Некоторые особенности развития мужских и женских генеративных структур fumana thymifolia (L. ) Spach et Webb (сем. Cistaceae)

кормовую единицу обнаружил безусловное преимущество сорговых с соей - в среднем 77,9 г; у кукурузы с соей - 76,4 г.

Список литературы

1. Алабушев А.В., Шишкин Н.В., Стешенко А.И. Способы основной обработки почвы при возделывании зернового сорго // Кукуруза и сорго. - 1996. - № 6. - С. 15.

2. Бабич А.О. Методика проведення дослвдв по кормовиробництву. - Вшниця, 1994. - 87 с.

3. Гайко Н.Т., Коломиец Н.Я., Метлина Г.В. Сено и сенаж из сорговых культур // Кукуруза и сорго. - 1997. - № 5. - С. 22-23.

4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - 5-е изд., доп. и перераб. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.

5. Земляков А.И. Основы создания зернового сорго и некоторые элементы совершенствования его семеноводства // Кукуруза и сорго. - 1998. - № 16. - С. 17-18.

6. Зоотехнический анализ кормов / Е.А. Петухова, Р.Ф. Бессарабова, Л.Д. Хале-нева, О.А. Антонова. - М.: ВО «Агропромиздат», 1989. - 240 с.

7. Кубарев В.А. Больше внимания высокобелковым культурам // Кормопроизводство. - 1998. - № 12. - С. 16-18.

8. Мушинский А.А., Балыкин С.В. Однолетние кормовые культуры на Южном Урале // Кормопроизводство. - 2004. - № 11. - С. 19-20.

9. Рейнштейн Л.Н. Совместные посевы сорговых культур с соей на зеленый корм // Кукуруза и сорго. - 2008. - № 4. - С. 16-19.

10. Рейнштейн Л.М. Вплив рiзних способiв поаву соргових культур та куку-рудзи у сумiшi з соею на врожайшсть зелено! маси // Внесок молодих вчених у наук.-техн. прогрес галузi тваринництва: Матерiали наук.-практ. конф. молод. вчених. Хар-юв, 20-21 грудня 2005 р. - Харюв: 1н-т тваринництва УААН, 2006. - № 92. - С. 94-99.

11. Рейнштейн Л.Н. Динамика урожайности злаково-бобовых смесей в условиях Крыма // Проблемы интенсификации производства продуктов животноводства: Тезисы докл. Межд. науч.-практ. конф. (Жодино, 9-10 окт. 2008). - Жодино, 2008. - С. 232233.

12. Источник: http://agrotechnika.info/.

13. Источник: http://grunt.at.ua/publ/zagotovka_silosa_iz_kukuruzy/38-1-0-855.

Рекомендовано к печати к. с.-х. н. Туриным Е.Н.

БИОТЕХНОЛОГИЯ И ЭМБРИОЛОГИЯ

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ МУЖСКИХ И ЖЕНСКИХ ГЕНЕРАТИВНЫХ СТРУКТУР FUMANA THYMIFOLIA (L.) SPACH ET WEBB

М.А.ГАФАРОВА; С.В.ШЕВЧЕНКО, доктор биологических наук Никитский ботанический сад - Национальный научный центр

Введение

Одной из актуальных задач в рамках проблемы сохранения биологического разнообразия является охрана редких видов как наиболее уязвимой части генофонда.

Распространение растений ограничивается определенными биоэкологическими параметрами, в пределах которых виды характеризуются различной численностью или плотностью популяций. Биологические свойства видов и влияние антропогенного фактора часто приводят к тому, что численность популяций некоторых видов заметно сокращается, уменьшается их ареал.

Следует акцентировать внимание на том, что связь процессов репродукции и численности популяций тесно сопряжена. Детальное изучение процессов репродуктивной биологии редких видов позволит проанализировать репродуктивную стратегию вида, выявить критические периоды в репродуктивном цикле.

Одним из редких видов флоры Крыма является Fumana thymifolia Spach et Webb (сем. Cistaceae) [7]. В Красной книге Украины этот вид отнесен к категории «уязвимых», которые в ближайшее время могут быть отнесены к категории «исчезающих», если продолжится воздействие угнетающих факторов [9]. Для Красной книги АР Крым этот вид предложили отнести ко II категории (редкие и очень редкие) [1].

F. thymifolia - средиземноморский реликт, единственным местом ее произрастания в Крыму является юго-восточный щебнистый склон горы Кошка (вблизи п. Симеиз), и фактическая численность данного вида в 1978 году насчитывала около 1000 особей [7].

Целью данной работы было выявление особенностей развития генеративных структур данного вида и оценка качества его мужских и женских гамет.

Объекты и методы исследований

Антэкологические наблюдения осуществляли согласно методикам А.Н.Пономарева [4], В.Н.Голубева и Ю.С.Волокитина [2]. Эмбриологические исследования проводили на постоянных препаратах, приготовленных по общепринятым методикам [3, 6]. Для фиксации бутонов разной величины и цветков использовали фиксатор Чемберлена (спирт этиловый 50 - 70% - 90 частей: формалин 40% - 5 частей: ледяная уксусная кислота - 5 частей). Препараты окрашивали гематоксилином по Гейденгайну с подкраской алциановым синим. Срезы толщиной 8-10 мкм выполняли на ротационном микротоме. Анализ препаратов проводили с помощью микроскопа «Jenamed 2» фирмы Carl Zeiss. Фотоснимки сделаны с помощью цифровой фотокамеры Canon A 550.

Результаты и обсуждение

Семейство Cistaceae (Ладанниковые), к которому относится род Fumana, является довольно малочисленным. В его состав входят всего 8 родов и 180 видов. Большинство видов данного семейства, в том числе и виды рода Fumana, произрастает в Средиземноморской области, и только немногие из них произрастают в Центральной Европе, проникая на север до Южной Швеции, Южной Финляндии и Кольского полуострова. Одним из редких видов, занесенных в Красную книгу Украины, является вид F. thymifolia.

F. thymifolia - летне-зимнезеленый кустарничек рыхлой подушковидной формы, высотой 10 -15 см. Листья линейные, супротивные, по краям загнуты вниз, с мелкими прилистниками. Цветки собраны в цимозные кистевидные соцветия, актиноморфные, обоеполые, пятичленные. Околоцветник двойной, представлен венчиком и чашечкой. Чашечка имеет 5 свободных чашелистиков, причем два наружных отличаются от внутренних размерами и формой. Форма внутренних чашелистиков обратно-яйцевидная, длина 5 - 7 мм, наружных - игольчатая, длина - 2 - 3 мм. Чашечка увядающая, остающаяся при плоде. Венчик свободнолепестный, состоит из 5 обратнояйцевидных лепестков ярко-желтой окраски, длина которых 8 -10 мм. Цветоножки тонкие, немного опушенные, в 2-3 раза длиннее прицветных листьев.

Растение опушено простыми волосками. Плод - трехгранная коробочка, с 4-6 семенами.

По срокам цветения Г. ^утг^га может быть отнесена к поздневесенне-позднелетней группе растений. Активная бутонизация ее начинается в конце апреля -начале мая при среднесуточной температуре воздуха +15-18°С. Пик цветения приходится на середину - конец мая, когда в Крыму устанавливается сухая и теплая погода. Продолжительность цветения одного цветка 1-3 сут, после чего лепестки венчика опадают, а чашелистики смыкаются, но в целом период цветения довольно продолжителен. На одном и том же растении можно наблюдать одновременное завязывание бутонов и плодоношение.

В раскрытом цветке андроцей представлен большим количеством свободных тычинок (20-25), которые располагаются в несколько кругов (3 - 5), причем наружные тычинки бесплодны (не имеют пыльников). Длина тычиночной нити в 3 -4 раза превышает длину пыльников. Тычинки короче пестика, что практически исключает автогамию и способствует аллогамии.

Пыльники Г. ^утг^га двутековые, 4-гнездные. Стенка микроспорангия развивается центробежно. Полностью сформированная стенка микроспорангия состоит из следующих слоев: эпидермис, эндотеций, один средний слой, тапетум (рис. 1).

Рис. 1. Фрагменты микроспорангия ¥. *кут1/оНа на стадиях спорогенной ткани

Клетки эпидермиса имеют форму прямоугольника и формируют плотный слой, ядро округлой формы, цитоплазма густая, хорошо окрашивается гематоксилином. Клетки эндотеция мельче эпидермальных, прямоугольные, сплющены с боков. Ядра расположены в центре клеток, имеют дисковидную форму. Средний слой эфемерен и представлен одним рядом вытянутых клеток, прижатых к эндотецию. Тапетум неравномерно двуслойный, клетки имеют кубическую форму, в некоторых клетках насчитывается до 4, иногда 6 ядер. Тапетум является дериватом первичного париетального слоя.

Стенка зрелого пыльника состоит из эпидермиса и эндотеция, имеется тапетальная пленка. Некоторые клетки эпидермиса теряют свою форму, ядро принимает более уплощенную форму и оттесняется вакуолью к стенке клетки. На этапе

А

Б

сформированных пыльцевых зерен тапетум обнаруживается в виде тапетальной пленки, клеточные стенки практически смыкаются, содержимое клетки не определяется. Наиболее заметна тапетальная пленка в дорзальной части стенки пыльника, ближе к связнику. В связнике и боковых частях гнезд пыльника хорошо заметны крупные клетки кубической формы, заполненные танином или смолой.

Микроспоры формируются симультанно, тетрада имеет форму тетраэдра (рис. 2), в одном гнезде обычно их образуется незначительное число, может быть всего 6-8 тетрад.

тм

эн

сс

кт

Рис. 2. Фрагмент микроспорангия на стадии тетрады микроспор

Пыльца двуклеточная, образуется в результате дифференцирующего митоза, когда в центре располагается крупная вакуоль, оттесняющая ядро микроспоры к стенке, где и происходит его деление. Стенка микроспорангия в это время представлена клетками эпидермиса, сплющенными клетками эндотеция и остатками клеток тапетума (рис. 3).

пз

кт

Рис. 3. Фрагменты микроспорангиев на стадии дифференцирующего митоза

Зрелые пыльцевые зерна трехпоровые (реже двухпоровые), содержат ядро вегетативной клетки и генеративную клетку. Следует отметить, что в массе пыльцевых зерен Е. №ут1/оМа значительная часть их дефективна (более 30%).

Процесс микроспорогенеза в разных тычинках происходит асинхронно. На разных срезах можно наблюдать в одних пыльцевых гнездах распад тетрад на отдельные микроспоры, а в других только обособление микроспороцитов.

Женская генеративная сфера цветка представлена сросшимися пестиками, свободными лишь в области рыльца. Гинецей состоит из 3 сросшихся плодолистиков,

рыльце трехлопастное, лопасти рыльца влажные, гладкие (рис. 4). Завязь верхняя, трехгнездная. В каждом гнезде формируется по 2 семязачатка.

Рис. 4. Лопасти рыльца пестика ¥. *Нут1/оИа

Семязачаток Г. ^утг^га атропный, как и у многих видов С1Б1асеае, битег-мальный, крассинуцеллятный. Наружный интегумент состоит из 2 слоев, внутренний -из 2-3. По скорости развития значительно опережает в росте наружный интегумент (рис. 5).

Семязачаток расположен на хорошо определимом подиуме, состоящем из 3-4 слоев клеток. Микропиле образовано обоими интегументами, экзостом - наружным, эндостом - внутренним. Имеется фуникулярный обтуратор. Проводящий пучок хорошо развит, доходит до халазы.

Рис. 5. Фрагмент семязачатка ¥. *кут1/оНа на стадии мегаспороцита (ни -наружный интегумент, ви - внутренний интегумент, пк - париетальные клетки,

мгц - мегаспороцит)

В субэпидермальном слое семязачатка формируется одна археспориальная клетка, отличная от других клеток размерами и формой. Иногда наблюдали закладку и второй археспориальной клетки, но в последующем на стадиях двухядерного или четырехядерного зародышевого мешка структура дегенерировала, что было отмечено и у других видов, например у видов рода ИеНаЫЪетит [8, 10, 11]. Археспориальная клетка периклинально делится, давая начало париетальной и спорогенной клеткам. Париетальная клетка дает начало париетальной ткани, а спорогенная клетка преобразуется в мегаспороцит (рис. 6, А), в котором происходит мейоз, приводящий к образованию линейной тетрады мегаспор (рис. 6, Б).

ш

А Б

Рис. 6. Семязачаток 1кут1/оИа на стадии дифференциации мегаспороцита

Развитие типичного восьмиядерного зародышевого мешка происходит в результате ряда последовательных делений: в результате первого деления ядро мегаспоры делится на два, затем каждое из этих двух делится в свою очередь на два и, наконец, каждое из четырех ядер также делится на два. Из восьми образовавшихся таким образом ядер три располагаются у микропилярного конца, два - в центре зародышевого мешка и три - у халазального конца. Далее дифференцируется 7-клеточный зародышевый мешок Ро1у§опиш-типа с ярко выраженным яйцевым аппаратом (рис. 7).

д зм

А Б В Г Д

Рис. 7. Фрагменты зародышевого мешка на разных стадиях развития: А - двухядерный зародышевый мешок, Б - четырехядерные зародышевые мешки (д зм -дегенерировавший зародышевый мешок), В - синергиды, Г - яйцеклетка, Д - яйцевой аппарат и полярные ядра

Яйцеклетка крупная, грушевидной формы, с крупным ядром, смещенным вакуолью к базальной части клетки. Синергиды Г. ^утг^га, как и у многих других видов семейства С1Б1асеае [5, 11], имеют хорошо развитый нитчатый аппарат, расположены по бокам яйцеклетки, имеют округлую форму с выростом, в центральной или базальной части клетки расположено крупное ядро. Вакуоль небольших размеров, цитоплазма густая, хорошо окрашивающаяся гематоксилином с подкраской алциановым синим.

Полярные ядра занимают центральное положение в зародышевом мешке, располагаться могут друг под другом либо рядом, сливаются до оплодотворения или во время тройного слияния (рис. 8).

Рис. 8. Слияние полярных ядер

В халазальной части зародышевого мешка расположены три клетки-антиподы. Формы клеток варьируют от кубической до треугольной. Клеточные стенки тонкие, внутреннее содержимое клеток хорошо окрашивается, цитоплазма густая, без включений и вакуолей. Ядро крупное, округлой формы, занимает центральное положение. В зрелом зародышевом мешке антиподы могут располагаться в строго вертикальном порядке или их расположение может напоминать перевернутый треугольник. Дегенерируют обычно до оплодотворения. Всю полость центральной клетки зародышевого мешка занимает крупная вакуоль с цитоплазматическими тяжами. У Г. ^утг^га наблюдается четко выраженная протерандрия. Следует обратить внимание на то, что асинхронное развитие мужской и женской генеративных сфер можно наблюдать на всех этапах развития цветка. На стадии дифференцирующего митоза в пыльцевых зернах - в зародышевом мешке идет закладка и дифференциация мегаспороцита или мейоз; на стадии 2-ядерного зародышевого мешка в пыльниках наблюдаются уже сформированные 2-клеточные пыльцевые зерна. Разновременное созревание и полноценное функционирование мужской и женской генеративных сфер обеспечивают данному виду аллогамию.

Выводы

В целом формирование и строение мужских и женских генеративных структур такое же, как у многих других видов семейства С1Б1асеае. Однако имеются некоторые специфические черты: бесплодные наружные тычинки, довольно малое число пыльцы в пыльнике, наличие большого количества дефективных пыльцевых зерен.

Временн0е и пространственное разграничения мужской и женской генеративных сфер практически исключают автогамию и способствуют аллогамии.

Формирование морфологически нормальных зародышевых мешков и пыльцевых зерен может обеспечить эффективное опыление и оплодотворение.

Список литературы

1. Вопросы развития Крыма. Материалы к Красной книге Крыма: Научно-практический дискуссионно-аналитический сборник / Сост. В.В.Корженевский, А.В.Ена, С.Ю.Костин. - Симферополь: Таврия-Плюс, 1999. - Вып. 13. - 164 с.

2. Методические рекомендации по изучению антэкологических особенностей цветковых растений. Функционально-экологические принципы организации репродуктивной структуры / Сост. В.Н. Голубев, Ю.С. Волокитин. - Ялта: ГНБС, 1986. - 37 с.

3.Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. - М.: Колос, 1990. - 283 с.

4. Пономарев А.Н. Изучение цветения и опыления растений // Полевая геоботаника. В 5 т. / Под общ. ред. Е.М. Лавренко, А.А. Корчагина. - М.: Наука, 1960. - Т. 2. - С. 9 -19.

5. Романова Г.С. Цитоэмбриологические исследования некоторых видов цистуса // Тр. Никит. ботан. сада, 1970. - Т. 46. - С. 184 -193.

6. Ромейс Б. Микроскопическая техника. - М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1954. - 718 с.

7. Рубцов Н.И., Купатадзе Г.А. Fumana thymifolia - новый вид флоры СССР // Ботан. журн. - 1978. - Т. 63, № 2. - С. 254 -255.

8. Соколовская Т.Б. Семейство Gstaceae // Сравнительная эмбриология цветковых. Phytolaccaceae - Thymelaeaceae. - Л.: Наука, 1983. - С. 117-120.

9. Червона книга Украши. Рослинний свгг / За ред. Я.П. Дщуха. - К.: Глобалконсал-тинг, 2009. - 900 с.

10. Chiarugi A. Embriología delle Cistaceae // Nuovo Giorn. Bot. Ital., nuova ser. - 1925. -V. 32. - P. 223-316.

11. Kapil R.N., Maheshwari R. Embryology of Helianthemum vulgare // Phytomorpho-logy. - 1974. - V. 14, №4. - P. 547-557.

Рекомендовано к печати д.б.н. Митрофановой И.В.

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ МИКРОРАЗМНОЖЕНИЯ

ПЕРСИКА (PRUNUS PERSICA (L.) BATSCH) В УСЛОВИЯХ IN VITRO

С.А.МАРТЫНОВ;

О.В.МИТРОФАНОВА, доктор биологических наук Никитский ботанический сад - Национальный научный центр

Введение

Промышленные насаждения персика (Prunus persica (L.) Batsch) в южных областях Украины и в Крыму представлены в основном сортами селекции Никитского ботанического сада - Национального научного центра НААН Украины (НБС-ННЦ). Преимущество этой культуры перед сортиментом других плодовых деревьев выражается в скороплодности, высоких десертных качествах плодов и декоративности [4].

Вирусные болезни косточковых культур в настоящее время поражают большую часть коллекционных и промышленных насаждений персика. Их вредоносность выражается в снижении урожайности и морозостойкости, ухудшении технологических и товарных качеств плодов, ухудшении приживаемости привоя [2, 3, 8]. Экономи-