Сравнительная характеристика кариометрических параметров микроспороцитов и клеток тапетума сформированных пыльников длинно- и короткостолбчатых растений Jasminum fruticans L. (Oleaceae)

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

pdf
Опубликован: мар 22, 2024
DOI: https://doi.org/10.17072/1994-9952-2024-1-22-31
Ключевые слова:
андроцей гетеростилия микроспорангий пыльник спорогенные клетки стенка пыльника ядерно-ядрышковое отношение ядро ядрышко Jasminum fruticans Oleaceae

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Татьяна Николаевна Кузьмина
Никитский ботанический сад – Национальный научный центр РАН, Ялта, Россия

Аннотация

В связи с изучением функциональной активности генеративных структур при гетеростилии проведен сравнительный кариометрический анализ клеток тапетума, а также микроспороцитов сформированных пыльников длинно- и короткостолбчатых растений Jasminum fruticans L. (Oleaceae). На основании измерения площадей ядра, ядрышка, подсчета количества ядер и ядрышек в клетках вычисляли суммарные значения площадей ядерных структур. Поскольку с ядрышками связаны процессы транскрипции и трансформации рибосомальной РНК (р-РНК), то состояние ядрышковых структур в клетке отражает уровень ее функциональной активности, поэтому в качестве характеристики функциональной активности клеток использовали значение ядерно-ядрышкового отношения (ЯЯО). Установлено, что у обеих флоральных форм в сформированном пыльнике преобладают двуядерные тапетальные клетки. Число ядрышек, приходящихся на клетку, варьирует от 1 до 14. У короткостолбчатых растений число тапетальных клеток с 6–8 ядрышками больше по сравнению с длинностолбчатыми растениями. Однако данный факт не отражается на значении ядерно-ядрышкового отношения. По функциональной активности клетки тапетума пыльников длинно- и короткостолбчатых растений не имеют статистически значимого различия. Сравнение кариометрических параметров микроспороцитов показало, что площади ядерных структур больше у длинностолбчатых растений, при этом они характеризуются более высоким значением ЯЯО (17.61±0.36) по сравнению с короткостолбчатыми растениями, у которых ЯЯО составляет 15.59±0.27. Понижение значения ЯЯО у короткостолбчатых растений является признаком усиления интенсивности белкового метаболизма их микроспороцитов, а следовательно, уровня функциональной активности их геномов. Различие функциональной активности микроспороцитов длинно- и короткостолбчатых растений может быть признаком проявления пола в зависимости от флорального морфологического типа растения.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Как цитировать
Кузьмина, Т. Н. (2024). Сравнительная характеристика кариометрических параметров микроспороцитов и клеток тапетума сформированных пыльников длинно- и короткостолбчатых растений Jasminum fruticans L. (Oleaceae). Вестник Пермского университета. Серия Биология, (1), 22–31. https://doi.org/10.17072/1994-9952-2024-1-22-31
Выпуск
№ 1 (2024): Вестник Пермского университета. Серия Биология
Раздел
Ботаника

Лицензионный договор на право использования научного произведения в научных журналах, учредителем которых является Пермский государственный национальный исследовательский университет

Скачать лицензионный договор

Текст Договора размещен на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета http://www.psu.ru/, а также его можно получить по электронной почте в «Отделе научных периодических и продолжающихся изданий ПГНИУ»: YakshnaN@psu.ru или в редакциях научных журналов ПГНИУ.

Биография автора

Татьяна Николаевна Кузьмина, Никитский ботанический сад – Национальный научный центр РАН, Ялта, Россия

Канд. биол. наук, старший научный сотрудник сектора структурной ботаники и репродуктивной биологии растений. Лаборатория биохимии, физиологии и репродуктивной биологии растений

Библиографические ссылки

Агаджанян А.М. Распространённость и распределение гетеростилии в системе покрытосеменных растений // Успехи современной биологии. 2000. Т. 120, № 4. С. 348–360.

Архипчук В.В. Использование ядрышковых характеристик в биотестировании // Цитология и гене-тика. 1995. Т. 29, № 3. C. 6–12.

Батыгина Т.Б., Васильева В.Е. Размножение растений. СПб.: Изд-во СПб. ун-та, 2002. 232 с.

Владимирова О.С. Муратова Е.Н. Кариологические особенности ели сибирской (Picea obovata Ledeb.) в условиях антропогенного загрязнения г. Красноярска // Экологическая генетика. 2005. Т. 3, № 1. С. 18–23.

Вострикова Т.В. Эколого-физиологическая реакция семенного потомства древесных растений на стресс // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. География. Геоэкология. 2010. № 1. С. 87–91.

Гашев С.Н., Бетляева Ф.Х., Лупинос М.Ю. Математические методы в биологии. Анализ биологиче-ских данных в системе Statistica. М.: Юрайт, 2018. 208 с.

Голубев В.Н. Биологическая флора Крыма. Ялта, 1996. 126 с.

Демьянова Е.И. О полиморфизме некоторых гетеростильных растений лесостепного Зауралья // Вестник Пермского университета. Сер. Биология. 2014. Вып. 2. С. 10–17.

Дуброва А.Н. Ядрышковые организаторы хромосом как адаптивный элемент вида // Журнал об-щей биологии. 1989. Т. 50, № 2. С.213–217.

Жинкина Н.А. Гетеростилия // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. СПб.: Мир и семья. 2000. Т. 3. С. 82–83.

Калаев В.Н. и др. Влияние низких активностей радона на ядерные структуры клеток апикальной меристемы корней Zebrina pendula Shcnizl (ядрышковый тест) // Вестник Воронежского государственно-го университета. Сер. География. Геоэкология. 2005. № 1. С. 80–85.

Калаев В.Н. и др. Цитогенетические характеристики семенного потомства деревьев березы повис-лой в Хреновском бору // Лесоведение. 2009. № 3. С. 43–51.

Калашник Н.А. Оценка функциональной активности ядрышковых организаторов хромосом у лиственницы Сукачева в условиях техногенного загрязнения // Вестник Оренбургского университета. 2013. 10 (159). С. 195–197.

Кордюм Е.Л., Глущенко Г.И. Цитоэмбриологические аспекты проблемы пола покрытосеменных. Киев: Наукова думка, 1976. 200 с.

Коржевский Д.Э. Применение гематоксилина в гистологической практике // Морфология. 2007. Т. 132, № 6. С. 77–82.

Кузьмина Т.Н. Диморфизм цветков Jasminum fruticans L. // Вестник Пермского университета. Сер. Биология. 2017. Вып. 3. С. 233‒239.

Кузьмина Т.Н. Формирование мужских генеративных структур у Jasminum fruticans (Oleaecae) // Ботанический журнал. 2018. Т. 103, № 5. С. 654–663.

Кузьмина Т.Н. Формирование семязачатка и семени Jasminum fruticans (Oleaceae) // Ботанический журнал. 2020. Т. 105, № 9. С. 919–930.

Машкин С.И., Назарова М.Н. Сезонная динамика числа и размеров ядрышек. ядер и ядерно-ядрышковых отношений у представителей подсем. Сливовых при их интродукции // Цитология. 1976. Т. 18, № 12. С. 1438–1443.

Резникова C.А. Цитология и физиология развивающегося пыльника. М.: Наука, 1984. 272 с.

Резникова С.А., Бугара А.М. Функциональные изменения объема ядер в тканях развивающегося пыльника лилии // Цитология. 1979. Т. 21, № 6. С. 671–677.

Романова Л.И., Третьякова И.Н. Особенности микроспорогенеза у лиственницы сибирской, рас-тущей в условиях техногенного стресса // Онтогенез. 2005. Т. 36, № 2. С.128–133.

Трочинская Т.Г., Бланковская Т.Ф., Тоцкий В.М. Количественные признаки клеток мужских гене-ративных структур пшеницы, ржи и пшенично-ржаных гибридов в микроспорогенезе // Цитология и ге-нетика. 2010. Т. 4. С. 48–54.

Хроленко Ю.А. и др. Количественные характеристики ядрышек в клетках Panax ginseng in vivo и in vitro // Turczaninowia. 2011. T. 14, № 1. С. 104–108.

Челидзе П.В., Зацепина О.В. Морфофункциональная классификация ядрышек // Успехи современ-ной биологии. 1988. Т. 105, № 2. С. 252–258.

Шевченко С.В., Плугатарь Ю.В. Исследования репродуктивной биологии семенных растений в Никитском ботаническом саду // Сборник научных трудов ГНБС. 2019. Т. 149. С. 177–198. URL: https://doi.org/10.36305/0201-7997-2019-149-177-198 (дата обращения: 19.07.2023).

Baker H.G. Reproductive methods as factors in speciation in flowering plants // Cold Spring Harbor symp. Quant. Boil. 1960. Vol. 24. P. 177–191.

Du K. et al. Abnormal tapetum development and energy metabolism associated with sterility in SaNa-1A CMS of Brassica napus L. // Plant Cell Rep. 2019. Vol. 38. P. 545–558. URL: https://doi.org/10.1007/s00299-019-02385-2 (дата обращения: 19.07.2023).

Ganders F.R. The biology of heterostyly // New Zealand Journal of Botany. 1979. Vol. 17. P. 607–635. URL: https://doi.org/10.1080/0028825X.1979.10432574 (дата обращения: 19.07.2023).

Gao S. et al. The nonreciprocal heterostyly and heterotypic self-incompatibility of Ceratostigma will-mottianum // J. Plant Res. 2021. Vol. 134. P. 543–557. URL: https://doi.org/10.1007/s10265-021-01269-5 (дата обращения: 19.07.2023).

Gothandam K.M., Kim E.S., Chung Y.Y. Ultrastructural study of rice tapetum under low-temperature stress // J. Plant Biol. 2007. Vol. 50(4). P. 396–402. URL: https://doi.org/10.1007/BF03030674 (дата обраще-ния: 19.07.2023).

Keller B., de Vos J.M., Conti E. Decrease of sexual organ reciprocity between heterostulous primrose spe-cies. with possible functional and evolutionary implications // Annals of Botany. 2012. Vol. 110. P. 1233–1244. URL: https:// doi.org/10.1093/aob/mcs199 (дата обращения: 19.07.2023).

Klein D.E., Freitas L., Da Cunha M. Self-incompatibility in a distylous species of Rubiaceae: is there a single incompatibility response of the morphs? // Sex Plant Reprod. 2009. Vol. 22. P. 121–131. DOI: 0.1007/s00497-009-0097-0. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20033433 (дата обращения: 19.07.2023).

Li A.-M. et al. Cryptic dioecy in Mussaenda pubescens (Rubiaceae): a species with stigma-height dimor-phism // Annals of Botany. 2010. Vol. 106. P. 521–531. URL: https://doi.org/10.1093/aob/mcq146 (дата об-ращения: 19.07.2023).

Liu Y. et al. Functional dioecy in Morinda parvifolia (Rubiaceae): a species with stigma-height dimor-phism // Plant Systematics and Evolution. 2012. Vol. 298. P. 775–785. URL: https://doi.org/10.1007/s00606-011-0588-y (дата обращения: 19.07.2023).

Nugent J.M. et al. Progressive programmed cell death inwards across the anther wall in male sterile flow-ers of the gynodioecious plant Plantago lanceolata // Planta. 2019. Vol. 249. P. 913–923. URL: https://doi.org/10.1007/s00425-018-3055-y (дата обращения: 19.07.2023).

Pailler Th., Thompson J.D. Distyly and variation in heteromorphic incompatibility in Gaertnera vaginata (Rubiaceae) endemic to La Reunion Island // American Journal of Botany. 1997. Vol. 84(3). P. 315–327. URL: https://doi.org/10.2307/2446005 (дата обращения: 19.07.2023).

Shi S. et al. A comparative light and electron microscopic analysis of microspore and tapetum develop-ment in fertile and cytoplasmic male sterile radish // Protoplasma. 2010. Vol. 241. P. 37–49. DOI: 10.1007/s00709-009-0100-5/ URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s00709-009-0100-5 (дата обра-щения: 19.07.2023).

Stevens V.A.M., Murray B.G. Studies on heteromorphic self-incompatibility systems: Physiological as-pects of the incompatibility system of Primula obconica // Theoret. Appl. Genetics. 1982. Vol. 61. P. 245–256. DOI: 10.1007/BF00273782. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24270436/ (дата обращения: 19.07.2023).

Tompson J.D., Dommée B. Morph-specific patterns of variation in stigma height in natural populations of distylous Jasminum fruticans // New Phytologist. 2000. Vol. 148. P. 303–314. URL: https://doi.org/10.1046/j.1469-8137.2000.00765.x (дата обращения: 19.07.2023).

Valois-Cuesta H., Soriano P.J., Ornelas J.F. Dimorphisms and self-incompatibility in the distylous species Palicourea demissa (Rubiaceae): possible implications for its reproductive output // J. Plant Res. 2011. Vol. 124. P. 137–146. URL: https://doi.org/10.1007/s10265-010-0359-9 (дата обращения: 19.07.2023).

Vijayaraghavan M.R., Ratnaparkhi S. Histological dynamics of anther tapetum in Heuchera micrantha // Proc. Indian Acad. Sci. 1979. Vol. 88. P. 309–316. URL: https://doi.org/10.1007/BF03046195 (дата обра-щения: 19.07.2023).

Wu Xi.-Q. et al. Distyly and cryptic heteromorphic self-incompatibility in Mussaenda macrophylla (Ru-biaceae) // Journal of Systematic sand Evolution. 2015. Vol. 9999. P. 1–13. URL: https://doi.org/10.1111/jse.12142 (дата обращения: 19.07.2023).

Yeung E.C. et al. Anther, pollen and tapetum development in safflower Carthamus tinctorius L. // Sex Plant Reprod. 2011. Vol. 24. P. 307–317. DOI: 10.1007/s00497-011-0168-x/ URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21573927/ (дата обращения: 19.07.2023).