Structure of the leaf blade of Amelanchier Medik. plants in vitro and at the adaptation stage
Authors: Раева-Богословская Екатерина Николаевна , Молканова Ольга Ивановна , Виноградова Юлия Константиновна , Горбунов Юрий Николаевич 
Published: February 2023

Адаптивная способность растения in vitro во многом зависит от строения листовой пластинки. Устьичный аппарат, а также другие элементы эпидермиса могут играть решающую роль в устойчивости растения к различным стрессовым факторам. Однако данные, отражающие строение эпидермиса листа у таксонов Amelanchier Medik (Ирга), в научной литературе представлены неполно и фрагментарно. Целью работы является установление закономерностей изменения структурных элементов листовой пластинки регенерантов, относящихся к различным видам рода Ирга, в культуре in vitro и ex vitro. Для изучения особенностей развития устьичного аппарата проведено сравнение листовых пластинок в различных условиях культивирования: in vitro и на этапе адаптации. Использован метод исследования отпечатков устьиц по Полаччи. Морфометрические признаки устьиц (длина полярной оси и экваториальный диаметр) измеряли с помощью цифрового микроскопа Keyence VHX-1000E на лаковых репликах с листьев срединной формации. Все представители рода Amelanchier вне зависимости от условий культивирования имеют гипостоматический тип листа. Все образцы характеризовались аномоцитным типом строения устьичного аппарата, на этапе собственно клонального микроразмножения единично встречался анизоцитный тип устьиц. Отмечено, что форма устьиц при переходе из культуры in vitro в ex vitro почти у всех изучаемых представителей рода Amelanchier, кроме ×Amelasorbus, изменялась от округлой к эллиптической. У ×Amelasorbus данный показатель достоверно не изменился, отношение полярной оси к экваториальному диаметру меньше 1,5. Установлены статистически значимые различия между площадью устьичного аппарата у культивируемых эксплантов и растений, прошедших изменения под действием абиотического стресса. Относительная площадь транспирации снизилась у ×Amelasorbus в 3,5 раза, у A. canadensis почти в 2 раза, у A. alnifolia - в 1,5 раза.

The adaptive ability of a plant in vitro largely depends on the structure of the leaf blade. The stomatal apparatus and other elements of the epidermis can play a decisive role in plant resistance to various stress factors. Data reflecting the structure of the leaf epidermis of the taxa Amelanchier Medik (serviceberry) are incomplete and fragmentary in the scientific literature. The purpose of the work is to establish patterns of changes in the structural elements of regenerants leaf blade of the genus Amelanchier in vitro and ex vitro. To study the features of the development of the stomatal apparatus, we compared leaf blades under various cultivation conditions: in vitro and at the stage of adaptation. The method of studying the imprints of stomata according to Polacci was used. Morphometric features of stomata (polar axis length and equatorial diameter) were measured using a Keyence VHX-1000E digital microscope on lacquer replicas from leaves of the median formation. All representatives of the genus Amelanchier, regardless of cultivation conditions, have a hypostomatic leaf type. All samples were characterized by the anomocytic type of stomatal apparatus structure; at the stage of proper clonal micropropagation, the anisocytic type of stomata was encountered sporadically. It was noted that the shape of stomata during the transition from in vitro to ex vitro culture in almost all studied representatives of the genus Amelanchier, except for ×Amelasorbus, changed from round to elliptical. In ×Amelasorbus, this indicator did not change significantly; the ratio of the polar axis to the equatorial diameter was less than 1,5. Statistically significant differences were established between the area of the stomatal apparatus in cultivated explants and plants that underwent changes under the influence of abiotic stress. The relative transpiration area decreased by 3,5 times in ×Amelasorbus, by almost 2 times in A. canadensis, and by 1,5 times in A. alnifolia.