Особенности семенного размножения в популяциях Antennaria dioica (L.) Gaertn. на юго-восточной границе ареала
Показано, что растения Antennaria dioica на юго-восточной границе ареала вида, воспроизводятся семенным путем исключительно через амфимиксис, в то время как севернее, т.е. ближе к центральной части ареала,— через факультативный апомиксис. It is shown, that Antennaria dioica plants from the south-eas...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Фактори експериментальної еволюції організмів |
|---|---|
| Дата: | 2010 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
2010
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177471 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Особенности семенного размножения в популяциях Antennaria dioica (L.) Gaertn. на юго-восточной границе ареала / И.М. Кириллова А.С. Кашин // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 8. — С. 131-136. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860193519837118464 |
|---|---|
| author | Кириллова, И.М. Кашин, А.С. |
| author_facet | Кириллова, И.М. Кашин, А.С. |
| citation_txt | Особенности семенного размножения в популяциях Antennaria dioica (L.) Gaertn. на юго-восточной границе ареала / И.М. Кириллова А.С. Кашин // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 8. — С. 131-136. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Фактори експериментальної еволюції організмів |
| description | Показано, что растения Antennaria dioica на юго-восточной границе ареала вида, воспроизводятся семенным путем исключительно через амфимиксис, в то время как севернее, т.е. ближе к центральной части ареала,— через факультативный апомиксис.
It is shown, that Antennaria dioica plants from the south-east border of an aerialare reproduce by seeds through amphimixis while to the north, on territory, that layscloser to the central part of an aerial,— through facultative apomixes.
Було встановлено, що рослини Antennaria dioica пiвнiчно-схiдноi мережi видового ареалу розмножуються насiннєвим шляхом завдяки амфiмиксису, в той час як далi на нiвнiч, тобто ближче до центральної частини ареалу,— завдяки факультативному апомiксису.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:07:39Z |
| format | Article |
| fulltext |
131
6.Квитко О.В., Муратова Е.Н. Кариологическая характеристика пихты сибир-
ской в Средней Сибири // Цитология.— 2010.— Т.52, №2.— С. 161–167.
7.Коловский Р.А., Бучельников М.А. Биоиндикация в заповеднике “Столбы”:
оценка и прогноз // Тр. Гос. заповедника “Столбы”.— Красноярск, 2001.— Вып.17.—
С. 226–244.
8.Лихонос Т.А., Калашник Н.А. Характеристика естественного мутагенеза хвой-
ных видов на Южном Урале // Актуальные проблемы генетики: Матер. 2-й конф.
МОГиС им. Н.И. Вавилова, 20–21 февр. 2003.— Москва, 2003.— С. 318.
9.Милютин Л.И. Лесные генетические ресурсы Северо-Восточной Азии // Лес-
ные экосистемы северо-восточной Азии и их динамика: Матер. межд. конф.— Вла-
дивосток: Дальнаука, 2006.— С. 208–210.
10. Муратова Е.Н., Матвеева М.В. Кариологические особенности пихты сибир-
ской в различных условиях произрастания // Экология.— 1996.— №2.— С. 96–102.
11. Седельникова Т.С., Пименов А.В. Хромосомные мутации в болотной и сухо-
дольной популяциях Abies sibirica Ledeb. // Цитология.— 2003.— Т.45, №5.—
С. 515–520.
12. Шафикова Л.М., Калашник Н.А. Хромосомная индикация загрязнения
окружающей среды // Тр. межд. конф. по анатомии и морфологии растений, посв.
150-летию со дня рождения И.П. Бородина.— Санкт-Петербург, 1997.— С. 328.
Резюме
Проведено цитогенетическое исследование семенного потомства пихты сибир-
ской (Abies sibirica Ledeb.) в различных экологических условиях. Установлены значения
цитогенетических показателей, характерные для естественного уровня мутагенеза
данного вида. Выявлено, что у потомства усыхающих деревьев пихты из высокогорья
Западного Саяна частота хромосомных мутаций, патологических митозов и микро-
ядер выше в 1,5–2,0 раза, что может являться результатом длительного воздействия
экстремальных факторов, и отражает высокую степень нарушенности экосистем в
данном регионе.
The cytogenetic study of Abies sibirica seed progeny in different ecological conditions
was carried out. The cytogenetical characteristics of Abies sibirica at natural mutagenesis
were determined. The chromosome and genome mutations, pathologies of mitotic cycle and
cells with micronuclei were recorded with high frequency in decline fir stands of West Sayan
High Mountains. The revealed irregularities might be result of long-term exposure of extreme
environmental factors and they probably reflect of high level of forest ecosystems decline.
КИРИЛЛОВА И.М, КАШИН А.С.
Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского,
Россия, 410012 Саратов, ул. Астраханская, 83, E-mail: kashinas@sgu.ru
ОСОБЕННОСТИ СЕМЕННОГО РАЗМНОЖЕНИЯ
В ПОПУЛЯЦИЯХ ANTENNARIA DIOICA (L.) GAERTN.
НА ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ГРАНИЦЕ АРЕАЛА
В роде Antennaria (Asteraceae), в том числе, и у A. dioica (L.) Gaertn.,
широко распространен автономный гаметофитный апомиксис в регулярной
форме (Хохлов и др., 1978; Bayer, Stebbins, 1983; Bierzychudek, 1985; Carman,
132
1995, 1997). Данный вид широко распространен на территории европейской
части России. В средней полосе во всех областях довольно обыкновенен,
хотя к югу и юго-востоку встречается реже (Маевский, 2006). По Саратовской
области проходит юго-восточная граница его ареала. Исследовали особен-
ности семенного размножения данного вида на юго-восточной границе
ареала.
Материалы и методы
Исследования проводили в вегетационный период 2007–2009 гг. в
Татищевском (окрестности с. Б.Ивановка), Базарно-Карабулакском (окрест-
ности с. Алексеевка), Хвалынском (окрестности с. Апалиха) районах
Саратовской области и в Кузнецком (окрестности с. Дворики) районе
Пензенской области. Районы исследования указаны в последовательности,
соответствующей их пространственному расположения в направлении с юга
на север. Исследовали семенную продуктивность растений в популяциях
при двух режимах цветения: свободном цветении и беспыльцевом режиме
цветения. Для анализа завязываемости семян в условиях беспыльцевого
режима до начала цветения соцветия с женскими цветками помещали под
пергаментные изоляторы до полного созревания семян. Гаметофитный
апомиксис диагностировали на основе сравнительных данных о семенной
продуктивности растений при свободном опылении и беспыльцевом режиме.
Исследуемый материал подвергали дополнительному цитоэмбриоло-
гическому контролю. Структуру мегагаметофита и семязачатка исследова-
ли на микроскопических препаратах, приготовленных с использованием
метода просветления семязачатков (Herr, 1971).
Результаты и обсуждение
Как видно из табл. 1, в 2007–2008 гг. при свободном цветении реальная
семенная продуктивность растений в популяциях A. dioica Татищевского,
Б.-Карабулакского районов достоверно не различалась и была достаточно
высокой (40,3–48,5%). В популяции из Хвалынского района в 2008 г.
реальная семенная продуктивность при свободном цветении достоверно не
отличалась от таковой в двух вышеперечисленных районов, однако в 2007 г.
была в 1,5 раза выше, чем в остальных исследованных в этот год популяциях
(67,6±6,5%).
В 2009 г. в популяциях семенная продуктивность при свободном цвете-
нии была значительно ниже, чем в предыдущие годы. Так в популяции Тати-
щевского района она была на уровне 18,4±0,7%, а в популяции Кузнецкого
района Пензенской области – 4,1±0,5%. Вероятно низкая реальная семенная
продуктивность A. dioica в 2009 г. связана с чрезвычайной аридностью
климатических условий в июне — июле. Так для г. Саратова среднемесячная
температура в этот год наблюдения в июне — июле была более чем на 2,5 °С
выше среднемноголетней, а количество выпавших осадков составило лишь
3/5 от нормы. При этом в предыдущие годы наблюдений в эти месяцы либо
среднемесячная температура и количество выпавших осадков были близки
к среднемноголетним (2007 г.), либо при относительной близости среднеме-
133
сячной температуры к среднемноголетней количество осадков превышало
норму более чем в 1,5–2,0 раза (2008 г.). На то, что именно климатические
условия, а не какие-то локальные по проявлению факторы внешней среды,
сказывались, прежде всего, на семенной продуктивности A. dioica, указывает
тот факт, что в конкретный год наблюдений тенденция снижения или повы-
шения реальной семенной продуктивности была во всех популяциях одина-
ковой, несмотря на значительные расстояния между исследуемыми популя-
циями. В пользу того, что климатические условия именно этих месяцев
сказывались на семенной продуктивности растений вида, говорит тот факт,
что на территории области и в прилегающих регионах растения A. dioica
именно в июне — июле проходят фенофазы цветения, завязываемости и
созревания семян.
Интересно, что ни в один из трех лет исследований ни в одной популя-
ции A. dioica на территории Саратовской области не имела место завязывае-
мость семян при беспыльцевом режиме цветения (табл. 1). Это указывает
на то, что растения данного вида во всех без исключения исследованных
ценопопуляциях, произрастающих на территории Саратовской области, не
воспроизводятся путем гаметофитного апомиксиса.
Таблица 1
Семенная продуктивность в популяциях Antennaria dioica в 2007–2009 гг.
Завязываемость семян (%) при
Область Район исследования
свободном цветении беспыльцевом режиме
цветения
2007 г.
Хвалынский 67,6±6,5 0
Татищевский 47,4±6,3 0
Б.-Карабулакский 48,5±6,4 0
2008 г.
Хвалынский 42,7±6,9 0
Татищевский 43,2+4,5 0
Б.-Карабулакский 40,3+6,9 0
2009 г.
Хвалынский* — 0
Татищевский 18,4±0,7 0
Саратовская
Б.-Карабулакский* — 0
Пензенская Кузнецкий 4,1±0,5 0,7±0,1
Примечание: *исследована семенная продуктивность только при беспыльцевом режиме
цветения.
134
Отличные от этих данных результаты получены при исследовании
популяции A. dioica, произрастающей в Кузнецком районе Пензенской
области на расстоянии 100 и более километров на север и северо-запад от
исследованных популяций Саратовской области. В этой популяции семенная
продуктивность при беспыльцевом режиме была относительно мала
(0,7±0,1%). Однако, учитывая низкую семенную продуктивность в дан-
ной популяции в этот год наблюдения при свободном режиме цветения
(4,1±0,5%), обоснованно говорить о том, что реальная частота завязывае-
мости семян путем апомиксиса в ней значительно выше, чем семенная про-
дуктивность при беспыльцевом режиме цветения. Она равна процентному
отношению завязываемости семян при цветении в условиях беспыльцевого
режима к завязываемости семян при свободном режиме цветения, т.е. 17,1±0,5%.
Таким образом, исследование семенной продуктивности в популяциях
A. dioica при различных режимах цветения показало, что растения данного
вида в популяциях Саратовской области, т.е. на юго-восточной границе ареа-
ла вида, воспроизводятся семенным путем исключительно через амфимик-
сис, в то время как севернее, т.е. ближе к центральной части ареала,— через
факультативный апомиксис.
Цитоэмбриологическое исследование женской генеративной сферы
растений A. dioica, проведенное в 2009 г. в тех же популяциях вида, подтвер-
дило результаты исследования семенной продуктивности при различных
режимах цветения. А именно, у растений популяций из различных районов
Саратовской области, семенная продуктивность которых при беспыльцевом
режиме цветения равнялась нулю (популяции Хвалынского, Татищевского,
Базарно-Карабулакского районов), цитоэмбриологических признаков
апомиксиса обнаружено не было (табл. 2).
В то же время у растений популяции, произрастающей в Пензенской
области, в которой по семенной продуктивности выявлена частота апомик-
сиса около 17%, были обнаружены цитоэмбриологические признаки гамето-
фитного апомиксиса, к числу которых относятся преждевременная эмбриония
Таблица 2
Результаты цитоэмбриологических исследований женской генеративной сферы
растений популяций Antennaria dioica в 2009 г.
Частота апомиксиса, %
в том числеРайон
исследований
Доля
семязачатков
без признаков
апомиксиса
всего преждевременная
эмбриония апоспория
Хвалынский 100 0 0 0
Татищевский 100 0 0 0
Б.-Карабулакский 100 0 0 0
Кузнецкий 73,9±7,7 26,1±4,7 9,6±2,4 16,5±4,5
135
(развитие зародыша без оплодотворения) и присутствие в семязачатке рядом
с тетрадой мегаспор или эуспорическими зародышевыми мешками разных
стадий формирования клеток, морфологически подобных апоспорическим
инициалям. Частота апомиксиса, выявленная по цитоэмбриологическим
признакам, у растений данной популяции была на уровне 26,1±4,7% (табл. 2).
Клетки, подобные апоспорическим инициалям, формировались чаще
всего ближе к антиподальной части эуспорического зародышевого мешка.
Они в десятки раз превосходили размерами другие соматические клетки
семязачатка, были близкими к сферической форме, имели крупное ядро,
как правило, с одним крупным ядрышком. У части таких клеток, также как
у одноядерных апоспоровых мешков, имелись две крупные вакуоли по по-
люсам и ядро — в центре. Среди соматических клеток семязачатка были
зарегистрированы также клетки, морфология которых соответствовала
двуядерным зародышевым мешкам. Они имели вытянутую форму, большие
размеры и крупные ядра с большими ядрышками.
Известно, что начиная со стадии недифференцированного четырехядер-
ного зародышевого мешка, апоспорические мешки, как правило, морфоло-
гически не отличаются от эуспорических. Остатки тетрады к этому времени
чаще всего исчезают, а эуспорические зародышевые мешки элиминируют
(Кашин, Шишкинская, 1999; Наумова, 2000). Поэтому установление апоспо-
рической или эуспорической природы присутствующего в семязачатке
зародышевого мешка на этих стадиях становится затруднительным. Исходя
из этого, обоснованно полагать, что действительная частота апоспории у
растений данной популяции выше обнаруженной по цитоэмбриологическим
признакам, т.е. выше 9,6±2,4%, а значит и действительная частота апомик-
сиса в целом в популяции должна быть выше 26,1±4,7%.
Из литературы известно, что в роде Antennaria, в том числе, и у A. dioica.
широко распространен автономный гаметофитный апомиксис. Однако, как
следует из полученных нами результатов, на территории Саратовской об-
ласти растения вида размножаются только амфимиктично и/или вегетативно.
Так как севернее Саратовской области, т.е. ближе к центру ареала, у растений
A. dioica обнаружена способность к апомиксису, а в пределах области частота
апомиксиса во всех популяциях равнялась нулю, указывает на то, что на
юго-восточной границе ареала по причине аридности условий существова-
ния растения вида, в целом по ареалу характеризуясь выраженностью апо-
миктичного пути воспроизводства, переходят на облигатно амфимиктичный
путь формирования семян.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда
фундаментальных исследований (Грант №08-04-00319).
Литература
1. Абрамова Л.И. Определение числа хромосом и описание их морфологии в
меристеме и пыльцевых зернах культурных растений. Л.: Наука, 1988.— 61 с.
2. Кашин А.С., Шишкинская Н.А. Апомиксис: Учебное пособие. Саратов,
1999.— 102 с.
136
3. Маевский П.Ф. Флора средней полосы европейской части СССР. М.: Това-
рищество научных изданий КМК, 2006.— 600 с.
4. Наумова Т.Н. Апоспория // Эмбриология цветковых растений. Терминология
и концепции. Т.3. Системы репродукции. СПб.: Мир и семья, 2000.— С. 146–151.
5. Хохлов С.С., Зайцева М.И., Куприянов П.Г. Выявление апомиктичных форм
во флоре цветковых растений СССР. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1978.— 224 с.
6. Хромосомные числа цветковых растений. 1969.— 926 с.
7. Числа хромосом цветковых растений флоры СССР. Asteraceae — Menyantha-
ceae.— Л., 1990.— 509 с.
8. Bayer R.J., Stebbins G.L. Distribution of sexual and apomictic populations of
Antennaria parlinii // Evolution. 1983. Vol. 37. P. 305–319.
9. Bierzychudek P. Patterns in plant parthenogenesis // Experientia. 1985. Vol. 41.
Р. 1255–1264.
10. Carman J.G. Gametophytic angiosperm apomicts and the occurrence of
polyspory and polyembryony among their relatives // Apomixis Newsletter. 1995. №8.—
P. 39–53.
11. Carman J.G. Asynchronous expression of duplicate genes in angiosperms may
cause apomixis, bispory, tetraspory, and polyembryony // Biol. J. Linn. Soc.— 1997.
Vol. 61. P. 51–94.
12. Herr J.M. A new clearing squash technique for the study of ovule development
in angiosperms // Amer. J. Bot. 1971. Vol. 58. P. 785–790.
Резюме
Показано, что растения Antennaria dioica на юго-восточной границе ареала
вида, воспроизводятся семенным путем исключительно через амфимиксис, в то
время как севернее, т.е. ближе к центральной части ареала,— через факультативный
апомиксис.
It is shown, that Antennaria dioica plants from the south-east border of an aerial
are reproduce by seeds through amphimixis while to the north, on territory, that lays
closer to the central part of an aerial,— through facultative apomixes.
Було встановлено, що рослини Antennaria dioica пiвнiчно-схiдноi мережi
видового ареалу розмножуються насiннєвим шляхом завдяки амфiмиксису, в той
час як далi на нiвнiч, тобто ближче до центральної частини ареалу,— завдяки факуль-
тативному апомiксису.
КИРПИЧЁВА И.В.
Луганский национальный аграрный университет,
Украина, 91008, г. Луганск, ЛНАУ,
e-mail: kirinopsis@rambler.ru
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ
МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ
ЛИСТЬЕВ ARABIDOPSIS THALIANA (L.) HEYNH.
У растений дикого типа Arabidopsis thaliana розеточные и стеблевые
листья простые. Имеется ряд генов (ANGUSTIFOLIA1 (AN1), ANGUSTIFO-
LIA3 (AN3), ASYMMETRIC LEAVES1 (AS1), ASYMMETRIC LEAVES2 (AS2),
COMPACTA3 (CP3) и др.) [1, 6, 7, 8, 10, 11, 12], изменяющих отношение
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-177471 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2219-3782 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:07:39Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Кириллова, И.М. Кашин, А.С. 2021-02-15T19:48:30Z 2021-02-15T19:48:30Z 2010 Особенности семенного размножения в популяциях Antennaria dioica (L.) Gaertn. на юго-восточной границе ареала / И.М. Кириллова А.С. Кашин // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 8. — С. 131-136. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 2219-3782 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177471 Показано, что растения Antennaria dioica на юго-восточной границе ареала вида, воспроизводятся семенным путем исключительно через амфимиксис, в то время как севернее, т.е. ближе к центральной части ареала,— через факультативный апомиксис. It is shown, that Antennaria dioica plants from the south-east border of an aerialare reproduce by seeds through amphimixis while to the north, on territory, that layscloser to the central part of an aerial,— through facultative apomixes. Було встановлено, що рослини Antennaria dioica пiвнiчно-схiдноi мережi видового ареалу розмножуються насiннєвим шляхом завдяки амфiмиксису, в той час як далi на нiвнiч, тобто ближче до центральної частини ареалу,— завдяки факультативному апомiксису. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (Грант No08-04-00319) ru Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Фактори експериментальної еволюції організмів Аналіз та оцінка генетичних ресурсів Особенности семенного размножения в популяциях Antennaria dioica (L.) Gaertn. на юго-восточной границе ареала Article published earlier |
| spellingShingle | Особенности семенного размножения в популяциях Antennaria dioica (L.) Gaertn. на юго-восточной границе ареала Кириллова, И.М. Кашин, А.С. Аналіз та оцінка генетичних ресурсів |
| title | Особенности семенного размножения в популяциях Antennaria dioica (L.) Gaertn. на юго-восточной границе ареала |
| title_full | Особенности семенного размножения в популяциях Antennaria dioica (L.) Gaertn. на юго-восточной границе ареала |
| title_fullStr | Особенности семенного размножения в популяциях Antennaria dioica (L.) Gaertn. на юго-восточной границе ареала |
| title_full_unstemmed | Особенности семенного размножения в популяциях Antennaria dioica (L.) Gaertn. на юго-восточной границе ареала |
| title_short | Особенности семенного размножения в популяциях Antennaria dioica (L.) Gaertn. на юго-восточной границе ареала |
| title_sort | особенности семенного размножения в популяциях antennaria dioica (l.) gaertn. на юго-восточной границе ареала |
| topic | Аналіз та оцінка генетичних ресурсів |
| topic_facet | Аналіз та оцінка генетичних ресурсів |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177471 |
| work_keys_str_mv | AT kirillovaim osobennostisemennogorazmnoženiâvpopulâciâhantennariadioicalgaertnnaûgovostočnoigraniceareala AT kašinas osobennostisemennogorazmnoženiâvpopulâciâhantennariadioicalgaertnnaûgovostočnoigraniceareala |