CC BY
49
БИОЛОГИЯ
УДК 581.48
МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ СЕМЯН НЕКОТОРЫХ ВИДОВ РОДА IRIS L. В САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
М. Ш. Минжал, В. А. Болдырев
Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского E-mail: [email protected]
Представлены результаты морфологического исследования семян пяти видов рода Iris L.: I. aphylla L., I. halophila Pall., I. pseudacorus L. I. pumila L, I. sibirica L., обитающих в Саратовской области и культивируемых в Ботаническом саду Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н. Г. Чернышевского. Приводятся фотографии общего вида семян, скульптуры семенной кожуры, рубчика, продольного и поперечного разреза семян, эндосперма, эмбриона, эпидермиса. Представлены морфо-метрические признаки семян (длина, ширина, масса). Оценены морфологические признаки семян: форма, характер поверхности, форма и размер семенного рубчика, положение и размер зародыша, особенности эндосперма. Цвет семян колеблется от кремового до темно-коричневого, включая медные оттенки; форма довольно разнообразная (яйцевидная, обратнояйцевидная, округлая, полушаровидная, конусовидная, четырехгранная плоскосжатая, яйцевидная с гребневидным выростом); поверхность семени голая, морщинистая, ямчатая, мелкобугорчатая (у ириса солелюбивого имеется поверхностная полупрозрачная пленка); форма семенного рубчика округлая или эллипсоидальная; семенной рубчик маленький, иногда узкий; форма зародыша у семян всех видов линейная; положение зародыша базальное; зародыш маленький либо средний.
Ключевые слова: морфология и масса семян, Iris aphylla L., I. halophila Pall., I. pseudacorus L., I. pumila L., I. sibirica L., скульптура семенной кожуры, рубчик, эндосперм, эмбрион, эпидермис, Саратовская область.
Morphologigal Characteristics of Seeds of Some Iris L. Species in Saratov Region M. Sh. Minjal, B.A. Boldyrev
The research presents the results of morphological study of seeds belong to five species of Iris L.: I. aphylla L., I. halophila Pall., I. pseudacorus L. I. pumila L., I. sibirica L. which existed in Saratov region and cultivated in the botanical gardens of national research of Saratov state university, previously named «N. G. Chernyshevsky». Photos were submitted for entire seed, seed coat sculpturing, outer epidermis of seed, hilum, longitudinal and cross section of seed, endosperm and embryo, morphometric characteristics which includes length, width and mass of the seeds also presented, Estimated morphological characteristics of seeds such as form, outer surface patterns, form and dimensions of hilum, position and dimensions of embryo and endosperm form. The colors of the seeds ranges from Cream to dark brown color , including copper shades; seeds form quite diverse (ovoid, obovoid, orbicular, hemispherical, conical, tetrangular compressed form, ovoid with cristi-form outgrowth ); Outer surface of seeds was vary from smooth surface, rugose, ruminate, pitted and finely tuberous (In Iris halophila the outer layer is like a transparent membrane surrounding each seed), small hilum with rounded, ellipsoid and sometimes elongated shape, linear embryo and located at the base of seed (basal position) in all five species, small or medium embryo. Key words: morphology and mass of seeds, Iris aphylla L., I. halophila Pall., I. pseudacorus L., I. pumila L., I. sibirica L., seed coat sculpturing, hilum, endosperm, embryo, epidermis, Saratov region.
DOI: 10.18500/1816-9775-2016-16-4-404-410
Во флоре России род Iris L. включает 38 видов и 1 подвид [1, 2]. Согласно Красным книгам Российской Федерации, республик, краев
М. Ш. Минжал, В. А. Болдырев. Морфометрические признаки семян некоторых видов рода Iris L.
и областей, 25 видов ирисов флоры России имеют статус объектов охраны. В Саратовской области все семь встречающихся видов ирисов: и. безлистный - Iris aphylla L., и. боровой - I. pineticola Klokov, и. карликовый - I. pumila L., и. сибирский - I. sibirica L., и. солелюбивый - I. halophila Pall., и. тонколистный - I. tenuifolia Pall., и. аировидный (Iris pseudocorus L.) - внесены в Красную книгу Саратовской области [3]. Они имеют спорадическое распространение и низкую численность популяций по территории области [4]. В связи с этим для сохранения видов этого рода растений необходимо их всестороннее исследование и введение в культуру. Особый интерес представляет изучение семян растений, имеющих непосредственную связь с потенциальной возможностью генеративного размножения ирисов. Данных по
морфологии семян и структуре семенной кожуры у представителей этих видов недостаточно, а для особей, обитающих в Саратовской области, нет вообще. Целью настоящей работы было выявление морфологических признаков семян и скульптуры поверхности семенной кожуры Iris aphylla L., I. halophila Pall., I. pseudacorus L. I. pumila L., I. sibirica L.
В качестве материала были использованы зрелые семена пяти видов рода Iris: I. aphylla L., I. halophila Pall., I. pseudacorus L. I. pumila L., I. sibirica L., культивируемые в УНЦ «Ботанический сад» СГУ имени Н. Г. Чернышевского. Идентификация морфологических признаков семян осуществлялась по [5, 6].
Фотографии семян исследованных видов ирисов представлены на рис. 1-5.
Рис. 1. Внешний вид семян ириса безлистного под препаровальной лупой: а - семена; б - скульптура семенной кожуры; в - рубчик семени; г - продольный разрез семени; д - поперечный разрез; е - эндосперм; ж - эмбрионы; з - часть эпидермиса
Эмбрион Эндосперм
Семенная кожура
г
2тт
2тт
2шт
ж з
Рис. 2. Внешний вид семян ириса солелюбивого под препаровальной лупой: а - семена с поверхностной кроющей пленкой; б - скульптура семенной кожуры без кроющей пленки; в - рубчик семени; г - продольный разрез семени; д - поперечный разрез семени; е - эндосперм; ж - эмбрионы; з - часть эпидермиса
\ Эмбрион ^Эндосперм Семенная кожура
Рис. 3. Внешний вид семян ириса аировидного под препаровальной лупой: а - семена; б - скульптура семенной кожуры; в - рубчик семени; г - продольный разрез семени; д - поперечный разрез семени; е - эндосперм; ж - эмбрионы;
з - часть эпидермиса
д
е
б
а
в
д
е
з
Рис. 4. Внешний вид семян ириса низкого под препаровальной лупой: а - семена; б - скульптура семенной кожуры; в - рубчик семени; г - продольный разрез семени; д - поперечный разрез семени; е - эндосперм; ж - эмбрионы; з - часть эпидермиса
Морфометрические признаки семян представлены в табл. 1
Таблица 1
Морфометрические признаки семян исследованных видов рода Iris L.
Признак N M ± m V, % Min Max
1 2 3 4 5 6
Ирис безлистный
Сухие семена Длина, мм 50 4.551± 0.069 10.847 3.130 5.740
Ширина, мм 50 3.109 ± 0.037 8.565 2.560 3.760
Длина/ширина 50 1.473 ± 0.028 13.822 1.168 2.028
Масса семени, г 50 0.023 ± 0.0006 19.438 0.011 0.035
Семена, размоченные в 70% этаноле Длина, мм 10 5.082 ± 0.127 7.931 4.370 5.570
Ширина, мм 10 3.789 ± 0.069 5.811 3.560 4.200
Длина/ширина 10 1.343 ± 0.035 8.304 1.155 1.484
Рубчик Длина, мм 5 0.746 ± 0.088 26.500 0.600 1.080
Ширина, мм 5 0.518 ± 0.035 15.164 0.440 0.650
Длина/ширина 5 1.482 ± 0.247 37.389 1.154 2.455
Продолжение табл. 1
1 2 3 4 5 6
Ирис безлистный
Эндосперм Длина, мм 5 3.74 ± 0.060 3.592 3.620 3.930
Ширина, мм 5 3.29 ± 0.129 8.775 2.850 3.570
Длина/ширина 5 1.143 ± 0.042 8.349 1.020 1.270
Эмбрион Длина, мм 5 2.218 ± 0.115 11.668 1.950 2.600
Ширина, мм 5 0.366 ± 0.028 17.665 0.280 0.430
Длина/ширина 5 6.202 ± 0.527 19.016 4.791 7.344
Ирис солелюбивый
Сухие семена Длина, мм 50 4.975 ± 0.062 8.854 4.170 5.830
Ширина, мм 50 3.850 ± 0.058 10.610 3.170 5.110
Толщина, мм 50 3.212 ± 0.089 19.523 1.750 4.810
Длина/ширина 50 1.300 ± 0.018 9.902 1.063 1.594
Масса семени, г 50 0.027 ± 0.001 24.110 0.019 0.043
Семена, размоченные в 70% этаноле Длина, мм 10 5.192 ± 0.146 8.889 4.260 5.830
Ширина, мм 10 4.281 ± 0.128 9.421 3.700 4.790
Толщина, мм 10 3.224 ± 0.230 22.518 2.250 4.660
Длина/ширина 10 1.222 ± 0.048 12.380 1.021 1.446
Рубчик Длина, мм 5 0.906 ± 0.040 9.891 0.780 1.020
Ширина, мм 5 0.652 ± 0.059 20.097 0.440 0.800
Длина/ширина 5 1.428 ± 0.112 17.467 1.088 1.773
Эндосперм Длина, мм 5 4.258 ± 0.147 7.679 3.810 4.690
Ширина, мм 5 3.856 ± 0.097 5.597 3.550 4.150
Толщина, мм 5 3.05 ± 0.179 13.090 2.430 3.400
Длина/ширина 5 1.11 ± 0.06 11.966 0.990 1.321
Эмбрион Длина, мм 5 1.95 ± 0.034 3.855 1.840 2.050
Ширина, мм 5 0.454 ± 0.024 11.614 0.400 0.520
Длина /ширина 5 4.333 ± 0.197 10.160 3.900 4.925
Ирис аировидный
Сухие семена Длина, мм 50 6.082 ± 0.115 13.414 3.690 7.950
Ширина, мм 50 5.101 ± 0.110 15.315 3.330 6.800
Толщина, мм 50 3.076 ± 0.112 25.806 1.720 5.540
Длина/ширина 50 1.208 ± 0.026 15.251 0.737 1.622
Масса семени, г 50 0.027 ± 0.0008 22.278 0.013 0.041
Семена, размоченные в 70% этаноле Длина, мм 10 6.512 ± 0.229 11.145 5.320 7.510
Ширина, мм 10 5.406 ± 0.080 4.704 4.980 5.880
Толщина, мм 10 3.333 ± 0.086 8.253 2.940 3.730
Длина/ширина 10 1.205 ± 0.041 10.867 1.018 1.375
Рубчик Диаметр, мм 5 0.984 ± 0.076 17.375 0.760 1.200
Эндосперм Длина, мм 5 5.148 ± 0.255 11.102 4.300 5.730
Ширина, мм 5 4.122 ± 0.146 7.949 3.720 4.470
Толщина, мм 5 2.270 ± 0.133 13.190 1.960 2.650
Длина/ширина 5 1.249 ± 0.049 8.922 1.111 1.355
Эмбрион Длина, мм 5 3.626 ± 0.124 7.689 3.370 4.070
Ширина, мм 5 0.606 ± 0.040 15.016 0.460 0.700
Длина/ширина 5 6.164 ± 0.696 25.275 5.086 8.848
М. Ш. Минжал, В. А. Болдырев. Морфометрические признаки семян некоторых видов рода Iris L.
Окончание табл. 1
1 2 3 4 5 6
Ирис низкий
Длина, мм 50 5.248 ± 0.078 10.615 4.360 6.360
Сухие семена Ширина, мм 50 3.734 ± 0.046 8.775 3.070 4.770
Длина/ширина 50 1.411 ± 0.021 10.863 1.104 1.768
Масса семени, г 50 0.034 ± 0.001 25.301 0.021 0.061
Семена, размоченные в 70% этаноле Длина, мм 10 5.401 ± 0.150 8.825 4.600 6.220
Ширина, мм 10 4.135 ± 0.081 6.256 3.760 4.570
Длина/ширина 10 1.313 ± 0.052 12.685 1.080 1.654
Рубчик Диаметр, мм 5 0.596 ± 0.054 20.467 0.400 0.700
Длина, мм 5 4.474 ± 0.130 6.533 4.120 4.930
Эндосперм Ширина, мм 5 3.518 ± 0.032 2.064 3.430 3.620
Длина/ширина 5 1.271 ± 0.032 5.633 1.164 1.362
Длина, мм 5 2.194 ± 0.100 10.215 1.810 2.390
Эмбрион Ширина, мм 5 0.524 ± 0.011 4.790 0.490 0.560
Длина/ширина 5 4.209 ± 0.270 14.358 3.232 4.878
Ирис сибирский
Длина, мм 50 4.304 ± 0.071 11.747 3.280 5.260
Ширина, мм 50 3.125 ± 0.067 15.211 1.850 4.070
Сухие семена Толщина, мм 50 1.979 ± 0.055 19.769 1.160 3.250
Длина/ширина 50 1.402 ± 0.035 17.433 1.113 2.292
Масса семени, г 50 0.012 ± 0.0002 16.806 0.008 0.017
Длина, мм 10 4.93 ± 0.114 7.330 4.270 5.320
Семена, размоченные Ширина, мм 10 3.706 ± 0.108 9.227 3.140 4.230
в 70% этаноле Толщина, мм 10 2.406 ± 0.168 22.113 1.440 3.030
Длина/ширина 10 1.338 ± 0.04 9.373 1.133 1.494
Длина, мм 5 0.834 ± 0.053 14.152 0.710 0.970
Рубчик Ширина, мм 5 0.678 ± 0.052 17.022 0.500 0.810
Длина/ширина 5 1.241 ± 0.055 9.895 1.118 1.420
Длина, мм 5 3.586 ± 0.165 10.315 3.010 3.920
Эндосперм Ширина, мм 5 2.904 ± 0.157 12.078 2.340 3.190
Толщина, мм 5 2.202 ± 0.205 20.822 1.580 2.720
Длина/ширина 5 1.238 ± 0.025 4.567 1.155 1.294
Длина, мм 5 1.968 ± 0.097 11.071 1.720 2.210
Эмбрион Ширина, мм 5 0.378 ± 0.045 26.415 0.260 0.520
Длина/ширина 5 5.56 ± 0.833 33.479 3.846 8.231
Как следует из табл. 1, наибольшей длиной и шириной семени характеризуется ирис аиро-видный, а наименьшими - ирисы безлистный и сибирский. Наибольшее соотношение длины и ширины свойственно семенам ириса безлистного, а наименьшее - и. аировидного. У ирисов с округлой формой рубчика наибольший диаметр у и. аировидного, у ирисов с эллипсоидальной
формой рубчика наибольшая длина у ириса солелюбивого, а наименьшая - у и. безлистного. Наибольшая ширина рубчика у и. сибирского, а наименьшая - у и. безлистного. Наибольшие размеры эндосперма и эмбриона имеет и. аиро-видный, а наименьшие - и. сибирский.
Морфологические признаки семян представлены в табл. 2.
Таблица 2
Морфологическая характеристика семян исследованных видов рода Iris L.
Морфологический признак семени Ирис безлистный Ирис солелюбивый Ирис аировидный Ирис низкий Ирис сибирский
Цвет Медно-корич-невый От кремового до коричневого Махагон коричневый Светло-оранжевый От коричневого до темно-коричневого
Форма Обратнояйце-видная Полушаровидная, округлая, конусовидная Четырехгранная (округлая) плоскосжатая От яйцевидной до обратно-яйцевидной Полукруглая, яйцевидная, с гребневидным выростом
Характер поверхности семени Голое, грубо-морщинистое Мелкобугорчатое (с поверхности полупрозрачная пленка) Ямчатое Морщинистое Мелкобугорчатое
Форма семенного рубчика Эллипсоидальная Эллипсоидальная Округлая Округлая Эллипсоидальная
Размер семенного рубчика Маленький, узкий Маленький Маленький, узкий Маленький, узкий Маленький
Форма зародыша Линейная
Положение зародыша Базальное
Размер зародыша От маленького до среднего Маленький Маленький Маленький Маленький
Из табл. 2 видно, что цвет семян колеблется от кремового до темно-коричневого, включая медные оттенки; форма довольно разнообразная (яйцевидная, обратнояйцевид-ная, округлая, полушаровидная, конусовидная, четырехгранная плоскосжатая, яйцевидная с гребневидным выростом); поверхность семени голая, морщинистая, ямчатая, мелкобугорчатая (у ириса солелюбивого имеется поверхностная полупрозрачная пленка); форма семенного рубчика округлая или эллипсоидальная; семенной рубчик маленький, иногда узкий; форма зародыша у семян всех видов линейная; положение зародыша базальное; зародыш маленький либо средний.
Авторы выражают благодарность Н. А. Петровой, заведующей отделом флоры и растительности УНЦ «Ботанический сад» Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н. Г. Чернышевского, за предоставленные семена ирисов.
Список литературы
1. Алексеева Н. Б. Охрана видов рода Iris (Iridaceae) на территории России // Бот. журн. 2003. Т. 88, № 1. С. 109-118.
2. Алексеева Н. Б. Новая секция рода Iris (IRIDACEAE) и номенклатурные комбинации в ранге секции // Бот. журн. 2006. Т. 91, № 7. С. 1095-1096.
3. Красная книга Саратовской области : Грибы. Растения. Лишайники. Животные / Комитет охраны окружающей среды и природопользования Сарат. обл. Саратов : Изд-во Торг.-пром. палаты Сарат. обл., 2006. 528 с.
4. Биоразнообразие и охрана природы в Саратовской области : в 4 кн. Кн. 3. Растительность / В. А. Болдырев, С. А. Невский, О. Н. Давиденко, О. В. Седова, С. И. Гребенюк, Т. Н. Давиденко, В. В. Пискунов, Е. А. Архипова, М. В. Степанов, О. Н. Торгашкова, В. И. Горин, Е. С. Бекренева, М. В. Закурдаева ; под общ. ред. проф. В. А. Болдырева, проф. Г. В. Шляхтина. Саратов : Изд-во Сарат. ун-та, 2011. 240 с.
5. Артюшенко З. Т. Атлас по описательной морфологии высших растений. Семя. Л. : Наука. Ленингр. отд-ние, 1990. 204 с.
6. Harris J. G., HarrisM. W. Plant identification terminology. 2nd ed. Spring lake publishing. U. S. A., 1994. 206 p.
Образец для цитирования:
Минжал М. Ш., Болдырев В. А. Морфометрические признаки семян некоторых видов рода Iris L. в Саратовской области // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2016. Т. 16, вып. 4. С. 404-410. DOI: 10.18500/1816-9775-2016-16-4-404-410.
