Фізіологія, клітиннабіологія… // Физиология, клеточнаябиология… // Physiology, cell biology …

Анатомічна будова насінин видів роду Euphrasia L. флори України

1ПЕРЕГРИМ О.М. , 2ВАКУЛЕНКО Т.Б.

1Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України вул. Тещенківська, 2, м. Київ, 01601, Україна

2Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка НАН України вул. Тімирязівська, 1, м. Київ, 01014, Україна

Усучасній систематиці все частіше використовують карпологічні ознаки, що пов'язано з їх досить високою консервативністю та стабільністю. Важливість анатомічної будови спермодерми та ультраструктури її поверхні для систематики та філогенії таксонів різного рангу доведена багатьма авторами (Меликян, 1981; Barthlott, 1981; Паламарчук,

Вакуленко, 2003; Тахтаджян, 1966; Corner, 1976; Kovtonjuk, 1999; Zech, Wujek, 1990). Однак при діагностиці видів роду Еuphrasia карпологічні ознаки не враховуються, а дані про будову їх насіння у літературі практично відсутні.

Нами вивчалась анатомічна будова спермодерми 18 видів роду Еuphrasia.

Урезультаті дослідження анатомічної будови насінини встановлено загальний план будови спермодерми. Вона утворена зовнішнім інтегументом. Внутрішній інтегумент у процесі розвитку редукується і у зрілого насіння на поперечному зрізі представлений дериватом – суцільною смугою темного кольору без помітної диференціації. Зовнішній інтегумент диференціюється на інтегументальну паренхіму та зовнішню і внутрішню епідерму, причому остання теж значно редукується. Клітини зовнішньої епідерми з потовщеною зовнішньою і бічною стінками та тонкою внутрішньою, дуже видовжені тангентально, стиснуті, їх порожнини щілиноподібні або й зовсім не проглядаються. У місцях дотику бічних стінок двох сусідніх клітин епідерми формуються повздовжні ребра.

Під епідермою розміщений шар інтегументальної паренхіми, що складається з декількох рядів різних за формою та розміром паренхімних клітин, з тонкими звивистими стінками. Під ребрами проглядається від трьох до шести округлих чи радіально видовжених клітинних рядів. Внутрішні ряди паренхіми у зрілого насіння часто здавлені та облітеровані.

Ендосперм цілісний, щільний, його поверхня на поперечному зрізі повторює форму насінин. Клітини ендосперму варіюють за розміром та формою, з тонкими звивистими стінками та зернистим вмістом, щільно розміщені у декілька рядів. Добре виділяється дистальний ряд, сформований з дрібніших тангентально видовжених клітин, тоді як у проксимальних рядах клітини крупніші, багатогранно-заокруглені, більш-менш ізодіаметричні або радіально видовжені.

Зародок добре сформований, розміщений у центральній частині ендосперму вздовж вертикальної осі насінини. Зародкові клітини різної форми, вдвічі або й утричі дрібніші за клітини ендосперму.

Насіннєва оболонка видів роду Еuphrasia досить редукована й відрізняється спрощеною будовою. Подібне спрощення та зменшення багатошаровості спермодерми

245

Фізіологія, клітиннабіологія… // Физиология, клеточнаябиология… // Physiology, cell biology …

спостерігається у багатьох лініях еволюції покритонасінних, особливо напівпаразитів (Смирнова, 1965; Тахтаджян, 1966). У цьому випадку функція захисту зародка й запасних тканин насінини переходить до плоду.

ЛІТЕРАТУРА

1.Меликян А.П. О некоторых общих тенденциях в эволюции и специализации плодов

//Проблемы эволюционной морфологии и биохимии в систематике и филогении растений. –

К: Наук. думка, 1981. – С. 117-125.

2.Паламарчук Е.П., Вакуленко Т.Б. К анатомии пола видов рода Pastinaca L. // Інтрод.

рослин. – 2003. – № 1-2. – С. 104-113.

3.Смирнова Е.С. Типы структур семян цветковых растений в филогенетическом аспекте // Журн. общ. биологии. – 1965. – 26, № 3. – С. 310-324.

4.Тахтаджян А.Л. Система и филогения цветковых растений. – М.-Л.: Наука, 1966. –

611 с.

5.Barthlott W. Epidermal and seed surface characters of plants: systematic applicability and some evolutionary aspects // Nordic. J. Bot. – 1981. – 1, № 3. – P. 345-355.

6.Corner E.J. The seeds of Dicotyleons. – Oxford, 1976. – P. 1-2, P. 312.

7.Kovtonjuk N.K. Systematik significance of seed surface in some Juncaceae and Caryophyllaceae // The Evolution of Plant Architecture. – Royal Botanic Gardens, Kew. – 1999. – P. 367-374.

8.Zech J.C., Wujek D.E. Scanning electron microscopy of seeds in the taxonomy of Michigan botanist. – 1990. – 29, № 1 – P. 3-18.

Некоторые особенности процесса первичного каллюсогенеза изогенных по генам PPD линий озимой пшеницы

ПЕТРЕНКО В.А., ТИЩЕНКО А.А., АВКСЕНТЬЕВА О.А.

Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина, кафедра физиологии и биохимии растений пл. Свободы 4, г. Харьков, 610077, Украина

е-mail: Avksentyeva@univer.kharkov.ua

Поиск генотипов с высоким потенциалом каллюсобразования является актуальной задачей, от решения которой зависит результативность работ по биотехнологии растений (Бавол, 2008; Tyankova, 2001). Генетическая система контроля темпов развития детерминирует ряд физиолого-биохимических процессов жизнедеятельности растений пшеницы – скорость роста, углеводный и азотный обмены, фитогормональный баланс и т.д. (Stelmakh, 1998; Авксентьева, 2007). Возможно, эта генетическая система также участвуют в контроле процессов каллюсогенеза при культивировании изогенных линий in vitro.

246

Фізіологія, клітиннабіологія… // Физиология, клеточнаябиология… // Physiology, cell biology …

Материалом исследований служили четыре генотипа озимой мягкой пшеницы Triticum aestivum L. – почти изогенные моногеннодоминантные линии по системе генов контроля скорости развития пшеницы – PPD (photoperiod) 1-3, а также полностью рецессивный во всем этим генам сорт Мироновская 808. Для получения каллюса в качестве эксплантов использовали зрелые зародыши и апикальные участки асептических корней. Экспланты культивировали на среде Мурасиге и Скуга с полным набором макро- и микросолей, содержащей 2,4 Д – 2мг/л, в темноте при 26°С. Результаты исследований показали, что зрелые зародыши являются более эффективными эксплантами для получения первичного каллюса по сравнению с апикальными участками асептических корней. Все генотипы формировали каллюс, но с различной частотой (8%-67%). При использовании корней в качестве первичного экспланта частота каллюсогенеза была значительно ниже (20-30%). Среди PPD линий максимальной эффективностью каллюсогенеза характеризуется линия PPD 2, минимальной – PPD 1. Эта зависимость проявляется при использовании в качестве эксплантов как зрелых зародышей, так и асептичных корней. При использовании различных эксплантов, нами установлены отличия в типах и скорости формирования образовавшегося каллюса. Начало каллюсогенеза у каллюсных тканей, формирующихся из апикальных участков корней происходило на 15-20 дней раньше, чем при формировании каллюса из зрелых зародышей. Различия зафиксированы по степени оводненности, плотности, цвету и наличию элементов дифференциации. Результаты цитологических исследований показали, что клетки различных линий имеют свои морфологические особенности и различаются по размерам: максимальные по длине – клетки сорта, минимальные – клетки линии PPD 3. Таким образом, в ходе проведенных исследований показано, что гены контроля темпов развития пшеницы PPD участвуют в детерминации процессов каллюсогенеза.

Работа выполнена при поддержке гранта 6-07 фонда фундаментальных, прикладных и поисковых исследований Харьковского национального университета им. В.Н. Каразина.

ЛИТЕРАТУРА

1.Авксентьєва О.А., Жмурко В.В. Ефекти генів типу та темпів розвитку на фізіологобіохімічні процеси у ізогених ліній пшениці // Онтогенез рослин у природному та трансформованому середовищі. Фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти: Тези доповідей

ІІІМіжнародної конференції (Львів, Україна, 4-5 жовтня 2007 р.). – Львів: 2007. – С. 56.

2.Бавол А.В., Дубровная О.В., Лялько И.И. Регенерация растений из различных типов эксплантов мягкой пшеницы // Физиология и биохимия культ. Растений. – 2008. – 40, № 2. –

С. 150-156.

3.Stelmakh А.F. Genetic systems regulating flowering in wheat // Wheat: Prospects for Global Improvement. – Kluwer Academic Publishers. Printed in the Netherlands, 1998. – P. 491-501.

4.Tyankova N.D., Zagorska N.A. Genetic control of in vitro response in wheat (Triticum aestivum L.) // In Vitro Cell. Dev. Biol., Plant. – 2001. – 37, № 5. – P. 524-530.

247

Фізіологія, клітиннабіологія… // Физиология, клеточнаябиология… // Physiology, cell biology …

Активність поліфенолоксидази тютюну в умовах теплового стресу

ПИРІЖОК Р.Ю., ОПЛАЧКО Л.Т., ПАНЧУК І.І.

Чернівецький національний університет ім. Ю. Федьковича вул. Коцюбинського, 2, м. Чернівці, 58000, Україна е-mail: pyrizhokr@yahoo.com

Рівень активних форм кисню, які постійно генеруються у хлоропластах, мітохондріях, мікросомах та плазматичній мембрані рослинної клітини за нормальних умов та, особливо, за дії стресових впливів, в клітині контролюється антиоксидантними системами, які включають низькомолекулярні антиоксиданти та антиоксидантні ферменти. В реакції рослини на дію стресових факторів задіяні також поліфенолоксидази (РРО) – ферменти, що активують О2 та окислюють моно-, дита поліфеноли. РРО в стресових умовах приймають участь у диханні рослин як переносник водню дихальних субстратів на кінцевих етапах дихання (Wang, Constabel, 2004). Проте біологічна роль та функції РРО в умовах теплового стресу вивчені недостатньо. Тому метою даної роботи було проаналізувати активність поліфенолоксидази за дії теплового стресу.

Для експерименту використовували рослини тютюну Nicotiana tabacum L. лінії SR1 на стадії 6-8 листків. Рослини вирощували в кліматичній камері при температурі 25ºС, відносній вологості повітря 60-70% в умовах 12-годинного світлового дня. Стресову обробку рослинного матеріалу проводили при 37 та 44°С за схемою, описаною раніше (Panchuk, Volkov, Schöffl, 2002). Кількість білка в супернатанті визначали методом Бредфорда (Bradford, 1976). Визначення активності РРО проводили спектрофотометрично в реакційному буфері об'ємом 1 мл, що містив 50 мМ Na-фосфатний буфер (рН 7,0, визначений раніше як отимальний), 1% пірокатехін, 0,02% диметил-n-фенілендиамін та 25 мкл білкового екстракту при довжині хвилі 590 нм.

З одержаних результатів видно, що у варіанті, який включав дію оптимальних температур (25°С) протягом 2 год активність РРО майже не відрізнялась від інтактного контролю. При підвищенні температури до 37оС спостерігалось зниження активності РРО, при цьому рівень показника складає біля 50% в порівнянні з варіантом дії оптимальних температур. При інкубуванні рослинних дисків протягом 4 год. при 37оС активність РРО складала 85% в порівнянні з інтактними рослинами. Щодо відновлення активності РРО, то показник активності знаходився на рівні 4 год. інкубації при 25°С. Це свідчить проте, що даний фермент не здатний відновлювати свою активність. За дії жорсткого температурного стресу (44°С), також спостерігалось зниження активності РРО у всіх пробах, проте воно проявлялось більш інтенсивно. При тривалому жорсткому тепловому стресі (інкубування протягом 4 год. при температурі 44оС) спостерігається значне зниження активності РРО, що свідчить про обернено-пропорційну залежність між активністю ферменту та його реакцією на дію підвищених температур. Можливо, така зміна активності РРО пов'язана незворотними змінами, що відбулися у активному центрі ферменту під впливом високої температури.

248