже, чем в популяциях из менее предсказуемых холодных пустынь, предгорий и равнин. Низкая межсемейная дисперсия не была напрямую связана с малым размером популяции или периферийным положением местообитания: небольшие периферийные популяции из непредсказуемых условий демонстрировали такую же высокую дисперсию, как и крупные популяции. В популяциях с высокой межсемейной изменчивостью признаков прорастания показатели прорастания при разных температурах инкубации, как правило, коррелировали, что позволяло характеризовать семьи по общему уровню покоя семян. Результаты свидетельствуют о сильном генетическом контроле регуляции прорастания семян у этого вида и о том, что популяции из местообитаний с меняющимся во времени отбором, как правило, более полиморфны по характеру прорастания семян.