Вміст і форми целюлози у листках екоформ Sium latifolium L. на стадії вегетативного росту

Исследовано общее содержание целлюлозы, а также аморфной и кристаллической ее форм в листьях воздушно-водной и суходольной экоформ гетерофильного растения Sium latifolium на стадии вегетативного роста. Методом лазерно-конфокальной микроскопии исследовали распределение целлюлозы в клеточных оболочках...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2010
Автор:	Недуха, О.М.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України 2010
Назва видання:	Український ботанічний журнал
Теми:	Фізіологія, біохімія, клітинна та молекулярна біологія рослин
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/30147
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:	Вміст і форми целюлози у листках екоформ Sium latifolium L. на стадії вегетативного росту / О.М. Недуха // Укр. ботан. журн. — 2010. — Т. 67, № 1. — С. 119-126. — Бібліогр.: 18 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-30147
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-301472025-02-09T10:13:48Z Вміст і форми целюлози у листках екоформ Sium latifolium L. на стадії вегетативного росту Содержание и формы целлюлозы в листьях экоформ Sium latifolium L. на стадии вегетативного роста The сontent and forms of cellulose in leaves of ecomorphs of Sium latifolium L. at the vegetative growth phase Недуха, О.М. Фізіологія, біохімія, клітинна та молекулярна біологія рослин Исследовано общее содержание целлюлозы, а также аморфной и кристаллической ее форм в листьях воздушно-водной и суходольной экоформ гетерофильного растения Sium latifolium на стадии вегетативного роста. Методом лазерно-конфокальной микроскопии исследовали распределение целлюлозы в клеточных оболочках эпидермиса и мезофилла листьев. Выявлено, что относительное содержание целлюлозы в оболочках зависит от типа ткани и условий роста растения. Биохимическими методами установлено высокое содержание аморфной целлюлозы и более низкое — общее содержание целлюлозы у особей S. latifolium, произрастающих в воде, по сравнению с представителями суходольной экоформы. The total content of cellulose and its amorphous and crystalline forms in leaves of air-aquatic and terrestrial ecomorphs of heterophyllous Sium latifolium at the vegetative growth phase were investigated. Distribution patterns of relative contents of cellulose in the cell walls of epidermis and mesophyll in leaves have been revealed by laser-confocal microscopy. Dependence of the relative content of cellulose in cell walls on the tissue type and environmental conditions was demonstrated. It is concluded that aquatic conditions for plant growth lead to higher contents of amorphous cellulose and to lower content of total cellulose in comparison with those in leaves of terrestrial form of S. latifolium during the vegetative growth phase. Автор висловлює щиру подяку чл.-кор. НАНУ Є.Л. Кордюм за цінні поради при обговоренні результатів експериментів. 2010 Article Вміст і форми целюлози у листках екоформ Sium latifolium L. на стадії вегетативного росту / О.М. Недуха // Укр. ботан. журн. — 2010. — Т. 67, № 1. — С. 119-126. — Бібліогр.: 18 назв. — укр. 0372-4123 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/30147 uk Український ботанічний журнал application/pdf Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Фізіологія, біохімія, клітинна та молекулярна біологія рослин Фізіологія, біохімія, клітинна та молекулярна біологія рослин
spellingShingle	Фізіологія, біохімія, клітинна та молекулярна біологія рослин Фізіологія, біохімія, клітинна та молекулярна біологія рослин Недуха, О.М. Вміст і форми целюлози у листках екоформ Sium latifolium L. на стадії вегетативного росту Український ботанічний журнал
description	Исследовано общее содержание целлюлозы, а также аморфной и кристаллической ее форм в листьях воздушно-водной и суходольной экоформ гетерофильного растения Sium latifolium на стадии вегетативного роста. Методом лазерно-конфокальной микроскопии исследовали распределение целлюлозы в клеточных оболочках эпидермиса и мезофилла листьев. Выявлено, что относительное содержание целлюлозы в оболочках зависит от типа ткани и условий роста растения. Биохимическими методами установлено высокое содержание аморфной целлюлозы и более низкое — общее содержание целлюлозы у особей S. latifolium, произрастающих в воде, по сравнению с представителями суходольной экоформы.
format	Article
author	Недуха, О.М.
author_facet	Недуха, О.М.
author_sort	Недуха, О.М.
title	Вміст і форми целюлози у листках екоформ Sium latifolium L. на стадії вегетативного росту
title_short	Вміст і форми целюлози у листках екоформ Sium latifolium L. на стадії вегетативного росту
title_full	Вміст і форми целюлози у листках екоформ Sium latifolium L. на стадії вегетативного росту
title_fullStr	Вміст і форми целюлози у листках екоформ Sium latifolium L. на стадії вегетативного росту
title_full_unstemmed	Вміст і форми целюлози у листках екоформ Sium latifolium L. на стадії вегетативного росту
title_sort	вміст і форми целюлози у листках екоформ sium latifolium l. на стадії вегетативного росту
publisher	Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Фізіологія, біохімія, клітинна та молекулярна біологія рослин
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/30147
citation_txt	Вміст і форми целюлози у листках екоформ Sium latifolium L. на стадії вегетативного росту / О.М. Недуха // Укр. ботан. журн. — 2010. — Т. 67, № 1. — С. 119-126. — Бібліогр.: 18 назв. — укр.
series	Український ботанічний журнал
work_keys_str_mv	AT neduhaom vmístíformicelûloziulistkahekoformsiumlatifoliumlnastadíívegetativnogorostu AT neduhaom soderžanieiformycellûlozyvlistʹâhékoformsiumlatifoliumlnastadiivegetativnogorosta AT neduhaom thesontentandformsofcelluloseinleavesofecomorphsofsiumlatifoliumlatthevegetativegrowthphase
first_indexed	2025-11-25T20:07:48Z
last_indexed	2025-11-25T20:07:48Z
_version_	1849794263604264960
fulltext	УКРАЇНСЬКИЙ БОТАНІЧНИЙ ЖУРНАЛ 119ISSN 0372-4123. Укр. ботан. журн., 2010, т. 67, № 1 УКРАЇНСЬКИЙ БОТАНІЧНИЙ ЖУРНАЛ Фізіологія, біохімія, клітинна та молекулярна біологія рослин © О.М. НЕДУХА, 2010 О.М. НЕДУХА Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України вул. Терещенківська, 2, м. Київ, 01601, Україна o.nedukha@hotmail.com ВМІСТ І ФОРМИ ЦЕЛЮЛОЗИ У ЛИСТКАХ ЕКОФОРМ SIUM LATIFOLIUM L. НА СТАДІЇ ВЕГЕТАТИВНОГО РОСТУ К л ю ч о в і с л о в а: Sium latifolium, аморфна та кристаліч- на целюлоза, листки, гетерофілія Вступ Повітряно-водні рослини характеризуються гетерофі- лією, тобто в них на одній особині розвиваються лист- ки різної форми. Це є виявом фенотипічної пластич- ності, завдяки якій рослини ростуть та розвиваються в разі змі ни навколишнього середовища [17]. Гетерофілія опи сана у культурних та дикорослих суходільних [11, 13], водних [4] і повітряно-водних рослин [2]. Підводні листки відрізняються від надводних та плаваючих низь- кою інтенсивністю потенціального фотосинтезу, зни- женою активністю РБФК/O та меншою кількістю хло- ропластів на одиницю площі листка [2, 3, 14]. Під час росту та диференціювання клітини інтенсив- но синтезується основний полісахарид клітинної обо- лонки — целюлоза. Залежно від виду та умов росту вона може бути в аморфній чи/та кристалічній формі. У про- цесі формування кристалів целюлози утворюються внут- рішньомолекулярні та міжмолекулярні зв’язки, які стабі- лізують структуру кристала. Кристалічна та аморфна це- люлоза поєднуються між собою водневими зв’яз ками, формуючи мікрофібрили, від кількості яких залежать пластичність і товщина оболонок [5, 8]. Аморфна целюло- за абсорбує воду спочатку в одному ланцюзі її молекули, 120 ISSN 0372-4123. Ukr. Botan. Journ., 2010, vol. 67, № 1 потім — між двома ланцюгами аморфної целюлози в одній мікрофібрилі [15]. Враховуючи наведені вище дані літератури, ми припускаємо, що рисами, за якими суходільні рослини Sium latifolium L. (веху широколистого) відрізняють- ся від повітряно-водних рослин, є вміст целюлози та наявність її аморфної форми, що відіграє суттєву роль в апопластному транспорті води [7]. Ми на- водимо результати цитохімічного вивчення целюлози, її розподілу в клітинних оболонках та біохімічного визначення цього полісахариду в листках веху ши- роколистого на стадії вегетативного росту. Матеріал та методи досліджень Об’єктом дослідження були листки S. latifolium двох екологічних форм (по віт ряно- водної та суходільної), зібрані на стадії вегетативного росту (15—22 травня). Особини повітряно-водної форми зростали у воді (на глибині 20—40 см) уздовж берегів озер у смт Конча-Заспа (під Києвом). Суходільна екоформа S. la tifolium трапляється на віддалі 5—10 м від берега. Інтенсивність освітлення, за якої збирали зразки рослин для досліджень, вимірювали приладом LI-250 (Light Meter, LI-COR, USA). Локалізацію та розподіл целюлози у клітинних оболонках досліджували ци- тохімічним методом за стандартним протоколом [10]. Префіксовані та промиті буфером зразки інкубували в 0,001%-му розчині калькофлуору, промивали та вивчали у лазерному сканувальному конфокальному мікроскопі LSM 5 PASCAL за довжини хвилі збудження 494 нм, хвилі емісії — 516 нм. Кількісні вимірюван- ня відносного вмісту целюлози у клітинних оболонках зразків здійснювали з ви- Рис. 1. Загальний вигляд листків повітряно-водної (а) та суходільної форм (б) Sium latifolium на стадії вегетативного росту Fig. 1. The general view of leaves in air-aquatic (a) and terrestrial plants (б) Sium latifolium grown in ve- getative stage а б 121ISSN 0372-4123. Укр. ботан. журн., 2010, т. 67, № 1 користанням програмного забезпечення «Pascal». Автофлуорес цен цію хлорофі- лу виявляли за довжини хвилі збудження 440 нм і хвилі емісії — 660 нм. Для ци- тохімічних досліджень брали серединну частину двох нижніх часток (біля основи пластинки) трьох листків п’яти рослин водної та п’яти — суходільної форм. Досліджували 50—60 клітин мезофілу і таку ж кількість клітин епідерми листка з кожного зразка. Одержані дані опрацьовували статистично. Кількісний вміст кристалічної та аморфної целюлози із сухої маси листків визначали методом по- слідовного кислотного гідролізу за Арасимовичем та Єрмаковим [1] на 9—12 рослинах кожної екоформи. Метод базується на поступовому екстрагуванні цукрів, геміцелюлоз, а далі — гідролізі аморфної та кристалічної целюлози. Результати досліджень та їх обговорення Повітряно-водна форма Sium latifolium. Вологість ґрунту, на якому збирали дослі- джувані рослини, становила 75,2 ± 4,1 %; щільність потоку квантів сонячного світ- ла над підводними листками (у воді) — 80—90 мкмоль квантів ⋅ м–2с–1, на поверхні листків, черешок яких був у воді, а пластинка — над водою, — 300—320, на поверх- ні надводних листків — 350—400 мкмоль квантів ⋅ м–2с–1; середня температура по- вітря — 28 ° (± 1 °) С, температура води навколо підводних листків — 17 °С. Sium latifolium є гетерофілом (рис. 1, а): занурені у воду листки першого порядку тричіпірчасторозсічені (кріпоподібні) з ниткоподібними частками, по- вітряні (надводні) листки — пірчасто-розсічені (листки третього порядку), част- ки їх 4—6-парні, навскіс яйцеподібні або ланцетні, дрібногостропильчасті; проміжні листки (листки другого порядку) також двічіпірчасторозсічені, з че- решком, зануреним у воду, і листковою пластинкою, що здіймається над во- дою. Підводні листкові пластинки складались із 7—8 парних часток та однієї непарної; середній розмір довгої осі листкової пластинки — 10—12, короткої — 7—9 см. Листки другого порядку за формою подібні до таких моркви, складають- ся із 7—8 парних та однієї непарної листкової часточки; середній розмір листко- Таблиця 1. Інтенсивність люмінесценції комплексу калькофлуор-целюлоза в клітинних оболонках листків повітряно-водної форми S. latifolium на стадії вегетативного росту Тканина / тип клітинної оболонки Інтенсивність люмінесценції листків (умовні одиниці) підводних напівзанурениха надводних Верхня епідерма зовнішня оболонка антиклінальна оболонка Нижня епідерма зовнішня оболонка антиклінальна оболонка Палісадна паренхіма Губчаста паренхіма 86,3 ± 5,1 62,1 ± 4,3 82,0 ± 1,0 48,0 ± 3,2 142,8 ± 10,0 100,8 ± 13,1 84,1 ± 2,7 67,5 ± 1,8 120,0 ± 11,9* 47,7 ± 5,0 108,8 ± 10,8* 60,1 ± 2,7* 148,3 ± 10,6* 107,1 ± 9,0* 129,0 ± 10,7* 84,0 ± 7,0* 90,8 ± 4,0* 58,4 ± 3,1* Примітки: а — у напівзанурених листків занурений у воду черешок та надводна листкова пластинка; * — Р ≤ 0,05 (достовірно відрізняються від показників для клітинних оболонок підводних листків). 122 ISSN 0372-4123. Ukr. Botan. Journ., 2010, vol. 67, № 1 вих пластинок більший, ніж у підводних листків: 16—18 см за довгою віссю та 10—11 см — за короткою. Середній розмір надводних листків за довгою віссю також становив 16—18 см, за короткою — від 10 до 14 см, розмір листкових до- льок за довгою віссю змінювався від 5 до 7, за короткою — від 2 до 2,6 см. Лазерно-конфокальна мікроскопія листків веху показала, що у клітинах епі- дерми та мезофілу целюлоза клітинних оболонок флуоресціювала яскравозеленим кольором незалежно від типу листка (рис. 2, а—д, ж, з, див. кольорову вклейку). Інтенсивність флуоресценції істотно відрізнялася в зовнішніх та антиклінальних оболонках верхньої та нижньої епідерми: в антиклінальних оболонках кожного типу листків вона була у 1,5—2,3 раза нижчою. У клітинних оболонках губчастої паренхіми листків флуоресценція також була в 1,4—1,8 раза нижчою, ніж у таких палісадної паренхіми. Інтенсивність люмінесценції целюлози в клітинних обо- лонках верхньої та нижньої епідерми надводних листків була значно вищою, ме- зофілу тих самих листків — нижчою порівняно з підводними листками (табл. 1). За даними біохімічного аналізу трьох типів листків повітряно-водних особин веху загальний вміст целюлози є невисоким (табл. 2), вона виявлена в аморфній та кристалічній формах. Незалежно від типу листка вміст аморфної целюлози був досить високим — від 61 до 67 % загальної концентрації цього полісахариду; вміст кристалічної целюлози був майже вдвічі нижчим (табл. 2). Відношення аморфної целюлози до кристалічної у підводних листках становило 2,06; у листках, пластин- ка яких вийшла з води, — 1,7, у надводних листках — 1,93 (табл. 2). Суходільна форма S. latifolium. Вологість ґрунту під рослинами суходільної форми веху майже вдвічі нижча, ніж під рослинами повітряно-водної фор- ми, — 39,5 ± 3,1 %; щільність потоку квантів сонячного світла над верхньою поверхнею листків становила 450—500 мкмоль квантів⋅ м–2с–1; середня темпе- ратура повітря — 28 ° (± 1 °) С. Таблиця 2. Вміст целюлози у листкових пластинках повітряно-водної форми S. latifolium на ста- дії вегетативного росту Целюлоза Вміст целюлози у різних листках веху підводних напівзанурениха надводних Загальний вміст целюлози, мг·г –1 cухої маси, % Вміст аморфної целюлози, мг·г –1 cухої маси, % Вміст кристалічної целюлози, мг·г –1 cухої маси, % Відношення вмісту аморфної целюлози до такого крис- талічної 95,4 ± 1,8 (100 %) 63,9 ± 8,8 (66,9 %) 31,0 ± 2,1 (33,1 %) 2,06 101,7 ± 5,1 (100 %) 63,0 ± 6,7 (61,8 %) 37,0 ± 4,4 (38,2 %) 1,70 79,7 ± 3,1* (100 %) 52,3 ± 6,5 (65,6 %) 27,1 ± 2,0 (34,4 %) 1,93 Примітки: а — у напівзанурених листків занурений у воду черешок та надводна листкова пластинка; * — Р ≤ 0,05 (достовірно відрізняються від показників для клітинних оболонок підводних листків). 123ISSN 0372-4123. Укр. ботан. журн., 2010, т. 67, № 1 Рослини суходільної форми веху на стадії вегетативного росту також ха- рактеризувалися гетерофілією. За формою листки були двох типів: простими з цілісною пластинкою та непарно пірчасторозсіченою пластинкою (рис. 1, б). Цілісні листкові пластинки мали серцеподібну або яйцеподібну форму, серед- ній розмір за довгою віссю — 2,2 ± 0,5 см, за короткою — 2,0 ± 0,2 см; краї ши- роко пилкоподібні, кожна особина мала три цілісні листочки і два — пірчасто- розсічені, які складалися з цілісних видовжено овальних часточок (листочків). Листки сформовані з чотирьох—п’яти пар і однієї непарної дольки, середній розмір яких за довгою віссю становив 10 ± 1,2, за короткою — 2,9 ± 0,5 см. Парні листкові часточки розміщені супротивно; мають пилкоподібні краї. Цитохімічне дослідження локалізації целюлози у двох типах листків S. latifolium суходільної форми показало, що у клітинних оболонках усіх тканин целюлоза флуоресціювала зеленим кольором (рис. 2, е, є). Рівні інтенсивності флуоресценції Таблиця 3. Інтенсивність люмінесценції комплексу калькофлуор-целюлоза в клітинних оболон- ках листків суходільної форми S. latifolium на стадії вегетативного росту Тканина / тип клітинної оболонки Інтенсивність люмінесценції листків (умовні одиниці) з цілісною пластинкою з пірчасторозсіченою пластинкою Верхня епідерма зовнішня оболонка антиклінальна оболонка Нижня епідерма зовнішня оболонка антиклінальна оболонка Палісадна паренхіма Губчаста паренхіма 135,7 ± 10,1 87,2 ± 4,3 245,0 ± 9,0 105,9 ± 8,2 115,8 ± 10,0 49,8 ± 4,1 130,3 ± 5,0 80,1 ± 5,4 133,0 ± 11,8* 50,0 ± 6,8* 66,8 ± 8,0* 56,8 ± 5,7 Примітка: * — Р ≤ 0,05 (достовірно відрізняються від показників для клітинних оболонок листків із цілісною пластинкою). Таблиця 4. Вміст целюлози у листках суходільної форми S. latifolium на стадії вегетативного росту Целюлоза Вміст целюлози у листках веху з цілісною пластинкою з пірчасторозсіченою пластинкою Загальний вміст целюлози, мг·г –1 cухої маси, % Вміст аморфної целюлози, мг·г –1 cухої маси, % Вміст кристалічної целюлози, мг·г –1 cухої маси, % Відношення вмісту аморфної це- лю ло зи до кристалічної 141,4 ± 3,8 (100 %) 71,0 ± 8,8 (50,3 %) 69,0 ± 3,1 (49,7 %) 1,02 128,4 ± 4,6* (100 %) 61,0 ± 5,9 (47,6 %) 66,0 ± 3,5 (52,4 %) 0,92 Примітка: * — Р ≤ 0,05 (достовірно відрізняються від показників для клітинних оболонок листків із цілісною пластинкою). 124 ISSN 0372-4123. Ukr. Botan. Journ., 2010, vol. 67, № 1 целюлози представлені в табл. 3. Інтенсивність флуоресценції не відрізнялася в оболонках верхньої епідерми та клітинах губчастої паренхіми двох типів листків, тимчасом інтенсивність люмінесценції у клітинних оболонках нижньої епідерми та палісади перших листків із цілісною пластинкою була майже вдвічі вищою, ніж у відповідних оболонках молодих пірчасторозсічених листків. За результатами біохімічного аналізу загальний вміст целюлози у двох типах лист- ків суходільної форми веху був у 1,3—1,5 раза вищим, ніж у підводних, та у 1,6—1,8 раза вищим за такий надводних листків повітряно-водної форми (табл. 4). Листки сухо- дільних форм веху містили аморфну та кристалічну форми целюлози. Відношення аморфної до кристалічної форми дорівнювало 1,02 та 0,92 у листках із цілісною та пірчасторозсіченою пластинкою, відповідно; ці значення були майже вдвічі нижчи- ми, ніж такі у підводних та надводних листках повітряно-водних особин. Таким чином, цитохімічні та біохімічні дослідження розподілу і складу це- люлози у клітинах листків S. latifolium показали, що целюлоза є чутливим по- лісахаридом клітинної оболонки, її вміст і склад у період вегетативного росту змінювалися залежно від оточуючих умов екотипу. Цитохімічний аналіз клітин епідерми та мезофілу листків повітряно-водної форми виявив певний перерозподіл целюлози залежно від водного оточення: достовірно нижчим є відносний вміст целюлози у клітинних оболонках епідер- ми підводних листків порівняно з таким надводних, вищий він у клітинних оболонках мезофілу підводних листків порівняно з надводними. Порівняння цитохімічних даних щодо відносного вмісту целюлози у різ- них клітинних оболонках — надводних листків повітряно-водної та листків суходільної форм веху (таблиці 1, 3) свідчить про те, що у простих листках су- ходільних рослин він був майже вдвічі більшим у зовнішніх клітинних оболон- ках основних клітин нижньої епідерми, в 1,25 раза — в антиклінальних обо- лонках тієї ж епідерми та в оболонках палісади. Відомо, що листки та стебла підводних рослин характеризуються значною гнучкістю [12, 13], рівень якої залежить від вмісту та складу полісахаридів клітин- них оболонок [8]. Крім того, у підводних рослин через клітинні оболонки здій- снюється інтенсивний газообмін [ 9, 12—14]. Раніше встановлено, що товщина зовнішніх клітинних оболонок і шару кутикули у підводних листків п’яти видів повітряно-водних рослин у півтора раза тонша порівняно з оболонками епідермі- су листків суходільних особин [14]. У наземних рослин зовнішні оболонки клітин епідерми, що захищають від інсоляції та біотичних факторів, у кілька разів товщі та містять удвічі більше целюлози, ніж оболонки клітин мезофілу [6]. Враховуючи ці дані та результати власних досліджень, можна відзначити, що на стадії вегета- тивного росту у клітинах повітряно-водної форми веху синтез целюлози в епідер- місі та мезофілі є нерівномірним, залежно від підводного чи надводного статусу, тимчасом як у суходільних особин целюлоза в епідермі та мезофілі розподіляється подібно до того, як це виявлено в листках Zea mays [5, 6]. Порівняльний аналіз вмісту целюлози у підводних та надводних листках повітряно-водної та листках суходільної форм веху показав, що розвиток рос- 125ISSN 0372-4123. Укр. ботан. журн., 2010, т. 67, № 1 лини на суходолі на стадії вегетативного росту сприяє інтенсивнішому нако- пиченню целюлози у цільних та пірчастороздільних листках. Відомо, що інтен- сивність синтезу целюлози залежить від вмісту її попередників (глюкози), ак- тивності целюлозосинтетаз та активації генів із родини СesA [16]. Отже, можна припустити, що у листках суходільної форми веху збільшений вміст целюлози в період вегетативного росту зумовлюється посиленим синтезом глюкози та активацією певних генів. Ми виявили, що перебування у воді на 12—18 % збільшує концентрацію аморфної целюлози у листках порівняно з особинами, які зростали на суходо- лі. Відомо, що аморфні зони целюлози абсорбують воду, сприяючи апопласт- ному водному транспорту, тоді як кристалічні ділянки не мають такої власти- вості [7, 15]. Крім того, у ході досліджень дикого виду петунії та мутанта Petunia hybrida за геном PhEXP1 встановлено, що мутантний алель RSW1 відповідає за синтез аморфної целюлози [18]. Враховуючи це, можна припустити, що: — наявність аморфної целюлози у клітинних оболонках рослин веху спри- яє існуванню рослин у водному середовищі, а кристалічної целюлози — адап- тації рослин до водного дефіциту; — збільшений вміст аморфної форми целюлози у підводних листках веху, очевидно, зумовлений генетичними відмінностями. Ці питання потребують подальшого розв’язання. Автор висловлює щиру подяку чл.-кор. НАНУ Є.Л. Кордюм за цінні по- ради при обговоренні результатів експериментів. 1. Арасимович А.А., Ермаков А.И. Определение полисахаридов и лигнина // Методы био- хим. исслед. раст. / Ред. А.И. Ермаков. — Л.: ВО Агропромиздат, 1987. — С. 143—172. 2. Некрасова Г.Ф., Рожина Д.А., Коробицина Е.Б. Формирование фотосинтетического ап- парата в период роста погруженного, плавающего и надводного листа гидрофитов // Физиол. раст. — 1998. — 45, № 4. — С. 539—548. 3. Некрасова Г.Ф., Рожина Д.А., Малеева М.Г., Пьянков В.И. Фотосинтетический метабо- лизм и активность карбоксилирующих ферментов у надводных, плавающих и погруженных листьев гигрофитов // Физиол. раст. — 2003. — 50, № 1. — С. 65—75. 4. Bai-Ling Lin, Wen-Jen Yang. Blue light and abscisic acid independently induce heterophyllous switch in Marsillea quadrifolia // Plant Physiol. — 1999. — 119. — P. 429—434. 5. Brown R M. The biosynthesis of cellulose // J. Macromol. Sci. Pure Appl. Chem. — 1996. — A33. — P. 1345—1373. 6. Carpita N., Defernez M., Findlay K. et al. Cell wall architecture of the elongating maize coleop- tile // Plant Physiol. — 2001. — 127. — P. 551—565. 7. Czihak C., Muller M, Schober H. et al. Dynamics of water adsorbed to cellulose // Physica B. — 1999. — 266. — P. 87—91. 8. Delmer D.P. Cellulose biosynthesis: exciting times for a difficult field of study // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. — 1999. — 50. — P. 245—276. 9. Frost-Christensen H., Bolt Jorgensen L., Floto F. Species specificity of resistance to oxygen dif fu- sion in thin cuticular membranes from amphibious plants // Plant, Cell and Environment. — 2003. — 26. — P. 561—569. 10. Herth W. Calcofluor white and congo-red inhibit microfibril assembly of Poteriochromonas: evi- dence for a gap between polymerization and microfibril formation // J. Cell Biology. — 1980. — 84, N 4. — P. 642—658. 126 ISSN 0372-4123. Ukr. Botan. Journ., 2010, vol. 67, № 1 11. Kerstetter R.A., Poething R.S. The specification of leaf identity during shoot development // Annu. Rev. Cell and Develop. Biology. — 1998. — 14. — P. 373—398. 12. Minorsky P.V. Heterophylly in aquatic plants // Plant Physiol. — 2003. — 133. — P. 1671—1672. 13. Mommer L., Visser E.J.W. Underwater photosynthesis in flooded terrestrial plants: a matter of leaf plasticity // Annals of Botany. — 2005. — 96, N 4. — P. 1—23. 14. Mommer L., Pons T.L., Visser E.J.W. Photosynthetic consequences of phenotypic plasticity in response to submergence: Rumex palustris as a case study // J. Exp. Bot. — 2006. — 57, N 2. — P. 283—290. 15. Nilsson Martin. Water-induced charge transport in microcrystalline cellulose // Acta Universitatis Upsaliensis. Uppsalla. — 2006. — 170. — P. 1—54. 16. Richmond T., Somerville C. The cellulose synthase superfamily // Plant Physiol. — 2000. — 124. — P. 495—498. 17. Visser E.J.W., Blom C.W., Voesenek L.A.C.J. Flooding induced adventious rooting in Rumex: morphology and development in an ecological perspective // Acta Botanica Neerlandica. — 1996. — 4. — P. 17—28. 18. Zenoni S., Reale L., Tornielli G.B. et al. Down regulation of the Petunia hybryda α-expansin gene PhEXP1 reduces the amount of crystalline cellulose in cell walls and leads to phenotypic changes in petal limbs // The Plant Cell. — 2004. — 16. — P. 295—308. Рекомендує до друку Надійшла 19.06.2009 І.В. Косаківська Е.М. Недуха Институт ботаники им. Н.Г. Холодного НАН Украины, г. Киев СОДЕРЖАНИЕ И ФОРМЫ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ В ЛИСТЬЯХ ЭКОФОРМ SIUM LATIFOLIUM L. НА СТАДИИ ВЕГЕТАТИВНОГО РОСТА Исследовано общее cодержание целлюлозы, а также аморфной и кристаллической ее форм в листьях воздушно-водной и суходольной экоформ гетерофильного растения Sium latifolium на стадии вегетативного роста. Методом лазерно-конфокальной микроскопии исследовали распределение целлюлозы в клеточных оболочках эпидермиса и мезофилла листьев. Вы яв- ле но, что относительное содержание целлюлозы в оболочках зависит от типа ткани и усло- вий роста растения. Биохимическими методами установлено высокое содержание амор ф- ной целлюлозы и более низкое — общее содержание целлюлозы у особей S. latifolium, про- израстающих в воде, по сравнению с представителями суходольной экоформы. К л ю ч е в ы е с л о в а: Sium latifolium, аморфная и кристаллическая целлюлоза, листья, гетерофиллия. O.M. Nedukha M.G. Kholodny Institute of Botany, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv THE СONTENT AND FORMS OF CELLULOSE IN LEAVES OF ECOMORPHS OF SIUM LATIFOLIUM L. AT THE VEGETATIVE GROWTH PHASE The total content of cellulose and its amorphous and crystalline forms in leaves of air-aquatic and terrestrial ecomorphs of heterophyllous Sium latifolium at the vegetative growth phase were investi- gated. Distribution patterns of relative contents of cellulose in the cell walls of epidermis and meso- phyll in leaves have been revealed by laser-confocal microscopy. Dependence of the relative content of cellulose in cell walls on the tissue type and environmental conditions was demonstrated. It is concluded that aquatic conditions for plant growth lead to higher contents of amorphous cellulose and to lower content of total cellulose in comparison with those in leaves of terrestrial form of S. lat- ifolium during the vegetative growth phase. K e y w o r d s: Sium latifolium, amorphous cellulose, crystalline cellulose, leaves, heterophylly.

Вміст і форми целюлози у листках екоформ Sium latifolium L. на стадії вегетативного росту

Репозитарії

Схожі ресурси