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

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

Автор: Кузьмина Т.Н.

Журнал: Вестник Пермского университета. Серия: Биология @vestnik-psu-bio

Рубрика: Ботаника

Статья в выпуске: 1, 2024 года.

Бесплатный доступ

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.

Еще

Андроцей, гетеростилия, микроспорангий, пыльник, спорогенные клетки, стенка пыльника, ядерно-ядрышковое отношение, ядро, ядрышко, jasminum fruticans, oleaceae

Короткий адрес: https://sciup.org/147243405

IDR: 147243405   |   DOI: 10.17072/1994-9952-2024-1-22-31

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

  • 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 генетика. 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 биологических 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 общей 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 государственного университета. Сер. География. Геоэкология. 2005. № 1. С. 80-85.
  • Калаев В.Н. и др. Цитогенетические характеристики семенного потомства деревьев березы повислой 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.A. 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, растущей 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 генеративных структур пшеницы, ржи и пшенично-ржаных гибридов в микроспорогенезе // Цитология и генетика. 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 современной 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 обращения: 19.07.2023).
  • Keller B., de Vos J.M., Conti E. Decrease of sexual organ reciprocity between heterostulous primrose species. with possible functional and evolutionary implications // Annals of Botany. 2012. Vol. 110. P. 12331244. 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 Mussaendapubescens (Rubiaceae): a species with stigma-height dimorphism // Annals of Botany. 2010. Vol. 106. P. 521-531. URL: https://doi.org/10.1093/aob/mcq146 (дата обращения: 19.07.2023).
  • Liu Y. et al. Functional dioecy in Morinda parvifolia (Rubiaceae): a species with stigma-height dimorphism // 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 flowers 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 development 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 обращения: 19.07.2023).
  • Stevens V.A.M., Murray B.G. Studies on heteromorphic self-incompatibility systems: Physiological aspects 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., Dommee 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 обращения: 19.07.2023).
  • Wu Xi.-Q. et al. Distyly and cryptic heteromorphic self-incompatibility in Mussaenda macrophylla (Rubiaceae) // 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 Re-prod. 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).
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp