Морфогенез и рост побегов Picea schrenkiana (Pinaceae) в связи с высотно-экологической зональностью в горах Северного Тянь-Шаня

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведено сравнительное изучение морфогенеза апикальной меристемы побегов и их роста у деревьев ели Шренка (Picea schrenkiana F. et M.), произрастающих на различных высотах в горах Заилийского Алатау Северного Тянь-Шаня. Апикальная меристема ежегодно осуществляет формирование укороченного побега с кроющими чешуями новой почки и заложение меристематического зачатка удлиненного охвоенного побега. Перед каждым из этих двух этапов морфогенеза апекс осуществляет самостоятельный рост, связанный с формированием в периферической меристеме материнских групп клеток фитомеров кроющих чешуй почки и фитомеров хвои. Начало вычленения апексом примордиев кроющих чешуй новой почки у деревьев, произрастающих на высотах 1600, 2045 и 2600 м над ур. моря, происходит при накоплении суммы средней суточной положительной температуры воздуха, соответственно – 330, 275 и 185℃. Этап заложения меристематического зачатка охвоенного побега новой генерации деревьев, произрастающих на высотах 1600, 2045 и 2600 м, начинается при накоплении средней суточной температуры воздуха выше 5 ℃, соответственно – 650, 527 и 210℃. При увеличении высоты места произрастания деревьев от 1600 до 2600 м у меристематических зачатков охвоенных побегов происходит уменьшение числа ярусов заложенных примордиев хвои от 12 до 7.5. Весной в период пролиферативного продольного роста меристематического зачатка стебля о темпе деления клеток его основной паренхимы можно судить по скорости удвоения его длины. У деревьев, произрастающих на высоте 1600 м при температуре 5℃, скорость роста стебля охвоенного побега составляет 0.0066 цикла удвоения его длины за сутки, а на высоте 2600 м эта величина в 6.3 раза больше. Согласно уравнениям линейной зависимости средней суточной скорости удвоения длины стебля от температуры, температура, при которой начинается деление клеток зачатков стебля, при увеличении высоты места произрастания деревьев от 1600 до 2600 м уменьшается от 4.62 до 2.82℃. Адаптация процесса деления меристематических клеток к низким температурам частично снижает тормозящее действие комплекса экологических факторов на морфогенез и рост побегов при увеличении высоты места произрастания P. schrenkiana.

Об авторах

В. Б. Скупченко

Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова

Автор, ответственный за переписку.
Email: vlaskvs16579@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Козубов Г. М., Муратова Е. Н. 1986. Современные голосеменные (морфолого-систематический обзор и кариология). Л.: 192 с.
  2. Крюсман Г. 1986. Хвойные породы. М. 256 с.
  3. Березин Э. Л. 1969. Об изменчивости в систематике елей Казахстана и Средней Азии в связи с задачами селекции. – В кн.: Лесная селекция, семеноводство и интродукция в Казахстане. Алма-Ата. С. 28–30.
  4. Гудочкин М. В., Чабан П С. 1958. Леса Казахстана. Алма-Ата. 323 с.
  5. Вайнерт Э., Вальтер Р., Ветцель Т., Егер Э., Клауснитцер Б., Клоц С., Ман Э. Г., Прассе И., Ручке Э., Темброк Г., Титце Ф., Фриче В., Хенчель П., Хильбиг В., Шлее Д., Шу Й., Штёккер Г., Шуберт Р. 1988. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем. Перевод с нем. М. 350 с.
  6. Серебряков И. Г. 1962. Экологическая морфология растений. М. 378 с.
  7. Скупченко В. Б. 1985. Органогенез вегетативных и репродуктивных структур ели. Л. 80 с.
  8. Скупченко В. Б. 1998. Формирование побегов и репродуктивных органов ели в связи с эндогенными и экологическими факторами. Сыктывкар. 62 с.
  9. Серебряков И. Г. 1952. Морфология вегетативных органов высших растений. М. 334 с.
  10. Мэзия Д. 1963. Митоз и физиология клеточного деления. Перевод с англ. М. 427 с.
  11. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Д. 1994. Молекулярная биология клетки. 2-е изд. Т. 1. Пер. с англ. М. 517 с. http://biology.org.ua/files/lib/Alberts_et_al_vol1.pdf
  12. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Д. 1994. Молекулярная биология клетки: 2-е изд. Т. 2. Пер. с англ. М. 539 с. http://biology.org.ua/files/lib/Alberts_et_al_vol2.pdf
  13. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Д. 1994. Молекулярная биология клетки. 2-е изд. Т. 3. Пер. с англ. М. 504 с. http://biology.org.ua/files/lib/Alberts_et_al_vol3.pdf
  14. Hall J. L., Flowers T. J., Roberts R. M. 1981. Plant cell structure and metabolism. Ed. 2. London, New York. 543 p.
  15. Galston A. W., Davies P. J., Satter R. L. 1980. The life of the green plant. Ed. 3. Englewood Cliffs. NJ. 552 p.
  16. Гамалей Ю. В. 1972. Цитологические основы дифференциации ксилемы. Л. 144 с.
  17. Гриф В. Г. 1956. О возможности деления клеток у растений при отрицательных температурах. – Докл. АН СССР. 108(4): 734–737.
  18. Гриф В. Г. 1963. Действие низких температур на митоз и хромосомы растений. – Цитология. 5(4): 404–413.
  19. Гриф В. Г. 1981. Применение коэффициента температурной зависимости при изучении митотического цикла у растений. – Цитология. 23(2): 166–173.
  20. Гриф В. Г., Валович Е. М. 1973а. Действие низких положительных температур на рост и деление клеток при прорастании семян. – Цитология. 15(11): 1362–1369.
  21. Гриф В. Г., Валович Е. М. 1973б. Митотический цикл клеток растений при минимальной температуре митоза. – Цитология. 15(12): 1510–1514.
  22. Ben-Haj-Salah H., Tardieu F. 1995. Temperature effects expansion rate of maize leaves without change in spatial distribution of cell length (analysis of the coordination between cell division and cell expansion). – Plant Physiol. 109(3): 861–870. https://doi.org/10.1104/pp.109.3.861
  23. Granier C., Tardieu F. 1998. Is thermal time adequate for expressing the effects of temperature on sunflower leaf development? – Plant Cell Environ. 21(7): 695–703. https://doi.org/10.1046/j.1365-3040.1998.00319.x
  24. Granier C., Massonnet C., Turc O., Muller B., Chenu K., Tardieu F. 2002. Individual leaf development in Arabidopsis thaliana: a stable thermal-time-based programme. – Ann Bot. 89(5): 595–604. https://doi.org/10.1093/aob/mcf085
  25. Гриф В. Г., Иванов В. Б., Мачс Е. М. 2002. Клеточный цикл и его параметры у цветковых растений. – Цитология. 44(10): 936–980.
  26. Справочник по климату СССР. 1966. Вып. 17. Температура воздуха и почвы. Л. Гидрометеоиздат. 327 с.
  27. Соколов С. И., Ассинг И. А., Бурмангалиев А. Б., Сериков С. Н. 1962. Почвы Алма-Атиской области. Алма-Ата. 251 с.
  28. Уваров Ю. П. 1971. Эколого-физиологическая характеристика основных форм и экотипов ели Шренка. – Автореф. дис. канд. биол. н. Алма-Ата. 28 с.
  29. Скупченко В. Б. 1979. Вибрационная микротомия мягких тканей. Сер. препринт. сообщ. «Новые научные методики». Коми фил. АН СССР. Вып. 2. Сыктывкар. 56 с.
  30. Пирс Э. 1962. Гистохимия. Теоретическая и прикладная. Пер. с англ. М. 963 с.
  31. Einarson L. 1951. On the theory of gallocyanin-chromalum staining and its application for quantitative estimation of basophilia. A selective staining of exuisite progressivity. — Acta Pathol. Microbiol. Scand. 28(1): 82–102. https://doi.org/10.1111/j.1699-0463.1951.tb05005.x
  32. Зандриттер В., Кифер Г., Рик В. 1969. Галлоциани-хромовые квасцы. – В кн.: Введение в количественную гистохимию. М. С. 240–264.
  33. Лакин Г. Ф. 1980. Биометрия. М. 293 с.
  34. Pillai S. K., Chacko B. 1978. Growrth periodicity and structure of the shoot apex of Picea smithiana (Wall) Boiss.: An anatomical and histochemical study. – Flora. 167(6): 515–524. https://doi.org/10.1016/S0367-2530(17)31149-0
  35. Скупченко В. Б. 2019. Клеточный рост основной паренхимы стебля в морфогенезе побега Piceа abies (Pinaceae). – Раст. ресурсы. 55(2): 195–212. https://doi.org/10.1134/S0033994619020092
  36. Скупченко В. Б. 2022. Морфогенез и рост вегетативного побега Pseudotsuga menziesii (Pinaceae), интродуцированной в Санкт-Петербурге. – Раст. ресурсы. 58(1): 43–57. https://elibrary.ru/llbltv
  37. Мирославов Е. А., Кислюк И. М., Шухтина Г. Г. 1984. Ультраструктура клеток, дыхание и фотосинтез листьев озимой пшеницы, выращенной в контролируемых условиях при разной температуре. – Цитология. 26(6): 672–677.
  38. Иванова Т. И., Васьковский М. Д. 1976. Дыхание растений острова Врангель. – Бот. журн. 68(3): 324–331.
  39. Глаголева Т. А., Филиппова Л. А. 1965. Особенности фотосинтеза растений в условиях высокогорий Памира. – Пробл. Бот. 7: 121–132.
  40. Измайлова Н. Н. 1965. Интенсивность транспирации высокогорных растений в зависимости высоты произрастания. – Пробл. Бот. 7: 205–212.
  41. Гамалей Ю. В. 1996. Отток ассимилятов в природных и экспериментальных условиях. – Физиология растений. 43(3): 328–343.
  42. Курсанов А. Л. 1976. Транспорт ассимилятов в растении. М. 647 с.
  43. Вознесенская Е. В. 1996. Структура фотосинтетического аппарата представителей древесной флоры высокогорий Восточного Памира. – Физиология растений. 43(3): 391–398.
  44. Чиков В. И. 1987. Фотосинтез и транспорт ассимилятов. М. 185 с. https://elibrary.ru/item.asp?id=35298635
  45. Медведев С. С. 2013. Полярность и ее роль в регуляции роста и морфогенеза растений. 73-е Тимирязевские чтения. Издательство «Наука». 77 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024