Сравнительное изучение складчатого мезофилла хвои у видов родов Pinus и Cedrus (Pinaceae) 

Галина Кимовна Зверева, 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, ул. Центральная, 2 Б), E-mail: labsp@ngs.ru 

582.4/.9-18 

DOI

10.21685/2307-9150-2021-4-5 

Актуальность и цели. Строение ассимиляционной ткани листьев у хвойных рассматривалось преимущественно на поперечных сечениях хвои. Задачей исследования было сопоставление особенностей трехмерных форм ассимиляционных клеток и структуры мезофилла хвои у видов родов Pinus и Cedrus. Материалы и методы. Структура фотосинтетической паренхимы изучалась у двухлетней хвои на укороченных побегах на примере 10 видов рода Pinus (5 видов подрода Pinus, 5 видов подрода Strobus) и 3 видов рода Cedrus. Образцы листьев фиксировались в смеси Гаммалунда. Пространственные формы ассимиляционных клеток и их взаимное расположение исследовались с помощью светового микроскопа в средней части хвои на поперечных, парадермальных и радиальных срезах. Результаты и выводы. Мезофилл хвои у видов родов Pinus и Cedrus представлен в основном складчатыми клетками, которые в своем большинстве различаются по размерам и особенностям пространственных конфигураций. Наиболее длинные ассимиляционные клетки хвои характерны для видов рода Cedrus, а наиболее короткие и утолщенные – для подрода Strobus. В подроде Pinus складчатые клетки в основном плоские, они имеют хорошо выраженные лопастные формы на поперечных срезах и вытянутые овальные проекции на радиальных сечениях. У видов подрода Strobus значительная часть складчатых клеток отличается большей толщиной и более сложными конфигурациями, в которых лопастные проекции на поперечных срезах сочетаются с разными вариантами ячеистых и полуячеистых форм в продольном направлении. Хлоренхима хвои у видов рода Cedrus состоит в основном из плоских складчатых клеток при небольшом участии складчато-выемчатых и складчато-полуячеистых, а также клеток простой формы. У видов рода Cedrus кроме хорошо выраженных лопастей проекции ассимиляционных клеток часто отличаются небольшими округлыми зубцами, которые проявляются как на поперечных, так и радиальных сечениях хвои. В хлоренхиме хвои у всех видов выделяются клетки субгиподермального слоя, имеющие палисадообразные выступы, высота которых больше ширины у видов подрода Pinus в 1,2–1,8 раза, подрода Strobus – в 1,1–1,4 раза, а у представителей рода Cedrus – в 1,7–2,6 раза. Они почти перпендикулярны к листовой поверхности и создают аналогию палисадной ткани. 

Ключевые слова

Pinaceae, Pinus, Cedrus, хвоя, складчатый мезофилл, трехмерные формы ассимиляционных клеток, структурная организация мезофилла 

 Скачать статью в формате PDF

1. Сурож И. О. О влиянии света на строение листьев // Труды общества естествоиспытателей. СПб., 1892. С. 18–45.
2. Крашенинников Ф. Н. Лекции по анатомии растений. М. ; Л. : Государственное изд-во биологической и медицинской литературы, 1937. 446 с.
3. Эзау К. Анатомия семенных растений : в 2 кн. Кн. 2. М. : Мир, 1980. 558 с.
4. Sutherland M. A microscopical study of the structure of the leaves of the genus Pinus // Transactions and Proceedings of the Royal Society of New Zealand. 1934. Vol. 63. P. 517–568.
5. Тонкоштан Л. А. Анатомическое строение хвои основных древесных пород Красноярского края // Труды Института леса и древесины АН СССР. 1963. Т. 65. С. 118–127.
6. Нестерович Н. Д., Дерюгина Т. Ф., Лучков А. И. Структурные особенности листьев хвойных. Минск : Наука и техника, 1986. 143 с.
7. Еремин В. М., Зеркаль С. В. Сравнительная анатомия листа сосновых. Брест : Изд-во БрГУ, 2002. 182 с.
8. Bercu R., Broasca L., Popoviciu R. Comparative anatomical study of some gymnospermae species leaves // Botanica Serbica. 2010. Vol. 34, № 1. P. 21–28.
9. Dwight A. I. The short shoots of gymnosperms // University of Massachusetts Amherst. Masters Theses 1911–1936. 2014. February. 97 p.
10. Çavuşoğlu K., Kiliç S., Kiliç M. Effects of lead (Pb) pollution caused by vehicles on the anatomy of pine (Pinus nigra Arn. subsp. pallasiana) and cedar (Cedrus libani A. Rich.) leaves // Biological Diversity and Conservation. 2009. Vol. 2, № 3. P. 92–98.
11. Bhatnagar S. P., Moitra A. Gymnosperms. New Delhi : New Age International Publishers, 1996. 470 p.
12. Еремин В. М., Чавчавадзе Е. С. Анатомия вегетативных органов сосновых (Pinaceae Lindl.). Брест : Полиграфика, 2015. 691 с.
13. Джапаридзе Л. И. Об анатомической связи хвои со смолоносной системой древесины Pinus sp. // Доклады АН СССР. 1937. Т. 15, № 2. С. 101–104.
14. Harris W. M. Ultrastructural observations on the mesophyll cells of pine leaves // Canadian Journal of Botany. 1971. Vol. 49, № 7. P. 1107–1109.
15. Wiebe H. H., Al-Saadi H. A. The role of invaginations in armed mesophyll cells of pine needles // New Phytologist. 1976. Vol. 77, № 3. P. 773–775.
16. Зеркаль С. В. Сравнительная анатомия листа сосновых (Pinaceae Lindl.) : автореф. дис. … канд. биол. наук. Минск : Ин-т экспериментальной ботаники НАН Беларуси, 2000. 22 с.
17. Зверева Г. К. Структурная организация мезофилла хвои у видов рода Pinus (Pinaceae) // Ботанический журнал. 2014. Т. 99, № 10. С. 1101–1109.
18. Гродзинский А. М., Гродзинский Д. М. Краткий справочник по физиологии растений. Киев : Наукова думка, 1973. 591 с.
19. Лакин Г. Ф. Биометрия. М. : Высш. шк., 1980. 294 с.
20. Зверева Г. К. Пространственная организация мезофилла листовых пластинок фестукоидных злаков (Poaceaе) и ее экологическое значение // Ботанический журнал. 2009. Т. 94, № 8. С. 1204–1215.
21. Березина О. В., Корчагин Ю. Ю. К методике оценки мезоструктуры листа видов рода Triticum (Poaceae) в связи с особенностями строения его хлорофиллоносных клеток // Ботанический журнал. 1987. Т. 72, № 4. С. 535–541.
22. Иванова Л. А., Пьянков В. И. Влияние экологических факторов на структурные показатели мезофилла листа // Ботанический журнал. 2002. Т. 87, № 12. С. 17–28.
23. Шмидт В. М. Математические методы в ботанике. Л. : Изд-во Ленинградского ун-та, 1984. 288 с.
24. Забелин И. А. Деревья и кустарники арборетума Никитского ботанического сада. Голосеменные // Труды Государственного Никитского ботанического сада. 1939. Т. 22, вып. 1. С. 35–178.
25. Белосельская З. Г., Васильев Я. Я., Ванин С. И. [и др.]. Деревья и кустарники СССР. Дикорастущие, культивируемые и перспективные для интродукции. I. Голосеменные / под ред. С. Я. Соколова, В. К. Шишкина. М. ; Л. : Изд-во АН СССР, 1949. 463 с.
26. Чавчавадзе Е. С., Яценко-Хмелевский А. А. Семейство сосновые (Pinaceae) // Жизнь растений : в 6 т. М. : Просвещение, 1978. Т. 4. С. 350–374.