Сравнительный кариологический анализ южноуральских видов рода ирис ( Iris L. ) Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

ISSN 1998-4812

Вестник Башкирского университета. 2013. Т. 18. №3

743

УДК 576.316.2:582.579.2

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ КАРИОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЮЖНОУРАЛЬСКИХ

ВИДОВ РОДА ИРИС (IRIS L.)

© Э. А. Муратова*, Н. А. Калашник, Л. Н. Миронова

Ботанический сад-институт Уфимского научного центра РАН Россия, Республика Башкортостан, 450080 г. Уфа, ул. Менделеева, 195, корп. 3.

Тел./факс: + 7 (347) 252 60 33.

E-mail: [email protected]

Проведены кариологические исследования южноуральских видов рода Iris (I. pseudacorus L., I. sibirica L. и I. pumila L.) на базе Ботанического сада-института Уфимского научного центра РАН. Цель исследования - выявление их кариологических особенностей. Полученные результаты свидетельствуют о том, что для исследуемых объектов характерны видоспеци-фичные особенности по числу хромосом в соматической ткани, размерам хромосом, суммарной длине диплоидного набора, морфологическим типам хромосом и их соотношению в ка-риотипе.

Ключевые слова: род Ирис, число хромосом, кариотип.

В коллекционном фонде Ботанического сада-института УНЦ РАН произрастает три представителя флоры Южного Урала из рода Iris: I. pseudacorus L., I. sibirica L. (подрод Limniris) и I. pumila L. (подрод Iris). Все они занесены в «Красную книгу Республики Башкортостан» [1]. До настоящего времени работ по исследованию кариотипов южноуральских ирисов очень мало, несмотря на то, что кариологический анализ является одним из необходимых критериев в описании и определении вида. В настоящей работе представлены результаты изучения хромосомных наборов южноуральских видов рода Iris с целью выявления их кариологических особенностей.

Материалы и методы исследования

В качестве материала для исследований использованы семена I. pseudacorus, I. sibirica и I. pumila.

Кариологические исследования были проведены с использованием методики приготовления временных давленых препаратов из меристематиче-ской ткани корешков проростков семян [2]. Кариологический анализ проведен по методическим разработкам В. Д. Туркова с соавторами [3] с некоторой модификацией их применительно к представителям рода Iris. В результате исследований определены числа хромосом, морфометрические параметры хромосом, а также типы хромосом, согласно

классификации А. Левана и др. [4]. Расчет основных статистических характеристик выполнен по методике Г. Н. Зайцева [5].

Результаты и их обсуждение

Кариологические исследования изучаемых нами видов немногочисленны, в литературе приводятся лишь сведения о числе их хромосом [6-9] и зарисовка метафазных хромосом у двух видов - I. pseudacorus и I. pumila [10]. Нами у исследуемых видов определены не только числа хромосом, но и установлены их размеры и суммарная длина диплоидных наборов хромосом в целом, охарактеризованы морфологические типы хромосом, а также составлены предположительные формулы кариотипов.

Результаты исследований метафазных пластинок I. sibirica показали, что у данного вида соматическое число хромосом 2n = 28 (рис.), длина хромосом варьирует в пределах 1.05 ± 0.04 - 3.98 ± 0.13 мкм, суммарная длина диплоидного набора хромосом составляет 72.05 ± 3.55мкм. Хромосомный набор состоит из 6 пар мета-, 7 пар субмета- и 1 пары субакроцентрических хромосом. Анализируя числа хромосом у видов рода Iris [9] и принимая во внимание, что у большинства однодольных растений основное число хромосом х = 7, можно предположить, что исследуемый вид имеет формулу карио-типа 2n = 4x = 28.

Рис. Микрофотографии хромосом метафазных пластинок: 1 - I. згЬтоа; 2 - I. pseudacorus; 3 - I. ришПа.

Масштабная линия соответствует 10 мкм.

* автор, ответственный за переписку

744

БИОЛОГИЯ

Результаты исследований метафазных пластинок I. pseudacorus показали, что у данного вида соматическое число хромосом 2n = 34 (рис.), длина хромосом варьирует в пределах 2.06 ± 0.08 -5.55 ± 0.21 мкм, суммарная длина диплоидного набора хромосом составляет 119.36 ± 5.94 мкм. Хромосомный набор состоит из 9 пар мета- и 8 пар субметацентрических хромосом. Формула карио-типа предположительно 2n = 4x + 6 = 34.

Результаты исследований метафазных пластинок I. pumila показали, что у данного вида соматическое число хромосом 2n = 30 (рис.), длина хромосом варьирует в пределах 1.93 ± 0.06 - 5.58 ± 0.15 мкм, суммарная длина диплоидного набора хромосом составляет 99.59 ± 3.09 мкм. Хромосомный набор состоит из 1 пары мета-, 10 пар субмета- и 4 пар субакроцентрических хромосом. Формула ка-риотипа предположительно 2n = 4x + 2 = 30.

Выводы

1. Проведенное кариологическое изучение трех видов рода Iris (I. pseudacorus, I. sibirica, I. pumila) показало, что для исследуемых объектов характерны видоспецифичные особенности по числу хромосом в соматической ткани, размерам хромосом, суммарной длине диплоидного набора, морфологическим типам хромосом и их соотношению в кариотипе.

2. Для всех исследованных видов, вероятно, характерен одинаковый уровень плоидности, что,

безусловно, может являться подтверждением их близкого родства.

3. Полученные результаты исследований можно рекомендовать в качестве материала для обсуждения сложных таксономических ситуаций в исследуемом родовом комплексе и путей эволюционного преобразования кариотипов в нем.

ЛИТЕРАТУРА

1. Красная книга Республики Башкортостан. Редкие и исчезающие виды высших сосудистых растений / Под ред. Е. В. Кучерова. Уфа: Китап, 2001. Т.1. 280 с.

2. Паушева З. П. Практикум по цитологии растений. М.: Колос, 1980. 304 с.

3. Турков В. Д., Гужов Ю. Л., Шелепина Г. А. и др. Хромосомные исследования растений в проблемах селекции, клеточной инженерии и генетическом мониторинге. М.: Изд-во Ун-та дружбы народов, 1988. 64 с.

4. Levan A., Fridge K., Sandberg A. Nomenclature for centromeric position on chromosomes // Heredites, 1964. Bd 52. P. 201-220.

5. Зайцев Г. Н. Методика биометрических расчетов. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. М.: Наука, 1973. 256 с.

6. Матвеева Т. С. Полиплоидные декоративные растения. Однодольные. Л.: Наука, 1980. 300 с.

7. Парфенов В. И. Обусловленность распространения и адаптация видов растений на границах ареалов. Минск: Наука и техника, 1980. 205 с.

8. Köhlein F. Iris. Stuttgart: Ulmer, 1981. 360 p.

9. Числа хромосом цветковых растений флоры СССР: Семейства Aceraceae - Menyanthaceae / Под ред. акад. А. Л. Тахтаджяна. Л.: Наука, 1990. 509 с.

10. Чеботарь А. А., Челак В. Р., Ботнаренко П. М. и др. Кариология однодольных Молдавии. Кишинев, 1977. 67 с.

Поступила в редакцию 03.08.2013 г.