COMPARATIVE ANALYSIS OF MESOSTRUCTURAL PARAMETERS OF LEAVES OF C4-PLANTS FAMILY CHENOPODIACEAE

Full Text

Адаптация растений к экологическим которых С4-растений семейства Chenopodia- условиям тесно связана с перестройкой фо- ceae, связанных с фотосинтетической функ- тосинтетического аппарата. Процесс фото- цией. синтеза требует постоянного поглощения света, углекислого газа и поддержания Объекты и методы исследования транспирационного потока с поверхности В качестве объектов исследования вы- листа, для чего необходимо полное соответ- браны растения семейства Chenopodiaceae: ствие структуры листа световому и гидро- Кохия простёртая (Kochia prostrata (L.) термическому режиму местообитания [1]. Schrad.), собранная возле реки Усень на терри- В связи с этим именно структурные пара- тории деревни Новосуккулово Туймазинского метры листа многие авторы считают наибо- района Республики Башкортостан. Полуку- лее информативными при сравнительном старничек, реже полукустарник с приподни- исследовании растений из разных местооби- мающимися ветвями. Всё растение слабо- или таний [2-4]. сильноопушённое. Листья от ланцетных до Начиная с работ В. Р. Заленского [5], линейных. Цветки при плодах с плёнчатыми F. Turrell [6], Т. Н. Годнева и С. В. Калише- придатками, собраны в клубочки [8]. вича [7], известно, что листья растений раз- Лебеда татарская (Atriplex tatarica L.), ных местообитаний существенно различают- собранная в степи Синего Сырта Большечер- ся по количественным показателям мезо- ниговского района Самарской области. Рас- филла, связанным с фотосинтетической тение с прямосотячим или лежачим стеблем. функцией. Листья очерёдные, черешковые, треугольно- Целью нашей работы является изуче- яйцевидные или продолговато-яйцевидные, ние показателей мезоструктуры листьев не- часто по краю волосистые, очень коротко остроконечные. Цветки собраны в безлист- ные конечные колосовидные соцветия [9]. © Ахмадуллина Э. Б., 2017. Ахмадуллина Эльвина Булатовна Бассия очитковидная (Bassia sedoides (elvina.axmadullina.97@mail.ru), (Pall.) Asch.), собранная в степи Синего Сыр- студент IV курса биологического факультета та недалеко от горы Жеребятница Больше- Самарского университета, черниговского района Самарской области. 443086, Россия, г. Самара, Московское шоссе, 34. 6 Биология Однолетнее травянистое растение с ветви- скорость фотосинтеза [12]. У исследуемых стым стеблем, покрытым курчавыми волос- растений показатель ИМК имел высокие ками. Листья линейные, полуцилиндриче- значения (рис. 1 а), что по мнению ские, мясистые, сидячие или слегка суженные Л. А. Ивановой, В. И. Пьянкова [13] свиде- у основания. Обоеполые пятичленные цветки тельствует о наличии достаточно благопри- собраны в колосовидные соцветия [10]. ятных условий для произрастания данных Данные получены согласно методике растений. А. Т. Мокроносова [11]. Для исследований от- Некоторые авторы считают, что именно бирали по 5-10 листьев среднего яруса с 10-15 поверхность мембран хлоропластов лимити- растений одного вида, находившихся в фазе бу- рует диффузию CO2 к центрам карбоксилиро- тонизации - цветения. Вырезки листочков фик- вания [14, 15]. В действительности ИМК и сировали в 3,5 %-ном глутаровом альдегиде, ИМХ тесно взаимосвязаны и положительно и приготовленном на фосфатном буфере (pH 7,0). достоверно коррелируют между собой. В ис- Все измерения проводили с помощью специа- следуемых растениях обнаружены высокие лизированного комплекса для анализа мезо- значения ИМХ (рис. 1 б), характерные для структуры листьев Simagis Mesoplant (ООО светолюбивых растений, что означает и высо- «СИАМС», Россия). Подсчёт числа клеток про- кую скорость трансмембранного переноса в изводили в счётной камере Горяева после маце- системе хлоропласт - клетка и, соответствен- рации тканей при нагревании в 20 %-ном рас- но, высокую фотосинтетическую способность творе KOH. Число хлоропластов в клетках под- [16]. Лишь у Atriplex tatarica значения этого считывали на препаратах мацерата листа в 1н параметра несколько меньше, что позволяет растворе HCl, проецируя изображения мацерата предположить большее мезофильное сопро- на монитор компьютера. Для каждого типа кле- тивление диффузии углекислоты и меньшие ток (мезофилла и обкладки) анализировали не скорости фотосинтеза в расчёте на единицу менее 30-ти проекций клеток. Число повторно- поверхности листа. стей определяемых показателей брали в соот- Более низкая концентрация хлоропла- ветствии с требованиями методики, в этом слу- стов в листьях Atriplex tatarica (табл. 1) стала чае стандартная ошибка не превышает 5 % [11]. причиной невысоких значений «внутрили- Используя полученные данные, рассчи- стовой» ассимиляционной поверхности, вы- тывали следующие показатели: 1) число ражаемой индексами ИМК и ИМХ. Низкие хлоропластов в единице площади листа значения этих показателей могут ограничи- 2 (млн. см ), Nхл = NклМ × ХлМ + NклО × ХлО, вать скорость газообмена растений. где NклМ и NклО - число клеток соответ- Из таблицы 1 видны значительные раз- ственно мезофилла и обкладки в единице личия в значениях числа хлоропластов в 2 площади листа (тыс / см ); ХлМ и ХлО - единице площади листа: у Kochia prostrata в число хлоропластов в клетках мезофилла и клетках мезофилла этот показатель мезо- обкладки соответственно; 2) индекс мембран структуры в 3,8 раз больше, чем в клетках клеток (ИМК) ИМК = NклМ × SклМ + NклО × обкладки, а у Bassia sedoides - в 2,1 раз. SклО, где SклМ и SклО - средняя площадь по- А число хлоропластов в клетках мезофилла и верхности клеток мезофилла и обкладки; 3) обкладки в единице площади листа у трёх индекс мембран хлоропластов (ИМХ) исследуемых видов примерно одинаковое. ИМХ = Nхл × Sхл, где Sхл - средняя площадь поверхности хлоропластов. Заключение Исследуемые нами растения имеют ме- Результаты и их обсуждения зоструктурные показатели, характерные для Показатель ИМК имеет важное функ- растений хорошо освещенных местообитаний: циональное значение, поскольку характери- высокое наполнение пластидами, высокие зна- зует развитие наружных мембран клеток. чения интегральных показателей индекса мем- В настоящее время для наземных растений бран клеток и хлоропластов, что свидетель- определённо установлено, что развитие ствует о высокой экологической пластичности внутрилистовой поверхности определяет ме- и о высокой потенциальной фотосинтетиче- зофильное сопротивление диффузии CO2 и ской способности исследуемых нами растений. Вестник молодых учёных и специалистов Самарского университета. 2017. № 2 (11) 7 а) б) Рис. 1. Значения индексов мембран клеток (а) и хлоропластов (б) листьев некоторых С4-растений семейства Chenopodiaceae Таблица 1 Число хлоропластов в листьях некоторых С4-растений семейства Chenopodiaceae Вид растения Показатели Kochia Atriplex Bassia prostrata tatarica sedoides Число хлоропластов 14,70 9,10 13,47 в клетке мезофилла, шт Число хлоропластов 12,80 19,80 19,67 в клетке обкладки, шт Число хлоропластов в единице площади листа 9,08 6,01 7,18 2 (клетки мезофилла), млн./см Число хлоропластов в единице площади листа 2,35 5,20 3,39 2 (клетки обкладки), млн./см Число хлоропластов в единице площади листа 11,43 11,21 10,57 (клетки мезофилла + клетки об- 2 кладки), млн./см 8 Биология Литература Казахстана и Монголии / Н. И. Дзюбенко,

About the authors

Elvina Bulatovna Akhmadullina

Samara University

Email: elvina.axmadullina.97@mail.ru
443086, Russia, Samara, Moskovskoye Shosse, 34

References

Supplementary files