CC BY
18УДК 581.3
DOI: 10.24411/9999-002А-2018-10155
ОСОБЕННОСТИ РЕПРОДУКЦИИ ДВУХ ВИДОВ ЗЛАКОВ, ЗАНЕСЕННЫХ В КРАСНУЮ КНИГУ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ О.И. Юдакова, Э.И. Кайбелева, Е.А. Архипова, Д.С. Куцев
Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия e-mail: kaybeleva-elmira@mail.ru
Аннотация. Scolochloa festucacea и Eragrostis suaveolens - дикорастущие злаки, занесенные в Красную книгу Саратовской области. Описаны две новые точки их произрастания и проведено цитоэмбриологическое исследование растений. Установлено, что оба вида характеризуются половым способом семенной репродукции и автогамией. Условия Нижнего Поволжья не препятствуют репродуктивному успеху растений. Аномалий в структуре женской и мужской генеративных сфер не обнаружено.
Ключевые слова: способ репродукции, автогамия, пыльца, зародышевый мешок, Scolochloa festucacea, Eragrostis suaveolens.
THE REPRODUCTION FEATURES OF TWO CEREALS LISTED IN THE RED BOOK OF THE SARATOV REGION O.I. Yudakova, E.I. Kaybeleva, E.A. Arkhipova, D.S. Kutsev
Saratov State University, Saratov, Russia e-mail: kaybeleva-elmira@mail.ru
Annotation. Scolochloa festucacea and Eragrostis suaveolens are wild cereals listed in the Red Book of
the Saratov Region. Two new points of their growth are described and a cytoembryological study of plants
is carried out. It is established that both species are characterized by a sexual mode of seed reproduction
and autogamy. The conditions of the Lower Volga Region do not prevent the reproductive success of the
plants. Anomalies in the structure of female and male generative spheres were not detected.
Key words: mode of reproduction, autogamy, pollen, embryo sac, Scolochloa festucacea, Eragrostis
suaveolens.
Разработка эффективных стратегий сохранения биологического разнообразия не возможна без учета специфики размножения живых организмов, и, в первую очередь, редких и исчезающих видов животных и растений. Знание репродуктивных особенностей и экологических характеристик видов позволяет оценивать угрозу их исчезновения из естественной среды обитания и принимать необходимые меры охраны. Это может быть локальное воздействие на лимитирующий фактор среды или более радикальные меры, включающие создание искусственных популяций.
Среди злаков, занесенных в Красную книгу Саратовской области, риску исчезновения подвержены тростянка овсянницевидная (Scolochloa festucacea (Willd.) Link) [1] и полевичка пахучая (Eragrostis suaveolens A. Beck. ex Claus) [2]. Фитоценозы, относящиеся к ассоциации S. festucacea, встречаются по берегам реки Медведица при глубине 0-50 см на песчано-илистых и песчаных грунтах, образуя разорванный пояс [3]. Сообщества S. festucacea являются практически чистыми (проективное покрытие колеблется от 70 до 95%, высота яруса от 90 до 170 см) с незначительной примесью сопутствующих видов. E. suaveolens образует пионерные сообщества на песчаных отмелях рек в Балашовском и Саратовском районах со значительным расстоянием между отдельными особями [2]. В ходе наших исследований были обнаружены новые точки произрастания полевички пахучей: в Воскресенском (о-в Чардымский, р. Волга) и в Лысогорском (р. Медведица) районах. Целью данной работы явилось изучение особенностей семенной репродукции этих видов.
Растения фиксировали ацетоалкоголем (3:1) в разгар цветения. Генеративную сферу изучали на препаратах пыльников, окрашенных акридиловым оранжевым, и просветленных препаратах семязачатков [4].
Установлено, что у растений обоих видов цветки имеют типичное для злаков строение. В них формируется одна завязь с единственным семязачатком и три тычинки. Зрелые пыльцевые зерна также характеризуются типичным для злаков строением. Наряду с нормальной выполненной пыльцой в пыльниках присутствовало небольшое количество пыльцевых зерен с разной степенью плазмолиза и полностью дегенерировавших. Средняя степень дефектности пыльцы у обоих видов низкая (E. suaveolens - 4,2%, S. festucacea - 9,25%), что характерно для половых видов. У растений E. suaveolens средний диаметр пыльцы 30,82±1,16 мкм, среднее количество пыльцевых зерен в пыльнике - 69,86±10,98. У S. festucacea пыльца более мелкая (26,57±1,62 мкм) по сравнению с E. suaveolens, но в пыльниках ее на порядок больше (1142,10±442). Значительные различия изученных видов по количеству развивающихся в пыльниках пыльцевых зерен обусловили и существенные отличия их по показателю «соотношение количества пыльцевых зерен к количеству семязачатков» (pollen/ovule ratio, P/O). У E. suaveolens P/O = 201, у S. festucacea - 3109. Значение P/O косвенно характеризуют энергетические затраты растений на опыление и способ опыления. У клейстогамов Р/О варьирует в пределах 4,7-27,7, облигатных автогамов - 27,8-168,5, факультативных автогамов - 168,6-796,6, факультативных аллогамов - 796,6-5859,2, облигатных аллогамов Р/О, как правило, более 5859,2 [5]. У E. suaveolens значение P/O лежит в пределах, свойственных облигатным автогамам, а у S.festucacea - факультативным автогамам.
Зародышевые мешки у обоих видов развиваются в соответствии с Polygonum-типом. На мик-ропилярном конце зрелых мегагаметофитов располагаются две синергиды и крупная яйцеклетка, на халазальном - 3-5 одноядерных антипод. Два полярных ядра не сливаются до оплодотворения. Структурных аномалий и эмбриологических признаков апомиксиса не обнаружено.
Выявленные в ходе проведенного исследования цитоэмбриологические особенности растений E. suaveolens и S. festucacea свидетельствуют о половом способе семенной репродукции. Отсутствие аномалий в строении и функционировании мужской и женской генеративных сфер указывают на то, что условия Нижнего Поволжья, не препятствуют семенному размножению этих видов. Оба вида относятся к автогамам. Учитывая то, что на территории Саратовской области эти злаки представлены редкими локальными популяциями автогамия является одной из адаптивных особенностей, которая способствует реализации семенного размножения и достижению репродуктивного успеха.
Оба злака влаголюбивы. Они встречаются исключительно по берегам рек. Аридность климата Саратовской области является основным лимитирующим факторам для их расселения.
Литература
1. Степанов, М.В. Тростянка овсяницевидная - Scolochloa festucacea / М.В. Степанов, Е.А. Архи-пова // Красная книга Саратовской области: Грибы. Лишайники. Растения. Животные. 2006. 68 с.
2. Тарасов, А.О. Полевичка пахучая - Eragrostis suaveolens A. Beck. ex Claus / A.О Тарасов, И В. Шилова // Красная книга Саратовской области: Грибы. Лишайники. Растения. Животные. 2006. С. 66-67.
3. Шелест В. Д. Флора и растительность озер-стариц реки Медведицы в административных границах Саратовской области: автореф. дис. ... канд. биол. наук / В.Д Шелест. Саратов, 2014. 19 с.
4. Юдакова, О.И. Методы исследования репродуктивных структур и органов растений / О.И. Юдакова, О.В. Гуторова, Ю.А. Беляченко. Саратов: изд-во Сарат. ун-та, 2012. 38 с.
5. Cruden, R. W. Pollen-ovule ratios: a conservative indicator of breeding systems in flowering plants / R.W. Cruden // Evolution, 1977. № 31. P. 32-46.
