| |
|
|
|
| |
| №2, 2020: Раздел 1. Биология |
<< Содержание номера
<< Архив
[RUS] / [ENG]Раздел 1. Биология
С.С. Карпова, Ф.Р.Х. Аль-Хачами, В.Н. Калаев, И.В. Игнатова, В.А. Славский Цитогенетический полиморфизм семенного потомства деревьев ореха грецкого (juglans regia l.) при интродукции в Воронежской области
Страницы: 21-29
DOI: 10.24411/1816-1863-2020-12021
АННОТАЦИЯ:
Проведено изучение цитогенетических характеристик (митотической активности, времени прохождения клетками стадий митоза, уровня и спектра патологических митозов, частоты встречаемости клеток на стадии мета-, ана-, телофазы митоза с остаточным ядрышком, площади поверхности одиночных ядрышек и частоты встречаемости клеток с различными типами ядрышек) семенного потомства деревьев интродуцента - ореха грецкого (Juglans regia L.), длительное время произрастающих на территории Воронежской области. Выявлены высокие (более 25 %) и средние (11-25 %) значения коэффициентов вариации для большинства изученных цитогенетических показателей, что свидетельствует о высокой гетерогенности семенного потомства. Установлено наличие трех различающихся по цитогенетическим характеристикам полиморфных групп проростков - мутабильной (с высоким уровнем патологических митозов), слабомутабильной (с низким уровнем цитогенетических нарушений) и промежуточной. Показаны различия выделенных групп по показателям митотической активности, частоты и спектра патологических митозов. Обсуждаются механизмы поддержания цитогенетического гомеостаза в мутабильной и слабомутабильной группах за счет изменения ядрышковых характеристик в неделящихся клетках и появления остаточных ядрышек на различных стадиях митоза. Установлены размеры выделенных групп проростков: 7,5 % от общего числа проанализированных проростков относятся к мутабильной группе, 22,5 % - к слабомутабильной. Промежуточная группа включает 70 % от всех изученных проростков и характеризуется переходными значениями цитогенетических показателей между слабомутабильной и мутабильной группами проростков. Качественные и количественные характеристики выделенных групп свидетельствуют о высокой степени адаптации материн -ских деревьев интродуцента - ореха грецкого к условиям произрастания в Воронежской области.
УДК 575.174.015.3: 631.529:634.511
ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ СЕМЕННОГО ПОТОМСТВА ДЕРЕВЬЕВ ОРЕХА ГРЕЦКОГО (JUGLANS REGIA L.) ПРИ ИНТРОДУКЦИИ В ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ
С.С. Карпова, к.б.н., преподаватель, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный институт физической культуры» (ВГИФК), [email protected], Воронеж, Россия
Ф.Р.Х. Аль-Хачами, аспирант, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет» (ВГУ),
[email protected], Воронеж, Россия
В.Н. Калаев, д.б.н., профессор, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет» (ВГУ),
[email protected], Воронеж, Россия
И.В. Игнатова, преподаватель, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет» (ВГУ),
[email protected], Воронеж, Россия
В.А. Славский, к. с/х.н., доцент, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова» (ВГЛТУ), [email protected], Воронеж, Россия
АННОТАЦИЯ:
Проведено изучение цитогенетических характеристик (митотической активности, времени прохождения клетками стадий митоза, уровня и спектра патологических митозов, частоты встречаемости клеток на стадии мета-, ана-, телофазы митоза с остаточным ядрышком, площади поверхности одиночных ядрышек и частоты встречаемости клеток с различными типами ядрышек) семенного потомства деревьев интродуцента – ореха грецкого (Juglans regia L.), длительное время произрастающих на территории Воронежской области. Выявлены высокие (более 25%) и средние (11-25%) значения коэффициентов вариации для большинства изученных цитогенетических показателей, что свидетельствует о высокой гетерогенности семенного потомства. Установлено наличие трех различающихся по цитогенетическим характеристикам полиморфных групп проростков – мутабильной (с высоким уровнем патологических митозов), слабомутабильной (с низким уровнем цитогенетических нарушений) и промежуточной. Показаны различия выделенных групп по показателям митотической активности, частоты и спектра патологических митозов. Обсуждаются механизмы поддержания цитогенетического гомеостаза в мутабильной и слабомутабильной группах за счет изменения ядрышковых характеристик в неделящихся клетках и появления остаточных ядрышек на различных стадиях митоза. Установлены размеры выделенных групп проростков: 7,5 % от общего числа проанализированных проростков относятся к мутабильной группе, 22,5 % – к слабомутабильной. Промежуточная группа включает 70 % от всех изученных проростков и характеризуется переходными значениями цитогенетических показателей между слабомутабильной и мутабильной группами проростков. Качественные и количественные характеристики выделенных групп свидетельствуют о высокой степени адаптации материнских деревьев интродуцента – ореха грецкого к условиям произрастания в Воронежской области.
The study of cytogenetic characteristics in walnut (Juglans regia L.) seed plantlets of introduced trees, which have been growing for a long time on the territory of the Voronezh region, was made. High (more than 25%) and average (11-25%) values of coefficients of variation for the majority of studied cytogenetic indicators were revealed, which indicates a high heterogeneity of seed progeny. There were three polymorphic groups of seedlings according to cytogenetic characteristics: mutable (with a high level of pathological mitosis), low-mutable (with a low level of cytogenetic disorders) and intermediate. The differences between these groups were shown in terms of mitotic activity, frequency and spectrum of pathological mitoses. The mechanisms of maintaining cytogenetic homeostasis in mutable and low-mutable groups due to changes in nucleolar characteristics in non-dividing cells and the appearance of persistent nucleoli at various stages of the mitosis were discussed. The sizes of the selected groups of seedlings were determined: 7.5 % of the total number of analyzed seedlings belong to the mutable group, 22.5 % – to the low- mutable group. The intermediate group includes 70 % of all studied seedlings and is characterized by transitional values of cytogenetic parameters between the low-mutable and mutable groups of seedlings. The qualitative and quantitative characteristics of the observed groups indicate a high degree of adaptation of the introduced walnut mother trees to the growing conditions in the Voronezh region.
Ключевые слова: цитогенетические характеристики, орех грецкий, полиморфизм, митотическая активность, патологические митозы
Keywords: cytogenetic characteristics, walnut, polymorphism, mitotic activity, pathological mitoses
Библиографический список
1. Таран С.С., Колганова И.С. Методологические аспекты оценки результатов интродукции древесных растений для целей озеленения // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 11-9. – С. 1892-1896.
2. Солтани Г.А. Теоретические подходы к пониманию устойчивости древесных растений при интродукции // Проблемы и перспективы развития современной ландшафтной архитектуры, материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. – 2017. – С. 29-31.
3. Дорошенко Т.Н., Захарчук Н.В., Рязанова Л.Г. Адаптивный потенциал плодовых растений юга России: Монография. – Краснодар, 2010. – 131 с.
4. Тушканова О.В., Шехмирзова М.Д., Василенко А.С. Особенности плодоношения интродуцентов рода Juglans L. в условиях Адыгеи // Вестник Майкопского государственного технологического университета. – 2010. – № 4. – С. 39–44.
5. Волкова П.Ю., Гераськин С.А. Полиморфизм антиоксидантных ферментов в хронически облучаемых популяциях сосны обыкновенной // Экологическая генетика. – 2013. – Т. 11, № 3. – С. 48–62.
6. Буторина А.К. Способ предварительной генетической оценки отобранных плюсовых деревьев для создания клоновых и семенных плантаций. Лесохозяйственная информация, рекомендуемая для внедрения. - М.: ВНИИЦ Лесресурс. - 1989. – Вып. 8. – С. 8 – 12.
7. Zoldos V., Besendorfer V., Jelenic S., Lorkovic Z. J., Littvay T., Papes D. Cytogenetic damages as an indicator of pedunculate oak forest decline [Цитогенетические повреждения как показатель снижения плодоношенности дубравы] // Cytogenetic studies of forest trees and shrub species . – Zagreb, 1997. – С. 275–284.
8. Буторина А.К., Калаев В.Н., Вострикова Т.В., Мягкова O.E. Цитогенетическая характеристика семенного потомства некоторых видов древесных растений в условиях антропогенного загрязнения г. Воронежа // Цитология. – 2000. – 42, №2 . – С. 196 – 201.
9. Kalaev V.N., Butorina A.K. Cytogenetic effect of radiation in seed of oak (Quercus robur L.) trees growing on sites contaminated by Chernobyl fallout // Silvae Genetica. – 2006. –Т. 55, № 3. – С. 93 – 101.
10. Kalaev V.N., Karpova S.S., Artyukhov V.G. Cytogenetic characteristics of weeping birch (Betula pendula Roth) seed progeny in different ecological conditions // Bioremediation, Biodiversity and Bioavailability . – 2010. – Т. 4, №1. – С. 77 – 83.
11. Калаев В.Н., Попова А.А. Цитогенетические характеристики и морфологические показатели семенного потомства деревьев дуба черешчатого (Quercus robur L.), произрастающих на территориях с разным уровнем антропогенного загрязнения // Вестник Воронежского государственного университета. Серия Химия. Биология. Фармация. – 2014. – №4. – С. 63 – 72.
12. Калаев В.Н. Цитогенетические реакции лиственных древесных растений на стрессовые условия и перспективы их использования для оценки генотоксичности окружающей среды. – Воронеж, дисс. докт. биол. наук. - 2009. – 414 с.
13. Бурменко Ю.В., Баранова Т.В., Калаев В.Н., Сорокопудов В.Н. Цитогенетический полиморфизм семенного потомства интродуцентов на примере Rhododendron ledebourii Pojark. // Turczaninowia. – 2018.– V. 21 (1). – С. 164–173. doi: 10.14258/turczaninowia.21.1.16
14. Славский В.А., Тимащук Д.А, Мироненко А.В. Районирование ореха грецкого в Воронежской области по зонам устойчивости к неблагоприятным факторам // Лесотехнический журнал. – 2017. – Т. 7, № 3. – С. 143–150.
15. Алов И.А. Цитофизиология и патология митоза. – М.: Медицина, 1972. – 264 с.
16. Челидзе В.П., Зацепина О.В. Морфофункциональная классификация ядрышек // Успехи современной биологии . – 1988. – Т. 105, вып. 2. – С. 252–267.
17. Калаева Е.А., Артюхов В.Г., Калаев В.Н. Теоретические основы и практическое применение математической статистики в биологических исследованиях и образовании: учебник. – Воронеж: Издательский дом ВГУ, 2016. – 282 с.
18. Лакин Г.Ф. Биометрия. - М.: Высшая школа, 1990. - 352 с.
19. Butorina A.K., Kosichenko N.E., Isakov Y.N., Pozhidaeva I.M. The effects of irradiation from the Chernobyl nuclear power plant accident on the cytogenetic behavior and anatomy of trees // Cytogenetic studies of forest trees and shrub species. – Zagreb, 1997. – С. 211–226.
20. Косулина Л.Г. Физиология устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды. – Ростов-на-Дону: Издательство Ростовского университета. - 1993. – 240 с.
21. Симаков Е.А. О пострадиационном восстановлении цитогенетических повреждений в проростках семян разных форм картофеля // Радиобиология. – 1983. – Т. 23, вып. 5. – С. 703 – 706.
CYTOGENETIC POLYMORPHISM OF WALNUT TREES (JUGLANS REGIA L.) SEED PROGENY DURING INTRODUCTION IN THE VORONEZH REGION
S.S. Karpova, PhD (Biology), lecturer, Voronezh State Institute of Physical Training (VSIPT), [email protected], Voronezh, Russia
F.R.H. Al-Hachami, postgraduate student, Voronezh State University (VSU), [email protected], Voronezh, Russia
V.N. Kalaev, PhD (Biology), Dr. Habil, professor, Voronezh State University (VSU), [email protected], Voronezh, Russia
I.V. Ignatova, lecturer, Voronezh State University (VSU), [email protected], Voronezh, Russia
V.A. Slavskiy, PhD (Agriculture), associate professor, Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G. F. Morozov (VSUFT), [email protected], Voronezh, Russia
References
1. Taran S.S., Kolganova I.S. Metodologicheskie aspekty otsenki rezul'tatov introduktsii drevesnyh rastenij dlya tselej ozeleneniya [Methodological aspects of evaluating the results of introduction of woody plants for landscaping purposes] // Fundamental'nye issledovaniya [Fundamental research]. - 2013. - 11 (9). - P. 1892–1896 (in Russian).
2. Soltani G.A. Teoreticheskie podhody k ponimaniyu ustojchivosti drevesnyh rastenij pri introduktsii [Theoretical approaches to understanding the stability of woody plants during introduction] // Problemy i perspektivy razvitiya sovremennoj landshaftnoj arhitektury, materialy Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem [Problems and prospects of development of modern landscape architecture. Materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference with International Participation]. – 2017. - P. 29 - 31 (in Russian).
3. Doroshenko T.N., Zaharchuk N.V., Ryazanova L.G. Adaptivnyj potencial plodovyh rastenij yuga Rossii, monogr. [Adaptive potential of fruit plants in the South of Russia, monograph]. - Krasnodar. - 2010. - 131 p. (in Russian).
4. Tushkanova O.V., Shekhmirzova M.D., Vasilenko A.S. Osobennosti plodonosheniya introducentov roda Juglans L. v usloviyah Adygei [Features of fruiting of introduced species of Juglans L. in Adygea] // Vestnik Majkopskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta [Bulletin of the Maikop State Technological University]. - 2010. - V. 4. - P. 39 – 44 (in Russian).
5. Volkova P.Yu., Geras'kin S.A. Polimorfizm antioksidantnyh fermentov v hronicheski obluchaemyh populyaciyah sosny obyknovennoj [Polymorphism of antioxidant enzymes in chronically irradiated populations of common pine] // Ekologicheskaya genetika [Ecological genetics]. - 2013. - V. 11 (3). - P. 48 – 62 (in Russian).
6. Butorina A.K. Sposob predvaritel'noj geneticheskoj otsenki otobrannyh plyusovyh derev'ev dlya sozdaniya klonovyh i semennyh plantatsij. Lesohozyajstvennaya informatsiya, rekomenduemaya dlya vnedreniya [Method for preliminary genetic evaluation of selected plus trees for creating clone and seed plantations. Forestry information recommended for implementation]. - Moscow: VNIIC Lesresurs - 1989. - V. 8. - P. 8 – 12 (in Russian).
7. Zoldos V., Besendorfer V., Jelenic S., Lorkovic Z. J., Littvay T., Papes D. Cytogenetic damages as an indicator of pedunculate oak forest decline // Cytogenetic studies of forest trees and shrub species. – Zagreb. - 1997. – P. 275 – 284.
8. Butorina A.K., Kalaev V.N., Vostrikova T.V., Myagkova O.E. Citogeneticheskaya harakteristika semennogo potomstva nekotoryh vidov drevesnyh rastenij v usloviyah antropogennogo zagryazneniya goroda Voronezha [Cytogenetic characteristics of seed progeny of some species of woody plants under conditions of anthropogenic pollution in Voronezh] // Tsitologiya [Cytology]. - 2000. - V. 42 (2). - P. 196 – 201 (in Russian).
9. Kalaev V.N., Butorina A.K. Cytogenetic effect of radiation in seed of oak (Quercus robur L.) trees growing on sites contaminated by Chernobyl fallout // Silvae Genetica. – 2006. – T. 55, № 3. – P. 93–101.
10. Kalaev V.N., Karpova S.S., Artyukhov V.G. Cytogenetic characteristics of weeping birch (Betula pendula Roth) seed progeny in different ecological conditions // Bioremediation, Biodiversity and Bioavailability. – 2010. – T. 4, № S1. – P. 77–83.
11. Kalaev V.N., Popova A.A. Tsitogeneticheskie harakteristiki i morfologicheskie pokazateli semennogo potomstva derev'ev duba chereshchatogo (Quercus robur L.), proizrastayushchih na territoriyah s raznym urovnem antropogennogo zagryazneniya [Cytogenetic characteristics and morphological indicators of seed progeny of oak trees (Quercus robur L.) growing on territories with different levels of anthropogenic pollution] // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya Himiya. Biologiya. Farmaciya [Proceedings of Voronezh State University. Series: Chemistry. Biology. Pharmacy]. - 2014. - V.4. - P. 63 – 72 (in Russian).
12. Kalaev V.N. Tsitogeneticheskie reaktsii listvennyh drevesnyh rastenij na stressovye usloviya i perspektivy ih ispol'zovaniya dlya otsenki genotoksichnosti okruzhayushchej sredy. [Cytogenetic reactions of deciduous woody plants to stressful conditions and prospects of their use for assessing the genotoxicity of the environment]. - Voronezh: diss. dokt. biol. nauk [Voronezh: diss. doctor. biol. sciences]. - 2009. - 414 p. (in Russian).
13. Burmenko Yu.V., Baranova T.V., Kalaev V.N., Sorokopudov V.N. Citogeneticheskij polimorfizm semennogo potomstva introdutsentov na primere [Cytogenetic polymorphism of seed progeny of introduced plants on the example of Rhododendron ledebourii Pojark] // Rhododendron ledebourii Pojark. Turczaninowia. - 2018. - V. 21 (1). - P. 164 – 173. doi: 10.14258/turczaninowia.21.1.16 (in Russian).
14. Slavskij V.A., Timashchuk D.A, Mironenko A.V. Rajonirovanie orekha gretskogo v Voronezhskoj oblasti po zonam ustojchivosti k neblagopriyatnym faktoram [Zoning of Juglans Regia in the Voronezh Region in the Zones of Resistance to Adverse Factors]. // Lesotekhnicheskij zhurnal [Forestry Engineering journal]. - 2017. - V. 7 (3). - P. 143 – 150 (in Russian).
15. Alov I.A. Tsitofiziologiya i patologiya mitoza [Cytophysiology and pathology of mitosis]. - Moscow: Medicina. - 1972. - 264 p.
16. Chelidze V.P., Zatsepina O.V. Morfofunktsional'naya klassifikatsiya yadryshek [Morphofunctional classification of nucleoli] // Uspekhi sovremennoj biologii [Advances in modern biology]. - 1988. - V. 105 (2). - P. 252 – 267. (in Russian).
17. Kalaeva E.A., Artyuhov V.G., Kalaev V.N. Teoreticheskie osnovy i prakticheskoe primenenie matematicheskoj statistiki v biologicheskih issledovaniyah i obrazovanii: uchebnik [Theoretical foundations and practical application of mathematical statistics in biological research and education: textbook]. - Voronezh: Izdatel'skij dom VGU. - 2016. - 282 p. (in Russian).
18. Lakin G.F. Biometrics [Biometriya]. – Moscow: High School. - 1990. – 352 p. (in Russian).
19. Butorina A.K., Kosichenko N.E., Isakov Y.N., Pozhidaeva I.M. The effects of irradiation from the Chernobyl nuclear power plant accident on the cytogenetic behavior and anatomy of trees // Cytogenetic studies of forest trees and shrub species. Zagreb. - 1997. - P. 211 – 226.
20. Kosulina L.G. Fiziologiy ustojchivosti rastenij k neblagopriyatnym faktoram sredy [Physiology of plant resistance to adverse environmental factors]. - Rostov-na-Donu: Izdatel'stvo Rostovskogo universiteta. - 1993. - 240 p. (in Russian).
21. Simakov E.A. O postradiatsionnom vosstanovlenii tsitogeneticheskih povrezhdenij v prorostkah semyan raznyh form kartofelya [About radiation recovery of cytogenetic damages in seed sprouts of different potato forms] // Radiobiologiya [Radiobiology]. - 1983. - V. 23 (5). - P. 703 – 706 (in Russian).
Прикреплённые файлы:
<< Содержание номера
<< Архив
Дата последнего обновления: 18:58:40/24.02.24
|
|
 |
| |
|
| |
|
|
|
| |
|
|
|
| |
 |
ИАА "Информ-Экология" |
|
 |
| |
|
| |
|
|
| | |
| |
|
|
|
| |
|
Министерство природных ресурсов Российской Федерации |
|
|
| |
|
| |
|
|
| | |
| |
|
|
|
| |
|
Счётчик |
|
|
| |
|
| |
|
|
| | |
|
