Znanstvene razpr...;;...a.;"_,ov_e=-------------' 
GOK: 232.318 
Prikaz sodobnih raziskovalnih rnetod in raziskav v gozdni populacijski 
genetiki 
A Review on Research Methods and Studies in Forest Population Genettcs 
Gregor BOŽIČ" . Robert BRUS*" . AndreJ BREZNIKAR**'" , Bojka KUMP"'*"* 
Izvleček: 
Božič, G., Brus, R., Breznikar, A., Kump, B.: Prikaz sodobnih raziskovalnih metod in raziskav v gozdni populacijski 
genetiki. Gozdarski vestnik, št. 9/2000. V slovenščini, s povzetkom v angleščini, cit. lit. 33. Prevod v angleščino : 
avtorji. 
V prispevku so prikazani sodobni raziskovalni postopki in navedene raziskave v gozdni populacijski genetiki, ki potekajo 
v Sloveniji. Podani so rezultati raziskav genetske variabilnosti zelene duglazije, jelke, črnega bora, smreke, bukve in 
hrastov na osnovi proučevanj s provenienčnimi poskusi ter z uporabo različnih laboratorijskih tehnik analize DNA in 
izoencimov. 
Ključne besede: gozdna populacijska genetika, provenienčni poskusi, izoencimska analiza. molekulski markerji, Slove-
nija . 
AbstFact: 
Božič, G., Brus, R., Breznikar, A., Kump, B. : A Review on Research Methods and Studies in Forest Population 
Genetics. Gozdarski vestnik, No. 9/2000. ln Slovene with a summary in English, lit. quot. 33. Translated into English 
by the authors. 
Modern research methods in forest population genetics and studies from this field of research in Slovenia are presented. 
The results from the population genetic studies of Douglas fir, silver fir, black pine, spruce, beech and oaks, assessed on 
the basis of praven ance trials and isozyme and DNA analysis, are presented. 
Key words: forest population genetics, provenance trials, isozyme analysis, molecular markers, Slovenia. 
1 UVOD 
INTRODUCTION 
Gozdna populacijska genetika se ukvarja z ana-
lizami genetske variabilnosti v populacijah gozdnega 
drevja, preučuje mehanizme prenosa dedne informa-
cije skozi generacije gozdnega drevja, odkriva raz-
like v posameznih znakih in lastnostih med popu-
lacijami ter skuša poiskati vzroke in smeri evolu-
cijskega prilagajanja določene gozdne drevesne 
vrste (VIDAKOVIC/ KRSTINIC 1985). Sodobno gos-
podarjenje z gozdom mora krepiti samovarovalne 
mehanizme gozda in s tem zavarovati trajnost koristi 
iz gozda. Pomemben sestavni del samovarovalnih 
mehanizmov gozda je naravna genetska pestrost, 
njeno varovanje pa je osnovni pogoj sonaravnega 
*mag. G. B., univ. dipl. inž. gozd., GIS, Večna pot 2, 
1000 Ljubljana, SLO 
**doc. dr. R. B., BF, Oddelek za gozdarstvo in obnovljive 
vire, Večna pot 83, 1000 Ljubljana, SLO 
*"*mag. A. B., univ. dipl. inž. gozd., ZGS, OE Maribor, 
Tyrševa 15, 2000 Maribor, SLO 
****dr. zn . 8. K., BF, Oddelek za agronomijo, Jamnikar-
jeva 101, 1000 Ljubljana, SLO 
GozdV 58 (2000) 9 
gospodarjenja z gozdom. Pri gozdnih drevesnih 
vrstah je preučevanje genetske va ria bil nosti in meha-
nizmov za njihovo proizvodnjo, ohranjanje ter širjenje 
v prostoru in času težavno zaradi dolgoživosti popu-
lacij gozdnega drevja, izredne pestrosti njihovega 
naravnega okolja in zapletenih povezav genotipa 
in fenotipa. Zunanji videz osebka je namreč rezul-
tat vzajemnega delovanja okolja, v katerem živi, in 
njegove genetske konstitucije (genotipa). V testni 
populaciji lahko prisotnost različnih genskih variant 
ocenjujemo le posredno z morfološkimi in fenolo-
škimi opažanji in se nanaša samo na specifično živ-
ljenjsko okolje populacije. Primerjave ekoloških in 
morfoloških dejavnikov oziroma znakov, ki se pojav-
ljajo v populaciji na določenem območju, nam nudijo 
informacije o povezavah okolja in fenotipa oseb-
kov, nič pa ne izvemo o genetski podlagi, ki dano 
povezavo kontrolira. Z analizo morfoloških znakov 
lahko taksonomsko določamo posamezne popu-
lacije, opredelimo rase in ekotipe določene dreve-
sne vrste (BREZNIKAR 1997), za celovit vpogled v 
genetske značilnosti populacij pa moramo uporabiti 
tudi druge znanstvenoraziskovalne metode. 
361 
2 NAČINI RAZPOZNAVANJA GENETSKIH 
ZNAČILNOSTI KRAJEVNIH POPULACIJ 
2 METHODS FOR IDENTIFICATION OF GENETIC 
CHARACTERISTICS OF LOCAL POPULATI-
ONS 
Sodobno gospoda~enje z gozdom mora danes 
ne samo zavarovati trajnost donosov in krepiti okolj-
ske funkcije gozda, temveč tudi zavarovati naravno 
genetsko variabilnost. Prvi zelo pomemben korak 
je, da genetsko variabilnost jasno spoznamo in jo 
določimo . Genotip nekega osebka lahko določimo 
s tem, da ugotavljamo njegov učinek na fenotip, s 
preučevanjem njegovega potomstva ter z laborato-
rijskimi tehnikami analize ONA in njenih primarnih 
produktov. Poznamo le dva načina razpoznavanja 
genetskih značilnosti krajevnih populacij, in sicer 
klasične provenienčne poskuse ter različne sodobne 
biokemijske in molekularne metode . 
2.1 Provenienčni poskusi 
2.1 Provenance trials 
Provenienčni poskusi najbolj neposredno in oti-
pljivo pokažejo genetsko diferenciacije. Tako lahko 
natančno ugotovimo, v katerih genetsl<ih lastnos-
tih , za nas bistvenih ali nebistvenih, se posamezne 
populacije med seboj razlikujejo. Kljub vsej neposre~ 
dnosti in preprostosti pa terjajo provenienčni poskusi 
od raziskovalcev zelo veliko. Trajati morajo vsaj nekaj 
desetletij, da se lahko zanesemo na njihove rezul~ 
tate. Pri provenienčnih poskusih je posebno pomem-
bna primerljivost poskusnih variant, tako da razlike 
med njimi res lahko pripišemo različnosti genetskih 
zasnov. Zelo težko rešljiv problem pri provenienčnih 
poskusih je najprej dovolj velik obseg poskusa, z 
dovolj velikimi površinami, z dovolj ponavljanji na 
različnih rastiščih oz. v različnih geografskih prosto-
rih. 
V Sloveniji že več desetletij potekajo raziskave s 
provenienčnimi poskusi. Raziskave zajemajo zeleno 
duglazijo, črni bor, jelko, smreko in bukev. Proveni-
enčne raziskave duglazije so bile osnovane v letih 
1971 in 1972 v Brkinih in na Javornikih pri Postojni. 
V poskus je vključenih 26 provenienc zelene dugla-
zije s primarnih nahajališč v Severni Ameriki in 1 
provenienca s sekundarnega nahajališča v Sloveniji. 
Duglazija na vseh ploskvah normalno napreduje, 
kažejo se tako razlike med osebki znotraj provenienc 
kot tudi med različnimi proveniencami. Provenienčni 
poskus z jelko poteka od leta 1987 na Boču. Na 4 
raziskovalnih ploskvah testiramo 17 jelovih prove-
nienc iz različnih delov Evrope. Dosedanji rezultati 
kažejo na veliko variabilnost testiranega materiala 
362 
in na dobro prenašanje zasenčenja v juvenilni fazi 
razvoja . Ugotovitve razvojnih posebnosti pri dugla-
zijevih proveniencah ter genetske variabilnosti jelke 
se vključujejo tudi v mednarodno zastavljene pro-
venienčne mreže in skupne raziskovalne projekte, 
katerih rezultati so bili že delno objavljeni (BREZNI-
KAR 1991, BERGMANN 1 HORVAT MAROLT 1995). 
V okviru provenienčnega poskusa s črnim barom je 
bilo v letih 1977 in 1988 v Halozah in na Žekancu 
na Krasu osnovanih več nasadov črnega bora z 9 
in 8 proveniencami iz Slovenije, Avstrije, Hrvaške, 
Italije, Srbije in Turčije. Tudi pri črnem boru je opazna 
variabilnost provenienc, kaže se predvsem dobro 
napredovanje kalabrijske provenience, medtem ko 
se po elastičnosti vej odlikuje turška. Raziskovalni 
objekt Hrušica zajema 1 O provenienc smreke z naha-
jališči s 3 nadmorskih višinskih pasov in iz 3 goz-
dnih združb. Na objektih na Menini, Brezovi rebri, v 
Črmošnjicah in Šoštanju primerjamo po 2 proveni-
enc! smreke, in sicer domačo provenienco s pro-
venienco iz Črmošnjic. Dosedanje meritve in rezul-
tati nakazujejo, da sta vitalnost in priraščanje sadik 
odvisna predvsem od sorodnosti izvirnih in izbranih 
rastišč . 
Genetske lastnosti bukve je v 60 . in 70. letih razis-
koval dr. Miran Brinar. Proučeval je razvojni ritem raz-
ličnih bukovih provenienc oziroma ekotipov, bukove 
rase in diferenciacije različkov glede nekaterih fizio-
loških in tehnoloških lastnosti, morfološke značilnosti 
bukve v odvisnosti od reliefa in genetske divergence, 
ekološko in dedno pogojenost razhajanja nekaterih 
morfoloških, fenoloških in anatomskih značilnosti 
naše bukve ter kalivost bukovega semena in mladic v 
zvezi z nekaterimi značilnostmi provenienčnih ras-
tišč in druge značilnosti (BRINAR 1965, BRINAR 
1967, BRINAR 1971). Spomladi leta 1998 smo 
na Kamenskem hribu v OE ZGS Novo mesto osna-
vali tudi mednarodni provenienčni poskus z bukvijo 
(BOŽIČ 1 KRAIGHER 1998). Poskus je vključen v 
mednarodni projekt Ovrednotenje genetskih virov 
bukve za primernost njene uporabe pri gospodarje-
nju z gozdovi po načelu trajnosti, ki ga vodi Inštitut za 
gozdno genetiko v Grosshansdorfu v Nemčiji. Razi-
skave potekajo v 5 poskusnih serijah na 62 posku-
snih ploskvah v 21 državah in zajemajo skupaj 350 
bukovih provenienc. Raziskave so usme~ene k ovre-
dnotenju genetske variabilnosti bukve in združujejo: 
a) analizo kloroplastne DNA z metodo mikrosatelitov 
za določitev genetskih razlik poskusnega -saditve-
nega materiala in pripravo geografske karte različ­
nih cpDNA-haplotipov Evrope; b) izoencimsko ana-
lizo genetske variabilnosti bukve v reprodukcijskem 
materialu; c) morfološke in fiziološke študije odziv-
GozdV 58 (2000) 9 
Božič. G .. Brus. R .. Breznil<ar. A .. Kump. B.: Prikaz sodobnih raztskovalnlh metod ln raZtska· 
nosti posameznih provenienc bukve na zgodnje in 
pozne zmrzali, sušo, na mraz idr.; d) provenienčne 
teste - študije genetske in okoljske kontrole morfo-
loških znakov. 
Poskus na Kamenskem hribu spada v novo serijo 
( 1996/1998), ki obsega 23 mednarodnih poskusov, ki 
so bili poleg v Sloveniji osnovani tudi v Belgiji, Češki, 
Danski, Irski, Luksemburgu, Nemčiji, Nizozemski, 
Poljski, Romuniji, Slovaški, Španiji, Švedski, Ukrajini 
in Veliki Britaniji. Provenienčni poskus smo osnovali z 
28 tujimi proveniencami in 3 domačimi (Idrija, Javor-
niki, Mašun) po enotni evropski metodologiji (1,3 ha, 
ograjen, 3 bloki po 31 ploskvic 1 O x 1Om, v vsakem 
bloku po 50 sadik iste provenience). V prvih letih 
rasti sadik v nasadu ugotavljamo: stopnjo preživetja, 
fenološke in prirastne značilnosti ter zdravstveno 
stanje. Posebna pozornost je usmerjena k prouče­
vanju brsten ja bukve. Cilj raziskave je spoznati, kako 
se bukev z brstenjem odziva na mnoge rastiščne 
pogoje, še zlasti na klimatske . Prvi rezultati prove-
nienčnih poskusov z bukvijo, ki so jih osnovali v letih 
od 1986 do 1995, kažejo, da obstajajo med proveni-
encami (335) velike razlike pri spomladanskem oli-
stanju. V splošnem velja, da potrebujejo provenience 
bukve iz vzhodnih in jugovzhodnih regij naravnega 
areala razširjenosti (Slovaška, Romunija, Bolgarija) 
in z višjih nadmorskih višin za brstenje manj skupne 
toplote in da v zahodnoevropskem nižinskem svetu, 
ki je pod atlantskim vplivom, prezgodaj odganjajo. 
(WUEHLISCH in sod. 1998). V teh poskusih je vklju-
čena tudi provenienca bukve iz Idrije, ki je pokazala, 
da najkasneje odganja in brsti pozneje kot druge 
testne provenience, in bo ostala predmet natančnej­
šega proučevanja . 
2.2 Genski markerji 
2.2 Gene markers 
Tradicionalno vrednotenje genetske variabilnosti 
zajema opis morfoloških lastnosti. Vrsto let so bili 
edini primerni markerji pri drevesnih vrstah redke 
morfološke lastnosti, ki so bile pod kontrolo alelov na 
enem samem genskem !okusu. Z razvojem biokemij-
skih markerjev, predvsem izoencimov, v začetku 70. 
let so postale ocene variabilnosti genomov zaneslji-
vejše, še večji napredek pa je pomenil razvoj mole-
kularnih tehnik, ki omogočajo vrednotenje genetske 
variabilnosti na ravni DNA. 
Rezultati analiz genetske variabilnosti med popu-
lacijami in znotraj njih z uporabo različnih genskih 
markerjev (biokemijskih, molekulskih) omogočajo: 
- spoznavanje potenciala populacije za ustvarjanje 
osebkov različnih genotipov; 
GozdV 58 (2000) 9 
- določitev najbolj primernih tehnik pri gospodarjenju 
z naravnimi sestoji; 
- določitev prilagoditvenih strategij, l<i omogočajo 
preživetje v različnih razmerah okolja; 
- razumevanje morebitnih migracijski11 procesov po 
ledeni dobi, q. enega od glavnih dejavnikov, ki so 
oblikovali dejansko porazdelitev genetske variabil-
nosti; 
- genetsko karakterizacijo avtohtonih populacij raz-
ličnih drevesnih vrst; 
- genetsko karakterizacijo in preverjanje potrjenih 
semenskih sestojev različnih drevesnih vrst; 
- genetsko karakterizacijo semenskih plantaž različ­
nih drevesnih vrst; 
- ugotavljanje genetske strukture semena v gozdnih 
semenskih bankah. 
2.2.1 lzoencimska analiza 
2.2.1 lsozyme analysis 
Ena od najbolj uveljavljenih metod v gozdarski 
znanstvenoraziskovalni praksi je izoencimska ana-
liza, pri kateri ugotavljanje genotipa osebka za posa-
mezne lokuse temelji na dejstvu, da se v organizmu 
nekateri encimi pojavljajo v različnih oblikah, ki imajo 
sicer podobno katalitično aktivnost, razlikujejo pa se 
po kemični strukturi in zato po električnem naboju. 
Ti različni tipi enega encima se imenujejo izoencimi. 
V električnem polju izoencimi v bazični raztopini ali 
na nekem nosilnem mediju, ki je omočen s pufrom, 
migrirajo od katode proti anodi, relativna stopnja 
migracije po določenem času pa je odvisna od elek-
tričnega naboja izoencima. Najpogostejši nosilci so 
škrobni, poliakrilamidni ali agarozni gel, papir, celu-
lozaacetat, silikagel ali aluminijev oksid . Rezultat 
postopka t. i. elektroforeze je elektroforegram, ki ga 
dobimo tako, da rezi no gela za vsak encimski sistem 
prelijemo z ustrezno raztopino, v kateri je substrat, ki 
ga encim v gelu razgradi in tako povzroči določeno 
barvno reakcijo. Kadar analiziramo diploidno tkivo, 
na primer pri heterozigotnem monomeru, dva pasova 
predstavljata dva različna alela oziroma genotip za 
obravnavani lokus (slika 1 ). S ponavljanjem postopka 
za vse osebke iz vzorca lahko ocenimo frekvence 
alelov in s tem genotipov za lokus v vsej populaciji. 
lzoencimske analize so rastlinskim biologom pri-
nesle dodatne genske markerje za študij evolucijskih 
procesov. lzoencimski lokusi imajo v primerjavi z 
morfološkimi znaki, ki so kontrolirani z enim genom, 
več prednosti (HAMR!CK 1989): 
1. dednost lastnosti, ki jih je mogoče elektroforetsko 
odkriti, je lahko dokazati; večina se jih deduje po 
Mendlovih pravilih; 
363 
Božič, G , Brus. R. , Breznikar. A. , Kump. B.: Prikaz sodobn ill raziskovalnih metod in raziska·.; ... 
SKDH (A) + 
Al 
---=--------------~~~--~--~--~~=-~~~~~A2 
-~,;-- -... A.J 
A-------------------------------------------------~ 
13 33 33 33 33 33 33 33 23 33 33 
Slika 1: Elektroforegram šikimat dehidrogenaze (SKDH) 11 dreves smreke, ločenih s poliakrilamidno gelsko elektroforezo 
iz ekstraktov iglic, s prikazom genotipov na lokusu A (BOŽIČ 1997) 
Figure 1: Shikimate dehydrogenase (SKDH) electrophoregramme of 11 spruce trees, separated by polyacrilamide gel 
e/ectrophoresis from needles extracts with identification of genotypes on locus A (BOŽJC 1997) 
2. večina !okusov je kodominantnih in alelne frek-
vence je mogoče neposredno izračunati; 
3. ocene stopenj in porazdelitev genetske variabil-
nosti lahko neposredno primerjamo med popula-
cijami ali vrstami; 
4. za analizo loku sov potrebujemo izredno majhne 
količine rastlinskega materiala, običajno zadošča 
en list, popek ali seme; 
5. mnogi !okusi so izraženi v vseh življenjskih 
fazah; 
6. izoencime lahko preučimo pri vseh vrstah, ne 
glede na habitat, velikost ali dolgoživost. 
lzoencimske genske markerje so za preučeva­
nje genetske variabilnosti populacij gozdnega drevja 
začeli v večji meri uporabljati po letu 1970. V Evropi 
lahko med razmeroma že dobro raziskane drevesne 
vrste štejemo predvsem rdeči bor, jelko, smreko in 
bukev. V Sloveniji smo uveljavljene metode analize 
genetske variabilnosti populacij gozdnih drevesnih 
vrst začeli izvajati v začetku 90. let. S pomočjo izo-
encimskih genskih markerjev smo ugotavljali neka-
tere populacijskogenetske značilnosti bukve (BRUS 
1995a, BRUS 1995b, BRUS 1996, BRUS in sod. 
1999, BRUS 1999, BRUS 1 HORVAT MAROLT 1 
PAULE 2000, GOMORY in sod. 1999), jelke (BRUS 1 
LONGAUER 1995) in smreke (BOŽIČ 1997, BOŽIČ 
1 LEVANIČ 1999, BRUS 1 BOŽIČ 1997, BOŽIČ in 
364 
sod. 2000, BOŽIČ- v tisku). 
lzoencimske raziskave bukve v Sloveniji so 
odkrile razmeroma majhno in z drugimi deli Evrope 
primerljivo genetsko diferenciranost (slika 2). prav 
tako so pokazale rahlo naraščanje genetske vari-
abilnosti v smeri severozahod-jugovzhod in hkrati 
potrdile hi potezo, da so se bukovi gozdovi na ozemlju 
današnje Slovenije verjetno razvili iz lokalnih popu-
lacij, ki so tu v mikrorefugijih preživele zadnje pole-
denitve. Raziskave kažejo, da je migracijski tok z 
Balkanskega polotoka močneje kot na bukove popu-
lacije v notranjosti Slovenije vplival na populacije v 
slovenskem submediteranu. Pri bukvi smo odkrili tudi 
vpliv onesnaževanja na genetsko strukturo populacij, 
saj je onesnaženje z močnimi spremembami alelnih 
frekvenc bistveno povečalo genetske distance med 
starševskimi populacijami in njihovim potomstvom na 
vseh analiziranih ploskvah. Neposredno selektivno 
delovanje onesnaževanja na posamezne alele ni bilo 
dokazano. 
Tudi preučevanje genetskih značilnosti jelke je 
pokazalo podobno genetsko variabilnost, kot so jo 
pri jelki ugotavljali v drugih delih Evrope. Ugotovili 
smo nekaj genetskih razlik med populacijami jelke 
iz vzhodnih in zahodnih delov Slovenije, raziskave 
pa niso potrdile pričakovanih genetskih razlik med 
jelko s kislih in jelko z bazičnih rastišč. 
GozdV 58 (2000) 9 
Božič , G., Brus, R. , Breznrkar, A., Kump, B.: Prikaz sodobnih raztskovaln ih metod m raziskav ... 
Pre Al 
Zah Din 
Pano 
Vzh&JužKarp 
Herz&ZahKarp 
VzhAip 
JužAJ 
CeDin 
VzhDin 
Stara Planina 
Rodo pi 
Kalabrija 
Švi cAl pe 
Fagus orient. 
Slika 2: Primer dendrograma, ki prikazuje različne stopnje genetske podobnosti med bukovimi populacijami iz različnih 
geografskih območij (BRUS 1 999) 
Figure 2: Dendrogramme of genetic relationships between different beech populations from severa/ geographical regions 
(BRUS 1999) 
Pri smreki smo analizirali dve morfološke raz-
lični subpopulaciji z naravnih rastišč smreke v okolici 
visokega barja Šijec na Pokljuki (BOŽIČ i LEVANIČ 
1998). Subpopulaciji smreke, ki se morfološke raz-
likujeta po višini in premeru dreves ter po dolžini 
in volumnu iglic, sta si genetsko podobni. Značilne 
razlike med alelnimi frekvencami smo ugotovili na 
lokusih LAP-8 in MNR-A. kar nakazuje na možnost 
posrednega ali neposrednega vpliva razlik v rasti-
ščnih razmerah na frekvence alelov obeh izoencim-
skih lokusov. 
Glede na razvojno preteklost in današnje stanje 
smrekovih gozdov potekajo sedaj tudi obširne razi-
skave genetskih značilnosti domnevno avtohtonih 
populacij smreke iz njenega naravnega areala razšir-
jenosti v jugovzhodnem obrobju Alp. Analiza zajema 
preučevanje 22 testnih populacij smreke z njenih 
naravnih rastišč v Sloveniji (Pokljuka, Jelovica, Kara-
vanke, Kamniško-Savinjske Alpe, Pohorje, Trnov-
ski gozd, Snežnik, Goteniški Snežnik) in 4 na Hrva-
škem (Gorski Kotar, Velika Kapela, Velebit), ki smo 
GozdV 58 (2000) 9 
jih izbrali na osnovi fitocenoloških kriterijev. Genet-
sko variabilnost smreke ocenjujemo po standar-
dnih postopkih za analizo smrekovih vzorcev (KON-
NERT 1 MAURER 1995) na 15 po!imorfnih izoen<;:im-
skih lokusih. Cilj je ovrednotiti multilokusne gene-
tipe smreke, spoznati genetsko variabilnost naravnih 
populacij smreke, ugotoviti stopnjo diferenciranosti 
(sorodnosti) geografsko ločenih populacij, ugotoviti 
stopnjo diferenciranosti populacij smreke na kisli in 
bazični podlagi ter testirati hi potezo o migracijski poti 
smreke v postglacia!ni dobi. 
Genetska inventura odraža večjo genetsko varia-
bilnost znotraj posameznih populacij smreke in rela-
tivno nizko variabilnost med populacijami. Rezul-
tati genetskih raziskav smreke podpirajo hipotezo 
o enotnem genskem skladu naravnih populacij na 
jugovzhodnem obrobju Alp in na ozemlju današnje 
Slovenije. Prva primerjava populacij smreke iz pro-
stora med Alpami in dinarskim gorskim masivom s 
populacijami smreke iz Bavarskih Alp že kaže na 
jasno genetsko diferenciranost med njimi. 
365 
Božič. G .. Brus , R., Breznikar. A . Kump. 8 .. Pnkaz sodobnih raziskovalnih metod in raziskav . 
2.2.2 Molekulski markerji 
2.2.2 Molecular markers 
S prihodom rekombinantne DNA-tehnologije v 
populacijsko genetiko v sredini 80 . let se je izbor gen-
skih markerjev, primernih za populacijskogenetske 
študije drevesn!h vrst, izredno povečal. Molekulski 
marker je lahko katero koli zaporedje DNA, ki ga 
lahko brez težav odkrijemo in katerega dedovanje 
lahko spremljamo. DNA-markerji omogočajo nepo-
sredno primerjavo genetskega materiala individuov. 
Prednosti njihove uporabe v primerjavi z morfološkim 
ali biokemijskim vrednotenjem populacij so v visoki 
stopnji določljivega polimorfizma, njihovi neodvisno-
sti od vplivov okolja, relativno preprosti metodi odkri-
vanja in visoki stopnji ponovljivosti določevanja. Za 
odkrivanje polimorfizmov na ravni zaporedja DNA se 
lahko uporabljajo različne tehnologije. Najbolj nepo-
sredna je analiza nukleotidnega zaporedja določe­
nega predela DNA, vendar je DNA-sekvenciranje 
v primerjavi z drugimi mo!ekularnimi tehnikami še 
vedno relativno drago in tehnično zahtevno, zato 
je njegova uporaba omejena. Pri proučevanju ras-
tlinskih genomov v zadnjem času prevladujejo 
predvsem metode, ki temeljijo na in vitra nam-
noževanju DNA, kot so RAPD (random amplified 
polymorphic DNA), AFLP (amplifred fragment length 
polymorphism), jedmi ali kloroplastni mikrosatelitni 
markerji, CAPS (cleaved amplified polymorphic 
sequence) in drugi. Vsak tip markerjev združuje 
svoje edinstvene prednosti in slabosti, zato izbiro 
markerskega sistema v glavni meri narekuje speci-
fična aplikacija. 
Dosedanji rezultati tovrstnih študij pri gozdnem 
drevju so pokazali precej višjo raven intraspecifične 
genetske variabilnosti v prime~avi s pred tem upora-
b!janimi izoencimskimi analizami (NEWTON in sod. 
1999). 
V Sloveniji je uporaba molekulskih markerjev za 
študije gozdnih drevesnih vrst še v začetni fazi . V letu 
1999 smo pričeli z analizo variabilnosti kloroplastega 
genoma (ep DNA) pri treh vrstah hrastov ( Q. robur, 
Q. petrea in Q. pubescens) z metodo PCR-RFLP 
(BREZNIKAR in sod. 2000, KUMP in sod. 2000). 
Kot celota je kloroplastni genom evolucijsko zelo 
ohranjen, zato velja za zelo primernega za filoge-
netske študije nad ravnijo vrst. študije bolj variabi!-
nih intergenskih sekvenc kloroplastnega genoma in 
analize kloroplastnih mikrosatelitov pa so dokazale 
veliko uporabnost analiz cpDNA tudi za ugotavljanje 
genetske variabilnosti med zelo sorodnimi vrstami 
in med populacijami znotraj vrste (VENDRAMIN in 
sod. 1996, POWELL in sod. 1995). Vrednotenje vari-
abilnosti cpDNA je temelj večine filogenetskih oz. 
filogeografskih študij pri rastlinah. Rezultati analiz 
cpDNA pri številnih gozdnih dreves nih vrstah, tudi pri 
hrastu, so pokazali, da je geografska razporeditev 
cpDNA-haplotipov močno povezana z glacialnimi 
refugiji in migracijskimi procesi po ledeni dobi (PETIT 
in sod. 1997). Slovenija leži na križišču različnih 
migracijskih poti, zato je variabilnost genetskih tipov 
pričakovana. Od rezultatov analiz pričakujemo pod-
robnejše poznavanje genetske strukture populacij 
hrasta v Sloveniji, nova spoznanja o postglacialni 
migraciji na našem prostoru in tudi možnost odkrilja 
mikrorefugijev. 
3 ZAKLJUČEK 
3 CONCLUSION 
Gozdna populacijska genetika ima na področju 
gospodarjenja z gozdom odgovorno nalogo pri spoz-
navanju genetske variabilnosti in različnosti popu-
lacij, pri preverjanju zvez med genetskimi in eko-
loško pomembnimi značilnostmi populacij na ravni 
posameznih gozdnih drevesnih vrst in pri ohranjanju 
naravne genetske dediščine gozda. Gozdni genski 
viri so, kljub naravni obnovi sestojev ogroženi, saj 
lahko antropogeni vplivi neposredno ali posredno 
vplivajo na biološko pestrost na ravni ekosistema, 
vrstne raznolikosti in genetske variabilnosti znotraj 
vrste (MUHS 1997). Celo dobro mišljen! negovalni 
ukrepi, s katerimi izločamo drevesne osebke iz popu-
lacij (npr. redčenja). utegnejo pomeniti sicer nena-
merno, toda škodljivo umetno selekcijo in siroma-
šenje genetske variabilnosti (HOSIUS 1993). Ugo-
tovitve populacijskogenetskih raziskav s klasičnimi 
provenienčnimi poskusi in s sodobnimi laboratorij-
skimi tehnikami analize genskih markerjev omogo-
čajo razširitev in poglobitev spoznanj o gozdnih gen-
skih virih drevesnih vrst. Ta spoznanja nadalje pri-
spevajo k zanesljivejši izbiri in ohranjanju semenskih 
objektov. 
GozdV 58 (2000) 9 
Božič. G., Brus. R. , Breznll<ar. A .. Kump. B.: Pnl<az sodobntll raziskovalnil1 metod tn rat:ts:<av . 
A Review on Research Methods and Studies in 1Forest Population Genetics 
Summary 
The modem forest management contributes to a sustainable effectiveness of the many functions of forests 
and to conservation of the natural genetic variability. The g.enetic variability is evaluated with provenance trials 
and with different methods of DNA analysis. Different provenance trials in Slovenia that were established 
in the last decades include studies of different provenances of Douglas fir, si Iver fir, black pine, spruce, and 
beech. Since 1998, Slovenia has partidpated in the International Network for Research of Beech (Fagus 
sylvatica L.). A part otthat project is the beech provenance tria! on Kamenski Hrib (GGO Novo Mesto), which 
has been established on the bas is of a Common European Methodology. The trial includes 28 foreign and 
three domestic provenances of beech. The development of biochemical markers and molecular techniques 
has contributed a great deal to the evaluation of genetic variability in forest tree populations. The most 
common researdl method is isozyme analysis. The method is based mainly on the studies of Scots pine, sil ver 
fir, Norway spruce and beech populations in Europe. ln Slovenia, the analyses of genetic variability of forest 
tree populations had started in the nineties. The isozyme analysis has shown small genetic differentiation, 
which can be com pared with the results of other European countries. The present beech forests in Slovenia 
are presumably deve.loped from local populations, which have survived the last glaciation in micmrefugia. 
The migration routes of the beech from the Balkan Peninsula has influenced the beech populations in the 
Mediterranean Reg ion more than in the inner parts of Slovenia. The influence of poll uti on on genetic structure 
of beech populations can be seen in differentiated allelic frequencies, which increase the genetic distance 
between the parental popu'lation and its progeny. The direct selective influence of pollution on different all eles 
has not been contrrmed. ln the studies of genetic variation im silver fir populations the genetic differences 
between the. populations from soils of different pH reactions have not been found. The first results of spruce 
genetic studies confirm the hypothesis of common gene source of natural populations in SE part of the Alp s 
and in Slovenia. Molecular markers have also been employed for studies of ecologica'l and evolutionary 
processes in the forest tree species. The first studies in Slovenia deal with analysis of cpDNA in three oak 
species (Q. robur, Q. petraea and Q. pubescens). The results from population genetic studies present an 
important contribution to the knowledge of forest tree species and their adaptation strategies, which are so 
important for survival of populations in different surroundings. 
VIRI/ REFERENCES 
BERGMANN, F. 1 HORVAT MAROLT, S., 1995. Beziehungen zwischen physiologischer Anpassung und genetischer 
Variation der Weisstanne (Abies alba).- V: Publikacija lU FRA- posvetovanja WP S 1.01-08 Ekologija in gojenje jelke. 
s . 127-131 . 
BOŽIČ, G., 1997. Genetska variabilnost dveh subpopulacij domnevno avtohtone smreke (Picea abies (L.) Karst.) na 
Pokljuki.- Magistrsko delo. Biotehniška fakulteta, Ljubljana, 83 s. 
BOŽIČ, G. 1 KRAIGHER, H., 1998. Status Information about International Beech Provenance Trial1996/98 (Bu20_12): 
Slovenia: posterska predstavitev na strokovnem posvetovanju Delovne skupine za mednarodne provenienčne poskuse 
z bukvijo (Fagus sylvatica L.), 7.-11. november 1998, Graupa, Nemčija . 
BOŽIČ, G. 1 LEVANIČ, T., 1998. Starost in morfološke značilnosti domnevno avtohtone smreke (Picea abies (L.) Karst.) 
na območju visokega barja Šijec na Pokljuki.- V: DIACI, Jurij (ur.). Gorski gozd: zbornik referatov. Biotehniška fakulteta, 
Oddelek za gozdarstvo in obnovljive gozdne vire, Ljubljana s. 243-254, ilustr. 
BOŽIČ, G. 1 LEVAI'I)IČ, T., 1999. Autochtonity of N01way Spruce on Pokljuka Plateau.- V: Root- Soillnteractions in Trees: 
Abstracts. Slovenian Forestry Institute. Ljubljana, s. 77. 
BOŽIČ, G., 2000. Genetic Characterisation of Norway Spruce in Slovenia.- 24. Internationale Arbeitstagung der Arbeit-
sgemeinschaft fuer Forstgenetik und Forstpflanzenzuechtung: Nachhaltige Nutzung forstgenetischer Ressourcen, 
14-16 Maerz 2000, Pirna, Deutschland (v tisku). 
BOŽIČ , G. 1 KOTAR, M. 1 PAVLE, M. 1 SMOLEJ, l. 1 ŽITNIK, S. 1 KRAIGHER, H., 2000. Genetic Resources of 
Norway Spruce (Picea abies Karst.) in Slovenia.- V: EUFORGEN Networks: Proceeding of the International Con-
ferrence on Picea Abies (Karst.). [2000 ed.]. Roma, Italy: IPGRI, 2000, datoteka na internetu, URL naslov: htt 
p:/ !WINW. eg iar.o rg/i pgr ... %20abies/Cou ntry%20updates/pa u pS LO .htm. 
BREZNIKAR, A., 1991. Mednarodno provenienčno preučevanje duglazije (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) v 
Sloveniji.- Diplomska naloga. Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za gozdarstvo, Ljubljana, 62 s., 
17 pril. 
GozdV 58 (2000) 9 367 
Božič G. Brus R. Breznikar A .. l<ump, B .. Prikaz sodobnih raziskovalnih metod in raziskav . 
BREZNIKAR, A., 1997. Morfološka in fenološka variabilnost doba ( Quercus rob ur L.) in gradna ( Quercus petraea (Matt.) 
liebl.) na robnih območjih njunih naravnih habitatov v severovzhodni Sloveniji.- Magistrsko delo, Ljubljana: [s. n.], 
Xli, 121 s., ilustr., graf. prikazi. 
BREZNIKAR, A. 1 KUMP, B. 1 CSAIKL, U. 1 BATIČ, F. 1 KRAIGHER, H., 2000. Taxonomy and Genetics of Chosen Oak 
Populations in Slovenia.- Glas. šumske pokuse, 2000, 37, s. 361-373. 
BRINAR, M., 1965. Bukove rase in diferenciacija različkov glede nekaterih fizioloških in tehnoloških lastnosti. - GozdV, 
23, S. 257-288. 
BRINAR, M., 1967. Nekatere morfološke značilnosti bukve in njihova odvisnost od reliefa in genetske divergence.- Zbornik 
gozdarstva in lesarstva, 5, s. 7-50. 
BRINAR, M., 1971 . O ekološki in dedni pogojenosti razhajanja nekaterih morfoloških, fenoloških in anatomskih značilnosti 
naše bukve.- Zbornik gozdarstva in lesarstva, 10, s. 5-64. 
BRUS, R., 1995a. Vpliv onesnaževanja ozračja na genetsko strukturo bukovih populacij v Sloveniji.- Magistrsko delo, 
Biotehniška fakulteta, Ljubijana, 87 s. 
BRUS, R., 1995b. Genetic Structure of Beech Populations in some Air Polluted Area s in Slovenia.- V: Program & Abstracts. 
Lviv: [s. n.J, s. 17. 
BRUS, R. 1 LONGAUER, R., 1995. Nekatere genetske značilnosti jelke (Abies alba Mili.) v Sloveniji.- Zbomik gozdarstva 
in lesarstva, 46, s. 45-74. 
BRUS, R., 1996. Vpliv onesnaževanja ozračja na genetsko strukturo bukovih populacij v Sloveniji.- Zbornik gozdarstva 
in lesarstva, 49, s. 67-103. 
BRUS, R. 1 BOŽIČ, G., 1997. Populacijskogenetske raziskave gozdnih drevesnih vrst v Sloveniji.- V: JURC, M. (ur.), 
HOČEVAR, M. (ur.). Znanje za gozd: zbornik ob 50. obletnici obstoja in delovanja Gozdarskega inštituta Slovenije, 
Gozdarski inštitut Slovenije, Ljubljana, s. 321-330. 
BRUS, R. 1 HORVAT-MAROLT, S. 1 PAULE, L. 1 GOMORY, 0 ., 1999. Genetska variabilnost bukve (Fagus sylvatica L.) v 
Sloveniji.- Zbornik gozdarstva in lesarstva, 60, s. 85-106. 
BRUS, R .. 1999. Genetska variabilnost bukve (Fagus sylvatica L.) v Sloveniji in primerjava z njeno variabilnostjo v srednji 
in jugovzhodni Evropi.- Doktorska disertacija, Biotehniška fakulteta, Ljubljana, 130 s. 
BRUS, R. 1 HORVAT MAROLT, S. 1 PAULE, L., 2000. Nova spoznanja o obstoju ledenodobnih zatočišč bukve (Fagus 
sylvatica L.) na ozemlju današnje Slovenije.- V: POTOČNIK, l. (ur.). Nova znanja v gozdarstvu- prispevek visokega 
šolstva: zbornik referatov študijskih dni, Kranjska Gora, 11.-12. 5. 2000. Biotehniška fakulteta, Oddelek za gozdarstvo 
in obnovljiva gozdne vire, Ljubljana s. 77-88. 
GOMORY. D. 1 PAULE, L. 1 BRUS, R. 1 ZHELEV, P. 1 TOMOVIC, Z. 1 GRAČAN, J., 1999. Genetic Differentiation and 
Phylogeny of Beech on the Balkan Peninsula.- J. evol. biol. (Print. ed.), 12, s. 746-754. 
HAMR!CK, J. L., 1989. lsozymes and the Analysis of Genetic Structure in Plant Populations.- V: SOL TIS, O. E. (ur.), 
SOL TIS, O. S. (ur.). lsoenzymes in Plant Biology, Advances in Plant Sciences Series 4, s.87-105. 
HOSI US, B., 1993. Wird die genetische Struktur eines Fichtenbestandes von Durchforstungseingriffen beeinflusst?- Forst 
und Holz, 48, 11 , s. 306-308. 
KONNERT, M. 1 MAURER, W., 1995. lsozymic lnvestigations on Norway Spruce (Picea,abies (L.) Karst.) and European 
Silver Fir (Abies alba Mili.) .- A Practical Guide to Separation Methods and Zymogram Evaluation, 79 s. 
KUMP, B. 1 BREZNIKAR, A. 1 CSAIKL, U. 1 KRAIGHER, H., 2000. Chloroplast DNA Diversity of Slovenian Oak Populations.-
V: Proceedings of the 2nd Congress of Genetic Society of Slovenia, Bled, Sep. 13-17, 2000, s. 316-317. 
MUHS, H. J., 1997. Characterisation, Testing and Use of Forest Genetic Resources.- V: JURC, M. (ur.), HOČEVAR, M. 
(ur.). Znanje za gozd: zbornik ob 50. obletnici obstoja in delovanja Gozdarskega inštituta Slovenije, Gozdarski inštitut 
Slovenije, Ljubljana, s. 331-340. 
NEWTON, A. C. 1 ALLNUTI, T. R. 1 GILLtES, A. C. M. 1 LOWE, A. J. 1 ENNOS, R. A., 1999. Molecular Phylogeography 
and the Conservation of Tree Species.- Trends in Ecology and Evolution, 14, s. 140-145. 
PETIT, R. J . 1 PINEAU, E. 1 DEMESURE, B. 1 BACIUERI, R. 1 DUCOUSSO, A. 1 KREMER, A., 1997. Proc. Nati.Acad . 
Sci. USA, 94, s. 9996-10001. 
POWELL, W. 1 MORGANTE, M. 1 MCDEVITT, R. 1 VENDRAMIN, G. G. 1 RAFALSKI, J. A., 1995. Polymorphic Simple 
Sequence Repeat Regions in Chloroplast Genomes: Applicatio_ns to the Population Genetlcs of Pines.- Proc. NaU. 
Acad. Sci. USA, 92, s. 7759-7763. 
VENDRAMIN, G. G. 1 LEL LI, L. 1 ROSSI, P. 1 MORGANTE, M., 1996. A Set of Prime rs for the Amptification of 20 Chloroplast 
Microsatellrtes in Pinaceae.- Molecular Ecology, 5, s. 595-598. 
VIDAKOVIC, M. 1 KRSTINIC, A., 1985. Genetika i opleminjivanje šumskog drveea.- Sveučilište u Zagrebu, 505 s. 
WUEHLISCH, G. 1 LIESEBACH, M. 1 MUHS, H. J. 1 STEPHAN, R., 1998. A Network of International Beech Provenance 
Trials.- V: TUROK, J. (ur.), KREMER, A. (ur.), VRIES, S. de. (ur.). First EUFORGEN Meeting on Social Broadleaves: 
23-25 October 1997, Bordeaux, France. [Rome]: International Plant Genetic Resources lnsti1ute, s. 164-172. 
3 (J GozdV 58 (2000) 9 
Stopnja 7: listi popolnoma odprti, gladki in svetli 
Stage 7: /eaves unfolded, smooth and bright 
GozdV 58 (2000) 9 
čicami 
Stage 6: leaves unfo/ded, stili fan~shaped, pale sea/es presenf 
Slika 3: Fagus sylvatica L. -Ocena stopnje olistanja bukve 
po standardizirani 7 stopenjski lestvici Inštituta za gozdno 
genetiko in žlahtnenje, Grosshansdorf, Nemčija (delovno 
gradivo, Graupa) 
Figure 3: Fagus sylvatica L. -Assessment of flushing accor-
ding to standardized 7-step scale as proposed by Institute 
for Forest Genetics and Forest Tree Breding, Grosshans-
dorf, Germany 
369