Генезис пыльников и оценка качества мужского гаметофита Quercus pubescens Willd. (Fagaceae)
https://doi.org/10.25684/0513-1634-2023-149-139-148
Аннотация
Представлены результаты анализа развития пыльников и мужского гаметофита тычиночных цветков Quercus pubescens Willd. (Fagaceae). Премейотический период генезиса пыльников Quercus pubescens Willd. (Fagaceae) происходит во внутрипочечном состоянии. В сформированном состоянии стенка микроспорангия образована эпидермисом, эндотецием, двумя рядами клеток среднего слоя и тапетумом. Тапетум – секреторного типа, его клетки двуядерные. Спорогенная ткань образована 3-4 рядами клеток. Между микроспороцитами были выявлены случаи цитомиксиса. Мейотический период развития пыльников отмечался в III декаде марта – I декаде апреля. Микроспорогенез у Quercus pubescens Willd. (Fagaceae) проходит по симультанный типу, с образованием тетрад микроспор, которые имеют различное пространственное расположение (тетраэдральное, изобилатеральное, крестообразное и линейное) микроспор. Переход к постмейотическому периоду, связанному с созреванием гаметофита, проходил, начиная со II декады апреля, и завершился созреванием зрелых пыльцевых зерен и пылением. Стенка зрелого микроспорангия образована эпидермисом, покрытым кутикулой, и эндотецием с фиброзными утолщениями клеточных стенок. Зрелые пыльцевые зерна двуклеточные, сферической формы, с тремя апертурами. В средних образцах пыльцы преобладают морфологически нормальные пыльцевые зерна, однако их доля варьирует в зависимости от высотного уровня произрастания и формы цветения. Установлено, что с увеличением высоты понижается доля морфологически нормальных пыльцевых зерен, при увеличении в процентном соотношении количества аномальной пыльцы. При этом доля стерильных пыльцевых зерен находится в пределах 3-6%. У поздней формы Quercus pubescens Willd. (Fagaceae), цветение которой происходило в конце I декады мая, отмечен более высокий потенциал фертильности пыльцевых зерен, по сравнению с ранней формой. В статье обсуждаются риски снижения репродуктивного потенциала мужской генеративной сферы.
Ключевые слова
Об авторах
С. В. ШевченкоРоссия
Шевченко Светлана Васильевна.
298648, Республика Крым, Ялта, пгт Никита, спуск Никитский, 52
Т. Н. Кузьмина
Россия
Кузьмина Татьяна Николаевна.
298648, Республика Крым, Ялта, пгт Никита, спуск Никитский, 52
Ю. В. Плугатарь
Россия
Плугатарь Юрий Владимирович.
298648, Республика Крым, Ялта, пгт Никита, спуск Никитский, 52
С. П. Корсакова
Россия
Корсакова Светлана Павловна.
298648, Республика Крым, Ялта, пгт Никита, спуск Никитский, 52
Список литературы
1. Методические аспекты палинологии / под ред. И.И. Нестерова – М.: Недра, 1987. – 223 с. – [Электронный ресурс]. – URL: https://www.geokniga.org/bookfiles/geokniga-metodicheskieosnovypalinologii.pdf
2. Камелина О.П. Систематическая эмбриология цветковых растений. Двудольные. – Барнаул: Изд-во «АRTИКА», 2009. – 501 с.
3. Корсакова С. П. Фенологическая реакция Quercus pubescens Willd. на климатические изменения в условиях сухих субтропиков // Труды Карадагской научной станции им. Т.И. Вяземского – Природного заповедника РАН. – 2018, № 2 (6). – С. 30-46.
4. Кочкин М.А. Леса Крыма. – Симферополь: Крымиздат, 1952. – 99 с.
5. Кравец Е.А. Цитомиксис и его роль в регуляции фертильности растений // Онтогенез. – 2013. – Т. 44, № 3. – С. 147-165.
6. Круглова Н.Н. Оценка качества пыльцевых зерен цветковых растений (обзор) // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. – 2020. – Вып. 135. – С. 50-56. DOI: 10.36305/0513-1634-2020-135-50-56
7. Круглова Н.Н. Системный подход к морфогенезу пыльника цветковых растений // Plant Biology and Horticulture: theory, innovation. – 2023. – № 1 (166). – С.7-15. DOI: 10.36305/2712-7788-2023-1-166-7-15
8. Кузьмина Т.Н. Сезонная динамика роста и развития пыльников Jasminum fruticans L. (Oleaceae) в условиях Южного берега Крыма // Экосистемы. – 2022. – Т. 32. – С. 42-52.
9. Нарышкина Н.Н. Морфология пыльцы восточноазиатских представителей рода Quercus (Fagaceae) // Ботанический журнал. – 2015. – Т. 100, № 9. – С. 873-885.
10. Наумова Т.Н. Семейство Fagaceae // Сравнительная эмбриология цветковых растений. Winteraceae – Juglandaceae. – Ленинград: Наука, 1981. – 197-201.
11. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. – М.: Колос, 1990. – 283 с.
12. Плугатарь Ю.В. Леса Крыма – Симферополь: ИТ «АРИАЛ», 2015. – 385 с.
13. Шамров И.И. Факторы снижения семенной продуктивности у цветковых растений // Растительные ресурсы. – 2020. – Т. 56, вып. 1. – С. 4-15. DOI:10.31857/S0033994620010057
14. Шамров И.И., Анисимова Г.М. Нарушения в морфогенезе семязачатка семени и возможные причины, приводящие к гетероспермии // Биологическое разнообразие. Интродукция растений: IV Международная. научная конференция (Санкт-Петербург, 5-8 июня 2007 г.): материалы конференции. – СПб., 2007. – С. 637-639.
15. Шевченко С.В., Плугатарь Ю.В. Репродуктивная биология цветковых растений и задачи рационального природопользования // Plant Biology and Horticulture: theory, innovation. – 2019. – №3 (152). – С. 15-25. DOI: 10.36305/2019-3-152-15-25
16. Шевченко С.В., Ругузов И.А., Ефремова Л.М. Методика окраски постоянных препаратов метиловым зеленым и пиронином // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. – 1986. – Вып. 60. – C. 99-101.
17. Ярыш В.Л., Ярыш Г.Е. Анализ естественного возобновления в насаждениях дуба пушистого и дуба скального в Судакском лесоохотничьем хозяйстве // Труды Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства. – 2019. – № 3. – С. 62-71. DOI: 10.21178/2079–6080.2019.3.62
18. Batygina T.B., Vasilyeva V.E. Periodization in the development of flowering plant reproductive structures: critical periods // Acta Biologica Cracoviensia. Series Botanica. – 2003. – Vol. 45, №1. – P. 27-36.
19. Gómez Casero M.T., Dominguez-Vilches E., Galán C. Flowering phenology of Mediterranean "Quercus" species in different locations (Córdoba, SW Iberian Peninsula) // Acta Botanica Malacitana. – 2007. – Vol.32. – P. 127-146. DOI:10.24310/abm.v32i0.7033
20. Gothandam K.M., Kim E.S., Chung Y.Y. Ultrastructural study of rice tapetum under low-temperature stress // Journal of Plant Biology. – 2007. – Vol. 50 (4). – P. 396-402. DOI:10.1007/BF03030674
21. Iwata-Higuchi M., Sakagami J.-I. Maruyama S. Effect of soil moisture stress at booting and flowering stages on pollen development, pollination and fertilization in upland NERICA cultivars // Australian Journal of Crop Science. – 2020. – Vol. 14 (12). – P. 1935-1941. DOI: 10.21475/ajcs.20.14.12.2774
22. Oshino T., Abiko M., Saito R., Ichiishi E., Endo M., Kawagishi-Kobayashi M., Higashitani A. Premature progression of anther early developmental programs accompanied by comprehensive alterations in transcription during high-temperature injury in barley plants // Molecular Genetics and Genomics. – 2007. – Vol. 278. – P. 31-42. DOI: 10.1007/s00438-007-0229-x
23. Pasta S., de Rigo D., Caudullo G. Quercus pubescens in Europe: distribution, habitat, usage and threats // European Atlas of Forest Tree. – Luxembourg: Species Publisher: Publication Office of the European Union. – 2016. – P. 156-157. DOI: 10.2788/038466
24. Rajo F. J. R., Mendez J., Jato V. Factors affecting pollination ecology of Quercus anemophilous species in north-west Spain // Botanical Journal of the Linnean Society. – 2005. – Vol. 149 (3). – P.283-297. DOI:10.1111/j.1095-8339.2005.00460.x
25. Suzuki K., Takeda H., Tsukaguchi T., Egawa Y. Ultrastructural study on degeneration of tapetum in anther of snap bean (Phaseolus vulgaris L.) under heat stress.// Sex Plant Reproduction. – 2001. – Vol.13. – P. 293-299. DOI: 10.1007/s004970100071
26. Varela M.C, Valdiviesso T. Phenological phases of Quercus suber L. flowering // January Forest Genetics. – 1996. – Vol. 3 (2). – P. 93-102.
27. Yadav D. K., Meena Yogendra K., Bairwa L.N., Singh U., Bairwa S.K., Choudhary M.R., Singh A. Morphological, Physiologicalя and Biochemical Response to Low Temperature Stress in Tomato (Solanum lycopersicum L.) // A Review. International Journal of Bio-resource and Stress Management – 2021. – Vol.12 (6). – P. 706-712. DOI: 10.23910/1.2021.2480
28. Zhang Z., Hu M., Xu W., Wang Y., Huang K, Zhang Ch., Wen J. Understanding the molecular mechanism of anther development under abiotic stresses // Plant Molecular Biology. – 2021. – Vol. 105. – P. 1-10. DOI: 10.1007/s11103-020-01074-z
Рецензия
Для цитирования:
Шевченко С.В., Кузьмина Т.Н., Плугатарь Ю.В., Корсакова С.П. Генезис пыльников и оценка качества мужского гаметофита Quercus pubescens Willd. (Fagaceae). Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 2023;(149):139-148. https://doi.org/10.25684/0513-1634-2023-149-139-148
For citation:
Shevchenko S.V., Kuzmina T.N., Plugatar Yu.V., Korsakova S.P. Genesis of anthers and assessment of the quality of male gametophyte of Quercus pubescens Willd. (Fagaceae). Bulletin of the State Nikitsky Botanical Gardens. 2023;(149):139-148. (In Russ.) https://doi.org/10.25684/0513-1634-2023-149-139-148