Allium altaicum in the Altai Mountains: state of coenopopulations, reproductive potential, and prospects for introduction | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya - Tomsk State University Journal of Biology. 2025. № 72. DOI: 10.17223/19988591/72/4

Allium altaicum in the Altai Mountains: state of coenopopulations, reproductive potential, and prospects for introduction

Allium altaicum is a rare species native to the Altai Mountains, valued as a medicinal and vitamin-rich edible plant. It occurs across a wide range of altitudes, from the mountain-steppe zone to the alpine highlands (See Fig. 1). This article presents new data on the distribution and population status of this species in the Altai Mountains. The phytocoenotic associations, demographic characteristics of cenopopu-lations (CP), seasonal development patterns, morphology, and reproductive biology were studied. The main morphological and reproductive traits of A. altaicum in the wild were assessed and compared with those of cultivated specimens. The studied habitats are confined to steep, gravelly, and rocky slopes with high light exposure, where its abundance varies from sol (rare) to cop2 (common). On some shifting gravelly screes, A. altaicum is the absolute dominant plant. The vegetation cover of the studied communities involving A. altaicum is characterized by high species richness, ranging from 28 species (CP 1) to 50 species (CP 3). The demographic structure of A. altaicum cenopopulations is characterized by a predominance of individuals in the generative stage (gi-gs), whose accumulation is facilitated by an increased lifespan in this stage (63.2-89.1% of the total). The maximum peak in the age spectrum occurs among mature generative individuals. Cenopopulations exhibit a normal type, either full-fledged (senile individuals are not typical for this species) or incomplete (lacking juvenile individuals). According to the delta-omega classification, CP 1 is considered maturing, while CP 2 and CP 3 are mature (See Table 1). The largest number of generative shoots (on average 10.1 to 10.7 per individual) occurs in moving rubble screes (CP 1) or in weakly sodded areas with low grass cover (CP 2), where competition from other species in the phytocenosis is minimal (See Table 2). A comparison of the morphological characteristics of A. altaicum specimens from natural habitats with those grown under introduction experiments at the Siberian Botanical Garden of Tomsk State University (SibBS TSU) showed that cultivated specimens surpassed wild ones in some parameters. In its natural habitat, A. altaicum reproduces and spreads primarily by seed. Vegetative growth also occurs but does not contribute significantly to colonization of new territory. Although A. altaicum is characterized by high seed productivity, its propagation potential is far from fully realized under the harsh high-altitude conditions, as the processes of self-renewal by seed are significantly hindered. The lowest fruit set rate was observed in CP 1 (39.0%), where onion plants are frequently exposed to freezing temperatures during active growth and inflorescence formation. In contrast, onion plants growing in tall grass (CP 3) exhibited a significantly lower percentage of damaged flowers in the inflorescence, which was reflected in a higher fruit-to-flower ratio (62.5%) (See Table 3). Studies of the reproductive system of A. altaicum under introduction conditions have demonstrated significant differences among accessions in their primary reproductive traits. A. altaicum reproduces in cultivation both by seed and vegetatively, through the separation of bulblets formed on the rhizome. In the rare plant collection plots at SibBS TSU, the species is capable of self-seeding. However, specimens collected from CP 3 show limited bulblet formation on the rhizome and primarily reproduce by seed. In the wild, individuals from this cenopopulation produce no more than two bulblets per rhizome. Following a comprehensive introduction assessment, A. altaicum was classified as a resistant species. The gene pool of this rare and economically valuable plant, established at SibBS TSU, contributes to the successful ex situ conservation of the species and can be utilized to develop sustainable agropopulations and reintroduction programs aimed at restoring natural cenopopulations. The article contains 3 Figures, 3 Tables, 55 References. The Authors declare no conflict of interest.

Download file
Counter downloads: 6

Keywords

Altai Republic, introduction, reproductive biology, morphology, structure of coenopopulations, Allium altaicum, rare species

Authors

NameOrganizationE-mail
Prokopyev Alexey S.National Research Tomsk State Universityrareplants@list.ru
Kataeva Tatyana N.National Research Tomsk State Universitygentianka@mail.ru
Yamburov Mikhail S.National Research Tomsk State Universityyamburov@mail.ru
Всего: 3

References

Прокопьев А.С., Катаева Т.Н., Прокопьева Е.С. Редкие полезные растения гор Южной Сибири в условиях интродукции на юге Томской области // Современные тенденции развития технологий здоровьесбережения : Сборник материалов XII Международной научной конференции молодых ученых. М. : ФГБНУ ВИЛАР, 2024. С. 34-38.
Prokopyev A.S., Chernova O.D. Assessment of the success of the introduction of some rare plant species in the Siberian Botanical Garden of Tomsk State University // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. Vol. 421. 052034. doi:10.1088/1755-1315/421/5/052034.
Тухватуллина Л.А., Абрамова Л.М. Лук алтайский при интродукции в Южно-Уральском ботаническом саду-институте // Вестник КрасГАУ. 2022. № 4. С. 76-81. doi: 10.36718/1819-4036-2022-4-76-81.
Сучкова С.А., Чикин Ю.А., Михайлова С.И., Абзалтденов Т.З. Интродукция Allium altaicum Pall. в Сибирском ботаническом саду ТГУ // Вестник КрасГАУ. 2023. № 11. С. 80-86. doi: 10.36718/1819-4036-2023-11-80-86.
Данилова А.Н., Котухов Ю.А. К биологии Allium altaicum (Amaryllidaceae) в природе Казахстанского Алтая и в интродукции // Kazakhstan Journal of Botany. 2023. № 2 (3). С. 7-16.
Черемушкина В.А. Биология луков Евразии. Новосибирск : Наука, 2004. 277 с.
Артемов И.А. Флора Природного парка «Белуха» (Республика Алтай) // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2018. № 42. С. 69-101. doi: 10. 17223/19988591/42/4.
Ханминчун В.М. Сообщества Allium altaicum Pall. в Юго-Западной Туве и Юго-Восточном Алтае // Известия СО АН СССР. Серия биологических наук. 1985. № 13, вып. 2. С. 29-35.
Молоканов С.И. Конспект флоры Курайского хребта. Барнаул : Изд-во Алтайского университета, 2014. 240 с.
Лакин Г.Ф. Биометрия. М. : Высшая школа, 1990. 352 с.
Пяк А.И. Петрофиты Русского Алтая. Томск : Изд-во Томского университета, 2003. 202 с.
Герасимович Л.В. Сем. Луковые - Alliaceae // Определитель растений Республики Алтай / под ред. И.М. Красноборова, И.А. Артемова. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2012. С. 496-501.
Ишмуратова М.М., Ткаченко К.Г. Семена травянистых растений: особенности латентного периода, использование в интродукции и размножении in vitro. Уфа : Гилем, 2009. 116 с.
Броувер В., Штелин А. Справочник по семеноведению сельскохозяйственных, лесных и декоративных культур с ключом для определения важнейших семян / пер. с нем. В.И. Леунова. М. : Тов-во науч. изд. КМК, 2010. 694 с.
Комар Г.А. Семейство Alliaceae. Сравнительная анатомия семян. Т. 1. Однодольные / под ред. А.Л. Тахтаджяна. Л. : Наука, 1985. С. 78-82.
Вайнагий И.В. О методике изучения семенной продуктивности растений // Ботанический журнал. 1974. Т. 59, № 6. С. 826-831.
Левина Р.Е. Репродуктивная биология семенных растений: обзор проблемы. М. : Наука, 1981. 96 с.
Работнов Т.А. Методы изучения семенной продуктивности травянистых растений в сообществах // Полевая геоботаника. Т. 2. / под ред. А.А. Корчагина, Е.М. Лавренко, В.М. Понятовской. Л. : Изд-во Академии наук СССР, 1960. С. 20-38.
Барыкина И.П., Веселова Т.Д., Девятов А.Г. Справочник по ботанической микротехнике. Основы и методу:. М. : МГУ им. М.В. Ломоносова, 2004. 312 с.
Глотов Н.В. Об оценке параметров возрастной структуры популяций растений / под ред. Л.А. Жуковой, Н.В. Глотова, Л.А. Животовского // Жизнь популяций в гетерогенной среде. Ч. 1. Йошкар-Ола : Периодика Марий Эл, 1988. С 146-149.
Жукова Л.А. Популяционная жизнь луговых растений. Йошкар-Ола : РИИК «Ланар», 1995. 224 с.
Османова Г.О., Животовский Л.А. Онтогенетический спектр как индикатор состояния ценопопуляций растений // Известия РАН. Серия биологическая. 2020. № 2. С. 144-152. doi: 10.31857/S0002332920020058.
Бейдеман И.Н. Методика изучения фенологии растений и растительных сообществ : методические указания. Новосибирск : Наука. 1974. 155 с.
Злобин Ю.А., Скляр В.Г., Клименко А.А. Популяции редких видов растений: теоретические основы и методика изучения. Сум : Университетская книга, 2013. 439 с.
Hassler M. Synonymic сhecklists of the мascular зlants of the World (version 25.06) // Catalogue of Life (2025-10-10 XR). Catalogue of Life Foundation / O. Banki, Y. Roskov, M. Doring, G. Ower, D.R. Hernandez Robles, C.A. Plata Corredor, T. Stjernegaard Jeppesen, A. Orn, T. Pape, D. Hobern, S. Garnett, H. Little, R.E. DeWalt, J. Miller, T. Orrell, R. Aalbu. Amsterdam, Netherlands, 2025. Available at: https://www.worldplants.de (accessed 18.11.2025).
Борисова И.В. Сезонная динамика растительного сообщества / под ред. Е.М. Лавренко, А.А. Корчагина // Полевая геоботаника. Т. 4. Л. : Наука, 1972. С. 5-94.
Полевая геоботаника. Т. 3 / под ред. Е.М. Лавренко, А.А. Корчагина. М. ; Л. : Наука, 1964. 530 с.
Drude О. Handbuch der Pflanzengeographie. Stuttgart : J. Engelhom, 1890. Vol. XVI. 582 p.
Фризен Н.В. Луковые Сибири (систематика, кариология, хорология). Новосибирск : Наука, 1988. 185 с.
Бойко Э.В., Старченко В.М. Флористические находки в бассейне реки Амур // Ботанический журнал. 1982. Т. 67, № 9. С. 1301-1305.
Гранкина В.П., Фризен Н.В., Ханминчун В.М., Данилова Н.С., Черемушкина В.А. Лук алтайский, каменный, дикий батун - Allium altaicum Pall. // Биологические особенности растений Сибири, нуждающихся в охране / под ред. К.А. Соболевской. Новосибирск : Наука. Сиб. отд-ние, 1986. C. 121-141.
Черемушкина В.А. Онтогенез лука алтайского, или каменного (Allium altaicum Pall.) // Онтогенетический атлас лекарственных растений. Т. Ш / под ред. Л.А. Жуковой. Йошкар-Ола : МарГУ, 2002. С. 242-247.
Фризен Н.В. Род Allium L. - Лук // Флора Сибири. Araceae - Orchidaceae. Т. 4 / под ред. Л.И. Малышева, Г.А. Пешковой. Новосибирск : Наука, 1987. С. 55-96.
Красная книга Республики Бурятия: Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и грибов / под ред. О.А. Аненхонова. Белгород : КОНСТАНТА, 2023. 342 с.
Красная книга Республики Алтай: растения / под ред. А.Г. Манеева. Горно-Алтайск : Изд-во ГАГУ, 2017. 267 с.
Красная книга Иркутской области / под ред. С.М. Трофимовой. Улан-Удэ : Республиканская типография, 2020. 552 с.
Красная книга Амурской области: редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды животных, растений и грибов / под ред. Е.И. Маликовой. Благовещенск : Изд-во ДальГАУ, 2020. 502 с.
Красная книга Забайкальского края: Растения / под ред. О.А. Поповой. Новосибирск : Дом мира, 2017. 384 с.
Красная книга Алтайского края. Т. 1: Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и грибов / под ред. А.И. Шмакова, М.М. Силантьевой. Барнаул : Изд-во Алтайского университета, 2016. 290 с.
Брежнев Д.Д., Коровина О.Н. Дикие сородичи культурных растений флоры СССР. Л. : Колос, 1981. 375 с.
Середин Т.М., Иванова М.И., Шумилина В.В., Ушакова И.Т., Марчева М.М. Многолетние луки, используемые в пищевых, декоративных и лекарственных целях // Современное садоводство. 2020. № 1. С. 40-48. doi: 10.24411/2312-6701-2020-10106.
Интродукция растений природной флоры Сибири / под ред. А.Н. Куприянова, Е.В. Банаева. Новосибирск : Академическое изд-во «ГЕО», 2017. 495 с.
Данчул Т.Ю., Битюкова Н.В. Сем. Alliaceae Borkh. - Луковые // Растительные ресурсы России: Дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая активность. Т. 6. Семейства Butomaceae - Typhaceae / под ред. А. Л. Буданцева. СПб. ; М. : Тов-во науч. изд. КМК, 2014. С. 58-69.
Байтулин И.О., Нурушева А.М., Садырова Г.А., Лысенко В.В. Дикорастущий пищевой лук Казахстана // Известия Национальной академии наук Республики Казахстан. Серия биологическая и медицинская. 2012. № 6. С. 3-9.
Черемушкина В.А., Днепровский Ю.М., Гранкина В.П., Судобина В.П. Корневищные луки Северной Азии: биология, экология, интродукция. Новосибирск : Наука, 1992. 159 с.
Машанов В.И., Покровский А.А. Пряноароматические растения. М. : Агропромиздат, 1991. 287 с.
Фомина Т.И., Кукушкина Т.А. Содержание биологически активных веществ в надземной части некоторых видов лука (Allium L.) // Химия растительного сырья. 2019. № 3. С. 177-184. doi: 10.14258/jcpim.2019034842.
Голубкина Н.А., Агафонов А.Ф., Дудченко Н.С. Содержание микроэлементов в многолетних луках // Гавриш. 2009. № 5. С. 18-21.
Данилова А.Н. Биологические особенности Allium altaicum Pall., выращиваемого в Алтайском ботаническом саду // Растительные ресурсы. 1992. Т. 28, вып. 2. С. 7782.
Жмудь Е.В., Ачимова А.А., Кубан И.Н., Ямтыров М.Б., Дорогина О.В. Rhaponticum carthamoides (Asteraceae) в Республике Алтай: оценка состояния при антропогенном воздействии // Журнал Сибирского федерального университета. Биология. 2022. № 15 (1). С. 92-106. doi: 10.17516/1997-1389-0376.
Некратова Н.А., Некратов Н.Ф. Лекарственные растения Алтае-Саянской горной области. Ресурсы, экология, ценокомплесы, популяционная биология, рациональное использование. Томск : Изд-во ТГУ, 2005. 228 с.
Ачимова А.А. Растения Горного Алтая в обычаях и традициях алтайцев. Барнаул : Печатная комп. АРТИКА, 2012. 97 с.
Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Республики Алтай в 2023 году. Горно-Алтайск, 2024. 152 с. URL: https://ecoportaltai.ru/tpost/ifhri6r0n1-vishel-doklad-o-sostoyanii-i-ob-ohrane-o (дата обращения 02.06.2025).
Определитель растений Республики Алтай / под ред. И.М. Красноборова, И.А. Артемова. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2012. 701 с.
Польникова Е.Н. Изучение биоразнообразия растений Республики Алтай // Российская наука в современном мире : Сборник статей L международной научнопрактической конференции. М. : Научно-издательский центр «Актуальность.РФ», 2022. С. 210-212.
 <i>Allium altaicum</i> in the Altai Mountains: state of coenopopulations, reproductive potential, and prospects for introduction | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya - Tomsk State University Journal of Biology. 2025. №  72. DOI: 10.17223/19988591/72/4

Allium altaicum in the Altai Mountains: state of coenopopulations, reproductive potential, and prospects for introduction | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya - Tomsk State University Journal of Biology. 2025. № 72. DOI: 10.17223/19988591/72/4

Download full-text version
Counter downloads: 21