Секція “Біологічні науки”,
п/секція “Структурная ботаника
и биохимия растений”
Пюрко О.Є.1,
Христова Т.Є.2, Вальченко Я.В.1
1Мелітопольський державний
педагогічний університет ім. Б. Хмельницького
2Київський національний університет імені
Тараса Шевченко
ВПЛИВ ПОСУХ НА ФОРМУВАННЯ ФОТОСИНТЕТИЧНИХ ОРГАНІВ ГІБРИДУ КУКУРУДЗИ
Кукурудза – одна з найважливіших продовольчих
та кормових культур, яка займає перше місце по врожайності серед усіх зернових
культур, а в її зерні міститься 65-70% екстрактивних речовин, 9-12% білку, 4-5%
жирів і 2% клітковини. Завдяки новим технологіям вирощування на сьогодення
можна одержувати на Україні до 90-100 ц/га [4]. Південь України, де
посіви кукурудзи займають від третини до половини посівної площі, завдяки
недостатньому та періодично-нерівномірному водозабезпеченню, відноситься до
зони ризикованого землеробства, а основним лімітуючим фактором – дефіцит води,
і тому рослини протягом вегетації підпадають під дію посух, зменшення дії яких
можна забезпечити двома шляхами [1,5]: зрошенням, яке потребує великих
матеріально-технічних витрат; підвищенням посухостійкості сортів та гібридів на
основі мобілізації внутрішніх захисних властивостей самої рослини на рівні
цілого організму. Тому метою нашого дослідження було з’ясувати вплив посух на
формування фотосинтетичних органів гібридів кукурудзи української селекції.
Наші дослідження довели,
що за методикою Захарович [3]
основні клітини епідерми
листків ранньостиглого гібриду кукурудзи Колективний – 100СВ мають такі типи: 1 тип клітин характеризується
перевищенням довжини над шириною в 2-1,5 рази, прямокутною проекцією клітин,
хвилястими обрисами, прямими кутами в суміжних межах з кількістю 110-120 шт/мм2,
S = 500-520 мкм2; 2 тип клітин визначається перевищенням
довжини над шириною в 1-1,5 рази, прямокутною проекцією клітин, хвилястими
обрисами, прямими кутами в суміжних межах з кількістю 150-160 шт/мм2,
S = 440-450 мкм2; 3 тип клітин характеризується однаковою
довжиною та шириною, квадратною проекцією клітин, прямолінійними обрисами, прямими
кутами в суміжних межах з кількістю 110-120 шт/мм2, S
= 300-320 мкм2;
Абаксіальна сторона листка цього гібриду має такі
ж самі типи основних клітин як і адаксіальна, однак, їх розміри відрізняються
від такових на 1-1,5 мкм. Продихові комплекси розташовуються правильними
рядами між 3-4 рядами основних клітин. Їх кількість складає 150-180 шт/мм2.
Нижня сторона листка має продихів на 10-15% більше, ніж верхня. Листки кукурудзи
гібриду К-100 СВ являються амфістоматичними [2,6]. Вивчення динаміки площі продихових
отворів (ППО) протягом дня показало, що зміни цього показника у контрольних
рослин обумовлені не тільки вологістю ґрунту, але і коливаннями зовнішніх умов
середовища (температурою повітря, відносною вологістю). О 800 ранку
ППО була максимальною й це досягалось відкритістю 96% продихів на одиницю
площі. Поступово кількість відкритих продихів на верхній стороні листка
зменшувалась й к 1000 цей показник знижувався до 76%. Потім зниження
ППО спостерігалось за рахунок зменшення розмірів продихової щілини, особливо її
ширини. До 1400 відбувалось різке зменшення кількості відкритих
продихів, що складало всього 38% в порівнянні з ранковими годинами. Після 1600
ППО трохи збільшувалось, бо спостерігалось збільшення кількості відкритих
продихів. Дещо інша картина за даними показником спостерігається на
адаксіальній поверхні листка. Так в ранкові години кількість відкритих
продихових комплексів складала всього 61% від загальної кількості. Поступово
спостерігалось збільшення кількості відкритих продихів до 86% к полудню.
Збільшення ППО відбувалось за рахунок довгої вісі продихової щілини.
Вивчення основних клітин
епідерми у дослідних рослин показало, що їх розміри зменшувались на 12-15% в порівнянні
з контролем. Відбувались зміни в антиклінальних оболонках, тому обриси клітин із
хвилястих змінювались на зигзагоподібні. Кутикула на адаксіальній поверхні
збільшувалась на 2-2,5 мкм. Дослідження продихових комплексів
встановило, що під дією водного стресу формується їх два типи. На верхній
стороні листка перший тип продихів характеризується тим, що площа біля
продихових клітин зменшується на 10-12%, а на нижній – на 40-45% в порівнянні з
контролем. Площа замикаючих клітин зменшується: на 40-45% на верхньому
епідермісі й на 10-12% на нижньому відносно контролю, а другий – збільшення
площі продихових клітин з обох сторін листку на 10-15%, а замикаючих – на
10-15% (верхній епідерміс) і на 40-45% (нижній) відносно контролю. Спостерігаються також аномалії продихових
комплексів.
Таким чином, наші дослідження
довели, що функціонування продихових комплексів гібрида кукурудзи К-100 СВ
обумовлено факторами зовнішнього середовища, зокрема відносною вологістю
повітря, температурою, освітленням. ППО
пов’язане з такими показниками як кількість відкритих продихів, довжина довгої
та короткої висей продихових щілин. Ці параметри в різній мірі коливаються
проявом доби на обох поверхнях листку, що призводить до функціональних змін
продихових комплексів. Посуха у гібрида К-100 СВ викликає
кількісно-анатомічні зміни всіх типів клітин за рахунок впливу дефіциту вологи,
що призводить до ксероморфізаціїї листків та формуванню аномальних продихових
комплексів.
ЛІТЕРАТУРА
1. Баранова М.А. Классификация
морфологических типов устьиц //Бот.
журнал. -1985. – Т. 70, № 12 – С. 1585-1595.
2. Журавлёва
Н.А. Механизм устьичных движений, продукционный процесс и эволюция. –
Новосибирск.: Наука, 1992. – 141 с.
3. Захаревич
М.Ф. К методике описания эпидермиса листа //Вестник Ленинградского ун-та. –
1954. - № 4. – С. 65-75.
4. Казаков Є.О. та ін. Посухостійкість рослин та проблеми її вивчення
//Питання біоіндикації та екології. – Запоріжжя, 2000. – Вип. 5. – С. 3-12.
5. Nomani Н., Schulze Е.D., Ziegler Н. Mechanism of stomatal movement in
response tо air humidity, irradiance and xylem water potential //Planta. —
1990. – Vol. 183, № 1. — Р.57-64.
6. Spence R.D. The problem of variability in stomatal responses,
particularly aperture variance, to environmental and experimental conditions
//New Phytol. – 1987. – Vol. 107, № 2. – P. 303-315.
1.
Прізвище:
Пюрко Ольга Євгенівна
Місце роботи:
Мелітопольський державний педагогічний університет,
кафедра ботаніки
Посада: доцент кафедри ботаніки Мелітопольського
державного педагогічного університету імені Б.Хмельницького
Вчене
звання: кандидат біологічних наук
Поштова
адреса: 72316, Запорізька обл., м. Мелітополь,
вул.
Дзержинського, 414/5
Телефон:
(06192) 7-10-06
Назва доповіді: вплив посух на фотосинтетичні
органи гібриду кукурудзи
Секція:
Біологічні науки, підсекція “Структурна ботаніка”
e-mail: diser03@rambler.ru
2. Прізвище: Христова Тетяна Євгенівна
Місце роботи: доцент кафедри ботаніки Мелітопольського державного педагогічного університету імені Б.Хмельницького,
Посада: докторант Київського Національного університету
імені Тараса Шевченка
Вчене звання: кандидат
біологічних наук
Поштова адреса: 72316,
Запорізька обл., м. Мелітополь,
вул. Дзержинського, 414/5
Телефон: (06192) 7-10-06
Назва доповіді: вплив посух на фотосинтетичні
органи гібриду кукурудзи
Секція:
Біологічні науки, підсекція “Структурна ботаніка”
e-mail: diser03@rambler.ru
3. Прізвище: Кальченко
Яна Вікторівна Ольга Євгенівна
Місце навчання:
Мелітопольський державний педагогічний університет,
кафедра ботаніки
Посада: студентка 5-го курсу заочного відділення
хіміко-біологічного факультету Мелітопольського державного педагогічного університету
імені Б.Хмельницького
Поштова
адреса: 72316, Запорізька обл., м. Мелітополь,
вул.
Дзержинського, 414/5
Телефон:
(06192) 7-10-06
Назва доповіді: вплив посух на фотосинтетичні
органи гібриду кукурудзи
Секція:
Біологічні науки, підсекція “Структурна ботаніка”