Изучение особенностей формирования семян

Cephalanthera damosonium (Mill.) Druce. (Orchidaceae Juss.)

в связи с проблемой cохранения вида

АСТАПЕНКО Н.А., ТЕПЛИЦКАЯ Л.М.

Таврический национальный университет им. В.И. Вернадского, кафедра физиологии растений и биотехнологии пр. Вернадского, 4, г. Симферополь, 95007, Украина

e-mail: nataly-ast@inbox.ru

Впоследние годы, в связи с постоянно возрастающим антропогенным воздействием на природные экосистемы, чрезвычайно актуален вопрос сохранения биологического разнообразия. Ярким примером резкого сокращения численности под воздействием антропогенного фактора является семейство Orchidaceae Juss. (Голубев, 1996).

Всилу особенностей репродукции данного семейства самовоспроизведение природных популяций затруднено. В связи с этим возникает необходимость в разработке метода семенного асимбиотического размножения орхидных in vitro. Использование этого метода способствует получению массового и оздоровленного посадочного материала, что поможет решить многие вопросы сохранения и репатриации исчезающих видов. Одним из основных факторов, лимитирующих получение жизнеспособных проростков, является характерная для орхидных низкая всхожесть семян (в природных условиях прорастает менее 5 % от их общего числа) (Андронова, 1986). Для успешного восстановления популяций орхидных необходимы комплексные исследования, выявляющие причины этого явления. Авторы связывают низкую всхожесть с воздействием биотических и абиотических факторов, кроме того, имеется ряд предположений о морфологической и физиологической неполноценности семян (Шевцова, 1989; Андронова, 2003; Виноградова и др., 2003; Теплицкая и др., 2005). В связи с этим целью нашей работы являлось изучение морфометрических параметров семян для оптимизации метода семенного асимбиотического размножения орхидных в условиях in vitro.

Материалом для исследований служили семена из зрелых плодов Cephalanthera damosonium (Mill.) Druce. Микроскопические исследования проводили с помощью бинокуляра МБС-1А. Для описания морфометрических параметров делались измерения в поле зрения микроскопа при помощи винтового окуляра микрометра MOB - 1 - 15 при увеличении 12x5; 12x10. В каждом плоде-коробочке выделялось три зоны: верхняя, средняя и нижняя части плода. Измерения проводились на семенах, взятых из каждой зоны отдельно.

Врезультате проведенных исследований выявлена высокая степень гетерогенности семян C. damosonium по морфометрическим показателям и способности к прорастанию. Показано, что в зависимости от зоны плода-коробочки в довольно широких пределах варьируют размеры семян C. damosonium (длина 800-1300 мкм, ширина 150-300 мкм) и процент неполноценных семян. Так, семена с недоразвитым зародышем составляют от 10 % в нижней и средней зонах плода до 25 % в верхней зоне, семена без зародыша – от 15 % до 40 % соответственно. Подобная разнокачественность семян в пределах одного плода может быть связана с местоположением семян в

плоде, низкой эффективностью опыления, особенностями процесса формирования зародыша (асинхронность процесса), количеством запасных питательных веществ в зародыше. Полученные результаты объясняют различную способность к прорастанию семян разных зон плода (наилучшие показатели прорастания наблюдали у семян средней и нижней зон плода). Исходя из полученных данных, следует, что для семенного асимбиотического размножения C. damosonium в условиях in vitro целесообразно использовать семена из нижней и средней зон плода. Это обеспечит большую всхожесть и жизнеспособность проростков.

ЛИТЕРАТУРА

Андронова Е.В. Культивирование in vitro семян и зародышей видов рода Dactylorhiza nevski (Orchidaceae) // Укр. бот. журн. – 1986. – № 6. – С. 79-81.

Андронова Е.В. Результаты изучения возрастной структуры и численности ценопопуляций пальчатокоренника Фукса в Ленинградской области // Биол. вестник. – 2003. – № 1-2. –

С. 67-70.

Виноградова Т.Н., Пегова А.Н., Осипьянц А.И., Пугачева П.В., Савченко А.С. Потенци-

альная всхожесть, индивидуальная и географическая изменчивость семян Пальчатокоренника мясо-красного – Dactylorhiza incarnata (L.) Soo // Биол. вестник. – 2003. – № 1-2. – С. 64-66.

Голубев В.Н. Биологическая флора Крыма. – Ялта, 1996. – 86 с.

Теплицкая Л.М., Ржевская В.С., Янцев А.В. Изучение морфометрических параметров семян орхидных флоры Крыма в связи с проблемой их прорастания in vitro // Тематический сборник научных трудов «Экосистемы Крыма, их оптимизация и охрана». – 2005. – С. 98-106.

Шевцова Г.Г. Развитие репродуктивных структур Cymbidium hybridum Hort. и Dactylorhiza maculate L. (Soo) в культуре in vitro // Автореф. дисс. … канд. биол. наук. – Ки-

шинев, 1989. – 25 с.

Биология цветения хурмы

БАЛАБАНОВА Я.Е.

Никитский ботанический сад – Национальный научный центр пгт Никита, г. Ялта, 98648, Украина

Одной из важных задач в селекции хурмы является получение сортов с высокой морозостойкостью для расширения ареала ее возделывания. Особый интерес в деле повышения морозостойкости сортов хурмы представляет отдаленная межвидовая гибридизация между хурмой восточной (Diospyros kaki Thunb.) и виргинской (Diospyros virginiana L.), которые произрастают в разных климатических зонах. От скрещивания хурмы кавказской (Diospyros lotus L.) и хурмы восточной не ожидают положительных результатов, так как эти виды обладают почти одинаково низкой морозостойкостью и оба мелкоплодны. В связи с актуальными задачами селекции возникла необходимость подробного изучения биологии цветения D. virginiana и D. kaki.

Впроцессе исследования изучали 3 сорта D. kaki (Спутник, Фуйю, Хиакуме) и D. virginiana. Наблюдения за процессами цветения проводили весной 2007-2008 гг. по методикам А.Н. Пономарева (1960).

Сорт Хиакуме образует только женские цветки, которые располагаются на ветках одиночно в пазухах листа. Цветки крупные (около 4 см), с редуцированными тычинками. Отличаются от других видов хурмы крупными размерами цветка и листови-

дных чашелистиков, загнутых к венчику. Сорт Фуйю – однодомный, на одном растении развиваются мужские и женские цветки. Мужские цветки располагаются в пазухах листьев, собраны в трех-четырехцветковые щитки. Женские цветки располагаются в пазухах листьев одиночно и по размеру примерно на 5 мм больше мужских. Мужские и женские цветки располагаются на одной ветви: женские цветки занимают ее верхнюю часть до середины, а мужские – от середины до основания. Сорт Спутник образует только мужские цветки, собранные в соцветия по 3-5 шт. Серповидные тычинки с короткими тычиночными нитями сложены конусом, под которым расположен редуцированный гинецей. Цветки достигают 1,3-1,6 см. В окраске венчика присутствует резкий переход между трубкой и отгибом.

У изученных нами видов и сортов хурмы для функционально мужских цветков характерен свободный полимерный андроцей, количество тычинок варьирует от 14 до 24. Тычинки подпестичные, скученные, тесно соприкасаются друг с другом и расположены в пучках – по две, приросшие к основанию трубки венчика. Тычинки загнуты внутрь, чуть короче венчика. Тычинки мужских цветков фертильные, женских – стерильные. Пыльцевые зерна обычно трехпоровые, округлые – полярная ось равна экваториальной, но встречаются и эллипсоидальные (5 %), у которых полярная ось длиннее. Тычиночная нить гладкая, лишенная выростов, прямая, цилиндрическая. Связник тычинки является прямым продолжением тычиночной нити. Пыльник – верхушечный, с опушенной поверхностью, вскрывается узкими продольными боковыми щелями.

Для функционально женских цветков хурмы характерен синкарпный гинецей и недоразвитые тычинки – стаминодии. Завязь верхняя, шаровидная, четырехвосьмигнездная. В каждом гнезде один-два семязачатка, сидящих на центральноугловых плацентах. Поверхность завязи голая. Прямые столбики срастаются до половины и заканчиваются двулопастными рыльцами. Лопасти рассечены на узкие доли, соединенные вместе в виде воронки. У основания завязи в желобках, образованных в местах срастания плодолистиков, расположены нектарники.

Ритмы цветения мужских и женских цветков различны. Цветение мужских цветков наступает на 4-5 дней раньше и заканчивается на 5-6 дней позже, чем женских. Среди изученных нами видов и сортов хурмы раньше всех зацветает сорт Спутник. Параллельно зацветают мужские цветки у сорта Фуйю, а через 3 дня у этого же сорта распускаются женские цветки. Начало цветения женских цветков сорта Хиакуме отстает от сорта Фуйю на один день. Цветение же хурмы виргинской начинается на 1-1,5 недели позже, чем у сортов хурмы восточной, и соответственно, позже заканчивается. В условиях ЮБК массовое цветение женских цветков продолжается 7-10 дней, мужских – 14-17, в то время как в условиях естественного произрастания, по данным С.М. Животинской (1972), 5-6 дней массово цветут женские цветки и 12-14 дней – мужские. Продолжается цветение хурмы около месяца у всех изученных нами видов и сортов, распространяясь от верхних ярусов кроны к нижним. Таким образом, наши исследования свидетельствуют о том, что при гибридизации с целью получения новых сортов необходимо детальное знание особенностей цветения предполагаемых исходных форм.

11* Актуальні проблеми ботаніки та екології

ЛИТЕРАТУРА

Животинская С.М. Культура субтропической хурмы в Узбекистане. – Ташкент: ФАН, 1972. – 50 с.

Пономарев А.Н. Изучение цветения и опыления растений // Полевая геоботаника. –

М.: Наука, 1960. – Т. 2. – С. 9-19.

Продуктивность и содержание белка

в биомассе цианобактерии Spirulina platensis CNM-CB-02 при культивировании в присутствии некоторых комплексных соединений Cu(II)

БАТЫР Л.М.

Институт микробиологии и биотехнологии, АН Молдовы ул. Академическая, 1, г. Кишинев, MD 2028, Молдова e-mail: microbioteh@yahoo.com

В последние годы микроорганизмы, в том числе цианобактерии и микроводоросли, используются более интенсивно в качестве объектов биотехнологии (Ciumac, 2008; Rudic et al, 2005; Zosim, 2007). Одним из наиболее изученных объектов является цианобактерия Spirulina platensis. Многие результаты исследований, опубликованные в литературе, показали, что культивирование спирулины в присутствии комплексных соединений позволяет получить биомассу с прогнозируемым содержанием биоактивных веществ и биоэлементов, обладающих терапевтическим эффектом (Ciumac, 2008; Rudic et al, 2005; Rudic, 1993; Zosim, 2007).

Целью исследования являлось изучение продуктивности цианобактерии Spirulina platensis CNM-CB–02 и содержания белка в биомассе, при ее культивировании в присутствии комплексных соединений Cu(II). Объектом исследования послужила цианобактерия S. platensis CNM-CB-02, хранящаяся в Национальной Коллекции Непатогенных Микроорганизмов Института Микробиологии и Биотехнологии АН РМ (Rudic et al, 2005; Rudic, 1993). В качестве стимулятора роста были использованы комплексные соединения Cu(II): [Cu(L-H)H2O(NO3)]; [CuL(NO3)2]; [CuL32(NO3)2]; [CuL1(Sfz) H2O]; [CuL2(Sfz) х 3H2O]; [Cu(L-2H)], различающиеся по природе лиган-

дов, добавляемые к среде культивирования в концентрации 2,0-6,0 мг/л. Продуктивность определяли на 6-ой день культивирования по методу Рудика (Zosim, 2007), а соде-

ржание белка по методу Lowry (Lowry et al., 1951).

В результате исследований было установлено, что с увеличением концентрации комплексных соединений продуктивность спирулины и содержание белка в биомассе снижаются. Продуктивность спирулины повышалась на 5-22 % по сравнению с контролем при концентрации 2,0 мг/л для комплексов [Cu(L-H)H2O(NO3)], [CuL(NO3)2] и [CuL32(NO3)2]. Для соединений [CuL1(Sfz) х H2O], [CuL2(Sfz) х 3H2O] и [Cu(L-2H)] при этой концентрации продуктивность оставалась на уровне контроля и уменьшалась с увеличением концентрации. При концентрации данных комплексных соединений 6,0 мг/л наблюдалось снижение продуктивности на 22-25 % по сравнению с контролем.