CC BY
72
ТРИПЛОИДИЯ У КЛЕНА СЕРЕБРИСТОГО (ACER SACCHARINUM L.)
В. ПАЙАМНОР
В декоративном древоводстве селекция кленов является одним из важных направлений, т.к. представители этих видов отличаются большим разнообразием по форме кроны, форме и размерам листьев, а также по окраске листьев в разные вегетационные периоды.
Клен серебристый (Acer saccharinum L.), североамериканского происхождения, по биологическим признакам и ботаническим свойствам близок к клену красному. Он имеет глубоколопастные светло-зеленые листья с серебристо-матовой нижней стороной. В
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 5/2006
115
Московской области посадки клена серебристого распространены очень широко и имеются во всех обследованных нами дендрариях. Как показывают данные обследования, вполне удовлетворительная выносливость к морозам, высокая декоративность в летний и осенний периоды, быстрота роста, способность к вегетативному размножению, значительная устойчивость против дыма, газов и твердого покрытия поверхности почвы позволяют рекомендовать клен серебристый для самого широкого использования в зеленом строительстве Москвы и Московской области.
Литературные данные о числе хромосом у представителей рода Acer недостаточны и часто противоречивы. Многие исследователи считают, что большинство видов этого рода имеет набор хромосом 2n = 26 [4, 5]. W.R. Taylor [5] полагает, что число хромосом у клена серебристого - 52. В некоторых исследованиях изучение хромосом при мито-тическом делении выявило существование особого рода наследственной изменчивости, выражающейся в изменении числа хромосом, свойственного данному роду.
Обследования в Ивантеевском питомнике показали, что семенное размножение у некоторых экземпляров клена сахаристого (серебристого) (средний возраст растений - 56 лет) неудовлетворительное, практически не образует семян, поэтому размножают его только методом зеленого черенкования. По всей вероятности, причин, вызывающих наблюдаемую в данном случае стерильность, может быть несколько. Одной из них, с нашей точки зрения, могут быть хромосомные аномалии. Особенности кариотипа могут также влиять и на успешность укоренения вегетативного потомства. Для проверки этого предположения мы провели работы по определению числа хромосом в соматических клетках неплодоносящего экземпляра клена серебристого.
Изготовление давленых препаратов, содержащих монослой клеток, проводился в несколько этапов [7]:
1 - отбор и подготовка материала для исследования;
2 - предфиксационная обработка;
3 - фиксация;
4 - мацерация;
5 - окрашивание;
6 - раздавливание (получение монослоя клеток).
Изучение препаратов с помощью микроскопа является этапом, которым завершается многоступенчатая обработка растительной ткани.
Материал, подлежащий исследованию, должен быть здоровым, свежим и находиться в тургорном состоянии. С этой целью черенки желательно с листовыми почками по окончании периода покоя проращивают в лаборатории в водопроводной воде при комнатной температуре. Для фиксации следует брать почки с едва появившимся зеленым конусом нарастания. Почку надо отделить от стебля, на стекле разрезать ее вдоль и препаровальной иглой вычленить из середины конус нарастания. Важно не пропустить момент фиксации, т.к. из переросших почек трудно получить препараты хорошего качества. При оптимальных условиях конусы нарастания этиолированы и не превышают высоты 1-2 мм.
Цель предобработки материала перед фиксацией - задержка митоза в метафазе, а также физические изменения в цитоплазме и хромосомах объекта, способствующие в максимальной степени выявлению морфологии хромосом и лучшему разбросу хромосом в объеме клетки. В результате облегчается подсчет хромосом и изучение их морфологии.
Отрезанные конусы нарастания опускают в раствор колхицина на экспериментально установленное время. При работе с колхицином в концентрации 0,1 % материал обрабатывали 4 ч.
После предобработки сливают раствор колхицина, меристемы промывают 2 ч. в дистиллированной воде. Мы использовали методику, модифицированную проф. Л. В. Соловьевой. Фиксация и окрашивание материала в стандартном пропионо-лакмо-идном растворе - в течение 24 ч. Мацерацию производили путем кипячения окрашенных тканей в термостойкой пробирке над спиртовкой в 40 %-ной пропионовой кислоте 60 с. Дали материалу остыть 1-3 мин (и больше) и давили в 40 %-ной пропионовой кислоте. Последний этап - раздавливание (получение
116
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 5/2006
монослоя клеток). Для этого следует накрыть препарат покровным стеклом, 3-5 полосками фильтровальной бумаги, прижав ее по краям покровного стекла указательным и средним пальцами левой руки. Правой рукой плоским концом деревянной ручки препаровальной иглы, очень сильно надавливая, «прогладить» всю поверхность покровного стекла по горизонтали и вертикали. Такой способ уплощения клеток применим для объектов с мелкими хромосомами (к ним относятся и клены). Далее следует заклеить препарат и оставить для дифференцировки на 30 мин и более. Просмотр препарата производить с помощью бинокулярной насадки при объективе 20-х или 10-х, подсчет хромосом, фотографирование или зарисовку их при объективе МИ 90-х с синим светофильтром.
Определение числа хромосом у видов клена весьма сложно из-за их размеров - хромосомы кленов очень мелкие. Уплощенность препаратов часто бывает недостаточной, и некоторые хромосомы удается заметить лишь при изменении глубины резкости микроскопического изображения. На приведенной фотографии видны не все 39 хромосом, недостающие можно рассмотреть лишь при изменении глубины резкости. Триплоидность набора хро-
мосом данного экземпляра клена серебристого определена при анализе множества метафаз-ных клеток на нескольких препаратах.
Полученные нами данные позволяют считать, что стерильность данного растения и трудная укореняемость его черенков связаны с аномальным числом хромосом в соматических клетках. Триплоидность, как известно, неизбежно ведет к нарушениям в мейозе.
Известно, что триплоиды развиваются быстрее диплоидных и тетраплоидных форм. Триплоидные листья значительно крупнее и красивее диплоидных.
Триплоидные, как и полиплоидные формы, могут возникать в природе и в культуре под влиянием различных факторов среды, а также как результат гибридизации. В процессе окультуривания растений диплоидные формы постепенно оттесняются полиплоидами.
Изучение хромосом при соматических делениях указало на существование особой изменчивости, выражающейся в умножении числа хромосом, свойственной данному виду. Причины этой изменчивости не всегда известны. Если это явление происходит закономерно и захватывает воспроизводительные клетки, то образуются новые растения, характеризующиеся измененным числом хромосом.
ча
Зп г
• V
V
1я
. *
»тР
'Г, >■
:
| "Ю цт |
- -7
V- ^ * *
у
5 •
1к •*
сад»
%
Рисунок. Метафазная клетка клена серебристого, виден триплоидный набор хромосом ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 5/2006
К 85-ЛЕТИЮ ПРОФ.
Большинство цитологов считают, что полиплоидные растения отличаются более высокими и толстыми стеблями, у них уменьшается число ветвей и листьев, которые при этом становятся более толстыми, широкими и зелеными. Кроме того, для таких растений характерны более крупнее цветки или части цветка, семена и плоды.
Библиографический список
1 Атабекова, А.И. Цитология растений / А.И. Атабекова, Е.И. Устинова. - М.: Колос, 1971. - 255 с.
2 Барыкина, Р.П. Справочник по ботанической микротехнике основы и методы / Р.П. Барыкина, Т.Д. Ве-селова, А.Г. Девятов и др. - М.: МГУ 2004.
А.Я. ЛЮБАВСКОЙ
3 Данжар, П.М. Цитология растений и общая цитология / П.М. Данжар. - М: Изд-во иностранной литературы, 1947. - 652 с.
4 Опыт и достижения по селекции лесных пород: сборник работ по лесному хозяйству. - М.: Изд-во Министерства сельского хозяйства СССР, 1959. - 157 с.
5 www.na.fs.fed.us.
6 Соловьева, Л.В. Практикум по цитологии плодовых растений: методическое пособие. Факультет повышении квалификации преподавателей вузов / Л.В. Соловьева. -М.: МГУ, 1982.
7 Турков, В.Д. Хромосомные исследования растений в проблемах селекции, клеточной инженерии и генетическом мониторинге: атлас-пособие / В.Д. Турков, Ю.Л. Гужов, Г.А. Шеле-пина и др. - М.: Йзд-во РУДН, 1988.
