Макроморфологический анализ некоторых эфирномасличных роз и витаминных шиповников

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион

УДК (58.01+581.3+581.4):582.734.4

В. П. Величко, Е. Ф. Семенова, О. В. Рытикова

МАКРОМОРФОЛОГИЧЕСКИИ АНАЛИЗ НЕКОТОРЫХ ЭФИРНОМАСЛИЧНЫХ РОЗ И ВИТАМИННЫХ ШИПОВНИКОВ

Аннотация.

Актуальность и цели. Фитопродукция на основе эфирномасличных роз и витаминных шиповников имеет широкое применение в медицине и фармации, косметологии и диетическом питании. В настоящее время в связи с ограниченными ресурсами дикорастущих шиповников, недостаточной сырьевой базой плантационного выращивания роз возникает необходимость расширения ассортимента высокоурожайных культивируемых форм. Известно, что при введении в культуру и выращивании в различных эколого-географических условиях могут измениться биоструктурные характеристики растений. Поэтому необходим углубленный макроморфологический анализ видов и форм эфирномасличных роз и витаминных шиповников для оценки их адаптационных и продукционных возможностей, диагностически значимых признаков при интродукции в Среднем Поволжье.

Материалы и методы. Исследования проводились на растениях, выращенных на коллекционных участках (поселок Крымская Роза Белогорского района Республики Крым), расположенных в северной предгорной части Крымского полуострова. Также изучались образцы, культивируемые в условиях Ботанического сада им. И. И. Спрыгина (г. Пенза). В ходе исследования проводилось наблюдение за образцами эфирномасличных роз и витаминных шиповников, описание признаков, которые могут позволить доказать видо- и формоспецифичность образцов.

Результаты. Проведенные исследования позволили установить отличительные морфологические признаки вегетативных побегов, листьев, цветков и плодов, а также показали, что характер окраски побега, расположение и форма шипов, форма листовой пластинки являются видоспецифичными, а тип цветка, окраска и форма плода являются формоспецифичными. Были изучены и оценены особенности структурной адаптации в условиях интродукции на макроморфологическом уровне.

Выводы. Адаптационный и продукционный потенциал интродуцентов был реализован в наибольшей степени. К диагностическим макроморфологическим признакам эфирномасличных роз можно отнести тип цветка, окраску и форму плода, к диагностическим признакам витаминных шиповников - характер окраски побега, расположение и форма шипов, форма листовой пластинки.

Ключевые слова: виды витаминных шиповников, формы эфирномасличных роз, побег, плод, цветок, лист.

V. P. Velichko, E. F. Semenova, O. V. Rytikova

MACROMORPHOLOGICAL ANALYSIS OF SOME ETHERAL-OIL ROSES AND VITAMIN WILD ROSES

Abstract.

Background. Phytoproducts based on attar of roses and vitamin wild roses are widely used in medicine and pharmacy, cosmetics and dietary nutrition. Currently, due to limited resources of wild rose hips, a lack of raw materials of rose plantation

14

University proceedings. Volga region

№ 3 (11), 2015

Естественные науки. Биология

cultivation, it is necessary to expand the range of high-yielding cultivated forms. It is known that introduction to the culture and growing in different ecological and geographical conditions may change biostructure of plants. Therefore, the detailed macromorphological analysis of types and forms of attar of roses and vitamin wild roses is necessary to assess their adaptation and productive capacity, diagnostically significant symptoms while being introduced in the Middle Volga.

Materials and methods. The studies were conducted on plants grown on collection sites (district of Crimea), located in the northern foothills of the Crimean peninsula. The authors also studied the samples obtained in the Botanical Garden (Penza). In the course of the study the scientists monitored the samples of attar of roses and vitamin wild roses, described the symptoms, which may allow to prove features of type and form of the samples.

Results. The studies have established distinctive morphological features of vegetative shoots, leaves, flowers and fruits, and also showed that the nature of the shoot color, location and form of thorns, the shape of the leaf blade are species-specific, and the flower type, color and shape of the fruit are form-specific. The features of structural adaptation were studied and evaluated by introduction on the macromorphological level.

Conclusions. Adaptation and productive potential of exotic species has been implemented to the greatest extent. Diagnostic macromorphological features of attar of roses include the flower type, color and shape of the fruit, and features of vitamin wild roses include the bine color, location and shape of the spines, the leaf blade shape.

Key words: types of vitamin wild roses, attar of roses shape, shoot, fruit, flower, leaf.

Введение

Одним из основных эфирномасличных растений с ценным эфирным маслом, имеющим широкий диапазон использования, является эфирномасличная роза. Витаминные шиповники также являются представителями рода Rosa (Rosaceae) [1, 2]. Фитопродукция на основе эфирномасличных роз и витаминных шиповников имеет широкое применение в медицинском, фармацевтическом, парфюмерно-косметическом, кондитерском, мыловаренном и ликероводочном производствах. На основе розового масла выпускают в Болгарии препарат «Розанол», обладающий спазмолитическим действием. Из плодов шиповника вырабатывается препарат «Холосас», с успехом применяющийся при воспалительных заболеваниях желчных путей, желчного пузыря и печени.

В настоящее время в связи с ограниченными ресурсами дикорастущих шиповников, недостаточной сырьевой базой плантационного выращивания роз возникает необходимость расширения ассортимента высокоурожайных культивируемых форм. Известно, что при выращивании роз в различных эколого-географических условиях могут измениться их биоструктурные характеристики. Об изменчивости растений в природных популяциях роз также указывается в ряде отечественных работ [3-7]. В связи с этим представляет интерес морфологическое изучение интродуцируемых видов и форм с целью выявления особенностей вегетативных побегов и генеративных органов при культивировании в Среднем Поволжье. Цель исследования - макроморфологический анализ образцов эфирномасличных роз и витаминных шиповников для комплексной оценки их адаптационных возможностей и диагностически значимых признаков.

Natural Sciences. Biology

15

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион

Материалы и методы

Объектами изучения служили восемь видов и шесть сортов гибридного происхождения: Rosa alba L., R. canina L., R. cinnamomea L. (R. majalis Herrm.), R. rugosa Thunb., R. gallica L., R. kamtschatica Vent., R. corymbifera Borkh. (R. du-metorum Thuill.), R. kazanlika V. T., Таврида, Фестивальная, Весна, Кооператора, Мичуринка, Кавказская Красная.

Исследования проводились на растениях, выращенных на коллекционных участках (поселок Крымская Роза Белогорского района Республики Крым), расположенных в северной предгорной части Крымского полуострова. Также изучались образцы, культивируемые в условиях Ботанического сада им. И. И. Спрыгина (г. Пенза). Макроморфологический анализ видов и форм розы эфирномасличной и витаминных шиповников проводился путем прямого измерения размеров цветка, цинародия, орешка и доли гипантия [8, 9]. Наблюдались и анализировались окраска стебля, форма шипов, шиповатость, особенности листочков, окраска лепестков и тип цветка в соответствии с общепринятыми методиками [1, 3].

Результаты и обсуждения

Исследования показали, что тип ветвления роз - симподиальный, окраска стебля разнообразна, от светло-зеленого до коричневого с бурым оттенком (табл. 1). Ветви и побеги розы почти всегда бывают покрыты колючими шипами. Форма шипов различна: прямые, заостренные, серповидно-изогнутые, загнутые кверху, крючковатые. Расположение шипов в основном рассеянное по всей поверхности стебля, но встречаются виды с попарным расположением, такие как шиповник собачий R. canina и шиповник коричный (майский) R. cinnamomea (R. majalis) [10].

Таблица 1

Морфологические особенности вегетативного побега розы

Название Окраска стебля Форма шипов Шиповатость

1 2 3 4

1. R. alba Зеленая с буроватым оттенком Прямые, чуть загнутые к верху Средняя

2. R. canina Зеленая Редкие, серповидные, с очень коротким основанием, с боков сжатые, всегда крючковидно-изогнутые Слабая

3. R. cinnamomea Буровато- коричневая Редкие твердые, серповидно изогнутые с расширенным основанием Средняя

4. R. rugosa Светло-зеленая Крепкие, с широким основанием, немного серповидно-изогнутые Сильная

5. R. gallica Зеленая с коричневым оттенком Редкие, мелкие, однотипные, серповидно-изогнутые Средняя

16

University proceedings. Volga region

№ 3 (11), 2015

Естественные науки. Биология

Окончание табл. 1

1 2 3 4

6. R. kamtschatica Зеленая с коричневым оттенком Редкие, с широким основанием, изогнуты серповидно Средняя

7. R. corymbifera Бурая С крепким основанием, загнутые кверху Средняя

8. R. kazanlika Желтовато- зеленая Крючковидные Средняя

9. R. gallica Крымская Красная Зеленая с бордовым оттенком Крупные, отогнутые книзу Незначительная

10. R. hybrida Таврида Зеленая Слабо изогнутые книзу Средняя

11. R. hybrida Украина Серая с красноватым оттенком Редкие крупные, загнутые вниз Незначительная

12. R. hybrida Фестивальная Серо-зеленая Крупные, загнутые вниз Незначительная

13. R. hybrida Весна Серая с зеленоватым оттенком Мелкие, загнутые вниз Сильная

14. R. hybrida Кооператорка Зеленая с буроватым оттенком Крупные, отогнутые книзу Средняя

15. R. hybrida Мичуринка Желто-зеленая Отогнутые книзу Незначительная

16. R. hybrida Кавказская Красная Зеленоватая с бурым оттенком Крупные, отогнутые книзу Средняя

Шиповатость стебля средняя либо сильная. Также наблюдается появление многочисленных мелких игловидных шипиков у основания листовых черешков у шиповника морщинистого R. rugosa. Побеги полностью покрыты короткими щетинками у сорта Крымская Красная, относящегося к R. gallica.

Важнейший вегетативный орган растений розы - сложные непарноперистые листья, очередные, длинночерешковые, состоящие из длинного рахиса и сидячих листочков (табл. 2).

Таблица 2

Морфологические особенности листочков

Название Форма Основание Край

1 2 3 4

1. R. alba Узкояйцевидная Клиновидное Цельнокрайний

2. R. canina Яйцевидно- эллиптическая Клиновидное Просто- остропильчатый

3. R. cinnamomea Эллиптическая Клиновидное Зубчатый

Natural Sciences. Biology

17

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион

Окончание табл. 2

1 2 3 4

4. R. rugosa Удлиненно- эллиптическая Клиновидное Пильчатый

5. R. gallica Яйцевидная Клиновидное Зубчатый

6. R. kamtschatica Овальная Округлое Зубчатый

7. R. corymbifera Овальная Клиновидное Пильчатый

8. R. kazanlika Овальная Округлое Цельнокрайний

9. Крымская Красная Яйцевидно-округлая Клиновидное Пильчатый

10. Таврида Вытянутая Клиновидное Цельнокрайний

11. Украина Яйцевидно-округлая Клиновидное Цельнокрайний

12. Фестивальная Овальная Округлое Зубчатый

13. Весна Яйцевидно-округлая Клиновидное Пильчатый

14. Кооператорка Вытянутая Клиновидное Пильчатый

15. Мичуринка Округлая Округлое Пильчатый

16. Кавказская Красная Вытянутая Клиновидное Пильчатый

Количество листочков у листьев изучаемых видов варьирует в пределах от трех до одиннадцати, причем у R. kamtschatica, R. corymbifera их пять. Форма листовой пластинки овальная (R. kamtschatica, R. corymbifera, R. ka-zanlika), яйцевидная (R. gallica), яйцевидно-эллиптическая (R. canina, R. galli-ca, Украина). Верхушка у большинства видов заостренная или острая. Что касается основания, оно может быть клиновидным или округлым. Край листовой пластинки иногда цельный, чаще простоостропильчатый, заостренный, острый, зубчатый. Тип жилкования - перистонервный.

Цветки у роз собраны в щитковидные соцветия и их количество в среднем колеблется от двух до десяти штук, например, у R. canina L., R. cinnamo-mea L., R. majalis Herrm. Некоторые соцветия на кусте имеют более 30 бутонов. Масса цветков, расположенных в соцветии на ветвлениях разного порядка, неодинакова. Кроме того, цветки отличаются по количеству лепестков -махровости. Цветок как орган полового размножения обоеполый, т.е. содержит женский орган - пестик с завязью, столбиком и рыльцем - и мужской -тычинку с пыльником. Количество тычинок варьирует от 42 (Мичуринка) до 136 (Кооператорка), а количество пестиков - от 18 (Украина) до 58 (Кавказская Красная) [11].

Все цветки актиноморфные, т.е. симметричные. Тип околоцветника у всех изученных образцов двойной. Типы цветков простые (R. alba, R. cani-na, R. majalis, R. rugosa, R. gallica), густомахровый (Кавказская Красная), полумахровый (R. alba, R. kazanlika, Весна, Кооператорка), у остальных форм -махровый (табл. 3). Размеры цветков варьируют от маленьких (3-4 см) до больших (9-10 см) [8, 9]. Окраска лепестков разнообразная: от светло-розовой до ярко-красной. Диаграмма цветков витаминных шиповников имеет следующий вид: *К (5) С (5) А ( ГО ) G ( да).

Сочные ложные плоды - цинародии разнообразных форм (шаровидные, яйцевидные, грушевидные) и окраски от оранжево-красной до черной (табл. 4).

18

University proceedings. Volga region

№ 3 (11), 2015

Естественные науки. Биология

Таблица 3

Морфологические особенности цветка

Название Тип цветка Размеры, мм Окраска лепестков Диаграмма

длина диаметр

1. R. alba Простой 4 7 Белая *К

2. R. canina Простой 5 8 Светло- розовая *K

3. R. cinnamomea Простой 5 7 Розовая *К

4. R. rugosa Простой 6 8 Ярко- розовая *K

5. R. gallica Простой 5 7 Светло- розовая *K

6. R. kamtschatica Махровый 5 7 Светло- розовая нет данных

7. R. corymbifera Махровый 6 8 Розовая нет данных

8. R. kazanlika Махровый 5 6 Бледнорозовая с белыми ноготками *K

9. Крымская Красная Махровый 8 9 Ярко- красная *K

10. Таврида Махровый 8 9 Бледно- розовая *K

11. Украина Сильно махровый 9 10 Бледно- розовая *K

12. Фестивальная Махровый 9 10 Розово- красная *K

13. Весна Полу- махровый 9 10 Розовая *K

14. Кооператорка Полу- махровый 9 10 Розовая *K

15. Мичуринка Махровый 8 9 Красная с розоватым оттенком *K

16. Кавказская Красная Густо- махровый 9 10 Ярко- красная *K

Их размеры в диаметре варьируют от 10 до 25 миллиметров. Доля ги-пантия составляет от 1/6 до 1/3. Консистенция околоплодника (гипантия) в большинстве случаев мясистая, за исключением сортов Крымская Красная, Украина и Мичуринка. Внутри гипантия находятся волосистые, твердые плодики-орешки. Орешки в плодах очень маленьких размеров - в среднем от 1 до 3 мм в длину. Число плодолистиков может изменяться от одного до неопределенного количества.

Заключение

Макроморфологические исследования - это необходимая составляющая изучения адаптивного потенциала при интродукции представленных видов и форм розы эфирномасличной и витаминных шиповников. Особое значение в данном исследовании приобретает выявление диагностических признаков [12].

Natural Sciences. Biology

19

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион

Таблица 4

Морфологические особенности плодов

Название Окраска Цинародий, мм Форма цинародия Доля гипантия Орешек, мм

длина диаметр длина диаметр

1. R. alba Красно-бурая 17 15 Ореховидная i/6 2 1

2. R. canina Оранжево- красная 23 17 Яблоковидная i/6 1 1

3. R. cinnamomea Красная 20 15 Шаровидная 1/4 3 1

4. R. rugosa Ярко-красная 17 20 Сплюснуто- шаровидная 1/4 1 2

5. R. gallica Красно-бурая 15 21 Шаровидная 1/5 1 1

6. R. kamtschatica Красная 15 21 Ореховидная 1/6 2 1

1. R. corymbifera Красно-бурая 17 19 Шаровидная 1/6 1 1

8. R. kazanlika Вишнево- красная 18 19 Грушевидно- вытянутая 1/4 2 1

9. Крымская Красная Коричнево- красная 16 17 Удлиненно- яйцевидная 1/6 1 1

10. Таврида Коричнево- красная 17 18 Яйцевидная 1/4 1 1

11. Украина Зеленовато- красная 18 19 Яйцевидная 1/6 1 1

12. Фестивальная Оранжевая 19 17 Яйцевидная 1/4 1 1

13. Весна Коричнево- красная 17 18 Яйцевидная 1/4 1 1

14. Кооператорка Красная 16 19 Удлиненно- яйцевидная 1/6 2 1

15. Мичуринка Красно-бурая 15 19 Грушевидно- вытянутая 1/4 2 1

16. Кавказская Красная Ярко-красная 17 18 Сплюснуто- шаровидная 1/4 1 1

Результаты исследований позволяют определить макроморфологические диагностические признаки вегетативных побегов. Видоспецифичными признаками являются следующие: характер окраски побега; форма, размеры, расположение шипов; форма листа и листовой пластинки. К формоспецифичным признакам относятся тип цветка, окраска лепестков, окраска и форма плода.

Общими признаками являются следующие: тип ветвления - симподи-альный, тип листа - непарноперистный, тип жилкования - перистонервный, тип околоцветника - двойной, тип симметрии цветка - актиноморфный, что согласуется с известными научными данными.

Полученные данные по макроморфологическому строению видов и форм роз различных направлений использования представляют интерес для интродукционно-селекционной работы в качестве маркерных признаков, для адаптационно-продукционной оценки растений, культивируемых в различных погодно-климатических и эколого-географических условиях с целью получения и диагностики лекарственного сырья.

Список литературы

1. Семенова, Е. Ф. Репродуктивная биология видов и форм Rosa L. : моногр. / Е. Ф. Семенова, Е. В. Преснякова, Т. П. Жужжалова. - Воронеж : Изд-во ЦНТИ, 2014. - 136 с.

2. Семенова, Е. Ф. Сравнительное исследование биологии опыления и оплодотворения видов и форм розы эфирномасличной / Е. Ф. Семенова, Е. В. Преснякова //

20

University proceedings. Volga region

№ 3 (11), 2015

Естественные науки. Биология

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. -2014. - № 2 (6). - С. 18-28.

3. Назаренко, Л. Г. Роза эфиромасличная (история, биологические особенности и селекция) / Л. Г. Назаренко. - Киев : Наукова думка, 1978. - 200 с.

4. Назаренко, Л. Г. Сорта эфиромасличных культур селекции Института эфиромасличных и лекарственных растений / Л. Г. Назаренко // Научные труды ИЭЛР. - Симферополь, 2006. - Вып. 26. - С. 49-54.

5. Шанцер, И. А. Анализ морфологической изменчивости Rosa majalis Herrm. в европейской части России / И. А. Шанцер, Г. Ю. Клинкова // Бюллетень Главного ботанического сада. - 2000. - Вып. 180. - С. 53-71.

6. Шанцер, И. А. Эффективность опыления и семенного размножения в природной популяции коричного шиповника (Rosa majalis Herrm. s.l.) / И. А. Шанцер // Бюллетень Главного ботанического сада. - 2006. - Вып. 192. - С. 88-94.

7. Назаренко, Л. Г. Культура эфиромасличной розы / Л. Г. Назаренко, Б. П. Минь-ков, Г. И. Мустяцэ, А. В. Мурин. - Кишинев : Штиинца, 1983. - 187 с.

8. Шмидт, В. М. Математические методы в ботанике / В. М. Шмидт. - Л. : Изд-во Ленингр. ун-та, 1984. - 288 с.

9. Лакин, Г. Ф. Биометрия / Г. Ф. Лакин. - М. : Высшая школа, 1990. - 352 с.

10. Шанцер, И. А. Межвидовая гибридизация у шиповников (Rosa L.) секции Ca-ninae DC. / И. А. Шанцер, Н. А. Кутлунина // Известия Российской академии наук. Серия биологическая. - 2010. - № 5. - С. 564-573.

11. Семенова, Е. Ф. Анатомо-морфологические особенности лепестков как эфироносных структур цветков представителей рода Rosa / Е. Ф. Семенова, Н. А. Меженная, Е. В. Преснякова // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. - 2014. - № 3 (7). - С. 5-17.

12. Маевский, П. Ф. Флора средней полосы европейской части России / П. Ф. Маевский. - М. : Товарищество научных изданий, 2006. - 600 с.

References

1. Semenova E. F., Presnyakova E. V., Zhuzhzhalova T. P. Reproduktivnaya biologiya vidov i form Rosa L.: monogr. [Reproductive biology of Rose species and forms]. Voronezh: Izd-vo TsNTI, 2014, 136 p.

2. Semenova E. F., Presnyakova E. V. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzh-skiy region. Estestvennye nauki [University proceedings. Volga region. Natural sciences]. 2014, no. 2 (6), pp. 18-28.

3. Nazarenko L. G. Roza efiromaslichnaya (istoriya, biologicheskie osobennosti i selek-tsiya) [Essential-oil rose (history, biological features and selection)]. Kiev: Naukova dumka, 1978, 200 p.

4. Nazarenko L. G. Nauchnye trudy IELR [Proceedings of IELR]. Simferopol, 2006, iss. 26, pp. 49-54.

5. Shantser I. A., Klinkova G. Yu. Byulleten’ Glavnogo botanicheskogo sada [Bulletin of Main botanical garden]. 2000, iss. 180, pp. 53-71.

6. Shantser I. A. Byulleten’ Glavnogo botanicheskogo sada [Bulletin of Main botanical garden]. 2006, iss. 192, pp. 88-94.

7. Nazarenko L. G., Min'kov B. P., Mustyatse G. I., Murin A. V. Kul’tura efiromaslichnoy rozy [Essential-oil rose culture]. Kishinev: Shtiintsa, 1983, 187 p.

8. Shmidt V. M. Matematicheskie metody v botanike [Mathematical methods in botany]. Leningrad: Izd-vo Leningr. un-ta, 1984, 288 p.

9. Lakin G. F. Biometriya [Biometrics]. Moscow: Vysshaya shkola, 1990, 352 p.

10. Shantser I. A., Kutlunina N. A. Izvestiya Rossiyskoy akademii nauk. Seriya biologi-cheskaya [Proceedings of the Russian Academy of Sciences. Biological series]. 2010, no. 5, pp. 564-573.

Natural Sciences. Biology

21

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион

11. Semenova E. F., Mezhennaya N. A., Presnyakova E. V. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Estestvennye nauki [University proceedings. Volga region. Natural sciences]. 2014, no. 3 (7), pp. 5-17.

12. Maevskiy P. F. Flora sredney polosy evropeyskoy chasti Rossii [Flora of the middle zone of the European part of Russia]. Moscow: Tovarishchestvo nauchnykh izdaniy,

2006, 600 p.

Величко Виктория Павловна

студентка, Пензенский государственный университет

E-mail: veliechko.v@mail.ru

Семенова Елена Федоровна кандидат биологических наук, профессор, старший научный сотрудник, кафедра общей и клинической фармакологии, Пензенский государственный университет

E-mail: sef1957@mail.ru

Рытикова Ольга Владимировна биолог Ботанического сада им. И. И. Спрыгина

E-mail: botsad.penza@mail.ru

Velichko Viktoria Pavlovna

Student, Penza State University

Semenova Elena Fedorovna Candidate of biological sciences, professor, senior staff scientist, sub-department of general and clinical pharmacology, Penza State University

Rytikova Olga Vladimirovna Biologist, I. I. Sprygin’s Botanical garden

УДК (58.01+581.3+581.4):582.734.4 Величко, В. П.

Макроморфологический анализ некоторых эфирномасличных роз и витаминных шиповников / В. П. Величко, Е. Ф. Семенова, О. В. Рытикова // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. - 2015. - № 3 (11). - С. 14-22.

22

University proceedings. Volga region