Научная статья на тему 'Некоторые аспекты репродуктивной биологии Clematis L. (сем. Ranunculaceae Juss. )'

Некоторые аспекты репродуктивной биологии Clematis L. (сем. Ranunculaceae Juss. ) Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
118
22
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Шевченко С. В., Зубкова Н. В.

Представлены результаты изучения биологии цветения и формирования генеративных структур 3-х видов и 6-ти сортов Clematis L., приведена их сравнительная характеристика. Выявлены отдельные причины слабого завязывания семян у изученных сортов, и рекомендованы сорта и виды для использования их при гибридизации.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Some aspects of reproductive biology of Clematis L. (fam. Ranunculaceae Juss.)

Biology study results of flowering and formation of the generative structures in 3 species and 6 varieties of Clematis L. have been presented. Some reasons of weak setting of seeds have been shown. The varieties and species for using in hybridization have been recommended.

Текст научной работы на тему «Некоторые аспекты репродуктивной биологии Clematis L. (сем. Ranunculaceae Juss. )»

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ РЕПРОДУКТИВНОЙ БИОЛОГИИ CLEMATIS L.

(СЕМ. RANUNCULACEAE JUSS.)

С.В. ШЕВЧЕНКО, доктор биологических наук; Н.В. ЗУБКОВА

Введение

В вертикальном озеленении все большее место отводится многолетним лианам, в том числе представителям рода Clematis L.. В Никитском ботаническом саду (НБС) создана богатая коллекция видов, сортов и форм Clematis, на основе которой ведется большая селекционная работа с целью создания отечественных сортов, устойчивых к неблагоприятным условиям и болезням, способных расти в засушливых районах, отличающихся высокой декоративностью и продолжительным цветением [1, 2, 3].

Род Clematis L. - один из наиболее интересных декоративных родов семейства лютиковых (Ranunculaceae Juss.). В его селекции, как и в селекции других цветочно-декоративных растений, основное место принадлежит методу гибридизации, позволяющему совмещать ценные свойства родительских форм в гибридном потомстве [1, 2]. Однако не всегда эти опыты достаточно успешны, что обусловливает необходимость более детального изучения биологии цветения и опыления, а также особенностей эмбриологии различных видов рода Clematis с целью использования полученных данных в дальнейшей селекционной работе.

Объекты и методы исследований

В исследования были включены наиболее интересные и перспективные в плане их дальнейшего использования в селекции виды, сорта и формы рода Clematis: C. integrifolia L., C. vitalba L., C. heracliefolia DC. var. davidiana (Verlot) Hemsl., C. Jackmanii 'Нежданный', 'Аленушка', 'Брызги Моря', 'Сизая Птица', 'Память Сердца' и 'Lawsoniana'. Фенологические наблюдения вели по методике, разработанной в отделе дендрологии [6]. Ботанические описания даны с использованием материалов М.А. Бескаравайной и Е.А. Донюшкиной [1].

Цитоэмбриологические исследования осуществляли на постоянных препаратах, приготовленных по общепринятым методикам [7, 9] и окрашенных метиловым зеленым и пиронином с подкраской алциановым синим [20]. Фиксацию бутонов разной величины и цветков проводили смесью Карнуа (6:3:1). Длительность фиксации смесью Карнуа составляла 6 часов, после чего объекты переносились в 70 % спирт. После промывки и обезвоживания фиксированный материал пропитывали хлороформом и парафином по общепринятым цитоэмбриологическим методикам. Срезы толщиной 10 - 12 мкм выполняли с помощью ротационного микротома марки МРТУ Анализ зрелой пыльцы проводили на временных препаратах, окрашенных ацетокармином и ацетоорсеином. Изучение препаратов проводили с помощью микроскопа «Jenamed 2» фирмы Carl Zeiss. Фотографии сделаны цифровой фотокамерой Canon А550.

Результаты и обсуждение

Поскольку основным направлением в селекции Clematis является получение сортов, устойчивых к засушливым условиям выращивания, в качестве исходных форм использовались виды местной флоры C. integrifolia L. и C. vitalba L., а также сорта и гибриды отечественной и иностранной селекции с высоко декоративными цветками.

С. integrifolia L. (клематис цельнолистный) - прямостоячий травянистый поликарпик. В естественном виде произрастает в Крыму, Предкавказье, Дагестане, Северном Казахстане, юго-восточной части Западной и юго-западной части Восточной Сибири, Западной Европе. Растение высотой до 1 м, листья простые, сидячие, цельнокрайние, кожистые. Цветки одиночные, пониклые колокольчики. Чашелистики мясистые, снаружи ребристые, сине-фиолетовые и пурпурно-синие; тычинки крупные, пыльники желтые. Цветет в мае-июле на однолетнем приросте. Завязывает семян около 80% (в среднем, 77,3%).

С. vitalba L. (клематис виноградолистный) - сильнорослая кустарниковая лиана до 6 м длиной, с крупными, непарноперистыми листьями из 5-7 листочков и белыми, мелкими раскрытыми цветками, собранными в соцветия. Обильно цветет в июне-июле, на побеге 250-1200 цветков. Завязывает много семян - 84%. Произрастает в Крыму, на Кавказе, в Средней и Южной Европе, Малой Азии и Северной Африке. Обладает иммунитетом к мучнистой росе.

C. heracleifolia DC. var. davidiana (Verlot) Hemsl. (к. борщевиколистный ф. Давида) - полукустарник до 1 м высоты, распространен в восточном Китае, Корее. Растение с крупными тройчатыми, кожистыми листочками; цветки синие, трубчатые, гиацинтоподобные, на коротких цветоножках, собраны в пазушные пучки. В условиях Крыма цветет в июле-августе, выполненные семена составляют около 28,5%. Обладает иммунитетом к мучнистой росе.

С. lanuginosa f. candida - кустарниковая лиана с тонкими красновато-коричневыми побегами, длиной до 3 м. Листья светло-зеленые, простые и тройчатые, опушенные, обгорают в жаркое время. Цветки одиночные, широко раскрытые, имеют зеленовато-кремовый оттенок, пыльники светло-желтые, крупные.

С. durandii Ktze. (крупноцветковый кустовой сорт гибридного происхождения от скрещивания C. integrifolia L. и C. Jackmanii) -нецепляющийся полукустарник с темно-коричневыми побегами, высота до 2 м. Листья темно-зеленые и зеленые, простые, плотные, кожистые, не обгорают. Цветки одиночные, при распускании полураскрытые, позднее раскрытые, интенсивно-фиолетово-синие, выгорают, пыльники желтые. Цветет в течение всего лета. На побеге развивается 10-15 цветков.

С. jackmanii 'Нежданный' (гибрид № 52 от свободного опыления межвидового гибрида C. jackmanii из Англии) - сильнорослая кустарниковая лиана, около 3 м длиной. Листья сложные, из 5 листочков,

жесткие, зеленые. Цветки раскрытые, слегка поникаюшие, одиночные или собраны по три. Чашелистики густо-фиолетовые, пыльники светло-желтые, крупные. Цветет обильно в июне-августе на однолетних побегах. Завязывает очень мало семян 1,4%.

Сорт 'Аленушка' (исходные формы: С. jackmanii 'Нежданный'-гибрид селекции НБС и С. integrifolia L.) - плетистый нецепляющийся полукустарник, высотой до 2 м. Листья сложные, из 5-7 листочков, кожистые, темно-зеленые. Цветки одиночные, колокольчатые, пониклые, крупные. Чашелистики отгибаются наружу, атласно-лилово-розовые; пыльники желтые. Фактуру листьев, а также форму околоцветника гибрид унаследовал от отцовского вида. Строение листьев унаследовал от материнского вида. Плетистый тип побега занимает промежуточное положение. Цветет обильно в мае-июле. Нормально выполненных семян завязывает до13%.

'Брызги Моря' (гибрид № 111, исходные формы: C. heracleifolia DC. var. davidiana (Verlot) Hemsl. и C.vitalba L.) - плетистый (нецепляющийся) кустарник до 3 м длиной. Листья сложные, из 5 листочков, крупные, кожистые. Цветки синевато-белые с фиолетовым оттенком, собраны в раскидистые сложные соцветия, включающие в среднем до 100-120 цветков. Плетистый тип побегов и строение листьев гибрид унаследовал от отцовского вида. Окраска и фактура листьев гибридом унаследованы от материнского вида. По строению и окраске цветков гибрид занимает промежуточное положение. Пышно цветет с июля по сентябрь, но семян завязывает мало - до 6%; обладает иммунитетом к мучнистой росе.

Сорт „Память Сердца' (родительские виды: С. integrifolia L. f. bergeronii hort и C. lanuginosa f. candida) - нецепляющийся сильнорослый полукустарник с красновато-коричневыми побегами, высотой до 1,9 м. Листья темно-зеленые, сложные (реже простые), несимметрично рассеченные, состоят из 1-3-5 листочков, кожистые, не обгорают. Цветки одиночные или собраны по три, полураскрытые, пониклые колокольчики, атласно-лилово-сиреневые, пыльники светло-желтые, крупные. Фактуру листьев, а также форму околоцветника гибрид унаследовал от материнского вида. Строение листьев, как у отцовской формы. Плетистый тип побега занимает промежуточное положение. Обильно цветет в конце мая-июле. На побеге развивается до 40 цветков. Завязываемость семян -около 11%.

Сорт „Сизая Птица' (исходные формы: С.durandii Ktze. и C.lanuginosa f. candida) - нецепляющийся полукустарник с опушенными красновато-коричневыми побегами, высотой до 2,5 м. Листья темно-зеленые, матовые, простые и тройчатые, плотные, кожистые, не обгорают, черешки и их абаксиальная сторона опушены. Цветки полупониклые, позднее раскрытые. Чашелистики узкие, мясистые, плотные, отгибаются наружу, темно-сине-пурпурные, постепенно окраска светлеет, пыльники густо-сине-пурпурные, крупные, тычиночные нити блестящие, серо-синевато-стальные. Тип побега, фактуру листьев сорт унаследовал от

материнского вида, строение листьев - от отцовского. Обильно цветет в мае-августе. На побеге развивается 10-30 цветков. Завязываемость семян составляет 8%.

Сорт 'Lawsoniana' (Лосониана, Лавсона) - родители C. lanuginosa и C. patens Tortuei, обнаруженный в Японии. 'Lawsoniana' - кустарниковая лиана до 3,5 м длиной. Листья тройчатые. Цветки одиночные, раскрытые. Чашелистики широкие, заостренные, синеватые (лавандово-голубые) с более темной полосой в центре, блестящие, выгорают. Пыльники пурпурные. Обильно цветет в мае-июне. Завязываемость семян составляет примерно 2,3%.

Как видно из приведенных данных о сроках и продолжительности цветения разных видов и сортов, в целом, в Крыму они цветут в течение всего теплого времени года. Цветки Clematis одиночные или собраны в соцветия - верхушечные или пазушные. Собраны в соцветия цветки у С. vitalba L. и у гибрида „Брызги Моря'. Цветки одиночные или собраны по 3 у С. jackmanii 'Нежданный' и у сорта „Память Сердца'. У С. integrifolia L., у сортов „Lawsoniana' и „Аленушка' цветки одиночные. У C. heracleifolia DC. var. davidiana (Verlot) Hemsl. цветки образуют пазушные пучки. У С. integrifolia L., С. jackmanii 'Нежданный', сорта „Аленушка' цветки на длинных цветоножках, у C. heracleifolia DC. var. davidiana (Verlot) Hemsl., С. vitalba L. и у гибрида „Брызги Моря'- на коротких.

Цветки имеют простой венчиковидный околоцветник. Лепестков нет, и их роль выполняют четыре-восемь свободных лепестковидных, разнообразно окрашенных чашелистиков. Форма околоцветника довольно разнообразна. Есть цветки с распростертыми чашелистиками -блюдцевидные (С. jackmanii 'Нежданный', С. vitalba L.) и с чашелистиками, направленными вверх и прямостоячими - трубчатые (C. heracleifolia DC. var. davidiana (Verlot) Hemsl., гибрид 'Брызги Моря'), колокольчатые, пониклые (С. integrifolia L., сорт 'Аленушка') (рис. 1.)

Значительно различаются изучаемые сорта и виды по размерам цветков, которые варьируют от 1,8 см (C. heracleifolia DC. var. davidiana (Verlot) Hemsl) до 12 см (С. jackmanii . 'Нежданный') (табл. 1). Цветки однодомные, обоеполые, имеют многочисленные тычинки и пестики, причем в разном количестве у различных видов и сортов (табл.1). Андроцей представлен прямыми тычинками, расположенными в цветках свободно по спирали в два - три ряда. Пыльники могут быть по размерам равными тычиночной нити, как у сортов 'Память сердца' и 'Аленушка' или быть вдвое меньше тычиночной нити, как у сорта 'Сизая птица'.

Пыльники Clematis 4-гнездные, 2-тековые, вскрываются экстрорзно. Стенка микроспорангия развивается центростремительно, тапетум является производным вторичного париетального слоя. Полностью

Рис. 1. Раскрытые цветки Clematis: а) сорта 'Аленушка', б) сорта „Сизая Птица', в) сорта 'Lawsoniana', г) С. integrifolia L.

сформирована стенка микроспорангия к началу мейоза и состоит из эпидермиса, эндотеция, 2-х средних слоев и секреторного тапетума. Активные деления клеток тапетума приводят к образованию двух ядер или двух рядов клеток (рис.2). Клетки эпидермиса радиально вытянуты, с функционирующим ядром, цитоплазма вакуолизирована.

Таблица 1

Морфология цветков видов и их сортов *)

Виды, гибриды, Диаметр Чашелистики Тычинки Пестики

Сорта цветка, см

чис- длина, чис- длина, мм чис- длина,

ло мм ло ло мм

С. jackmanii 12,0 х 4 - 5 53 ± 1,0 110 9,2 ± 1,1 65 10,8 ± 0,8

'Нежданный' 12,0

С. Шв^/оМа 4,5 х 4,5 4 47 ± 0,8 77 12,0 ± 1,6 91 11,0 ± 1,7

С.Шв^/оНа Ь. / 5,4 х 5,5 4 49±0,8 82 90

Ъвrgвrвnii ИоН

сорт 'Аленушка' 6,5 х 6,5 4 61 ± 1,3 73 15,8 ± 3,4 81 11,3 ± 0,8

С. ИвгаеШ/оНа 1,8 х 1,8 4 25 ± 0,3 25 10,2± 0,02 34 5,1 ± 0,02

БС. уаг.

davidiana

С. vitalba 2,5 х 2,5 4 14 ± 0,2 55 7,3 ± 0,8 27 6,6 ± 0,5

Гибрид 3,0 х 3,0 4 16 ± 0,3 45 9,1 ± 0,7 35 4,7 ± 0,3

'Брызги Моря'

сорт 12,1 х 8 73±1,5 119 109

'Сизая Птица' 13,1

сорт 9,0 х 7,2 4 63±1,2 124 109

'Память Сердца'

сорт 14,2 х 15 8 68±1,2 157 125

'Lawsoniana'

*) - Данные граф 3, 5 и 7 обработаны методом однофакторного дисперсионного анализа. Сравнение групповых средних производится на основании рассчитанного значения НСР при уровне достоверности Р = 0,95. Разнообразие форм, описываемое критерием Фишера F1 высоко достоверно во всех случаях.

Клетки эндотеция менее крупные, чем клетки эпидермиса. Средние слои представлены рядами сплющенных клеток. К началу мейоза слои тапетума распадаются на отдельные клетки, средний слой, примыкающий к тапетуму, дегенерирует, а наружный состоит из тоненьких удлиненных клеток (рис. 3, а, б). Фиброзные пояски в эндотеции начинают появляться после завершения мейоза, в период дифференцирующего митоза. Стенки зрелого пыльника состоит из сильно удлинившихся клеток эпидермиса, фиброзного эндотеция и тапетальной пленки (рис. 4, 5). Следует заметить, что не у всех представителей семейства Ranunculaceae эндотеций фиброзный. Так, у Anemone и Aquilegia фиброза в эндотеции не откладывается [13, 14]. Спорогенная ткань Clematis состоит из нескольких слоев клеток, тетрада микроспор образуется симультанно (см. рис. 3, а). Зрелая пыльца 2-клеточная, с довольно крупной генеративной клеткой в центре, большая часть ее 3-поровая (рис. 4-6). Иногда в массе пыльцы

встречаются пыльцевые зерна, выделяющиеся своими крупными размерами, 4-поровые (см. рис. 5,6), пыльцевые зерна со спермиями (рис. 6) или проросшие пыльцевые зерна с пыльцевыми трубками, как, например, у сорта íLawsoniaш' (рис. 7). Наряду с морфологически нормальными пыльцевыми зернами встречаются дефективные, причем особенно много их у гибридных форм (см. рис. 5, 6). Важно отметить, что развитие пыльников наружных и внутренних рядов проходит асинхронно, внутренние ряды значительно отстают. Так, в то время, когда в наружных пыльниках наблюдаются тетрады микроспор и их распад, во внутреннем круге пыльников только сформирована спорогенная ткань и дифференцируются микроспороциты; когда в наружных пыльниках мы наблюдаем растущие микроспоры, во внутренних - только тетрады и распад тетрады.

10м

Рис. 2. Фрагмент сформированной стенки микроспорангия С. НетасШ/оНа ЭС. уат. davidiana^. э - эпидермис, эн - эндотеций, сс - средние слои, т -тапетум, сп т - спорогенная ткань.

В результате анализа зрелой пыльцы у изучаемых видов, сортов и форм установлено, что пыльца их гетерогенна. В общей массе могут встречаться наряду с морфологически нормальными полностью дегенерировавшие пыльцевые зерна или многоядерные и многоклеточные структуры, образовавшиеся как результат эквационных митозов вместо дифференцирующего (табл. 2). Это явление свойственно в основном сортам и гибридам, у которых формируется нормальных пыльцевых зерен довольно мало, в то время как у видов количество морфологически нормальных пыльцевых зерен может достигать 90%, как, например, у С. уИа!Ъа.

а б

Рис. 3. Фрагменты стенки микроспорангия C. vitalba на стадии микроспорогенеза (а) и на стадии тетрады микроспор (б): мкм -микроспороциты, тм - тетрада микроспор.

Рис. 4. Фрагмент зрелого пыльника С. jackmanii 'Нежданный': ф эн -фиброзный эндотеций, тп - тапетальная пленка, ПЗ - пыльцевые зерна, д ПЗ - дефективные пыльцевые зерна.

Рис. 5. Фрагмент зрелого пыльника С. integrifolia^. ц - ценоциты (ядерные структуры).

Рис. 6. Зрелая пыльца сортов и гибридов: а) „Память Сердца', б) „Брызги Моря', в) „Сизая Птица', г) „Lawsoniana': я вк - ядро вегетативной клетки, гк - генеративная клетка, сп - спермии.

Гинецей в цветках Clematis представлен многочисленными свободными пестиками, расположенными по спирали. Пестик включает верхнюю завязь и простой столбик, переходящий в рыльце. В каждом пестике содержится один семязачаток. Не все пестики дают нормально развитые семена, у сорта, 'Аленушка' и у гибридов „Брызги Моря' и 'Нежданный' они единичные.

Таблица 2

Характеристика зрелой пыльцы Clematis

Виды и гибриды Нормальные Дефективные Многоядерные, Полиплоидные

пыльцевые пыльцевые многоклеточные пыльцевые

зерна (%) зерна (%) структуры (%) зерна (%)

С. jackmanii 50 47 0 3

'Нежданный'

С. Шв^/вИа 40 53 3 4

Сорт Аленушка 48 38 2 12

С. ИвгасШ/вИа БС. уаг. davidiana 0,5 95,5 0 0

С. уИа1Ъа 90 7 1 2

Гибрид 21 76 0 3

'Брызги Моря'

сорт 'Сизая Птица' 12 82 1 5

сорт 'Память Сердца' 35 65 0 0

сорт 'Lawsoniana' 50 40 2 8

Рис. 7. Проросшее в пыльнике пыльцевое зерно Clematis сорта 'Lawsoniana'.

Семязачаток Clematis анатропный, унитегмальный, тенуинуцеллятный или медионуцеллятный, имеются фуникулярный обтуратор и оперкулум. Микропиле изогнутое. В основании семязачатка формируется мощная халаза, гипостаза, постамент и подиум (рис. 8).

Рис. 8. Схема семязачатка С. integrifolia: г - гипостаза, пс - постамент, п подиум, зм - зародышевый мешок, эп - эпистаза, р - рафе, ф - фуникулус, фо - фуникулярный обтуратор, о - оперкулум.

В субэпидермальном слое примордия семязачатка закладывается археспорий, который дифференцируется в мегаспороцит (рис. 10 а). Однако довольно часто археспориальная клетка делится периклинально, образуя париетальную и спорогенную клетки, последняя из которых затем превращается в мегаспороцит (рис. 10 б, 10 в). А париетальная клетка, делясь антиклинально, образует единственный париетальный слой. В таком случае семязачаток может быть отнесен, по классификации И.И. Шамрова [11], к медионуцеллятным. Археспориальных клеток иногда дифференцируется две, но зародышевый мешок формируется обычно один. На стадии мегаспороцита под ним четко выражен постамент, представленный рядом вытянутых тонкостенных клеток.

В литературе имеются сведения о наличии дополнительных археспориальных клеток в семязачатке и у других представителей семейства Ranunculaceae, таких, как Adonis vernalis L., Delphinium

caucasicum C.A.Mey, Delphinium tricorne Michx., Ranunculus parviflorus Gouan. и др. [4, 5, 10]. Результатом мейоза в мегаспороците является линейная или Т-образная тетрада мегаспор (рис. 9 д, 9,е).

е

Рис. 9. Археспориальная клетка (а), деление археспориальной клетки (б) и дифференциация париетального слоя и мегаспороцита (г) у C. heracleifolia DC. var. davidiana; первое деление мейоза мегаспороцита (в) и Т-образная тетрада мегаспор (д) у C. heracleifolia DC. var. davidiana; линейная тетрада мегаспор C. vitalba с функционирующей халазальной мегаспорой (е).

В результате апоптозиса остается только халазальная мегаспора, из которой развивается зародышевый мешок Polygonum-типа (рис. 10, 11). Зародышевый мешок 7-клеточный, 8-ядерный, с четко выраженным яйцевым аппаратом. Яйцеклетка крупная, грушевидной формы с ядром в апикальной части клетки и вакуолью - в базальной. Синергиды с округлыми и широкими базальными концами, с хорошо различимым нитчатым аппаратом и крючковидными латеральными выростами. Цитоплазма их плотная в базальной части, в апикальной части расположена большая вакуоль (рис. 11).

Рис. 10. Функционирующая халазальная и дегенерировавшие мегаспоры

у С. jackmanii 'Нежданный'.

Рис. 11. Фрагмент семязачатка С. jackmanii 'Нежданный' на стадии зрелого зародышевого мешка: эп - эпистаза, на - нитчатый аппарат, с - синергиды, я - яйцеклетка, яцк - ядро центральной клетки, а - антиподы, п - подиум.

Центральная клетка зародышевого мешка довольно крупная, пронизана тяжами цитоплазмы. Полярные ядра сливаются до оплодотворения. Ядро центральной клетки располагается немного ближе к антиподам, чем к яйцевому аппарату. Антиподы - обычно 3 крупные вытянутые клетки, однако иногда ядра в них делятся и тогда они становятся многоядерными или может развиваться антиподальный комплекс из нескольких клеток (см. рис. 11).

Формирование антиподального комплекса было ранее отмечено у других видов рода Clematis - Clematis lanuginosa и Clematis orientalis [8]. В пределах одной завязи семязачатки развиваются асинхронно: например,

когда в одном семязачатке можно видеть мегаспороцит, в другом наблюдается рост халазальной мегаспоры и дегенерация трех других. В сформированном семязачатке внутренний эпидермис интегумента дифференцируется в интегументальный тапетум. К периоду оплодотворения в результате деления эпидермальных клеток в апикальной зоне формируется нуцеллярный колпачок в виде одного-двух рядов крупных клеток, который позднее может развиться в эпистазу (см. рис. 8, 11). Сосудистый пучок доходит до интегумента.

Развитие мужской и женской генеративных сфер у Clematis, в целом, проходит синхронно, иногда мужские генеративные структуры несколько опережают женские, особенно в тычинках наружных кругов. В раскрытом цветке в большинстве семязачатков элементы зародышевого мешка дифференцированы, в пыльниках пыльца сформирована. Однако следует отметить, что в процессе цветения наблюдаются специфические приспособления, способствующие аллогении и исключающие автогению. Так, в закрытом бутоне все тычинки прижаты к пестику, затем по мере раскрывания цветка они отгибаются наружу. Пыльники вскрываются продольными щелями, экстрорзно, начиная с внешних рядов, то есть центростремительно (как и, например, у Adonis vernalis L.). Рыльца пестиков в это время еще растут и направлены вверх. В раскрытом цветке тычинки всех рядов отогнуты от пестика, а ко времени раскрытия лопастей рыльца пыльники дегенерируют и подсыхают (рис. 12).

Рис. 12. Цветок C. vitalba с раскрывшимися краевыми пыльниками.

После попадания на рыльца пестиков пыльца прорастает, ядро вегетативной клетки и генеративная клетка выходят в пыльцевую трубку, где и происходит спермиогенное деление. Пыльцевая трубка, прорастая по тканям пестика, достигает зародышевого мешка, проходит через микропиле в синергиду, изливая в нее свое содержимое. Один из спермиев

сливается с ядром центральной клетки, а второй - с ядром яйцеклетки (рис. 13).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рис. 13. Сингамия у С. jackmanii 'Нежданный': яя - ядро яйцеклетки.

Из опыленных семязачатков развиваются семена, а неопыленные опадают. Как уже было показано выше, у изученных нами видов и сортов Clematis образуется различное количество выполненных семян.

Выводы

Резюмируя результаты проведенных исследований, можно заключить, что у C. integrifolia L., C. vitalba L., C. heracliefolia DC. var. davidiana (Verlot) Hemsl. формирование генеративных структур проходит так же, как и у других видов рода Clematis. У изученных сортов и гибридов в ходе развития генеративных структур и прохождения процесса цветения часто наблюдаются отклонения, приводящие к стерильности как женской, так и мужской сфер (аномалии в процессе мейоза, нарушения процессов опыления и оплодотворения). В связи с этим одной из основных причин слабого завязывания семян у них является образование малого количества морфологически нормальной выполненной пыльцы и дегенерация семязачатков. Следует обратить внимание также на тот факт, что у изученных сортов процесс цветения довольно растянут, и в одно и то же время на растениях не всегда имеется достаточно большое количество раскрытых цветков, что уменьшает шансы успешного опыления и оплодотворения. На основании проведенного анализа зрелой пыльцы для гибридизации с целью получения новых отечественных сортов в качестве исходных отцовских форм можно рекомендовать C. vitalba, С. jackmanii 'Нежданный', сорта 'Аленушка' и 'Lawsoniana'.

Список литературы

1. Аннотированный каталог клематисов Никитского ботанического сада / сост. Бескаравайная М.А., Донюшкина Е.А. - Ялта, 1988. - 50 с.

2. Донюшкина Е.А. Анализ факторов, ограничивающих культуру клематиса на Южном берегу Крыма в летний период // Биологическое

разнообразие. Мат-лы Второф Междунар. конф. 20-23 апреля 1999, Санкт-Петербург. - Санкт - Петербург, 1999. - С. 160-161.

3. Донюшкина Е.А. Виды рода Clematis L. в Никитском ботаническом саду // Бюлл. Никит. ботан. сада. - Ялта, 2001. - Вып. 83. -С. 33-36.

4. Кордюм С.Л. Порiвняльно-ембрiологiчне дослщження родини жовтоцевих - Ranunculaceae DC // Укр. ботан. журн. - 1959. - Т. 16, № 1. -С. 32-43.

5. Марко Н.В. Женская генеративная сфера Adonis vernalis L. (сем. Ranunculaceae) // Бюлл. Никит. ботан сада. - 2005. - Вып. 91. - С. 82-86.

6. Методические указания по первичному сортоизучению клематиса / сост. Бескаравайная М.А. - Ялта, 1975. - 36 с.

7. Паушева З. П. Практикум по цитологии растений / Паушева З. П., МГУ - М.: Агропромиздат, 1988. - 271 с.

8. Романова Г.С. К цитоэмбриологии рода Clematis L. // Бюлл. Никит. ботан. сада. - 1974. - Вып.2 (24). - С.63-66.

9. Ромейс Б. Микроскопическая техника - М.: Издательство иностранной литературы, 1954. - 718 с.

10. Соколовская Т.Б. Семейство Ranunculaceae // Сравнительная эмбриология цветковых растений. Winteraceae - Juglandaceae. - Ленинград: Наука, 1981. - С.130-138.

11. Шамров И.И. Нуцеллус семязачатка: происхождение, дифференциация, структура и функции // Ботан. журн. - 2002. - Т.87, № 10. - С. 1-30.

12. Шевченко С.В., А.А. Чеботарь. Особенности эмбриологии маслины европейской (Olea europaea L.) // Труды Никит. ботан. сада. -1992. - Т.113. - С. 52-61.

13. Bhandari N.N. Studies in the family Ranunculaceae. X. Embryology of Anemone L. // Phytomorphology. - 1968. - V.18, № 4. - P. 487-497.

14. Bhandari N.N., M. R. Vijayaraghavan. Studies in the family Ranunculaceae. XII. Embryology of Aquilegia vulgaris // Beitr. Biol. Pflanz. -1970. - V. 46, № 3. - P. 337-354.

Some aspects of reproductive biology of Clematis L. (fam. Ranunculaceae Juss.)

Shevchenko S. V., Zubkova N.V.

Biology study results of flowering and formation of the generative structures in 3 species and 6 varieties of Clematis L. have been presented. Some reasons of weak setting of seeds have been shown. The varieties and species for using in hybridization have been recommended.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.