ИЗУЧЕНИЕ РОСТА ПЫЛЬЦЕВЫХ ТРУБОК У ОТДЕЛЬНЫХ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ СЕМЕЙСТВА НОРИЧНИКОВЫЕ JUSS) Ханбабаева О.Е.,Мазаева А.С.

Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева


Номер: 12-1
Год: 2015
Страницы: 64-69
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

пыльцевые трубки, опыление, пыльца, рост пыльцевые трубки, цветочные культуры, питательная среда, pollen tubes, pollination, pollen

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Изучен рост пыльцевых трубок у отдельных представителей семейства Норичниковые (Scrophulariaceae Juss). Изучен рост пыльцевых трубок на питательной среде в зависимости от времени опыления, (час) и рост пыльцевых трубок на различных по составу питательных средах.

Текст научной статьи

У цветковых растений самонесовместимость дает возможность популяции свободно перекомбинировать наследственный материал. Наследственный материал находится в фундаменте эволюционной пластичности видов [5, 119-169]. В трудах немецкого ботаника И. Кельрейтера, опубликованных в 1765 году, можно найти одно из первых литературных упоминаний о самонесовместимости на примере коровяка фиолетового. После переоткрытия законов Менделя и появления генетики физиологическая несовместимость и ее роль в регуляции процессов перекрестного опыления были осознаны и выдвинуты теории для ее подтверждения [4,159-167]. У большинства растений самостерильность выражается в подавлении прорастания пыльцы на рыльце пестика при гейтеногамии и автогамии. Физиологическая несовместимость - это не продуцирование фертильными растениями зигот после самоопыления. Из-за этого ограничения размножение популяции в большинстве случаев происходит путем перекрестного опыления [6, 383-386]. Можно выделить несколько причин самостерильности: - пыльцевые зерна обладают неспособностью притягиваться (прикрепляться) к рыльцу пестика; - пыльцевые зерна не способны даже прорасти на рыльце собственного пестика; - в столбике пестика происходит ингибиция (подавление) роста пыльцевых трубок. Различают два вида несовместимости: гаметофитный и спорофитный типы. Различия заключаются в том, что между пыльцевым зерном или пыльцевой трубкой и поверхностью рыльца столбика или другими различными тканями пестика может детерминировать реакция либо пыльцы (гаметофит), либо материнского растения (спорофит) [3,19-25]. Самонесовместимость обусловлена генетическими факторами, обеспечивающие синтез веществ, влияющих на прорастание пыльцы и рост пыльцевых трубок. В основе всех реакций несовместимости лежит информация, заключенная в женских и мужских половых органах и определяющая: а) специфичность реакции, б) индукцию реакции, в) энергетический баланс реакции, ее связь с общим обменом веществ [1,5-8]. В последние несколько лет прогресс, в понимании многих процессов, вовлеченных в регуляцию роста пыльцевой трубки достиг высот. Изучению несовместимости у цветковых растений придается значение, о чем говорит ряд обзорных работ, относящийся к генетике, физиологии и биохимии этого явления. Некоторые работы посвящены переоценке моделей самонесовместимости [2,34-38]. Экспериментальные исследования проводили в 2015 г. на базе Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А. Тимирязева в Лаборатории генетики, селекции и биотехнологии овощных культур. Объектами в исследовании послужили 10 видов семейства Норичниковые (таблица 1). Таблица 1 Изучение роста пыльцевых трубок в зависимости от времени опыления Вид Время опыления (часы) 1 час 2 часа 4 часа 6 часов 8 часов 12 часов Диасция бородчатая (Diascia barberae Hook.) - - - - + + Антирринум большой (Antirrhinum majus L.) - + + + + + Азарина лазающая (Asarina scandens (Cav.) Pers.) - - - + + + Льнянка обыкновенная (Linaria vulgaris Mill.) - - - - + + Мимулюс гибридный (Mimulus hybridus Voss.) - - - + + + Наперстянка пурпурная (Digitalis purpurea L.) - - - + + + Немезия струмоза (Nemesia strumosa Benth.) - - - - + + Пенстемон гибридный (Penstemon hybridus Groenl. et Ruempl.) - - - - - + Торения Фурнье (Torenia Fournieri Linden.) - - - + + + Цимбалярия постенная (Cymbalaria muralis Hill.) - + + + + + *Примечание: + Пыльцевые трубки растут; - Пыльцевые трубки не растут Рис. 1. Рост пыльцевых трубок антирринума большого, 4 часа со времени опыления Рис. 2. Пыльцевые трубки антиринума большого, 12 часов со времени опыления Рис. 3 . Пыльцевые трубки Торения Фурнье, через 12 часов после опыления Рис. 4. Пыльник Торении Фурнье с непроросшими пыльцевыми зернами, 2 часа со времени опыления Рис. 5. Неоплодотворенный зародышевый мешок антирринума большого Рис. 6. Оплодотворенный зародышевый мешок антирринума большого, 12 часов со времени опыления). Рис. 7. Проводящие пучки антирринума большого, 2 часа со времени опыления Всего существует два типа самонесовместимости: спорофитный, который преимущественно образуется у капустных, и гаметофитный тип самонесовместимости. В отличие от спорофитного типа самонесовместимости, у которого все процессы останавливаются на рыльце пестика, у гаметофитного типа самонесовместимости рост пыльцы начинается и продолжается в тканях пестика. Своя же пыльца, попадая на пестик, начинает свой рост, но в определенном месте происходит прекращение роста пыльцевых трубок (рис. 5,6). Изучив механизмы опыления у декоративных представителей семейства Норичниковые с гаметофитным типом самонесовместимости было установлено, что у цимбалярии постенной и антирринума большого пыльцевые трубки просматриваются уже через 2 часа со времени опыления (рис. 1,2). У азарины лазающей, мимулюса гибридного, наперстянки пурпурной, торении Фурнье (рис.3,4) пыльцевые трубки видны начиная с 6 часов со времени опыления (таблица. 1).У пенстемона гибридного пыльцевые трубки видны только с 12 часов со времени опыления. Было установлено, что пыльцевые трубки ветвятся и растут по проводящим пучкам (рис. 7). У некоторых видов, таких как: льнянка обыкновенная, немезия струмоза и диасция бородчатая рост пыльцевых трубок начался только через 8 часов после опыления, но так и не достиг зародышевых мешков. Возможно, где-то в проводящих пучках рост пыльцевых трубок прекращается или блокируется, т.к. было замечено резкое прерывание роста пыльцевых трубок в пестиках. Рост пыльцевых трубок и прорастание пыльцы, является одним из важнейших этапов половой репродукции у растений. Пыльцевая трубка представляет собой протуберанец цилиндрической формы, попадая на мегаспорангий, формирующий пыльцевые зерна. Объектами послужили 8 видов семейства Норичниковые. Для выращивания пыльцевых трубок использовалась среда на основе сахарозы и агар-агара с добавлением различных регуляторов роста (таблица 2). Таблица 2 Рост пыльцевых трубок различных представителей семейства Норичниковые на различных по составу питательных средах с добавлением регуляторов роста Вид Среда/Концентрация 15% сахарозы+1% агар-агар 30% сахарозы+1% агар-агар 40% сахарозы+1% агар-агар 15% 2,4Д ИУК ИУК+ Кинетин 40% 2,4Д ИУК ИУК+ Кинетин Сутера раскидистая - - - - - - - - - Антиринум большой +/+ +/+ +/+ + +/+ +/- - - - Немезия струмоза - - +/+ - - - - - - Льнянка обыкновенная - - - - - - - - - Мимулюс гибридный + + + + + +/- - - - Норичник узловатый - - - - - - - - - Залузианския капская - + - +/- - - - - +/- Азарина лазающая - - - + - - - - +/- *Примечание: +/+ Пыльцевых трубок много + Пыльцевых трубок мало +/- Пыльцевых трубок очень мало - Пыльцевых трубок нет Изучив рост пыльцевых трубок на различных по составу питательных средах было установлено, что эффективней всего была среда с концентрацией сахарозы в 15%. Из добавленных регуляторов роста наиболее эффективным был ауксин ИУК. Было обнаружено много проросших пыльцевых трубок антирринума большого на среде с концентрацией сахарозы 15% и с добавлением ауксинов 2,4 Д (2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота) и ИУК ((3-индолил) уксусная кислота) и синтетического цитокинина - кинетин, смесь ауксина ИУК и кинетина, и на среде с концентрацией сахарозы 30%. На среде с концентрацией сахарозы в 40% у антирринума большого было обнаружено очень мало пыльцевых трубок. У мимулюса гибридного пыльцевых трубок было обнаружено мало на среде с концентрацией сахарозы 15% и с добавлением ауксинов 2,4Д и ИУК и синтетического цитокинина - кинетин, смесь ауксина ИУК и кинетина и на среде с концентрацией сахарозы в 30%. На среде с концентрацией сахарозы в 40% у мимулюса гибридного было обнаружено очень мало пыльцевых трубок. У немезии струмозы много пыльцевых трубок было обнаружено только на среде с концентрацией сахарозы в 15% с добавлением ауксина ИУК. У залузианской капской пророщенных пыльцевых зерен было обнаружено мало, они образовались только на среде с концентрацией сахарозы в 15% с добавлением 2,4Д и смеси ауксина ИУК и кинетина и на среде с концентрацией сахарозы в 40% с добавлением смеси ауксина и ИУК. У азарины лазающей пыльцевых трубок было обнаружено мало на среде с концентрацией сахарозы в 15% с добавлением смеси ауксина ИУК и очень мало на среде с концентрацией сахарозы в 40% с добавлением смеси ауксина ИУК. Сутера раскидистая, льнянка обыкновенная и норичник обыкновенный не проросли не на одной среде.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.