Анатомические особенности строения мезофилла листьев Oryza sativa и Zizania latifolia (Oryzeae, Poaceae)

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

pdf
Опубликован: июл 7, 2025
DOI: https://doi.org/10.17072/1994-9952-2025-2-132-142
Ключевые слова:
типы листовой анатомии злаков хлоренхима клетки сложной формы лопастные клетки

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

Галина Кимовна Зверева
ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный педагогический университет», Новосибирск, Россия

Аннотация

Изучение пространственной организации хлоренхимы листьев растений как структурной основы фотосинтеза позволяет охарактеризовать ее более полно. Рассмотрена морфология ассимиляционных клеток и структура мезофилла листовых пластинок и листовых влагалищ генеративных побегов Oryza sativa и Zizania latifolia. Образцы листьев фиксировались в смеси Гаммалунда. Изучение ассимиляционной ткани проводилось с помощью светового микроскопа на мацерированных препаратах, а также на поперечных и продольных срезах листьев. Анатомическое строение рассматривали в средней части листовой пластинки и верхней трети влагалищной части листа. Показано, что хлоренхима листовых пластинок Oryza sativa и Zizania latifolia и листовых влагалищ Oryza sativa сложена из плоских складчатых клеток с небольшим участием клеток более сложной ячеисто-лопастной, или складчато-ячеистой формы. Более усложненные по форме клетки имеют лопастные конфигурации на поперечных срезах и ячеистые, состоящие из двух-трех секций, в продольном направлении. В мезофилле листовых влагалищ Oryza sativa лопастная форма клеток сохраняется, хлоренхима Zizania latifolia состоит преимущественно из клеток простой формы. Строение мезофилла листовых пластинок Oryza sativa и Zizania latifolia характеризуется как упрощенное бамбузоидное. Проведено сопоставление пространственной конфигурации клеток лопастной формы в листьях злаков с бамбузоидным, арундиноидным и фестукоидным типами листовой анатомии. Показано, что эти клетки могут быть как плоскими, так и более сложными, в основном ячеисто-лопастными.

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

Как цитировать
Зверева, Г. К. (2025). Анатомические особенности строения мезофилла листьев Oryza sativa и Zizania latifolia (Oryzeae, Poaceae). Вестник Пермского университета. Серия Биология, (2), 132–142. https://doi.org/10.17072/1994-9952-2025-2-132-142
Выпуск
№ 2 (2025): 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

Галина Кимовна Зверева, ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный педагогический университет», Новосибирск, Россия

Доктор биол. наук, старший научный сотрудник, профессор кафедры биологии и экологии (Новосибирский государственный педагогический университет), главный научный сотрудник (Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий РАН)
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC

Библиографические ссылки

Бурундукова О.Л. Структурно-функциональные характеристики ассимиляционного аппарата сор-тов риса разного происхождения и морфотипа в условиях Приморья: автореф. дис. … канд. биол. наук. Владивосток, 1993. 20 с. EDN: ZJYJEX.

Бурундукова О.Л. и др. Методика расчета объема и площади поверхности клеток мезофилла риса // Физиология растений. 2003. Т. 50, № 1. С. 144–150. EDN: OOMUXL

Бурундукова О.Л. и др. Структура ассимиляционного аппарата сортов риса экстенсивного и ин-тенсивного типов в условиях Приморья // Физиологические основы продуктивности растений и факторы внешней среды (Сб. тр. по прикладной ботанике, генетике и селекции. Т. 149). СПб., 1993. С. 26–32.

Бурундукова О.Л., Холупенко И.П. Мезоструктура и функциональная активность фотосинтетиче-ского аппарата сортов риса интенсивного и экстенсивного типа: поиск способов интенсификации фото-синтеза альтернативных С4 трансгенозу // Экспериментальная биология растений: фундаментальные и прикладные аспекты: Годичное собрание ОФР. М.: Изд-во АНО Центр содействия научной, образова-тельной и просветительской деятельности «Соцветие», 2017. 25 с. EDN: YSATYK.

Горышина Т.К. Фотосинтетический аппарат растений и условия среды. Л.: Изд-во ЛГУ, 1989. 204 с.

Гродзинский А.М., Гродзинский Д. М. Краткий справочник по физиологии растений. Киев: Наук. думка, 1973. 591 с.

Зверева Г.К. Пространственная организация мезофилла листовых пластинок фестукоидных злаков (Poaceaе) и ее экологическое значение // Ботанический журнал. 2009. Т. 94, № 8. С. 1204–1215. EDN: OIFNIB.

Зверева Г.К. Анатомическое строение мезофилла листьев злаков (Poaceae). Новосибирск: Изд-во НГПУ, 2011. 201 с. EDN: QLDHGV.

Зверева Г.К. Сравнительное исследование хлоренхимы вегетативных органов у Phragmites austra-lis и Molinia caerulea (Poaceae, Arundinoideae) // Известия высших учебных заведений. Поволжский реги-он. Естественные науки. 2023. № 3. С. 3–18. DOI: 10.21685/2307-9150-2023-3-1. EDN: FQQWGH.

Сорокин О.Д. Прикладная статистика на компьютере. Краснообск, 2004. 162 с.

Цвелев Н.Н. Краткий конспект злаков (Poaceae) Восточной Европы: начало системы (трибы Bam-buseae - Bromeae) // Новости систематики высших растений. 2006. Т. 38. С. 66–113. DOI: 10.31111/novitates/2006.38.66. EDN: KWRXLB.

Цвелев Н.Н., Пробатова Н.С. Злаки России. М.: Т-во науч. изданий КМК, 2019. 646 с.

Adachi S. et al. The mesophyll anatomy enhancing CO2 diffusion is a key trait for improving rice photo-synthesis // Journal of Experimental Botany. 2013. Vol. 64, № 4. Р. 1061–1072. DOI: 10.1093/jxb/ers382.

Brown W.V. Leaf anatomy in grass systematics // Botanical Gazette. 1958. Vol. 119, № 3. Р. 170–178. DOI: 10.1086/335974.

Calderon C.E., Soderstrom T.R. Morphological and anatomical considerations of the grass subfamily Bambusoideae based on the new genus Maclurolyra // Smithsonian Contributions to Botany. 1973. № 11. 55 p. DOI: 10.5479/si.0081024X.11.

Carolin R.C., Jacobs S.W.L., Vesk M. The structure of the cells of the mesophyll and parenchymatous bundle sheath of the Gramineae // Journal of the Linnean Society, Botany. 1973. Vol. 66, № 4. Р. 259–275. DOI: 10.1111/j.1095-8339.1973.tb02174.x.

Chatterjee J. et al. The evolutionary basis of naturally diverse rice leaves anatomy // PLoS ONE. 2016. Vol. 11, №10. Art. e0164532. DOI:10.1371/journal.pone.0164532. EDN: XUPHUT.

Chonan N. Studies on the photosynthetic tissues in the leaves of cereal crops. III. The mesophyll struc-ture of rice leaves inserted at different levels of the shoot // Proceedings of the Crop Science Society of Japan. 1967. Vol. 36, № 3. Р. 291–296. DOI: 10.1626/jcs.36.3_291.

Chonan N. Studies on the photosynthetic tissues in the leaves of cereal crops. V. Comparison of the mesophyll structure among seedling leaves of cereal crops // Japanese Journal of Crop Science. 1970. Vol. 39, № 4. Р. 418–425. DOI: 10.1626/jcs.39.418.

Chonan N. A comparative anatomy of mesophyll among the leaves of gramineous crops // Japan Agri-cultural Research Quarterly. 1978. Vol. 12, № 3. Р. 128–131.

Ellis R.P. Leaf anatomy of the genus Ehrharta (Poaceae) in southern Africa: the Setacea group // Bo-thalia. 1987. Vol. 17, № 1. Р. 75–89. DOI: 10.4102/abc.v17i1.1017.

Evans J.R., Loreto F. Acquisition and diffusion of CO2 in higher plant leaves // Photosynthesis: Physiolo-gy and Metabolism. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2000. P. 321–351. DOI: 10.1007/0-306-48137-5_14.

He W. et al. Leaf photosynthetic rate and mesophyll cell anatomy changes during ontogenesis in back-crossed indica × japonica rice inbred lines // Photosynthesis Research. 2017. Vol. 134, № 1. Р. 27–38. DOI: 10.1007/s11120-017-0403-x. EDN: YGXUCN.

Leandro T.D., Scremin-Dias E., Arruda R.C.O. Micromorphology and anatomy of the leaf blade: a con-tribution to the taxonomy of Luziola (Poaceae, Oryzoideae) from the Pantanal, Brazil // Plant Systematics and Evolution. 2016. Vol. 302, № 3. Р. 265–273. DOI: 10.1007/s00606-015-1260-8.

Metcalfe C.R. Anatomy of the Monocotyledons. 1. Gramineae. Oxford: Clarendon Press, 1960. 731 p.

Oi T. Three-dimensional analysis of internal structures in plant tissues and cells: a case study of rice leaf-blades analyzed by serial section light microscopy // Plant Morphology. 2023. Vol. 35, № 1. Р. 59–67. DOI: 10.5685/plmorphol.35.59. EDN: IDKQGF.

Oi T. et al. Three-dimensional intracellular structure of a whole rice mesophyll cell observed with FIB-SEM // Annals of Botany. 2017. Vol. 120, № 1. Р. 21–28. DOI: 10.1093/aob/mcx036.

Oi T. et al. Three-dimensional ultrastructural change of chloroplasts in rice mesophyll cells responding to salt stress // Annals of Botany. 2020. Vol. 125, № 5. Р. 833–840. DOI: 10.1093/aob/mcz192.

Ouk R. et al. 3-D reconstruction of rice leaf tissue for proper estimation of surface area of mesophyll cells and chloroplasts facing intercellular airspaces from 2-D section images // Annals of Botany. 2022. Vol. 130, № 7. Р. 991–998. DOI: 10.1093/aob/mcac133. EDN: WVLMEW.

Ouk R., Oi T., Taniguchi M. Three-dimensional anatomy of mesophyll cells in rice leaf tissue by serial section light microscopy // Plant Production Science. 2020. Vol. 23, № 2. Р. 149–159. DOI: 10.1080/1343943X.2019.1702470. EDN: TMVDIK.

Possingham J.V., Saurer W. Changes in chloroplast number per cell during leaf development in spinach // Planta. 1969. Vol. 86, № 2. Р. 186–194. DOI: 10.1007/bf00379826. EDN: ZAMRVU.

Renvoize S.A. A Survey of leaf-blade anatomy in grasses V. The bamboo allies // Kew Bulletin. 1985. Vol. 40, № 3. Р. 509–535. DOI: 10.2307/4109612.

Sage T.L., Sage R.F. The functional anatomy of rice leaves: implications for refixation of photorespira-tory CO2 and efforts to engineer C4 photosynthesis into rice // Plant and Cell Physiology. 2009. Vol. 50, № 4. Р. 756–772. DOI: 10.1093/pcp/pcp033. EDN: MHUBSV.

Scafaro A.P. et al. Temperature response of mesophyll conductance in cultivated and wild Oryza species with contrasting mesophyll cell wall thickness // Plant, Cell and Environment. 2011. Vol. 34, № 11. Р. 1999–2008. DOI:10.1111/j.1365-3040.2011.02398.x.

Soderstrom T.R., Ellis R.P. The woody bamboos (Poaceae: Bambusoideae) of Sri Lanka: a morphologi-cal-anatomical study // Smithsonian Contributions to Botany. 1988. № 72. 75 р.

Soreng R.J. et al. A worldwide phylogenetic classification of the Poaceae (Gramineae) // Journal of Sys-tematics and Evolution. 2015. Vol. 53, № 2. Р. 117–137. DOI: 10.1111/jse.12150.hdl. EDN: QGPNAS.

Tateoka T. Notes on some grasses. XIII. Relationship between Oryzeae and Ehrharteae, with special ref-erence to leaf anatomy and histology // Botanical Gazette. 1963. Vol. 124, № 4. P. 264–270. DOI: 10.1086/336203.

Tsunoda S. Adjustment of photosynthetic structures in three steps of rice evolution // Biology of Rice. Tokyo: Japan Scientific Societies Press, 1984. P. 89–115. DOI: 10.1016/B978-0-444-99615-2.50009-0.

Vieira R.C. et al. Leaf anatomy of three herbaceous bamboo species // Brazilian Journal of Biology. 2002. Vol. 62, № 4b. P. 907–922. DOI: 10.1590/S1519-69842002000500021.

Watson L., Macfarlane T.D., Dallwitz M.J. The grass genera of the world: descriptions, illustrations, iden-tification, and information retrieval; including synonyms, morphology, anatomy, physiology, phytochemistry, cytology, classification, pathogens, world and local distribution, and references. Version: 25th January 2024. URL: delta-intkey.com.

World Flora Online // URL: http://www.worldfloraonline.org/ (дата обращения: 15.05.2024).

Yamane K., Oi T., Taniguchi M. Evaluation of the validity of large-scale serial sectioning TEM for three-dimensional reconstruction of rice mesophyll cells and chloroplasts // Protoplasma. 2022. Vol. 259, № 5. P. 1219–1231. DOI: 10.1007/s00709-021-01728-9. EDN: XIJPPP.

Yang C. et al. Anatomy and histochemistry of roots and shoots in wild rice (Zizania latifolia Griseb.) // Journal of Botany. 2014. Vol. 2014. Art. 181727. DOI: 10.1155/2014/181727.