Научная статья на тему 'Сохранение биоразнообразия некоторых редких луков в условиях культуры'

Сохранение биоразнообразия некоторых редких луков в условиях культуры Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
162
51
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
A. OSCHANINII / A. PSKEMENSE / A. VAVILOVII / ИНТРОДУКЦИЯ / СЕЗОННЫЙ РИТМ РАЗВИТИЯ / PLANT INTRODUCTION / SEASONAL RHYTHM OF DEVELOPMENT

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Тухватуллина Л. А.

Приводятся результаты интродукционного изучения трех редких видов рода Allium: A. oschaninii, A. pskemense, A. vavilovii. Изучены биометрические параметры, сезонный ритм роста и развития, семенная продуктивность и особенности размножения этих видов.

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.

PRESERVATION OF BIODIVERSITY OF SOME RARE ALLIUM IN CONDITIONS OF CULTURE

Results of introductive studying of three rare kinds of genus Allium are brought: A. oschaninii, A. pskemense, A. vavilovii. Biometric parameters, seasonal rhythm of growth and development, seed productivity and features of duplication of these kinds are studied.

Текст научной работы на тему «Сохранение биоразнообразия некоторых редких луков в условиях культуры»

УДК 635.25:582.572.285

СОХРАНЕНИЕ БИОРАЗНООБРАЗИЯ НЕКОТОРЫХ РЕДКИХ ЛУКОВ

В УСЛОВИЯХ КУЛЬТУРЫ

© 2010 Л. А. Тухватуллина

Уфимский ботанический сад-институт УНЦ РАН

Поступила в редакцию 07.05.2010

Приводятся результаты интродукционного изучения трех редких видов рода Allium: A. oschaninii, A. pskemense, A. vavilovii. Изучены биометрические параметры, сезонный ритм роста и развития, семенная продуктивность и особенности размножения этих видов.

Ключевые слова: A. oschaninii, A. pskemense, A. vavilovii, интродукция, сезонный ритм развития

Род Allium L. относится к числу крупнейших родов растений на Земле. По современным данным он объединяет 750-800 видов, распространенных в Северном полушарии. В роде Allium довольно много редких видов - эндемиков и реликтов. Один из путей сохранения биоразнообразия дикорастущих луков является культивирование их в ботанических садах. В настоящее время коллекция Ботанического сада-института Уфимского научного центра РАН насчитывает 93 вида и 100 таксонов рода Allium, из них 10 видов являются редкими растениями флоры Кавказа, Средней Азии, Тянь-Шаня, Западной Сибири; 5 видов - редкими растениями Башкортостана, 2 вида занесены в Красную книгу России [1] - A. altaicum. A. neriniflorum. В их числе луки, представляющие значительный интерес как виды разнообразного практического использования, например - A. pskemense B.Fedtsch., A. oschaninii O.Fedtsch., A. vavilovii M. Pop et Vved. [2]. A. oschaninii, A. pskemense, A. Vavilovii, составляющие таксонометрическую секцию Cepa Prokh подрода Rhizirideum (Koch) Wendelbo рода Allium L., сходны с луком репчатым по многим морфологическим признакам. Для них характерны слабовыраженное укороченное корневище и относительно развитые луковицы. Это ксерофитные растения с периодом летнего относительного покоя. В природе они приурочены к недостаточно увлажненным областям степных и луговых ценозов низкогорий и среднегорий. Эти виды произрастают на строго ограниченной территории Средней Азии.

В данном сообщении приведены сведения по изучению сезонного ритма развития, морфо-метрии, репродуктивной биологии, особенностей прорастания семян.

Происхождение материала: A. oschaninii в 1994 г. был получен из Ботанического сада г. Сыктывкар в виде семян; A. pskemense - в 1999 г. из Ботанического сада г.Самары живыми растениями; A. vavilovii - из ЦСБС г. Новосибирска

Тухватуллина Ленвера Ахнафовна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник. E-mail: [email protected]

в 2006 г. живыми растениями. При описании морфологических особенностей растений использовалась терминология, предложенная в атласах по описательной морфологии [3-5], а также работы И.Г. Серебрякова (1962) [6]. При изучении сезонного ритма развития проводили наблюдения за сроками наступления основных фаз развития растений по стандартным методикам [7, 8]. Определение лабораторной всхожести семян проводили по методике М.Т. Фирсовой [9]. Семенную продуктивность определяли по общепринятой методике [10].

А. oschaninii - эндемный, очень редкий вид с разорванным ареалом, на ограниченной территории Памиро-Алтая. Вид занесен в Красную книгу Узбекистана. Встречается единичными особями или немногочисленными группами в трещинах и на уступах скал, а также на мелкощебнистых осыпях в среднегорьях. Образует крупные округлые луковицы, диаметр которых достигает 3-4 см, снаружи они покрыты пленчатыми или серо-коричневыми чешуями. Высота генеративного побега А. oschaninii в культуре составляет 75-90 см, толщина его 2,02,8 см. Листья дудчатые 20-35 см, к вершине сужаются, в числе 3-5 шт. Соцветие шаровидное диаметром 3,5-5,0 см, лепестки зеленоватые, с более тёмной зелёной жилкой. Цветки звездчатые диаметром 0,9-1,0 см. Семена черные, трехгранные продолговатые с округлой спинкой, с Нерезко выраженными гранями, длиной 3,3-3,4 мм, шириной 2,2-2,3 мм.

По многолетним фенологическим наблюдениям А. oschaninii ежегодно проходит полный цикл развития побегов и формирует семена. Фенологический ритм развития устойчивый. Отрастание начинается в начале апреля. Фаза отрастания генеративного побега происходит во второй декаде мая и длится 15-18 дней. Цветение начинается после разрыва чехлика соцветия на 2-3-й день, массовое цветение наступает через 10 дней. Цветение вида длится 25-30 дней и заканчивается в 1-й декаде июля. Семена созревают в конце июля в начале августа. Период от начала отрастания до созревания семян составляет

Биологические ресурсы: флора

110-120 дней. От начала завязывания плодов до их полного осыпания проходит 42-46 дней. По сезонному ритму развития А. 08сЬашпп длительно вегетирующее растение, весенне-раннелетне-осенне-зеленое с летним периодом полупокоя. Вегетация продолжается до установления

В одном соцветии А.08сЬашпп в среднем насчитывается 117,0 цветков, 95,2 плодов, число фертильных цветков составляет 11,8 шт., коэффициент плодообразования - 81,4%, число семян в коробке - 2,32 шт., семенификация плода - 38,7%, реальная семенная продуктивность на 1 генеративный побег -221,8 шт. семян, коэффициент продуктивности одного соцветия - 31,6%, абсолютный вес семян - 2,0 г. А. 08сЬашпп размножается вегетативным путем и семенами. Семенное размножение превалирует над вегетативным. Коэффициент вегетативного размножения 2,6. Лабораторная всхожесть семян составила в среднем 79%. В культуре также наблюдалось размножение самосевом.

А. р8кешеп8е впервые был обнаружен исследователями Средней Азии в байссейне р. Пскем, что и определило видовое название. Он произрастает только в Западном Тянь-Шане по рекам Аксу, Угем, Пскем и их протокам, встречается в трещинах скал, на каменистых осыпях и обнажениях. А. р8кешеп8е занесен в Красную книгу СССР, Казахстана и Узбекистана, относится к числу видов, находящихся на грани исчезновения. Численность вида по всему ареалу быстро сокращается, сохранился он лишь в самых труднодоступных местах. У А. р8кешеп8е луковицы удлинено-яйцевидные, диаметром 4-6 см, по нескольку штук прикреплены к корневищу, окраска их красно-бурая. Высота цветоноса до 65 см. он мощный, с плавным вздутием в средней части, толщина стебля до 2,6 см. листья сизо-зелёные, цилиндрические, сужающиеся к вершине, длиной 12-30 см, шириной 1,7-2,5 см, в числе 4-5 шт. соцветие шаровидное, диаметром 3-5 см, цветки звездчатые белой окраски 0,8 см. Семена черные, трехгранные, продолговатые с округлой спинкой, длиной 3,5-3,6 см, шириной 2,1-2,2 см, массой 2,1-2,6 см. Вегетация А. р8кешеп8е начинается во второй декаде апреля, появление цветоноса наблюдается примерно через месяц. Начало цветения приходится на

низких температур. Масса семян с одного соцветия зависит от размеров соцветия, их плотности, а также от процента завязываемости плодов и семян. Согласно полученным данным приводим средние показатели продуктивности А. 08сЬашпп за 2006-2009 гг. (табл. 1).

конец мая - начало июня, продолжительностью до 25 дней. Семена созревают во второй и третьей декаде июля. Период от начала отрастания до созревания семян составляет 96-107 дней. От начала завязывания плодов до их полного осыпания проходит 32-38 дней. Характер вегетации длительно вегетирующий, с летним периодом полупокоя. В одном соцветии А. р8ке-шеп8е насчитывается в среднем 221 цветков, 210 плодов, число фертильных цветков составляет 11, коэффициент плодообразования 94,9%, число семян одного зонта 947,4, число семян в плоде - 4,49 шт., семенификация плода - 74,8%, коэффициент продуктивности зонтика -71,4%, абсолютный вес семян -2,1-2,6 г (табл. 1). Размножается А. р8кеше^е вегетативно и семенами. Лабораторная всхожесть семян составляет 89%. При семенном размножении растения зацветают на 4-й год. Коэффициент вегетативного размножения составляет 2,3.

Наиболее обособленный ареал - Копетдаг-Хоросонские горы - имеет лук Вавилова (А. уауйоуп), который назван в честь Н.И. Вавилова. Произрастает он на высоте 700-1500 м над уровнем моря. Второе местообитание было найдено вШахрисабсоком районе Узбекистана, где он растет в трещинах отвесных скал и сохранился лишь благодаря трудной доступности мест обитания. Издавна А. уауйоуп использовался в пищу жителями Центрального Копетдага. В настоящее время занесен в Красные книги СССР и Туркмении, как редкий вид, встречающийся на ограниченной территории. Характерная особенность этого вида - резко вздутый ниже середины цветоносный стебель. Луковицы, покрытые красновато-бурыми кожистыми чешуями, диаметром 4-5 см, прикрепляются к укороченному корневищу. Высота генеративного побега достигает до 95 см, диаметр - 0,8 см. Листья желобчатые, утолщенные, длиной от 15 до 41 см, шириной 1,2-1,6 см, в числе 6-7 шт. Соцветие шаровидное, густое, диаметром до 6,5 см. Цветки

Таблица 1. Средние показатели семенной продуктивности исследуемых луков (2006-2009 гг.)

Продуктивность одного соцветия А. 08сЪапти А. уахИоуи А. pskemense

число цветков, шт. 117,0 450,5 221,0

число плодов, шт. 95,2 117,5 210,0

плодообразование, % 81,36 24,34 94,9

реальная семенная продуктивность, шт. 221,8 328,5 947,4

число семян в плоде, шт. 2,32 2,88 4,49

семенификация плода, % 38,66 48,0 74,83

потенциальная семенная продуктивность, шт. 702,0 2703,0 1326,0

коэффициент продуктивности, % 31,59 11,52 71,44

звездчатые, белой окраски, диаметром 1,0-1,1 см со светло-желтыми пыльниками. Корневая система мощная, корни толстые, слабоветвящиеся. Семена довольно крупные, черные, неправильной 3-гранной формы, абсолютный вес (1000 шт.) 1,4 г. Размножается вегетативно и семенами. Семена прорастают только при подзимнем посеве или после промораживания в течение 2 мес. При разведении семенами растения зацветают лишь на 5-6 год. Для A. vavilovii неблагоприятны влажные зимы с частыми оттепелями. Вегетация начинается 1-2 декаде апреля. Генеративный побег начинает отрастать в конце мая в начале июня. Цветки начинают раскрываться в начале июля. A. vavilovii отличатся длительностью цветения. Раскрытие цветков в соцветиях происходит поочередно с большими интервалами. Цветение одного соцветия длится примерно 30 дней и более, при этом продолжительность цветения одного цветка составляет 5-7 дней. Созревание семян происходит в августе. Период от начала отрастания до созревания семян составляет 128-148 дней. От начала завязывания плодов до их полного осыпания проходит 28-36 дней.

A. vavilovii коротковегетирующее растение. В фазу массового цветения желтеют и полностью высыхают листья, а к концу плодоношения высыхает и цветонос. Вегетация заканчивается в конце августа. У A. vavilovii в соцветии образуется в среднем 450 шт. цветков, 117,5 плодов, число фертильных цветков - 332,5 шт., завязывание семян всего 24,3%, число семян одного соцветия 328,5 шт., в плоде содержится 2,8 шт. семян, семенификация плода 48,0%, коэффициент продуктивности зонтика 11,5% (табл. 1). В условиях Башкортостана у A. vavilovii не каждый вегетационный год завязываются семена, например в 2007 г. почти все цветки оказались фертильными. Коэффициент вегетативного размножения всего 1,5. В наших условиях в зимний период A. vavilovii наблюдаются выпады.

Исходя из особенностей роста и развития, способности к размножению и возобновлению, повреждаемости в новых условиях интродукционные

виды подразделяются на три группы: 1) неустойчивые, 2) слабоустойчивые, 3) устойчивые [11]. В наших условиях A. oschaninii и A. pskemense оказались устойчивыми, а A. vavilovii -слабоустойчивым видом. Интродукция и изучение биологии редких луков будет способствовать пониманию причин их редкости и является одним из эффективных вариантов сохранения их биоразнообразия.

Работа выполнена при поддержке Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Биологическое разнообразие »

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Красная книга РСФСР. - М.: Росагропромиздат, 1988. - 590 с.

2. Черепанов, С. К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). - СПб.: Мир и семья, 1994. - 992 с.

3. Федоров, А.А. Атлас по описательной морфологии высших растений: Лист / А.А. Федоров, З. Т. Артюшенко, М.Э. Кирпичников. - М.-Л., 1956. -303 с.

4. Федоров, А.А. Атлас по описательной морфологии высших растений: Стебель, корень /А.А. Федоров, З.Т. Артюшенко, М.Э. Кирпичников.. - М.-Л., 1962. - 352 с.

5. Федоров, А.А. Атлас по описательной морфологии высших растений: Цветок / А.А. Федоров, З.Т. Артюшенко. - Л., 1975. - 350 с.

6. Серебряков, И.Г. Экологическая морфология растений: жизненные формы покрытосеменных и хвойных. - М., 1962. - 378 с.

7. Бейдеман, И.Н. Методика изучения фенологии растений и растительных сообществ. - Новосибирск: Наука, 1974. - 154 с.

8. Методика фенологических наблюдений в Ботанических садах СССР // Бюлл. ГБС АН СССР. -1979, Вып. 113. - С. 3-8.

9. Фирсова, М.К. Методы исследования и оценки качества семян. - М.: Сельхозгиз, 1955. - 376 с.

10. Вайнагий, И.В. О методике изучения семенной продуктивности растений // Ботан. журн. - 1974.

- Т. 59, № 6. - С. 826-831.

11. Былов, В.Н. Принципы создания и изучения коллекции малораспространенных многолетников / В.Н. Былов, Р.А. Карписонова // Бюл. ГБС, 1978.

- Вып. 107. - С. 77-82.

PRESERVATION OF BIODIVERSITY OF SOME RARE ALLIUM IN CONDITIONS OF CULTURE

© 2010 L.A. Tuhvatullina Ufa Botanical Garden-institute USC RAS

Results of introductive studying of three rare kinds of genus Allium are brought: A. oschaninii, A. pskemense, A. vavilovii. Biometric parameters, seasonal rhythm of growth and development, seed productivity and features of duplication of these kinds are studied.

Key words: A. oschaninii, A. pskemense, A. vavilovii, plant introduction, seasonal rhythm of development

Lenvera Tukhvatullina, Candidate of Biology,Senior Research Fellow. E-mail: [email protected]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.