ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ХЛОРЕНХИМЫ В ОСЯХ МЕТЕЛОК ФЕСТУКОИДНЫХ ЗЛАКОВ 

Зверева Галина Кимовна, доктор биологических наук, старший научный сотрудник, профессор кафедры биологии и экологии, Новосибирский государственный педагогический университет (Россия, г. Новосибирск, ул. Вилюйская, 28); главный научный сотрудник, Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (Россия, Новосибирская область, р. п. Краснообск), E-mail: labsp@ngs.ru 

582.4/.9-18 

DOI

10.21685/2307-9150-2020-4-4 

Актуальность и цели. Изучение структуры ассимиляционной ткани в надземных органах фестукоидных злаков позволяет более полно оценить функционирование их генеративных побегов. Более часто рассматривается клеточная организация мезофилла их листьев, особенно в связи с широким присутствием клеток сложной формы, генеративные органы в этом отношении менее изучены. Веточки метелки являются частью генеративной сферы метельчатых злаков.
Материалы и методы. Строение хлоренхимы и пространственные формы ассимиляционных клеток боковых осей метелок изучены на примере семи видов фестукоидных злаков, отличающихся по экологическим особенностям и структуре мезофилла листьев: Achnatherum splendens, Bromopsis inermis, Dactylis glomerata, Hierochloe odorata, Milium effusum, Poa angustifolia, Puccinellia tenuissima. Растения отбирались в состоянии бутонизации и начала цветения в разных природно-географических зонах Западной Сибири. Исследовалось анатомическое строение средней части боковых осей метелок первого порядка на мацерированных препаратах, а также на поперечных и продольных срезах.
Результаты и выводы. В боковых осях метелки фестукоидных злаков структура хлоренхимы имеет более простое строение по сравнению с листовыми пластинками и состоит из клеток, отличающихся как по форме, так и размерам, что во многом связано с их видовыми и экологическими особенностями. Ассимиляционные клетки характеризуются разнообразием трехмерных конфигураций, среди сложных форм чаще всего встречаются плоские ячеистые клетки разной степени выраженности. У Bromopsis inermis значительная часть клеток имеет более сложные объемные формы, сочетающие лопастные проекции на поперечных сечениях и ячеистые конфигурации в продольном направлении. Такие клетки можно охарактеризовать как дважды и трижды сложные ячеисто-лопастные. Для побегов одного вида в веточках метелки по сравнению со стеблем и листьями просматривается усложнение формы ассимиляционных клеток, что, вероятно, может способствовать усилению газообмена генеративной сферы фестукоидных злаков. 

Ключевые слова

фестукоидные злаки, боковые оси метелок, анатомия, хлоренхима, трехмерные формы ассимиляционных клеток 

 Скачать статью в формате PDF

1. Tuan , H. C. Studies on the leaf cells of wheat. Morphology of the mesophyll cells / H. C. Tuan // Acta Botanica Sinica. – 1962. – Vol. 10, № 4. – P. 291–297.
2. Chonan, N. Studies on the photosynthetic tissues in the leaves of cereal crops. The mesophyll structure of wheat leaves inserted at different level of shoot / N. Cho- nan // Tohoku Journal of Agricultural Research. – 1965. – Vol. 16, № 1. – P. 1–12.
3. Parker, M. L. The structure of the mesophyll of flag leaves in three Triticum species / M. L. Parker, M. A. Ford // Annals of Botany. – 1982. – Vol. 49, № 2. – P. 165–176.
4. Sasahara, T. Influence of Genome on Leaf Anatomy of Triticum and Aegilops / T. Sasahara // Annals of Botany. – 1982. – Vol. 50, № 4. – P. 491–497.
5. Березина, О. В. К методике оценки мезоструктуры листа видов рода Triticum (Poaceae) в связи с особенностями строения его хлорофиллоносных клеток / О. В. Березина, Ю. Ю. Корчагин // Ботанический журнал. – 1987. – Т. 72, № 4. – С. 535–541.
6. Chonan, N. Comparative anatomy of mesophyll among the leaves of gramineous crops / N. Chonan // Japan Agricultural Research Quarterly. – 1978. – Vol. 12. – P. 128–131.
7. Зверева, Г. К. Особенности расположения клеток хлоренхимы в листовых пластинках злаков / Г. К. Зверева // Ботанический журнал. – 2007. – Т. 92, № 7. – С. 997–1011.
8. Зверева, Г. К. Пространственная организация мезофилла листовых пластинок фестукоидных злаков (Poaceaе) и ее экологическое значение / Г. К. Зверева // Ботанический журнал. – 2009. – Т. 94, № 8. – С. 1204–1215.
9. Спивак, В. А. Изменчивость морфогенетической структуры клеток мезофилла дикорастущих злаков в зависимости от архитектоники листовой пластинки / В. А. Спивак, Е. В. Гулина // Вестник Саратовского госагроуниверситета имени Н. И. Вавилова. – 2011. – № 5. – С. 30–33.
10. Зверева , Г . К . Анатомическое строение хлоренхимы стебля у дикорастущих фестукоидных злаков / Г. К. Зверева // Ботанические исследования в Сибири. – Красноярск : Поликом, 2012. – Вып. 20. – С. 57–64.
11. Федоров, А. А. Атлас по описательной морфологии высших растений. Соцветие / А. А. Федоров, З. Т. Артюшенко. – Ленинград : Наука, 1979. – 296 с.
12. Кардашевская, В. Е. Злаки : учеб. пособие / В. Е. Кардашевская. – Якутск : Изд-во Якутского ун-та, 2003. – 180 с.
13. Loss-of-function mutations in the rice homeobox gene OSH15 affect the architecture of internodes resulting in dwarf plants / Y. Sato, N. Sentoku, Y. Miura, H. Hirochika, H. Kitano, M. Matsuoka // The EMBO Journal. – 1999. – Vol. 18, № 4. – P. 992–1002.
14. Study on panicle enclosure characteristics and morphological and anatomical structure of uppermost internode in CMS line of rice / G.-L. Zhang, F.-Y. Zhang, Y. Yang, D.-Y. Lei, L.-Y. Chen // Journal of Hunan Agricultural University (Natural Sciences). – 2010. – Vol. 36, № 1. – P. 1–4.
15. Bonnett, O. T. The oat plant: its histology and development / O. T. Bonnett // Illinois Agricultural Experiment Station Bulletin. – 1961. – Vol. 672. – P. 1–112.
16. Петрова, Л. П. Анатомо-морфологические особенности зеленых частей соцветия Oryza sativa (Poaceaе) / Л. П. Петрова, А. Г. Ляховкин // Ботанический журнал. – 1989. – Т. 74, № 2. – С. 200–208.
17. Aliscioni, S. S. Rachis of the genus Paspalum L. (Poaceae: Panicoideae: Paniceae): Anatomy and taxonomic significance of the primary branches of the inflorescences / S. S. Aliscioni, S. S. Denham // Flora. – 2008. – Vol. 203. – P. 60–76.
18. Конспект флоры Азиатской России: Сосудистые растения. – Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2012. – 640 с.
19. Possingham, J. V. Changes in chloroplast number per cell during leaf development in spinach / J. V. Possingham, W. Saurer // Planta. – 1969. – Vol. 86, № 2. – P. 186–194.
20. Гродзинский, А. М. Краткий справочник по физиологии растений / А. М. Гродзинский, Д. М. Гродзинский. – Киев : Наукова думка, 1973. – 591 с.
21. Зверева, Г. К. Клетки хлоренхимы сложной формы у растений из семейств Poaceaе и Pinaceae / Г. К. Зверева // Растительный мир Азиатской России. – 2020. – № 1 (37). – С. 11–17.
22. Горышина, Т. К. Фотосинтетический аппарат растений и условия среды / Т. К. Горышина. – Ленинград : Изд-во ЛГУ, 1989. – 204 с.
23. Сорокин, О. Д. Прикладная статистика на компьютере / О. Д. Сорокин. – Новосибирск, 2004. – 162 с.
24. Зверева, Г. К. Анатомическое строение мезофилла листьев злаков (Poaceae) / Г. К. Зверева. – Новосибирск : Изд-во НГПУ, 2011. – 201 с.
25. Isachkova, O. A. Morphological and biological features of the panicle variety naked oats / O. A. Isachkova, B. L. Ganichev // Eastern European Scientific Journal. – 2014. – № 3. – P. 14–20.
26. Wirth, E. Enzyme activities and products of CO2 fixation in various photosynthetic organs of wheat and oat / E. Wirth, G. Kelly, G. Fischbeck, E. Latzko // Zeitschrift für Pflanzenphysiologie. – 1977. – Vol. 82. – P. 78–87.
27. Jennings, V. M. Genotypic differences in photosynthetic contributions of plant parts to grain yield in oats / V. M. Jennings, R. M. Shibles // Crop Science. – 1968. – Vol. 8, № 2. – P. 173–175.
28. Нальборчик, Э. Роль различных органов фотосинтеза в формировании урожая зерна злаков / Э. Нальборчик // Вопросы селекции и генетики зерновых культур. – Москва, 1983. – С. 224–230.
29. Насыров, Ю. С. Генетическая модификация углеродного обмена: перспективы повышения продуктивности растений / Ю. С. Насыров // Журнал всесоюзного химического общества имени Д. И. Менделеева. – 1986. – Т. 31, № 6. – С. 583–588.
30. Nobel, P. S. Relation between mesophyll surface area, photosynthetic rate and illumination level during development of Plectranthus parviflorus Henkel / P. S. Nobel, L. J. Zaragoza, W. K. Smith // Plant Physiology. – 1975. – Vol. 55. – P. 1067–1070.
31. Patton, L. Some relationships between leaf anatomy and photosynthetic characteristics of willow / L. Patton, M. B. Jones // New Phytologist. – 1989. – Vol. 111, № 4. – P. 657–661.
32. Evans, J. The relationships between CO2 transfer conductance and leaf anatomy in transgenic tobacco leaves / J. Evans, S. von Caemmerer, B. A. Setchell, G. S. Hudson // Australian Journal of Plant Physiology. – 1994. – Vol. 21. – P. 475–495.
33. Evans, J. R. Carbon dioxide diffusion inside leaves / J. R. Evans, S. von Caemmerer // Plant Physiology. – 1996. – Vol. 110. – P. 339–346.