Биологические науки /

Структурная ботаника и

биохимия растений

Пюрко О.Е., Келембет Ю.М., Самострелова А.В.

Мелитопольский государственный педагогический университет

имени Богдана Хмельницкого

Структурная специфичность вегетативных органов растений при стрессе и их приспособительные перестройки

Ответные реакции галофитов на стресс включают изменения в росте, фотосинтезе, дыхании, гормональной активности и другие, регулируемые на молекулярном уровне, включая генную экспрессию. Вместе с тем, универсальной, однотипной для всех разнообразных случаев солевого стресса, физиологической реакции не существует. Как правило, ответная реакция определяется всем комплексом существующих факторов: скоростью, глубиной и продолжительностью солевого стресса, физиологическими особенностями растения [1,2]. Поэтому, цель наших исследований состояла в выявлении неспецифических и специфических реакций на стрессы у различных экологических групп растений.

Гистологический анализ эпидермы у различных экологических групп растений показал, что при количественном изучении первичной покровной ткани наблюдалось несколько типов клеток, которые отличаются друг от друга размерами, проекцией, очертаниями, что позволяет более дифференцированно подходить к изменениям клеток, возникающим под действием стресса: у мезофита вязель пестрый, у ксерофита донник лекарственный и у гликогалофита кохия стелющаяся было выделено три типа основных клеток на верхней и нижней стороне листа, которые отличаются друг от друга очертаниями оболочек, проекцией, углами в смежных границах, размерами, количеством на единицу поверхности. Водный и температурный стрессы вызывают изменения очертаний, проекции, размеров, количества клеток на единицу площади на обеих сторонах листа у всех изученных растений, но особенно рельефно это наблюдается у мезофита. Солевой стресс, который присоединяется к вышеобозначенным стрессам, у гликогалофита приводит к нарушению извилистости проекций, размеров клеток, поэтому мы выделили у опытных растений только два типа основных клеток; устьичные комплексы у мезофита и ксерофита аномоцитного типа, у гликогалофита - диацитного и аномоцитного. Стрессы приводят к формированию деформированных «кривых устьиц», у Кохии стелющейся наблюдается изменение в верхней эпидерме типа устьиц: диацитного на аномоцитный. Таким образом, наши исследования подтверждают мысль о том, что изменения в структуре первичной покровной ткани могут выступать маркерами для мониторинга стресса.

Наши исследования также показали, что лист Bassia sedoides и Ваssia hirsute сверху покрыт кутикулой. под которой находится однослойный эпидермис. Основные клетки эпидермы имеют друзы. Устьичный аппарат у двух растений аномоцитный, количество устьиц на 1 мм² от 130-140 шт. Покровная ткань фотосинтезирующего органа Bassia sedoides и Ваssia hirsute состоит из основных клеток эпидермы, замыкающих и побочных клеток устьиц и трихом в виде многоклеточных выростов, которые характерны
только для Ваssia hirsute. Существенные различия между двумя видами Бассии в эпидерме отмечаются в очертаниях и площади эпидермальных клеток, углах в смежных границах, количестве клеток и устьиц на 1 мм².

Нами показано, что Bassia sedoides и Ваssia hirsute имеют кохиоидный тип листа. Для строения листа характерна кранц-анатомия. Хлоренхимная обкладка лежит в контакте с проводящей системой. СВП листа Bassia sedoides и Ваssia hirsute представлены проводящими элементами ксилемы и флоэмы. СВП закрытого типа. Мезофилл кохиоидного типа листа представлен фотосинтезирующей, водоносной паренхимой. В строении стебля верхней, средней и нижней частей Bassia sedoides и Ваssia hirsute наблюдается сходство: стебель покрыт однослойным эпидермисом; наличие уголковой колленхимы; крупных клеток паренхимы; флоэмы, которая представлена лубяными волокнами, ситовидными трубками и клетками-спутниками; однослойного камбия, который разделяет кору от древесины; СВП – открытого коллатерального типа; ксилемы в состав которой входят проводящие, механические и запасающие элементы. Ксилема является преобладающей тканью и занимает более 50% всего среза стебля; сердцевина состоит из большого количества крупных клеток, которые выполняют запасающую функцию. Изучение гистологии корня показало, что корень покрыт многослойной покровной тканью – перидермой. Первичная кора включает в себя паренхиму, флоэму. Камбий отделяет первичную кору от центрального цилиндра, опоясывая его одним слоем клеток. В корне СВП – открытого коллатерального типа. В нижней части корня наблюдаются существенные различия по сравнению со средней и верхней частями двух видов Бассии. На верхушке корня отсутствует сердцевина. Древесина занимает более 80% от среза корня. Это говорит о том , что в этой части корень имеет полностью древесный тип. В средней и верхней частях корня у Bassia sedoides и Ваssia hirsute древесина занимает 50% и сердцевина состоит из крупных клеток водоносной паренхимы. Таким образом, в ходе исследования анатомического строения корня было выявлено, что для корня Bassia sedoides и Ваssia hirsute характерно первичное строение, которое соответствует однолетним растениям.

Итогом нашей работы является количественный анализ, в основном листа исследуемых растений. Все результаты исследования показывают, что почвы, которые содержат большое количество солей и мало влаги, создают неблагоприятные условия для роста растений и оказывают воздействие на растения, изменяя их анатомо-морфологические признаки. Поэтому на этих почвах произрастают виды растений, которые в процессе эволюции адаптировалась к данным условиям жизни.

ЛИТЕРАТУРА

1. Майспер А.Д. Жизнь ратсений в неблагоприятных условиях. – М.: Высшая школа, 1981. – 72 с.

2. Шахов А.А., Глаголева Т.А., Кочерян Н.И. Адаптация галофитов к водному и солевому стрессам. – Москва: АН СССР, 1991. – 102 с.