Стратегия генезиса мужской генеративной сферы зимнецветущего кустарника Jasminum nudiflorum Lindl. (Oleaceae) в условиях Южного берега Крыма

Цель. Анализ динамики роста и развития пыльников зимнецветущего кустарника Jasminum nudiflorum в условиях Южного берега Крыма в связи с определением адаптивной стратегии генезиса мужской генеративной сферы вида.

Материалы и методы. Определение стадий генезиса пыльников Jasminum nudiflorum проводили в ходе еженедельного анализа временных и постоянных препаратов бутонов, собранных период с июня по декабрь 2018–2020 гг. Динамику роста пыльников рассчитывали, исходя из фактических данных их длин, как величину прироста за промежуток времени, отнесенную к единице времени.

Результаты.  Генезис  пыльников  J.  nudiflorum    занимает  6–7  месяцев  и характеризуется чередованием периодов снижения и повышения интенсивности роста. Установлена высокая положительная корреляция длин пыльников J. nudiflorum и стадий их развития (r=0,94). Премейотический период длится с II декады июня по III декады августа. В нем можно выделить фазу покоя, которая приходится на III декаду июля – I  декаду  августа,  после  чего  активизируется  рост  и  дифференциация тканей пыльников. В период микроспорогенеза (I–II декады октября) интенсивность роста достигает максимальных значений. Среднесуточная температура воздуха в этот период составляет +16…+18°С. В постмейотический период (II декада октября – III декада декабря), когда происходит дифференциация гаметофита, отмечается снижение относительной скорости роста пыльников. Зимой пыльники находятся на стадии вакуолизированных микроспор, которые выдерживают кратковременные заморозки без снижения качества продуцируемой пыльцы.

Выводы. Стратегия генезиса мужской генеративной сферы у зимнецветущего кустарника характеризуется чередованием периодов усиления и снижения интенсивности их роста, которые приурочены к определенным стадиям развития и сезонам года и носят адаптивный характер, направленный на снижение стрессового влияния метео‐ климатических факторов, что важно для образования фертильного гаметофита.

1. Голубев В.Н., Волокитин Ю.С. Методические рекомендации по изучению антэкологических особенностей цветковых растений. Функционально‐экологические принципы организации репродуктивной структуры. Ялта, НБС, 1986. 37 с.

2. MacDonald C.C., McMaho K.W. The Flowers that Bloom in the Spring: RNA Processing and Seasonal Flowering // Cell. 2003. V. 113. N. 6. P. 671‐672. DOI: 10.1016/S0092‐8674(03)00426‐4

3. Bratzel F., Turck F. Molecular memories in the regulation of seasonal flowering: From competence to cessation // Genome Biology. 2015. V. 16. N 1. P. 192‐ 206. DOI: 10.1186/s13059‐015‐0770‐6

4. Мирославов Е.А., Бармичева О.М., Миргородская О.Е. Значение пониженных температур осеннего и зимнего периода для развития растений умеренных широт // Растительные ресурсы. 2010. Т. 46. N. 3. С. 1‐12.

5. Котеева Н.К., Миргородская О.Е., Булышева М.М., Мирославов Е.А. Формирование пыльцы Ribes nigrum (Grossulariaceae) в связи с периодом пониженных температур // Ботанический журнал. 2015. Т. 100. N 10. С. 1001‐1014. DOI: 10.1134/S0006813615100014

6. Mirgorodskay O.E., Koteeva N.K., Volchanskay A.V., Miroslavov E.A. Pollen development in Rododendron in relation to winter dormancy and bloom time // Protoplasma. 2015. vol. 252. P. 1313‐1323. DOI: 10.1007/s00709‐015‐0764‐y

7. Bertel C., Hacker J., Neuner G. Protective role of ice barriers: how reproductive organs of early flowering and mountain plants escape frost injuries // Plants. 2021. N 10. P. 1031‐1049. DOI: 10.3390/plants10051031

8. Голубева И.В. Деревья и кустарники, цветущие в зимний период на Южном берегу Крыма // Труды Государственного Никитского ботанического сада. 1972. T. 50. C. 71‐93.

9. Flora of China. URL: http://www.efloras.org/florataxon.aspx?flora_id=2&taxon_id=200017786 (дата обращения: 20.08.2021)

10. Коба В.П., Герасимчук В.Н., Папельбу В.В., Сахно Т.М. Аннотированный каталог дендрологической коллекции Никитского ботанического сада / под. общ. ред. чл.‐корр. РАН Плугатаря Ю.В. Симферополь: ИТ «Ариал», 2018. 304 с.

11. Губанова Т.Б., Браилко В.А., Палий А.Е. Морозостойкость некоторых вечнозеленых видов семейств Oleaceae и Caprifoliaceae на Южном берегу Крыма // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 2017. N 125. С. 103‐108.

12. Кузьмина Т.Н. Формирование мужской генеративной сферы у Jasminum nudiflorum Lindl. (Oleaceae) // Ученые записки Казанского университета. Серия: Естественные науки. 2018. Т. 160. N 3. С. 436‐444.

13. Жинкина Н.А., Воронова О.Н. О методике окраски эмбриологических препаратов // Ботанический журнал. 2000. Т. 85. N 6. С. 168‐171.

14. Vasilyeva V.E., Batygina T.B., Titova G.E. Morpho‐physiological correlation in the development of the reproductive structures of Nelumbo nucifera Gaertn. // Phytomorphology: An International Journal of Plant Morphology. 1987. V. 37. P. 349‐357.

15. Батыгина Т.Б., Васильева В.Е. Размножение растений. Санкт‐Петербург: Издательство Санкт‐Петербургского университета, 2002. 232 с.

16. Миргородская О.Е., Мирославов Е.А. Микроспорогенез и развитие клеток тапетума Rhododendron luteum (Ericaceae) // Ботанический журнал. 2012. Т. 97. N 3. C. 356‐365.

17. Антюфеев В.В., Казимирова Р.Н., Евтушенко А.П. Агроклиматические, микроклиматические и почвенные условия в приморской полосе Южного берега Крыма. Теоретические основы и практические рекомендации для рационального размещения растений при реконструкции насаждений // Сборник научных трудов Государственного Никитского ботанического сада. 2014. Т. 137. 88 с.

18. Адамень Ф.Ф., Плугатарь Ю.В., Сташкина А.Ф. Наука и опытное дело как основа развития аграрного производства Крыма. Симферополь: АРИАЛ, 2015. 252 с.

19. Добровольская А.А., Родионова Г.Б., Воронков А.С., Ковалева Л.В. Спорофитно‐гаметофитные взаимодействия в системе пыльник‐мужской гаметофит у петунии // Физиология растений. 2009. Т. 56. N 3. С. 437‐444.

20. Batygina T.B., Vasilyeva V.E. Periodization in the development of flowering plant reproductive structures: critical periods // Acta Biologica Cracoviensia. Series Botanica. 2003. V. 45. N 1. P. 27‐36.

21. Pacini E., Jacquard C., Clément C. Pollen vacuoles and their significance // Planta. 2011. T. 234. N 2. P. 217‐227. DOI: 10.1007/s00425‐011‐1462‐4

22. Губанова Т.Б., Мазур Е.А. Морозостойкость некоторых вечнозеленых видов рода Berberis L., интродуцированных в Никитском ботаническом саду // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 2012. N 105. С. 87‐91.

23. Xiao W., Sheen J., Jang J.C. The role of hexokinase in plant sugar signal transduction and growth and development // Plant Molecular Biology. 2000. V. 44. P. 451‐461.

24. Марковская Е.Ф., Шибаева Т.Г. Низкотемпературные сенсоры у растений: гипотезы и предположения // Известия РАН. Серия Биологическая. 2017. N 2. С. 120‐128. DOI: 10.7868/S000233291702014X

25. Ciereszko I. Regulatory roles of sugars in plant growth and development // Acta Societatis Botanicorum Poloniae. 2018. V. 87. N 2. P. 3583‐3596. DOI: 10.5586/asbp.3583

26. Rolland F., Baena‐Gonzalezz E., Sheen J. Sugar sensing and signaling in plants: conserved and novel mechanisms // Annual Review of Plant Biology. 2006. V. 57. P. 675‐709. DOI: 10.1146/annurev.arplant.57.032905.105441

27. Ramom M. Rolland F., Sheen J. Sugar sensing and signaling // American Society of Plant Biologists. 2008. N. 22. e0117. DOI: 10.1199/tab.0117

28. Frenguelli G., Ferranti F., Tedeschini E., Andreutti R. Volume changes in the pollen grain of Corylus avellana L. (Corylaceae) during development // Grana. 1997. V. 36. N 5. P. 289‐292. DOI: 10.1080/00173139709362619

29. Khodorova N.V., Boitel‐Conti M. The role of temperature in the growth and flowering of geophytes // Plants. 2013. N 2. P. 699‐711. DOI: 10.3390/plants2040699

30. Robertson F.C., Skeffington A.W., Gardner M.J., Webb A.A.R. Interactions between circadian and hormonal signaling in plants // Plant Molecular Biology. 2008. V. 69. N 4. P. 419‐427. DOI: 10.1007/s11103‐008‐9407‐4

31. Atamian H.S., Harmer S.L. Circadian regulation of hormone signaling and plant physiology // Plant Molecular Biology. 2016. N 91. P. 691‐702. DOI: 10.1007/s11103‐016‐0477‐4

32. Halliday K.J., Salter M.G., Thingnaes E., Whitelam G.C. Phytochrome control of flowering is temperature sensitive and correlates with expression of the floral integrator FT // The Plant Journal. 2003. V. 33. N 5. P. 875‐885. DOI: 10.1046/j.1365‐313X.2003.01674.x