ІНВАЗІЙНИЙ ВИД IMPATIENS PARVIFLORA ПРЕДСТАВЛЕНИЙ В МЕЖАХ ВТОРИННОГО АРЕАЛУ ЄДИНИМ ГАПЛОТИПОМ ДІЛЯНКИ ХЛОРОПЛАСТНОГО ГЕНОМУ rpl32-trnL(UAG)
DOI:
https://doi.org/10.31861/biosystems2025.03.368Ключові слова:
біологічне різноманіття, інвазійні види, генетичний баркодинг, хпДНКАнотація
Impatiens parviflora DC. є одним із найуспішніших інвазійних видів рослин у Центральній Європі, який характеризується високою здатністю до поширення в лісових екосистемах, де ефективно конкурує з аборигенним видом I. noli-tangere. Інвазія цього виду в Європу розпочалася у 1830-х роках після його інтродукції з гірських районів Центральної Азії до ботанічних садів Женеви та Дрездена. Вважається, що інтродукційний матеріал походив з єдиного джерела. Хоча популяції у вторинному ареалі вирізняються високою морфологічною одноманітністю, їхнє генетичне різноманіття досі не було всебічно оцінене за допомогою методів ДНК-баркодингу.
Метою цієї роботи було ідентифікувати хлоропластні гаплотипи I. parviflora з території України та порівняти їх із гаплотипами з інших регіонів Європи та природного ареалу. Для дослідження було обрано міжгенний спейсер хлоропластної ДНК rpl32–trnL(UAG), який характеризується високою мінливістю. Ділянки rpl32–trnL(UAG) були сиквеновані для п’яти зразків з України та Польщі. До аналізу також використано 22 послідовності з бази даних GenBank, що представляють вторинний ареал (Велика Британія, росія) та первинний ареал (Киргизстан, Таджикистан, Туркменістан).
Порівняльний аналіз послідовностей rpl32–trnL(UAG) показав поширення одного хлоропластного гаплотипу I. parviflora по всій території Європи, що свідчить про високу генетичну однорідність інвазійних популяцій. Водночас у природному ареалі було виявлено додатковий гаплотип зі значною відмінністю у послідовності. Отримані результати підтверджують гіпотезу про походження європейських популяцій I. parviflora з одного географічного регіону.
Філогенетичний аналіз також засвідчив тісну спорідненість I. parviflora з іншим інвазійним видом - I. glandulifera, що дозволяє висунути припущення про можливу міжвидову гібридизацію цих видів у вторинному ареалі.
Посилання
1. Borchsenius, F., FastGap 1.2, (2009). Department of Biosciences, Aarhus University, Denmark, Published online at http://www.aubot.dk/FastGap_home.htm.
2. Coombe, D. E. (1956). Impatiens parviflora DC. Journal of Ecology, 44(2), 701-713. https://doi.org/10.2307/2256857
3. Davydov D. A. (2023). Impatientetum noli-tangere-parviflorae ass. Nova - a new syntaxon of the ruderal vegetation from the Left-Bank Forest-Steppe zone of Ukraine. Naturalist Almanac (Biological Sciences), (34), 5-13. https://doi.org/10.32999/ksu2524-0838/2023-34-1
4. Dostál, P., Weiser, M., & Koubek, T. (2012). Native jewelweed, but not other native species, displays post‐invasion trait divergence. Oikos, 121(11), 1849-1859. https://doi.org/10.1111/j.1600-0706.2011.20333.x
5. Galera, H., & Sudnik-Wojcikowska, B. (2010). Central European botanic gardens as centres of dispersal of alien plants. Acta Societatis Botanicorum Poloniae, 79(2), 147-156. https://doi.org/10.5586/asbp.2010.020
6. Katoh, K., & Standley, D. M. (2013). MAFFT multiple sequence alignment software version 7: improvements in performance and usability. Molecular biology and evolution, 30(4), 772-780. https://doi.org/10.1093/molbev/mst010
7. Koniakin, S. M., Burda, R. I., & Budzhak, V. V. (2024). Spatial ratios of native and alien species of vascular plants in forests in the southwest of Kyiv and the adjacent areas. Ukrainian Botanical Journal, 81(5), 322-334. https://doi.org/10.15407/ukrbotj81.05.322
8. Kurose, D., Pollard, K. M., & Ellison, C. A. (2020). Chloroplast DNA analysis of the invasive weed, Himalayan balsam (Impatiens glandulifera), in the British Isles. Scientific Reports, 10(1), 10966. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67871-0
9. Li, X., Yang, Y., Henry, R. J., Rossetto, M., Wang, Y., & Chen, S. (2015). Plant DNA barcoding: from gene to genome. Biological Reviews, 90(1), 157-166. https://doi.org/10.1111/brv.12104
10. Minh, B. Q., Schmidt, H. A., Chernomor, O., Schrempf, D., Woodhams, M. D., Von Haeseler, A., & Lanfear, R. (2020). IQ-TREE 2: new models and efficient methods for phylogenetic inference in the genomic era. Molecular biology and evolution, 37(5), 1530-1534. https://doi.org/10.1101/849372
11. Myśliwy, M., Bosiacka, B., Bosiacki, M., Kupnicka, P., Chlubek, D., & Rewicz, A. (2025). Could alien Impatiens capensis invade habitats of native I. noli-tangere in Europe?–Contrasting effects of microhabitat conditions on species growth and reproduction. NeoBiota, 99, 171-200. https://doi.org/10.3897/neobiota.99.142196
12. Orlov, O. O., Shevera, M. V., & Bronskov, O. I. (2014). Impatiens balfourii (Balsaminaceae), a new alien species of the Ukrainian flora. Ukrainian Botanical Journal, 71(1), 45-49. https://doi.org/10.15407/ukrbotj71.01.045
13. Pires Jr, E. O., Caleja, C., Garcia, C. C., Ferreira, I. C., & Barros, L. (2021). Current status of genus Impatiens: Bioactive compounds and natural pigments with health benefits. Trends in Food Science & Technology, 117, 106-124. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.01.074
14. Porebski, S., Bailey, L. G., & Baum, B. R. (1997). Modification of a CTAB DNA extraction protocol for plants containing high polysaccharide and polyphenol components. Plant molecular biology reporter, 15, 8-15. https://doi.org/10.1007/BF02772108
15. POWO. "Plants of the World Online. Facilitated by the Royal Botanic Gardens, Kew. Published on the Internet; http://www.plantsoftheworldonline.org/Retrieved 25 November 2025.
16. Renčo, M., Jurová, J., & Čerevková, A. (2024). Invasiveness of Impatiens parviflora in Carpathian beech forests: Insights from soil nematode communities.Diversity, 16(7), 393. https://doi.org/10.3390/d16070393
17. Shaw, J., Lickey, E. B., Schilling, E. E., & Small, R. L. (2007). Comparison of whole chloroplast genome sequences to choose noncoding regions for phylogenetic studies in angiosperms: the tortoise and the hare III. American journal of botany, 94(3), 275-288. https://doi.org/10.3732/ajb.94.3.275
18. Simmons, M. P., & Ochoterena, H. (2000). Gaps as characters in sequence-based phylogenetic analyses. Systematic biology, 49(2), 369-381. https://doi.org/10.1093/sysbio/49.2.369
19. Tamura, K., Stecher, G., & Kumar, S. (2021). MEGA11: molecular evolutionary genetics analysis version 11. Molecular biology and evolution, 38(7), 3022-3027. https://doi.org/10.1093/molbev/msab120
20. Tynkevich, Y. O., Cherkazianova, A. S., Chorney, I. I., Panchuk, I. I., & Volkov, R. A. (2025b). Genetic polymorphism of invasive species of Knotweed (Reynoutria) assessed by the matK and rpl32-trnL (UAG) regions of chloroplast DNA. Cytology and Genetics, 59(3), 259-269. https://doi.org/10.3103/S0095452725030089
21. Tynkevich, Y. O., Derevenko, T. O., & Chorney, I. I. (2022). Phylogenetic relationships of Ukrainian accessions of Lathyrus venetus (Mill.) Wohlf. and L. vernus (L.) Bernh. based on the analysis of the psbA-trnH region of the chloroplast genome. Scientific Herald of Chernivtsi University. Biology (Biological Systems), 14(1), 135-140. https://doi.org/10.31861/biosystems2022.01.039
22. Tynkevich, Y. O., Hrek, T. S., Olshanskyi, I. G., Panchuk, I. I., & Volkov, R. A. (2024). Genetic polymorphism of the invasive species Impatiens parviflora DC. in Ukraine. Visnik ukrains'kogo tovaristva genetikiv i selekcioneriv, 22(1-2), 10-17. https://doi.org/10.7124/visnyk.utgis.22.1-2.1684
23. Tynkevich, Y. O., Roshka, N. M., Panchuk, I. I., & Volkov, R. A. (2025c). Distribution of two chloroplast haplotypes of the invasive weed himalayan balsam (Impatiens glandulifera) in Ukraine and other European countries. Cytology and Genetics, 59(5), 465-475. https://doi.org/10.3103/S009545272505010X
24. Uchneat, M. (2006). Impatiens. Flower breeding and genetics, 277-299. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-4428-1_10
25. Vallé, C., Zellweger, F., Chan, A. H., Li, W., Mapelli, J., & Coomes, D. A. (2025). Heterogeneous effects of drought, land‐use history and local site factors on woodland herb‐layer diversity. Journal of Vegetation Science, 36(6), e70079. https://doi.org/10.1111/jvs.70079
26. Vervoort, A., Cawoy, V., & Jacquemart, A. L. (2011). Comparative reproductive biology in co-occurring invasive and native Impatiens species. International Journal of Plant Sciences, 172(3), 366-377. https://doi.org/10.1086/658152
27. Weiss, V. (2021). The triumphant advance of the small-flowered touch-me-not Impatiens parviflora in Central Europe 1830–2021. Preprint, 1-7.
28. WFO World Flora Online, 2024, Available from: http://www.worldfloraonline.org/ (accessed 25 November 2025)
29. Xue, T., Yu, J., Gadagkar, S. R., Qin, F., Zhang, X., An, M., & Yu, S. (2025). Phylogeny and biogeography of Impatiens sect. Racemosae (Balsaminaceae) based on nrDNA and plastome sequences, emphasizing diversification in the Himalaya and the Hengduan Mountains. Taxon. https://doi.org/10.1002/tax.13352
