Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)


Для цитирования:

Кищенко И. Т., Тренин В. В. Развитие женского гаметофита и эмбриогенез интродуцированных видов Picea А. Dietr. в таежной зоне (Карелия) // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2021. Т. 21, вып. 1. С. 48-55. DOI: 10.18500/1816-9775-2021-21-1-48-55

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 187)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
582.475.2:581.49:581.522.4

Развитие женского гаметофита и эмбриогенез интродуцированных видов Picea А. Dietr. в таежной зоне (Карелия)

Авторы: 
Кищенко Иван Тарасович, Петрозаводский государственный университет
Тренин Виталий Васильевич, Петрозаводский государственный университет
Аннотация: 

Цель исследований – установить особенности в макроспорогенезе, макрогаметогенезе и эмбриогенезе у видов Picea (аборигенного – P. abies и интродуцированнных видов – P. canadensis и P. pungens) в Ботаническом саду Петрозаводского государственного университета (подзона средней тайги). Для изучения развития генеративной сферы с 10 деревьев срезали побеги с генеративными почками и стробилами с юго-западной стороны кроны и фиксировали в смеси спирта и глицерина. Развитие женского гаметофита и зародыша изучали на постоянных препаратах. Препараты для анатомического исследования почек были приготовлены по стандартной методике. При этом применяли двойную фиксацию в глутаральдегиде и осмии, проводку через спирт и ацетон, заключение в эпоксидную смолу. Срезы толщиной около 1 мкм готовили на ультрамикротоме и окрашивали в 1% водном растворе метиленового синего. Исследованиями установлено, что в середине мая женский гаметофит находится еще на свободной стадии, а к началу июня он уже имеет клеточное строение. Эмбриогенез начинается в конце июля и заканчивается во второй декаде августа. У интродуцированных видов в развитии женской генеративной сферы и в ходе эмбриогенеза наблюдаются различные отклонения. Главными из них являются дегенерация женского гаметофита на свободноядерной стадии и деструкция архегониев на стадии проэмбриогенеза. По этой причине от 37 до 51% семян интродуцентов лишены зародыша. Наибольший процент пустых семян и наиболее поздние сроки прохождения основных этапов морфогенеза отмечается у P. pungens. Это свидетельствует о наименьшей степени адаптированности генеративной сферы данного вида интродуцента к новым условиям.

Список источников: 
  1. Singh H. Embryology of Gymnosperms // Encyclopedia of Plant Anatomy. Berlin: Gebruder Borntraeger, 1978. Vol. X. 302 p.
  2. Седаева М. И., Квитко О. В., Мельникова А. В. Характеристика пыльцы интродуцированных видов рода Picea A. Dietr. // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений. 2008. Т. XI. С. 90?93.
  3. Воробьев Р. А., Тебенькова Д. Н. Развитие вегетативных и генеративных органов представителей рода ель (Picea A. Dietr.), интродуцированных в Нижегородской области // Вестник Московского государственного университета леса ? Лесной вестник. 2013. № 7. С. 97?104.
  4. Залывская О. С. Комплексная оценка адаптивной способности интродуцентовю // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2014. № 6 (342). С. 161?166.
  5. Попова В. Т., Дорофеева В. Д., Попова А. А. Оценка перспективности некоторых видов хвойных растений для интродукции в условиях Центрального Черноземья // Тр. С.-Петерб. науч.-исслед. ин-та лес. хоз. 2016. № 4. С. 89?97.
  6. Antosiewicz Z. Kilka spostzezen na tumal nasion brzozy i olsey // Las polski. 1961. Vol. 35, № 19 (462). P. 3?5.
  7. Wilson L. R. A Study in variation of Picea glauca (Moench.) Voss. Pollen // Grana polynol. 1963. № 4, iss. 3. P. 33?49.
  8. Elliott D. L. The Occurrence of Bisexual Strobiles on Black Spruce (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) in the Forest-Tundra Ecotone: Keewatin, Northwest Territories // Canadian Journal of Forest Research. 1979. № 9, iss. 2. P. 284?286.
  9. Williams C. G. Conifer Reproductive Biology. Berlin : Springer, 2009. 172 p.
  10. Fowler D. P., Park Y. S. Population Studies of White Spruce. I. Effects of Self-Pollination // Canadian Journal of Forest Research. 1983. Vol. 13, № 6. P. 1133–1138.
  11. Попов П. П., Арефьев С. П., Гашева Н. А., Казанцева М. Н. Морфометрические показатели генеративных органов Picea obovata (Pinaceae) на севере Западной Сибири // Растительные ресурсы. 2015. Т. 51, № 1. С. 3?12.
  12. Уикли Б. Электронная микроскопия для начинающих. М. : Наука, 1982. 101 с.
  13. Паушева З. П. Практикум по цитологии растений. М. : Наука, 1988. 271 с.
  14. Кищенко И. Т., Тренин В. В., Штанько А. В. Развитие женского гаметофита и эмбриогенез у ели канадской и колючей в условиях Карелии // Экологические проблемы интродукции растений на современном этапе: вопросы теории и практики : докл. на пленарном заседании междунар. науч. конф. Краснодар : Изд-во КГУ, 1994. С. 43?47.
  15. Хромова Л. В. Эмбриологические процессы в неоплодотворенных семяпочках сосны обыкновенной при ксеногамии // Лесоведение. 1985. № 2. С. 47?52.
  16. Mergen F., Jeffery B., Furnival J. M. Embryo and Seedling Development in Picea glauca (Moench.) Voss. after Self-, Cross-, and Wind-Pollination // Silvae Genetica. 1965. Vol. 14, iss. 6. P. 188–194.
  17. Сурсо М. В. Фенология репродуктивных циклов и качество семян хвойных (Pinaceae, Cupressaceae) в северной тайге // Arctic Environmental Research. 2017. Vol. 17, № 4. P. 355–367.
  18. Тренин В. В. Цитоэмбриология лиственницы. Л. : Наука. Ленингр. отд-ние, 1986. 88 с.
  19. Третьякова И. Н. Эмбриология хвойных: физиологические аспекты. Новосибирск : Наука. Сиб. отд-ние, 1990. 157 c.
  20. Hakansson A. Seed development of Picea abies and Pinus sylvestris // Medd. Stat. Skogsforskinst. 1956. No. 46. P. 1?23.
  21. Третьякова И. Н., Новоселова Н. В., Череповский Ю. А. Особенности эмбрионального развитития у сосны сибирской (Pinus sibirica Du Tour) с однолетним циклом развития женской шишки в горах Западного Саяна // Физиология растений. 2004. Т. 51, № 1. С. 134?141.
  22. Свинцова В. С., Третьякова И. Н. Цитоэмбриологические особенности ускоренного репродуктивного цикла Pinus sibirica (Pinaceae) в условиях интродукции в зоне хвойно-широколиственных лесов // Бот. журн. 2014. Т. 99, № 12. С. 1353?1363.
  23. Бажина Е. В., Седаева М. И., Муратова Е. Н., Горячкина О. В. Особенности мейоза у ели сибирской (Picea obovata Ledeb.) в Средней Сибири // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений. 2018. Т. 1. С. 31?3423.
  24. Коски В. Пустые семена ? часть выраженного генетического груза // Половая репродукция хвойных. Ч. 2. Новосибирск : Наука. Сибир. отд-ние, 1973. С. 23?30.
  25. Харова И. И. Цитоэмбриологические исследования семеношения сосны на лесосеменных плантациях // Лесная генетика, селекция и физиология древесных растений : материалы науч. конф. Воронеж, 25?30 сентября, 1989. М. : Наука, 1989. С. 143?145.
  26. Bingham R. T., Squillace A. E. Self-Compatibility and Effects of Self-Sterility in Western White Pine // Forest Science. 1955. Vol. 1, № 2. P. 121–129.
  27. Orr-Ewig A. L. A Cytological Study of the Effects of Self-Pollination on Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco // Silvae Genetica. 1957. Vol. 6, iss. 6. P. 179–185.
  28. Sarvas R. Investigations on the Flowering and Seed Crop of Pinus sylvestris // Commun. Inst. Forest. Fenn. 1962. Vol. 53, № 4. P. 1–198.
  29. Forshell P. C. Seed Development after Self-Pollination and Cross-Pollination of Scots Pine, Pinus sylvestris L. // Studia Forestalia Suecica. 1974. Vol. 118. P. 1–37.
  30. Cram W. H. Some Effects of Self-, Cross-, and OpenPollinations in Picea pungens // Canadian Journal of Botany. 1984. Vol. 62, № 2. P. 392–395.
  31. Moulalis D. Self-Incompatibility and Inbreeding of European Fir (Abies alba Mill.) // Forstwissenschaftliches Centralblatt. 1986. Vol. 105. P. 487–494.
  32. Zavada M. S., Taylor T. N. The Role of Self-Incompatibility and Sexual Selection in the Gymnosperm – Angiosperm Transition: a Hypothesis // American Naturalist. 1986. Vol. 128, № 4. P. 538–550.
  33. Kormutak A., Lindgren D. Mating System and Empty Seeds in Silver Fir (Abies alba Mill.) // Forest Genetics. 1996. Vol. 3, № 4. P. 231–235.
  34. Slobodnik B. Pollination Success and Full Seed Percentage in European Larch (Larix decidua Mill.) // Journal of Forest Science. 2002. Vol. 48, № 6. P. 271–280.
  35. Седаева М. И., Вяткина Е. И., Лобанов А. И., Вараксин Г. С. Качество семян древесных растений-интродуцентов, произрастающих на юге Средней Сибири // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2008. № 4. С. 141?144.
  36. Третьякова И. Н., Ворошилова Е. В. Особенности инициации эмбриоидов из мегагаметофитов Pinus sibirica в культуре in vitro // Онтогенез. 2014. Т. 45, № 2. С. 112.
  37. Сурсо М. В. Микрофенология женского репродуктивного цикла и структура урожая семян сосны обыкновенной в Северной тайге // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2015. № 2 (344). С. 50?62.
Поступила в редакцию: 
26.09.2019
Принята к публикации: 
11.05.2020
Опубликована: 
01.03.2021