Анализ морфометрических особенностей листовых пластинок у представителей рода Зюзник

Введение. Исследование морфометрических особенностей листьев представляет интерес для систематики и является важнейшим направлением в экологической анатомии растений. Структура эпидермы листьев представляет собой наиболее пластичную часть растительного организма, в связи с чем на ней наглядно проявляются реакции растения на изменение абиотических факторов. К важным для изучения параметрам относят строение устьичного аппарата, количество устьиц и кроющих трихом на единицу площади. Данные органы отражают адаптационные возможности растений к условиям внешней среды и коррелируют с комплексом экологических факторов [1].

В последние десятилетия в процессе изменения климата происходит потепление на 1,5– 2 °С, которое приводит к изменению температурного и водного режимов во всех регионах. В Нечерноземной зоне РФ частым явлением становится засушливая погода во второй поло- вине вегетационного периода. Опасность для многолетних растений заключается в необходимости быстрой адаптации к новым условиям окружающей среды. По прогнозам ученых к концу XXI века ожидается повышение глобальной температуры на 6 °C. Увеличение показателей транспирации может привести к снижению или истощению запасов воды в почвах, вызывая водный стресс у растений в засушливые сезоны. В связи с повсеместным ухудшением агроэкологических условий существует проблема создания и внедрения сортов с высокой экологической пластичностью [2].

У растений выявлено большое число механизмов для защиты от различных абиотических стрессов, к ним относится опушение листьев. Железистые трихомы осуществляют синтез и выделение вторичных метаболитов. Кроющие трихомы отвечают за поддержание водного баланса, защиту от перегрева, обладают барьерными функциями по отношению к возбудителям болезней и вредителям, оказывают влияние на фотосинтез [3, 4].

При диагностике засухоустойчивости растений обращают внимание на такие признаки ксе-роморфности, как: сильное опушение листьев и других органов растения, высокая плотность мелких устьиц и эфирномасличных железок / железистых трихом, препятствующих испарению воды [5].

Растения рода Зюзник привлекают внимание исследователей, как перспективные для лечения заболеваний щитовидной железы. Препараты зюзника европейского рекомендованы для лечения дисфункций щитовидной железы (легких форм гипертиреоза), однако до сих пор отсутствуют на рынке лекарственных препаратов в России. В плане фармакогностического изучения наиболее полно описан зюзник европейский, на лекарственное растительное сырье которого разработан проект фармакопейной статьи «Зюзника европейского трава» [6-8].

В настоящее время в ФГБНУ ВИЛАР изучается культивирование трех видов рода Зюзник.

Зюзник европейский - многолетний травянистый корневищный гемикриптофит. Корневище членистое, шнуровидное, ползучее, с длинными, тонкими подземными побегами. Стебли 30-100 см высотой, толщиной до 0,7 см, четырехгранные, бороздчатые, прямостоячие или восходящие от основания, чаще простые или слабоветвистые, снизу голые или опушены редкими короткими волосками, в средней и верхней части стебля - рассеянно опушенные. При основании стеблей иногда встречаются длинные ползучие побеги. Листья простые, супротивные, продолговато-эллиптические или ланцетноэллиптические, с коротким черешком. Черешок переходит в главную жилку листа. Листья по краю цельнокрайние либо выемчато- и неравномерно глубококрупнозубчатые или крупнопильчатые, нижние перистонадрезанные [9].

Цветки у зюзника европейского мелкие, зигоморфные, многочисленные, собраны в удаленные друг от друга небольшие густые соцветия, образующие с листьями неравные по величине подобия ложных мутовок. Прицветники линейно-ланцетные, переходящие в колючку, по краям реснитчатые, короче чашечки. Чашечка колокольчатая, почти правильная, железисто-опушенная; надрезана на пять линейно-ланцетных зубцов, с длинным шиловидным окончанием, превышающих венчик или почти равных ему. Венчик четырехлопастный, желтоватобелый, с пурпуровыми размытыми крапинками. Тычинки четыре, гнезда пыльников параллельные, столбик на верхушке раздвоенный. Цветет в июне - сентябре [9].

Зюзник высокий - многолетнее травянистое растение. Стебли высотой 50–120 см, четырехгранные, прямые, реже - разветвленные. В верхней части покрыты редкими полуприжа-тыми волосками и немногочисленными мелкими железками. Листья продолговато-яйцевидные, короткочерешковые или почти сидячие, глубоко, иногда почти до средней жилки перисторассе-ченные на ланцетные или продолговатоланцетные, остроконечные, цельнокрайние или с немногими зубцами доли, точечно железистые, сверху голые или коротковолосистые, по жилкам (особенно средней) покрыты более длинными волосками. Цветки многочисленные, по 15-20 шт. в плотных мутовках, расположенных в пазухах листьев. Основные отличия от зюзника европейского заключаются в строении листовой пластинки: она имеет продолговатояйцевидную форму, глубоко перисторассечен-ная или перистораздельнная. Доли нижней губы венчика почти одинаковые. Цветет в июне -августе. Зюзник высокий широко распространен в европейской части России, на Кавказе, в Западной и Восточной Сибири, произрастает на песчано-галечных отмелях, по берегам рек и озёр, в зарослях приречных кустарников, канавах, на лесных опушках [9, 10].

Зюзник блестящий - многолетник с узловатыми, до 11–12 мм в диаметре корневищем, с подземными, тонко-шнуровидными, безлистными укореняющимися в узлах побегами. Стебли голые, высотой 40-100 см, четырехгранные, по граням узкокрылатые. Листья ланцетные, дуговидно-изогнуты, остропильчатые, сидячие или полустеблеобъемлющие, кожистые, голые, сверху блестящие, снизу точечно - до 8 см длиной и до 3,5 см шириной. Листья супротивные, близлежащие пары крестообразно чередуются друг с другом. Цветки собраны в плотные пазушные мутовки. Прицветники овальноланцетные, до 5 мм длиной. Чашечка с заостренными зубцами, волосистая, до 3 мм длиной, снабженными у основания пучком длинных волосков. Венчик почти правильный, слегка выступает из чашечки, 3,5–4 мм длиной, белый. Плоды - трехгранные орешки около 1,3 мм дли- ной, усечено-обратнояйцевидные, с утолщенными ребрами [11].

Одним из элементов подтверждения подлинности лекарственного растительного сырья является изучение его анатомических признаков. При исследовании микроскопических особенностей анализируемого сырья необходимо обращать внимание на отличительные диагностические признаки схожих видов растений, которые являются примесями и могут быть ошибочно заготовлены. В то же время нормативная документация с критериями стандартизации сырья для зюзника высокого и зюзника блестящего отсутствует. Ранее проводились анатомические исследования эпидермы зюзника европейского и зюзника высокого [10], однако числовые характеристики эпидермальных структур этих растений и их изменчивость в зависимости от погодных условий не исследованы в полном объеме.

При введении в культуру дикорастущих растений понижается их устойчивость к конкретным факторам окружающей среды и поэтому возможность их введения в новые ландшафты ограничена [12]. В этой связи важной становится оценка адаптивных признаков для видов растений, которые в природных условиях приурочены к переувлажненным и аллювиальным экотопам. По своей экологической характеристике виды рода Зюзник проявляют свойства гигрофитов, в частности зюзник европейский и зюзник высокий относятся к растительности сыролуговых, болотных и прибрежно-водных местообитаний [13, 14]. Рост и развитие растений на богаре, в полевом севообороте требует адаптации к недостаточному увлажнению. Изучение морфологических модификаций растений к условиям агроценоза является важным направлением агробиологических исследований, позволяющих оценивать эффективность элементов технологии возделывания лекарственных культур.

Цель исследований – изучение изменчивости эпидермальных структур листовой пластинки трех видов зюзника в зависимости от абиотических факторов.

Практическая значимость заключается в определении экологической пластичности объектов исследования при возделывании в условиях агроценоза.

Объекты и методы. Исследования проводились во Всероссийском НИИ лекарственных и ароматических растений в 2020–2024 гг. Объек- ты исследования – молодые и средневозрастные генеративные растения зюзника европейского, зюзника высокого и зюзника блестящего из особей вегетативного происхождения, культивируемые в полевом севообороте. Растения Lycopus europaeus и Lycopus exaltatus были привезены из экспедиции по Липецкой и Ростовской областям, Lycopus lucidus был привезен из КНР.

Опыты закладывались в лекарственном севообороте лаборатории агробиологии Центра растениеводства путем постановки полевых опытов. Для закладки опытных насаждений использовали вегетативный способ размножения (весной, столонами). Рельеф участка – с незначительным уклоном на восток. Почва участка дерново-подзолистая, тяжелая суглинистая, окультуренная. Гумус (по Тюрину) – 2,23 %, массовая доля азота нитратов < 2,80 млн^–1, массовая доля соединений фосфора (по Кирсанову) Р 2 О 5 – 386,28 мг/кг, K 2 O – 87,7 мг/кг (по Масловой), сумма поглощенных оснований (по Каппену) – 6,3 ммоль/100 г, рН солевой – 5,15.

Полевые исследования и сезонный ритм роста и развития растений проводили согласно принятым методикам [15, 16].

Материал для исследований был собран в фазу массового цветения. Исследование проводились на полностью сформированных листовых пластинках из среднего яруса. Участки нижней и верхней эпидермы изучались на временных препаратах. Анализ эпидермальных структур листовой пластинки проводили при увеличении ×10 и ×40 светового микроскопа. Числовые показатели определяли при помощи окуляр-микрометра 9х Ernst Zeits Wetzlar и объект-микрометра ОМ-П с длиной основной шкалы 1 мм. Анатомические срезы у трех образцов зюзника делали вручную при помощи технических лезвий. Препараты готовили по методикам для световой микроскопии [17].

Анализ микроскопических признаков сырья проводили согласно методикам Государственной фармакопеи РФ XV издания [18] с помощью светового микроскопа ЛОМО МИКМЕД-1 и фотографировали камерой 14.0 Mп USB 2.0 C-Mount.

Измеряли длину и ширину замыкающих клеток устьиц, число устьиц на 1 мм2, число простых и железистых трихом. Проводили определение коэффициентов корреляции, вычисление достоверности различий по вариантам опыта с приме- нением дисперсионного анализа и расчет доверительного интервала на основе t-коэффициента Стьюдента при уровне значимости P ≤ 0,05. Для каждого изучаемого признака определяли его среднее значение (М), ошибку среднего (m) и коэффициент вариации (Сv, %). Уровни варьирования признаков определяли по Г.Н. Зайцеву: маловариабельные показатели, если коэффициент вариации Сv менее 20 %, средневариабельные – при Cv > 20 %, сильновариабельные – при Cv > 40 % [19]. Типы устьичных аппаратов и трихом определяли по общепринятой классификации [20].

Наиболее значимой является сумма осадков и активных температур со 2-й декады мая до 2-й декады июля, так как в основном листовой аппарат у видов рода Зюзник формируется в указанный период (фазы стеблевания-бутонизации). Как видно из данных диаграммы рисунка 1, года исследований отличаются по степени увлажненности. Погодные условия Московской облас- ти уточняли на интернет-ресурсе «Климатический монитор» [21].

Значение ГТК определяли по формуле Г.Т. Селянинова для теплого периода: ГТК = ΣR/0,1×Σt°, где ΣR – сумма осадков за вегетационный период с температурами атмосферного воздуха выше 10 °С; Σt° – сумма температур за указанные период. Разной степени увлажнения соответствуют следующие градации ГТК: ГТК <  0,4 - очень сильная засуха; 0,4 < ГТК <  0,5 - сильная засуха; 0,5 < ГТК <  0,7 - средне засушливо; 0,7 ≤ ГТК ≤ 1,0 – недостаточно влажно; 1,0 <  ГТК < 2,0 - достаточно влажно; ГТК > 2,0 - переувлажнено.

Согласно данным температуры воздуха, представленным на рисунке 1, в течение первой половины вегетационных сезонов 2020–2024 гг. среднемесячные значения редко превышались более, чем на 2–3 °С. При этом сумма выпавших осадков значительно отклонялась от среднемесячных.

Рис. 1. Изменение погодных условий вегетационных сезонов в 2020–2024 гг.

Changes in weather conditions of the growing seasons in 2020–2024.

Результаты и их обсуждение. Листья у трех видов рода Зюзник относятся к амфисто-матическому типу (устьица расположены на обеих сторонах листа), покрыты однослойной эпидермой. Известно, что у дикорастущих растений зюзника европейского (Кировская область) листовые пластинки относятся к гипосто-матическому типу расположения устьиц (только на нижней эпидерме) [22].

На адаксиальной и абаксиальной сторонах листьев исследуемых видов в условиях агроценоза основные клетки эпидермы имеют многоугольную, округлую или слегка вытянутую форму с извилистыми антиклинальными стенками и тупыми углами в смежных границах.

Исследованные виды зюзника имеют устьичный комплекс диацитного типа. Следует отметить, что на эпидерме растений исследованных видов отсутствуют гидатоды, хотя они присутствуют на верхушке зубчика листа у растений зюзника европейского, произрастающих в природе [6]. В зависимости от условий вегетационного сезона количество устьиц и их размеры различаются. На листовых пластинках зюзника европейского на верхней эпидерме количество устьиц в среднем по годам колеблется в пределах ошибки опыта: от 62,73 до 66,41 шт/мм2.

В целом число устьиц у зюзника европейского из популяций и составляет от 379 до 424 шт/мм2 агроценоза на нижней стороне листовой плас- [22] (табл. 1).

тинки в несколько раз выше, чем у природных

Таблица 1

Количество (на 1 мм²) и размеры устьиц на листовых пластинках растений трех видов зюзника в 2020–2024 гг.

The quantity (per 1 mm²) and size of stomata on the leaf plates of plants of three species of Gypsywort in 2020–2024

Cl О 1________	1— Ф ^ О	CD J 05 О 1— Q. О O S о q	Показатели
			Кол-во устьиц, шт/мм2			Длина устьиц, мкм			Ширина устьиц, мкм
			lim M**	M±m	С v %	lim M	M±m	С v %	lim M	M±m	С v %
О CXI о CXI	ЗЕ*	Верх	60–64	62,73±5,56	20,8	20–22	20,64±2,07	16,3	14–16	14,42±1,23	7,9
		Низ	373–380	379,08±31,36	17,1	26–28	27,81±2,09	16,8	16–17	16,88±1,14	7,5
	ЗВ*	Верх	47–55	50,96±5,18	21,6	18–24	22,55±2,12	18,9	14–16	14,67±1,28	8,0
		Низ	358–371	363,55±30,22	18,5	20–26	24,72±2,15	20,3	14–16	14,75±1,07	9,5
	ЗБ*	Верх	27–36	29,55±1,88	22,4	10–12	11,67±1,19	20,2	6–8	6,84±0,92	7,6
		Низ	121–132	130,63±10,74	21,5	12–14	12,88±1,32	19,8	6–8	6,96±0,91	7,7
CXI о CXI	ЗЕ	Верх	62–73	64,88±5,83	20,2	18–20	18,64±1,27	16,9	12–14	12,42±1,23	7,8
		Низ	385–397	387,48±32,86	19,7	26–28	27,11±1,89	17,4	16–17	16,36±1,34	8,5
	ЗВ	Верх	44–60	53,75±5,26	22,3	18–24	20,96±2,44	19,9	14–16	14,61±1,22	9,0
		Низ	355–373	366,91±31,09	19,5	20–26	24,31±2,08	19,3	14–16	14,55±1,11	9,8
	ЗБ	Верх	26–35	28,96±1,73	22,4	10–12	11,61±1,23	19,8	6–8	6,82±0,87	7,6
		Низ	120–133	127,52±11,00	23,9	12–14	13,52±1,29	18,8	6–8	6,83±0,90	7,5
CXI CXI о CXI	ЗЕ	Верх	64–77	65,73±6,11	20,8	16–18	16,75±1,27	18,0	8–10	8,77±1,18	7,8
		Низ	392–410	396,55±32,24	21,8	24–26	24,87±2,39	20,2	12–14	12,96±2,04	10,5
	ЗВ	Верх	48–63	62,25±5,87	21,9	18–20	18,57±2,13	18,1	12–14	12,89±1,03	9,1
		Низ	367–388	371,39±32,11	20,5	20–24	20,77±1,68	18,5	12–14	12,95±1,06	9,2
	ЗБ	Верх	30–43	37,11±2,03	20,8	10–12	11,55±1,28	20,2	6–8	6,59±0,85	7,0
		Низ	129–138	135,66±12,95	20,7	12–14	13,50±1,22	19,6	6–8	6,79±0,84	8,2
co CXI о CXI	ЗЕ	Верх	66–80	66,13±6,21	25,2	16–18	16,15±1,07	18,6	8–10	8,74±1,11	7,5
		Низ	412–426	416,17±38,04	22,0	24–26	24,55±2,39	21,7	12–14	12,44±2,00	9,0
	ЗВ	Верх	51–77	68,15±6,11	22,3	16–18	16,94±2,22	18,9	10–12	10,66±1,08	8,8
		Низ	379–408	392,00±32,85	21,7	18–20	18,88±1,53	19,0	12–14	12,82±1,14	8,5
	ЗБ	Верх	28–44	37,88±2,17	21,4	10–12	11,54±1,14	20,0	6–8	6,51±0,77	7,2
		Низ	133–146	138,63±13,04	21,5	12–14	13,49±1,27	19,8	6–8	6,74±0,85	7,5
о CXI	ЗЕ	Верх	66–82	66,41±6,35	25,4	16–18	16,15±1,07	19,3	8–10	8,74±1,11	8,0
		Низ	414–429	424,06±38,21	22,3	24–26	24,55±2,39	20,4	12–14	12,44±2,00	9,6
	ЗВ	Верх	57–81	71,25±6,48	24,8	16–18	16,79±2,17	20,6	8–12	10,57±1,00	8,7
		Низ	388–412	402,37±32,77	25,0	18–20	18,71±1,32	22,1	10–12	12,82±1,13	9,5
	ЗБ	Верх	31–48	44,11±3,95	23,4	10–12	11,75±1,20	19,2	6–8	6,60±0,81	8,0
		Низ	140–154	149,67±13,31	23,8	12–14	13,08±1,24	20,0	6–8	6,70±0,89	7,2

Примечание : *ЗЕ – зюзник европейский; ЗВ – зюзник высокий; ЗБ – зюзник блестящий. **M±m – (M среднее значение, m - стандартная ошибка среднего значения); lim M – пределы среднего значения; Cv – коэффициент вариации, %.

На листовых пластинках зюзника высокого количество устьиц выше и составляет: на верхней эпидерме – от 50,96 до 71,25 шт/мм2, на нижней – от 363,55 до 402,37 шт/мм2. У зюзника блестящего эти параметры изменяются еще сильнее: во влажных условиях на верхней и нижней эпидерме обнаружено 29,44 и 130,63 шт/мм2 соответственно. В засушливых условиях среднее число устьиц увеличилось до 44,111 и 149,6 шт/мм2. Размеры замыкающих клеток у зюзника высокого и зюзника европейского также уменьшались в засушливых погодных условиях (см. табл. 1).

При исследовании верхней и нижней эпидермы зюзника блестящего были выявлены следующие отличия от эпидермы листовой пластинки двух других видов: общее количество устьиц значительно ниже – в 1,5–2 раза (для адаксиальной поверхности) и в 2,9 раз (для абаксиальной поверхности листа). Размеры замыкающих клеток также были меньше по сравнению с данными значениями у зюзника европейского и зюзника блестящего: независимо от условий вегетационного сезона их длина составляла от 10–12 мкм для верхней эпидермы до 12–14 мкм для нижней эпидермы, а ширина – 6–8 мкм.

Плотность устьиц верхней и нижней эпидермы листа характеризуется средней изменчивостью (17,1–25 %). Незначительно или средне варьирует длина и ширина устьиц (16,3–22 и 7,0– 10,5 % соответственно) на верхней и на нижней эпидерме листьев зюзников. Средней изменчивостью характеризуются также количественные показатели опушения листьев (табл. 1, 2).

В условиях достаточного увлажнения количество простых трихом на верхней и нижней эпидерме листа L. europaeus в среднем составляет 296,33 и 180,0 шт/м² соответственно. У L. exalta-tus и L. lucidus количество простых трихом на верхней эпидерме листьев в среднем составило 338,6 и 303,0 шт/м², а на нижней – 198,9 и 184,0 шт/м² соответственно. Разница между опушенностью нижней эпидермы листьев у трех видов зюзника в данном случае отличалась в пределах ошибки опыта (табл. 2).

Таблица 2

Количество трихом (на 1 мм²) на листовых пластинках растений трех видов зюзника в 2020–2024 гг.

The number of trichomes (per 1 mm²) on the leaf plates of plants of three species of Gypsywort in 2020–2024

Cl О 1________	1— Ф ^ Ю О	CD J 05 О 1 CL О О s о q	Простые многоклеточные трихомы, шт/мм2			Простые одноклеточные трихомы, шт/мм2			Головчатые трихомы, шт/мм2
			lim M**	M±m	Сv, %	lim M	M±m	Сv, %	lim M	M±m	Сv, %
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
О CXI о CXI	ЗЕ*	Верх	193–247	221,55±20,41	22,3	66–80	74,78±6,85	17,9	88–104	95,44±8,37	12,6
		Низ	96–111	108,47±10,13	24,0	51–80	71,67±7,00	12,0	55–63	59,11±4,93	10,8
	ЗВ*	Верх	108–265	251,24±22,05	23,8	72–107	87,38±7,15	16,0	82–95	88,16±8,11	12,0
		Низ	113–127	118,92±10,55	23,5	64–110	80,52±7,68	15,3	48–61	56,31±4,77	11,3
	ЗБ*	Верх	202–239	226,00±21,50	25,7	69–88	77,39±7,63	12,5	82–97	91,06±9,15	11,0
		Низ	99–124	112,23±11,02	23,8	55–86	72,85±7,11	14,7	51–64	58,32±4,86	11,5
CXI о CXI	ЗЕ	Верх	205–266	231,21±25,11	20,5	69–81	77,49±7,35	13,2	92–110	97,79±8,75	14,3
		Низ	107–119	113,95±11,17	20,6	55–80	75,18±6,96	13,8	61–77	71,62±7,03	11,0
	ЗВ	Верх	221–274	269,05±23,00	26,0	78–110	91,26±8,11	17,3	97–117	98,00±10,05	12,9
		Низ	122–136	128,61±11,63	24,7	72–112	86,33±8,19	16,4	69–95	73,65±7,21	13,7
	ЗБ	Верх	212–271	239,60±22,49	29,8	66–82	79,63±7,89	12,5	91–108	95,88±9,32	13,8
		Низ	110–126	118,22±11,57	29,0	54–81	76,80±7,07	13,0	66–80	74,65±7,19	12,2
CXI CXI о CXI	ЗЕ	Верх	211–273	269,00±25,71	27,5	72–99	87,08±7,97	13,6	96–117	113,22±10,11	16,7
		Низ	114–125	116,08±11,82	27,7	61–80	78,33±7,05	15,1	65–84	75,37±7,44	11,6
	ЗВ	Верх	227–298	281,13±26,02	26,9	77–104	91,34±8,14	14,0	98–123	119,75±10,82	15,8
		Низ	129–136	128,39±12,17	28,0	69–88	80,25±7,67	15,5	77–96	84,55±7,69	12,5
	ЗБ	Верх	216–279	271,33±26,00	26,4	74–101	90,22±8,55	13,1	98–121	119,25±10,95	15,9
		Низ	117–128	121,11±12,04	27,2	66–82	80,06±7,97	14,5	69–97	82,16±8,39	16,0

Окончание табл. 2

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
co CM co CM	ЗЕ	Верх	210–271	266,13±27,14	28,2	71–96	86,71±8,27	16,3	97–116	114,38±13,95	16,7
		Низ	106–122	114,18±10,88	29,0	69–83	79,26±7,83	14,3	68–81	77,96±7,88	11,0
	ЗВ	Верх	223–289	278,22±27,36	27,9	86–102	93,64±9,06	17,5	98–121	120,02±11,42	18,0
		Низ	128–145	134,61±12,55	24,5	77–98	81,42±8,13	12,7	73–97	77,96±7,91	14,5
	ЗБ	Верх	217–279	270,04±26,84	28,2	75–102	89,35±8,64	17,3	99–123	120,58±12,18	17,9
		Низ	110–131	120,51±11,67	28,0	71–96	82,13±8,22	13,6	74–100	87,61±8,00	14,0
co CM	ЗЕ	Верх	207–266	262,18±25,16	27,6	77–102	83,95±7,88	12,0	92–111	109,26±9,11	15,7
		Низ	103–119	112,22±10,92	28,4	66–88	81,56±7,55	14,4	67–80	74,87±7,31	11,1
	ЗВ	Верх	221–283	277,65±27,84	28,5	88–110	97,35±9,29	13,0	98–127	122,53±12,00	21,0
		Низ	127–143	136,55±13,08	27,0	81–104	92,16±8,87	15,8	75–100	81,75±8,49	19,3
	ЗБ	Верх	215–272	277,00±26,15	28,5	79–112	88,66±8,03	13,7	95–117	110,45±9,90	17,0
		Низ	111–133	122,07±11,74	29,0	70–91	84,75±8,15	14,2	73–100	85,39±8,00	18,3

В засушливых условиях опушенность верхней эпидермы зюзника европейского и зюзника блестящего повышается соответственно на 16,4 и 17,0 %; опушенность нижней эпидермы зюзника европейского возрастает очень незначительно (на 7,3 %), а у зюзника блестящего – на 12,3 %. У зюз-ника высокого опушенность верхней эпидермы повышается на 10,6 %, а нижней – на 14,8 %. Максимальное количество железистых трихом отмечено на листьях зюзников при засушливых условиях: в среднем оно составляло 109– 122 шт/м2 на верхней эпидерме и 74–85 шт/м2 на нижней. Разница между количеством железистых трихом у трех видов зюзника также различалась в пределах ошибки опыта (см. табл. 2).

На эпидерме трех видов зюзника обнаружены простые и железистые трихомы, а также эфиромасличные железки (рис. 2–4).

Рис. 2. Эпидермальные структуры зюзника европейского: 1, 6, 7 – железистые сидячие трихомы;

2 – конусовидные одноклеточные трихомы; 3 – многоклеточные трихомы с гребнями;

4 – одноклеточные прямые трихомы; 5 – эфиромасличные железки Epidermal structures of Gypsywort: 1, 6, 7 – glandular sessile trichomes; 2 – conical unicellular trichomes; 3 – multicellular trichomes with ridges; 4 – unicellular straight trichomes; 5 – essential oil glands

5                                                6

Окончание рис. 2.

Нежелезистые трихомы имеют одну базальную эпидермальную клетку. На листовых пластинках изученных видов зюзника обнаружены простые трихомы следующих подтипов: одноклеточные конусовидные или прямыми трихомы; многоклеточные конусовидные трихомы; многоклеточные трихомы с гребнями. Такой тип трихом очень распространен на абаксиальной поверхности листа некоторых представителей семейства Яснотковые [23] (рис. 2 ( 3 ) и 3 ( 4 )).

Нежелезистые трихомы эпидермы листовой пластинки зюзника высокого и зюзника блестящего представлены простыми многоклеточными и одноклеточными конусовидными волосками. Железистые трихомы имеют строение, типичное для семейства Яснотковые (рис. 3, 4).

Влияние засушливых погодных условий на снижение содержания биологически активных соединений у растений семейства Яснотковые нуждается в серьезном изучении. Существует закономерность между жизненной формой растения и его требовательностью к условиям произрастания. Большая часть видов семейства Яснотковые при увеличении ГТК продуцируют меньше вторичных метаболитов, в том числе – эфирного масла [24].

Доля железистых трихом недостаточно велика (27,2–35,4 %), следовательно, можно утверждать, что простые трихомы вносят высокий вклад в функционирование защиты листьев изученных видов.

Наличие железистых волосков и эфиромасличных железок обуславливают процессы накопления эфирного масла в вегетативных органах трех видов рода Зюзник. Наибольшее количество железистых трихом сосредоточено на верхней эпидерме, а эфиромасличных железок – на нижней эпидерме листовых пластинок видов рода Зюзник. Отмечено, что соотношение между количеством железистых трихом на нижней и верхней эпидерме листовой пластинки составляет в среднем, независимо от года наблюдения и видовой принадлежности, 1 : 1,4–1,5.

Зюзник блестящий характеризуется наименьшим количеством эфиромасличных органов на единицу площади (рис. 5).

Рис. 3. Эпидермальные структуры зюзника высокого: 1 – эфиромасличные железки;

2 – железистые сидячие трихомы; 3 – конусовидные одноклеточные трихомы;

4 – многоклеточные трихомы с гребнями

Epidermal structures of the high Lycopus exaltatus: 1 – essential oil glands; 2 – glandular sessile trichomes; 3 – cone-shaped unicellular trichomes; 4 – multicellular trichomes with ridges

Рис. 4. Эпидермальные структуры зюзника блестящего: 1 – конусовидные одноклеточные трихомы; 2 – железистые сидячие трихомы; 3 – простые многоклеточные трихомы;

4 – эфиромасличные железки

Epidermal structures of the Lycopus lucidus: 1 – conical unicellular trichomes; 2 – glandular sessile trichomes; 3 – simple multicellular trichomes; 4 – essential oil glands

■ Головчатые трихомы, шт/мм²

■ Эфиромасличные железки, шт/мм²

Рис. 5. Количественные показатели органов-продуцентов эфирного масла у трех видов зюзника в зависимости от условий года наблюдения Quantitative indices of essential oil producing organs in three species of Gypsywort, depending on the conditions of the year of observation

При уменьшении ГТК (засушливые условия) общее количество органов-продуцентов эфирного масла (железистые трихомы и железки) у L. europaeus увеличивалось на 18,4 и 16,6 % соответственно по сравнению с условиями 2020 г. У L. exaltatus и L. lucidus произошел резкий рост количества железистых органов: до 40,5 % (железистые трихомы) и 30,5 % (железки) – у зюзника высокого; до 42,8 % (железистые трихомы) и до 78,5 % (железки) – у зюзника блестящего.

По результатам корреляционного анализа

(r = 0,711–0,933) между числом устьиц на верхней и нижней эпидерме; между числом устьиц на нижней эпидерме и количеством трихом и железистых трихом нижней эпидермы; между числом простых трихом на верхней и нижней эпидерме; между количеством простых трихом на верхней эпидерме и количеством простых трином нижней эпидермы и железистых трихом на верхней эпидерме; между количеством простых трихом на нижней эпидерме и количеством железистых трихом на верхней и нижней эпидерме (табл. 3).

установлена сильная положительная связь

Таблица 3

Результаты парного корреляционного анализа между анатомическими структурами листа видов рода Зюзник

Results of paired correlation analysis between the anatomical structures of the leaf of species of the genus Lycopus

	Ув	Ун	ДУв	ДУн	ШУв	ШУн	Тв	Тн	Жв	Жн
Ув	1
Ун	0,765	1
ДУв	–0,784	0,112	1
ДУн	–0,402	–0,820	0,165	1
ШУв	–0,367	0,110	0,483	0,142	1
ШУн	–0,370	–0,775	0,195	0,455	0,227	1
Тв	0,517	0,583	0,190	0,168	0,086	0,110	1
Тн	0,313	0,886	0,107	0,104	0,097	0,106	0,792	1
Жв	0,422	0,495	0,112	0,158	0,103	0,102	0,933	0,711	1
Жн	0,107	0,912	0,188	0,122	0,177	0,190	0,617	0,906	0,521	1

Примечание : Ув – число устьиц на верхней эпидерме; Ун – число устьиц на нижней эпидерме; ДУв – длина устьиц на верхней эпидерме; ДУн – длина устьиц на нижней эпидерме; ШУв – ширина устьиц на верхней эпидерме; ШУн – ширина устьиц на нижней эпидерме; Тв – число простых трихом на верхней эпидерме; Тн – число простых трихом на нижней эпидерме; Жв – число железистых трихом на верхней эпидерме; Жн – число железистых трихом на нижней эпидерме.

Слабая связь (r = 0,102–0,313) установлена между числом устьиц верхней эпидермы и числом устьиц нижней эпидермы; между числом устьиц верхней эпидермы и числом простых и железистых трихом нижней эпидермы.

Сильная обратная зависимость обнаружена между числом и размерами устьиц нижней эпидермы. Результаты парного корреляционного анализа свидетельствуют о взаимосвязи количественных показателей эпидермальных структур листьев видов рода Зюзник и их высоком полиморфизме. Высокий полиморфизм количественных и морфометрических анатомических структур листа в пределах вида отражает его значительный адаптационный потенциал и широкую экологическую пластичность вида [1].

Полученные результаты характеризуют взаимную зависимость морфометрических признаков эпидермальных структур, особенно – количество простых трихом и железистых трихом на единице площади листовой пластинки.

Большая часть видов эфиромасличных растений семейства Яснотковые характеризуется отрицательной связью между ГТК и накоплением эфирного масла [24]. На рисунке 6 прослеживается тенденция увеличения количества эфиромасличных органов, простых трихом и устьиц по мере уменьшения ГТК, за исключением линейных размеров замыкающих клеток.

■ Число устьиц

■ Размеры устьиц

■ Число простых трихом

■ Число железистых трихом

■ Число ЭМ железок

Рис. 6. Коэффициенты корреляции анатомических структур листа у трех видов рода Зюзник в зависимости от изменения ГТК года наблюдения

Correlation coefficients of anatomical structures of the leaf in three species of the genus Lycopus depending on the change in the GTC of the year of observation

При анализе взаимосвязи количества анатомических структур листа у трех видов зюзника с понижением ГТК определено, что сильную обратную корреляцию имели показатели «число эфиромасличных железок» и «число устьиц» у всех изученных видов.

У L. europaeus и L. exaltatus сильную обратную корреляцию имели показатели «число простых трихом». Увеличение ГТК положительно влияло только на размеры замыкающих клеток устьиц: особенно для L. europaeus и L. exaltatus .

Все вышеперечисленные особенности свидетельствуют не только о высокой экологической пластичности трех видов зюзника, но и о некоторых признаках ксероморфности при изменении ГТК в меньшую сторону. Наиболее вы- раженные ксероморфные признаки отмечены у зюзника блестящего.

Заключение

• 1.    Проведено сравнительное исследование растений трех видов рода Зюзник, произрастающих в условиях агроценоза. Определены различия по анатомическим признакам между иссле-дованнными образцами. Отличительные микро-диагностические признаки листовых пластинок выражаются в количественных характеристиках простых и железистых трихом и устьиц.

• 2.    У исследованных видов рода Зюзник установлено наличие важных механизмов физиологических адаптивных реакций: сохранение

• 3.    Установленные особенности анатомического строения разных видов растений могут иметь значение при определении подлинности лекарственного растительного сырья видов рода зюзник в ходе микроскопического анализа.

• 4.    Доказана высокая экологическая пластичность трех видов зюзника. Наиболее выраженные ксероморфные признаки отмечены у зюзни-ка блестящего.

влаги путем сокращения испарения за счет корректировки морфологической структуры и количества устьиц и повышения опушенности. В условиях дефицита почвенной и атмосферной влаги у трех видов зюзника проявляются ксеро-морфные черты: происходит увеличение числа простых и железистых трихом на обеих сторонах листовой пластинки, повышается общее количество устьиц, а их размеры сокращаются.