CC BY
68
УДК 576.316.7
КАРИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЮЖНОУРАЛЬСКИХ ВИДОВ
РОДА ИРИС (IRIS L.)
Э.А. Муратова, H.A. Калашник
Ботанический сад-институт Уфимского научного центра РАН, 450080 Уфа, ул.Полярная, 8; e-mail: cyto.ufa@mail.ru
Ирис относится к семейству Касатиковых, или Ирисовых (Iridaceae Juss.). К настоящему времени оно насчитывает около 100 родов и 1700 видов, встречающихся на всех континентах. Семейство Касатиковых является богатейшим источником первоклассных декоративных луковичных, клубнелуковичных и корневищных многолетников. В него входят такие многолетники, как ирис, гладиолус, шафран, или крокус, тигридия, феррария, фрезия, тритония (монтбрессия), иксия и целый ряд других пока менее известных, но очень декоративных растений (Родионенко,! 988).
В состав рода Ирис (Genus Iris L.) по разным источникам (Родионенко, 1988, Т.С.Матвеева, 1980) входит от 200 до 250 видов, которые распределены между 4 подродами: Лимнирис (Limniris), Ксиридион (Xyridion), Кроссирис (Crossiris), Ирис (Iris) и распространены в умеренных и субтропических районах континентов северного полушария.
Род Iris L. включает много полиморфных и сложных в систематическом отношении видов, которые характеризуются большой изменчивостью признаков. Часть вегетативных органов, особенно листья и корневища, а также окраска цветов меняется в зависимости от экологических факторов. Поэтому при решении спорных вопросов внутривидовой систематики необходимо, кроме морфолого-географического, использовать кариологический и анатомический методы (Чеботарь и др., 1977).
Во флоре Южного Урала произрастают четыре вида ирисов: I. pumila L., I. sibirica L., I. pseudacorus L. и I. scariosa W., три из них занесены в «Красную книгу Республики Башкортостан» (2001) и включены в число редких растений Урала. К сожалению, до настоящего времени работ по исследованию кариотипов южноуральских ирисов почти не проводилось, несмотря на то, что кариологический анализ является одним из необходимых критериев в описании и определении вида.
Материал и методика
В качестве материала для исследований использованы семена видов I.pseudacorus L. и I.sibirica L., представляющих южноуральскую флору в коллекционном фонде Ботанического сада-института УНЦ РАН. Семена лроращивали в чашках Петри на фильтровальной бумаге, смоченной водой. По достижении корешками длины 10-12 мм их обрабатывали 0,2%-
ным водным раствором колхицина в течение 3,5-4 часов. После предобработки корешки быстро отсушивали на фильтровальной бумаге и фиксировали в смеси спирт-уксусная кислота в соотношении 3:1 в течение суток. Зафиксированный материал промывали 96%-ным этанолом и хранили в 70%-ном этаноле при температуре +4 °С. Для лучшего окрашивания материал помещали на 25-30 минут в 4%-ный раствор железо-аммонийных квасцов, затем проводили окрашивание в 1%-ном растворе ацетогематоксилина в течение 2-2,5 ч. Временные давленые препараты готовили в насыщенном растворе хлоралгидрата.
Материал исследовали в масляной иммерсии, используя микроскоп БИМАМ-Р13 (объектив хЮО, окуляр х7). Для составления кариотипов отбирались пластинки с целой клеточной стенкой, на которых хромосомы располагались в одной плоскости и находились на одной стадии спирализации (Панкин, 2001). Микрофотографирование вели на цифровую фотокамеру Canon Power Shot А 95 с последующей обработкой изображения в программе Adobe Photoshop 7.0. Фотографии для анализа распечатывались на принтере hp LaserJet 1000 series в формате A4. Измерения вели с помощью измерительного циркуля и линейки. Для определения масштаба микрофотгграфии при помощи той же оптики и при том же увеличении фотографировали объект-микрометр. Хромосомы измеряли на распечатанных изображениях с одинаковым конечным увеличением (Панкин, 2001). Ширину центромер и вторичных перетяжек не учитывали. У хромосом измеряли длину короткого плеча S, длину длинного плеча L, абсолютную длину La (сумма длин обоих плеч) и определяли центромерный индекс Iе (отношение абсолютной длины короткого плеча к абсолютной длине всей хромосомы, в %), Длину спутничной хромосомы определяли без учета длины спутничной нити. За общую длину генома G принимали сумму абсолютных длин всех хромосом диплоидного набора. На основе значения центромерного индекса проводили классификацию хромосом по типам: М -метацентрики, SM - субметацентрики, SA - субакроцентрики (Levan et.al., 1964). В результате исследований выявлялись числа хромосом, определялись морфометрические параметры хромосом и составлялись систематизированные кариотипы исследуемых видов.
Результаты и обсуждение
Результаты исследований метафазных пластинок 1. sibirica L. показали, что у данного вида насчитывается 28 хромосом (рис.1), что соответствует данным предыдущих авторов (Парфенов, 1980, Матвеева, 1980, Köhlein, 1981). Хромосомы I. sibirica L., в основном, метацентрического и субмегацентрического типов, спутничных хромосом не было обнаружено. Размеры хромосом - от 2.53 до 5.91 мкм.
Результаты исследований метафазных пластинок I. pseudacorus L. показали, что у данного вида насчитывается 34 хромосомы (рис.2), что совпало с результатами Соколовской и Пробатовой (1986). Согласно же
исследованиям Чейшгаря и др. (1977), соматическое число хромосом у данною вида равно 36, что уко»ыва|т на возможметь Алнчия разнохромосомного диплоидного набора. Морфометрические параметры метафазных хромосом I.pseudacorus I.. приведены в Т1(§«ице 1. Хромосомы данного вида сравни'мимно небольших размеров: самая длинная пара имеет размер 5.62 мкм, а самая короткая 2.06 мкм. Хромосомный набор с<мвит из 3 пар метацентрических (предположительно это I. VH, XVII нары), 7 пар с^бметацентрическик (предиоложительнаште-П. Ill, VI. VIII. IX, XIII, XV пары) и 7 пар еу<шкроцен^1ических (1^едпол*гжительно что IV, V, X, XI, XII, XIV, XVI мары) хромосом (рис.3). Одна пара, гюедиомягителыю V, - спутничиая. причем^дна гомологичная хролввГа этой нары несет 2 спутника, а у вюрой I спутник не визуализировался. Общая дЛшна генома равна 66.75 мкм.
! Рис. I. Хромосомы метафаз- Рис.2. Хромосомы метафазной ной пластинки ^¡Ыпса Ь. пластинки 1.рзеис1асоги5 Ь.
Ml! XVI
Рис.3. Сисчемативированный кариотип I.pseudacorus L.
Таблица 1
Мчрфометрическне параметры мс-шфаэных хромосом 1 pscuchcoru» L
№ пары Длина Длина сателлит Обшал длина Центромерный
хромосом короткого длинного (длина), хромосомы, индекс
плеча(5),мкы г:леча(1).мкм мкм мкм (Iе),%
1 2 50 2.81 - 5.31 47.08
2 2.45 3.17 - 5.62 43.59
3 2.26 3.05 - 5.31 42.56
4 1 00 2.91 - 3.91 25.58
5а 1.47 2.57 0.63 4.67 31.4S
56 1.45 2.79 0.61 ; 0.63 4.86 29.84
6 1.08 2.50 - 2.58 41.86
7 1.68 1.79 - 3.47 48.41
8 1.46 1.92 - 3.38 43.20
9 1.24 1.84 - 3.08 40.26
10 0.98 1.97 - 2.95 33.22
11 1.04 1.81 - 2.85 36.49
12 1.04 1.90 - 2.94 35.37
13 1.20 1.88 - 3.08 38.96
14 0.89 2.07 - 2.96 30.07
15 1.03 1 65 - 2 6Я 38.43
16 1.07 1.92 2.99 35.79
17а 1.03 1.04 - 2.07 49.76
176 1.01 1.03 2.04 49.51
Выводы
1. В соматической ткани 1.з1Ь1г1са Ь. содержится 28 (2п=28), ГрэеисЬсогаБ Ь. 34 (2п=34) хромосомы.
2. У ГвИмиса Ь. метафазные хромосомы представлены двумя типами -метацентриками и субметацентриками; у Г.рзеиёасошБ I ,. - тремя типами -метацентриками , субметацентриками и субакроцентриками. У Т.рзеиёасопш Ь. обнаружена одна пара хромосом со спутниками.
3. Длина хромосом в диплоидном наборе Ь^Ыпса варьирует в пределах 2,53-5,91 мкм, а у 1.рзеис1асошз Ь. 2,06-5,62 мкм.
Литература
Красная книга Республики Башкортостан. Т. 1. Редкие и исчезающие виды высших сосудистых растений. Уфа: Китап, 2001. 237 с.
Матвеева Т.С. Полиплоидные декоративные растения. Однодольные. -Л.: Наука, 1980.-314с.
Панкин В.Х. Применение цитогенетических критериев в систематике некоторых представителей семейства С.ас1асеае //Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. биол. наук. -М, 2001. -18с.
Парфенов В.И Обусловленность распространения и адаптация видов растений на границах ареалов. -Минск, 1980. -205с.
