CC BY
37
(Rh. camtschaticum Pall сравнивали с Rh. luteum Swett.) Rh. camtschaticum 50,4-52,8 MKM в диаметре. Отдельные пыльцевые зерна 3 - бороздно-оровые, шаровидные 32,4-33,8 мкм. Борозды 6,5-7,5 мкм. Длина ор 5,8-7,5 мкм, ширина 1,5-2,5 мкм. Экзина 1,8-2,6 мкм с тонкой поверхностью. Тетрады покрыты бесцветной тонкой оболочкой.
У Rh. luteum длина оры 6,0-7,5 мкм, ширина 1,5-2,5 мкм, экзина 2.12,5 мкм. Пыльцевые зерна в тетраэдрических тетрадах 55-65 мкм в диаметре. Отдельные пыльцевые зерна 3 - бороздно-оровые, шаровидные 41,0-42,0 мкм в диаметре, оры круглые. Поверхность тетрады также тонкой прозрачной оболочкой.
Выводы
Имеющиеся данные по эмбриологии, морфогенезу видов рода Rhododendron флоры России требуют обработки и дополнения сведений. Таким образом, представленные краткие сведения по эмбриологии рододендронов флоры России в Центральном Черноземье являются новыми.
УДК 581.331.1
ХАРАКТЕРИСТИКА ЖЕНСКОГО ГАМЕТОФИТА МУТАНТА NICOTIAN A TABACUML, С УВЕЛИЧЕННЫМ ЧИСЛОМ ЭЛЕМЕНТОВ В ЗАРОДЫШЕВЫХ МЕШКАХ
ILIO. Николаева, А.Ю. Колесова Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, 410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83
Цитологическое изучение форм со структурно-функциональными нарушениями в организации женского гаметофита позволяет вскрыть генетические механизмы мегаепоро- и мегагаметофитогенеза. Ряд мутаций мегагаметофита описа?! у арабидопсиса (Christensen et al., 1997; Drews et al., 1998), кукурузы (Lin, 1978; Huang, Sheridan, 1996; Sheridan, Huang, 1997), льна (Huyghe, 1987; Secor, Russel, 1988), сои (Kennel, Horner, 1985; Benavente et al., 1989).
Несколько мутаций, вызывающих изменения в числе элементов зародышевых мешков (ЗМ), экспериментально получены у Nicotiana tabacum L. (Enaleeva, 1992). Линия СГ-27/4 характеризуется формированием ЗМ с увеличенным, по сравнению с нормой, числом ядер и клеток. Частота образования многоклеточных ЗМ у растений линии значительно варьирует и может составлять свыше 70%.
Целью настоящей работы было цитологическое исследование женского гаметофита линии СГ-27/4 на стадии зрелых ЗМ,
Материал и методы
В качестве объекта исследования использовали 10 растений линии СГ-27/4 с высокой частотой аномальных ЗМ (40-55%). Для анализа ЗМ в
Рис, 1. ЗМ с увеличенным числом элементов: а - ЗМ с дополнительными клетками в яйцевом и ннпиюдалыюм аппаратах: б ЗМ с тремя полярными ядрами и дополнительными антиподами: в ЗМ с. четырьмя полярными ядрами; - 1М с дополнительными латеральными клетками
ацетоалкоголе (1:3) фиксировали завязи из цветков на 2-3 сутки после их распускания. Препараты для изучения ЗМ готовили методом ферментативной мацерации семяпочек до клеточной суспензии (Еналеева и др., 1972). Для каждого растения исследовали выборку из 100 ЗМ. Фотографии сделаны фотоаппаратом "Olympus" при увеличении 8x40.
Результаты и обсуждение
Установлено, что у исследованных растений наряду с 7-клеточными 8-ядерными ЗМ нормального строения образуются аномальные ЗМ. Основную часть аномалий составляли ЗМ с дополнительными ядрами и клетками (рис. 1). У изученных растений ЗМ с увеличенным числом элементов составили 28 - 47 % от общего числа ЗМ. Доля многоклеточных ЗМ от общего числа аномалий у разных растений варьировала от 53,8 до 89,1% (рис. 2).
ЗМ с дополнительными элементами имели различную организацию. В частности, были обнаружены мешки с дополнительными клетками в яйцевом аппарате (рис.1, а). Как правило, яйцевой аппарат содержал 5 или 7 клеток. Дополнительные клетки в одних случаях имели морфологическое сходство с синергидами и яйцеклетами, в других случаях такое сходство отсутствовало.
В антиподальном аппарате максимальное число клеток достигало 11, но чаще всего встречались ЗМ с 5 - 7 антиподами (рис.1, б). Были также выявлены ЗМ с 2 - 12 дополнительными клетками, занимающими латеральное положение (рис.1, г). В ряде случаев наблюдалось увеличение числа полярных ядер (до 7 ядер). Полярные ядра наиболее часто располагались рядом друг с другом в обычном для нормальных ЗМ месте под яйцеклеткой (рис.1, в).
В основной части многоклеточных ЗМ наблюдалось увеличение числа клеток в яйцевом и/или антиподальном аппаратах.
Распределение многоклеточных ЗМ по числу ядер представлено на гистограмме (рис. 3), из которой следует, что большая часть многоклеточных ЗМ содержала 10 и 12 ядер. Максимальное число ядер в ЗМ не превышало 16.
Помимо многоклеточных ЗМ в изученном материале были обнаружены следующие типы аномалий: клеточные ЗМ с нормальным числом ядер (7-8), аномально дифференцированные (1-21%), клеточные ЗМ с числом ядер меньше 7 (1-11%) и ценоцитные ЗМ с числом ядер меньше 7 (0-1%). Соотношение разных типов ЗМ у изученных растений представлено на гистограмме (рис. 4).
Таким образом, проведенный цитологический анализ зрелых ЗМ показал, что у мутантных растений образуется значительное количество аномальных ЗМ (40-55%), при этом среди аномалий преобладали ЗМ с увеличенным числом элементов (они составляли до 98,1%). В многоклеточных ЗМ наблюдалось увеличение числа клеток в яйцевом и
10 11 12 13 14 15 Число ядер
100 -
О'
90 •
80
X
70 -
60 -
£
50 -
^
-10 -
с X 30 -
2 20 -
д 10 -
0 -
4 5 6 7 8 9 № растений
Доля многоклеточных ЗМ | общего числа аномалий.
Рис. 3. Распределение многоклеточных ЗМ по числу ялер
□ нормальные ЗМ
В клеточные ЗМ с числом ядер меньше 7 11 ценоцитные ЗМ с числом ядер меньше 7 К клеточные ЗМ с числом ядер 7 8 И клеточные ЗМ с числом ядер больше 8
Рис. 4. Соотношение разных типой Зйродышевых мешков
антиподальном аппаратах, появление дополнительных латеральных клеток, увеличение числа полярных ядер.
Большой интерес представляет вопрос о цитологическом механизме формирования ЗМ с увеличенным числом элементов. Известно, что мутации мегагаметофита могут быть вызваны нарушениями мегаспоро-и/или мегагаметофитогенеза. В частности, изученная ранее мутация табака, вызывающая редукцию числа элементов в ЗМ, является мейотической мутацией и обусловлена десинапсисом по одной паре хромосом (Еналеева, Колесова, 2000; Колесова, 2000).
Один из механизмов образования ЗМ с дополнительными элементами может заключаться в осуществлении дополнительных митозов на ценоцитной стадии мегагаметофитогенеза. Подобная мутация (ig) описана для кукурузы (Lin, 1978; Enaleeva et al., 1995). Здесь дополнительные митотические деления обусловлены нарушениями цитоскелетной организации мегагаметофита и нарушением формирования центральной вакуоли (Huang, Sheridan, 1996; Еналеева и др., 1998). Вторая причина может заключаться в функционировании двух мегаспор тетрады и последующем их слиянии, как это было показано на сое (Kennel, Horner, 1985)
Дальнейшее исследование линии СГ-27/4 позволит выявить механизмы формирования дополнительных элементов мегагаметофита и генетического контроля данного признака.
Литература
Еналеева Н.Х., Колесова А.Ю. Цитологическое и генетическое исследование мутации табака, вызывающей редукцию числа элементов в зародышевых мешках // Тез. докл. ВОГИС. СПб., 2000. С. 211-212.
Еналеева Н.Х., Отькало О.В., Тырнов B.C. Фенотипическое проявление мутации ig в мегагаметофите кукурузы линии Зародышевый маркер // Генетика. 1998. т. 34. № 2. С. 259-265.
Еналеева Н.Х., Тырнов B.C., Хохлов С.С. Выделение зародышевых мешков покрытосеменных растений путем мацерации тканей /7 Цитология и генетика. 1972. Т. 6, № 5 С. 439-441.
Колесова А.Ю. Цитологический и генетический механизмы редукции числа элементов в зародышевых мешках Nicotiana tabacum L. // Автореф. дисс. ... канд. биол. наук. СПб., 2000. 19с.
Benavente R.S., Skorupska H., Palmer R.G. Shoemaker R.C. Embryo sac development in the cv KS male-sterile, female-sterile line of soybean (Glycine max)//Amer. J. Bot. 1989.V. 76. N. 12. P.1759-1768.
Christensen C.A., King E.J., Jordan J.R., Drews G.N. Megagametogenesis in Arabidopsis wild type and the Gf mutant // Sex. Plant Reprod. 1997. V. 10. № i P. 49-64.
Drews G.N., Lee D., Christensen C.A. Genetic analysis of female gametophyte development and function // Plant cell. 1998. V. 10, № 1. P.5-17.
