Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологические особенности микроспорогенеза и прогамной фазы оплодотворения у гибридов облепихи крушиновидной (Hippophae rhamnoides L.) разного эколого-географического происхождения

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологические особенности микроспорогенеза и прогамной фазы оплодотворения у гибридов облепихи крушиновидной (Hippophae rhamnoides L.) разного эколого-географического происхождения"

На правах рукописи

□03447509

Лапшин Денис Анатольевич

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МИКРОСПОРОГЕНЕЗА И ПРОГАМНОЙ ФАЗЫ ОПЛОДОТВОРЕНИЯ У ГИБРИДОВ ОБЛЕПИХИ КРУШИНОВИДНОЙ (Н1РРОРНАЕ ЯНАМГЮШЕЗЪ.) РАЗНОГО ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

0 2 онт 2008

Саранск-2008

003447509

Работа выполнена на кафедре ботаники и физиологии растений Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии

Научный руководитель: кандидат биологических наук, доцент

Кузнецова Тамара Николаевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Бессчетнов Владимир Петрович

доктор биологических наук, профессор Силаева Татьяна Борисовна

Ведущая организация: Нижегородский государственный

университет им Н И. Лобачевского

Защита состоится « 24 » октября 2008 г в 123" часов на заседании диссертационного совета Д 212 117.12 при ГОУ ВПО ^Мордовский государственный университет им Н П Огарева» по адресу 430032, республика Мордовия, г Саранск, ул Ульянова 26 б Биологический факультет

E-mail biotech@moris ru факс (8342) 32-45-54

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Мордовский государственный университет им НП Огарева»

Автореферат разослан « _17 » сентября 2008 года

Ученый секретарь

диссертационного совета ~~ С А Ибрагимова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В ходе онтогенеза растительные организмы испытывают воздействие комплекса абиотических и биотических факторов среды, но н\ относительное значение неодинаково Часто один какой-либо фактор является лимитирующим, оказывающим настолько мощное воздействие на растение, что влиянием др>1их факторов можно пренебречь

Изучение влияния внешних факторов имеет важное значение в вопросах шпродукции и селекции растений Особое место в этом вопросе занимает изучение влияния комплекса абиотических и биотических факгоров среды на репродуктивный процесс растений, т к именно репродуктивный процесс предопределяет возможность дальнейшей селекции ингродуцируемых растений

Облепиха крушиновидная (1/ippophae rhamnoides L ) является относительно недавно интродуцировашюй культурой Известно, что ее природные популяции занимают большие площади на территории России и стран бывшего СССР В границах ареала // rhamnoides сформировались надёжно изолированные н хорошо оформленные экогипы и более мелкие внутривидовые таксоны - климатипы (Елисеев, 1974, A Rousi, 1989, Бессчетное, ЬСеитбаев. 2003), среди которых наибольшее значение в селекции мужских и женских растений облепихи получили прибалтийский и катунский экотипы В связи с эшм широко изучена экология облепихи климатические (Бородина, 1982, Корзинников и др ,1983, Игошнна и др, 1985, Авдеев. 1991, Созонова, 1991, Ли Минь, Жанг Ли, 1993) и эдафические условия произрастания (Ермаков и др , 1979, Бессчётной, 1975, Елисеев, 1975, Junmla, Hnrsalmi, 1989) Полученные данные указывают на то, что основным лимитирующим фактором интродукции облепихи, является температурный режим зимне-весеннего периода

Изучению зимостойкости облепихи в условиях Нижеюродской области посвящены работы М А Коровиной (2000), В В Селехова (2000), М П Смертина (2006) Установлено, что к неблагоприятным условиям зимне-весеннею периода наиболее чувствительна мужская генеративная сфера II rhamnoides Однако данные о влиянии температурного режима на начальные этапы репродуктивного процесса мужских растений облепихи крушиновидной отсутствуют, а они. несомненно, имеют значение для селекционного процесса и допотнят эколого-биолсгическую характеристику вида

В настоящее время изучен микроспоро! енез у облепихи и дана характеристика сто этапов (Кондорская, 1967, 1973, Камелина, Проскурина, 1987), но нет данных о влиянии температурно!о режима на ход микроспорогенеза В литературе практически отсутствуют данные о качественных показателях пыльць- и мало изучена прогамная фаза оплодотворения у облепихи крушиновидной Отсутствует анализ мужских гибридов Н rhamnoides разного эколою-гсографического происхождения с точки зрения ре продуктивна о процесса, который необходим в генетико-селекционной работе и подборе опылителей при посадках Все вышеизложенное определило актуальность поставленной цели Цель работы. Установить основные температурные закономерности микроспорогенеза, определить качество продуцируемой пыльцы и выявить особенности внутривидовою взаимодействия (скрещивания) гибридов // rhamnoides разного эколого-географического происхождения.

Согласно поставленной цели были определены следующие задачи:

- выявить зависимость наступления этапов микроспорогенеза от температурного режима (суммы положительных температур),

- проанализировать влияние погодных условий на морфомегрические показатели пыльцы гибридов Н rhamnoides,

- провести сравнительное изучение показателей качества (содержание пролина, крахмала и др ) зрелой пыльцы гибридов Н rhamnoides,

- изучить динамику прорастания и роста пыльцевых трубок т vitro у ряда перспективных селекционных гибридов И rhamnoides,

- изучить начальные этапы проемной фазы оплодотворения при внутривидовом взаимодействии (скрещивании) гибридов Н rhamnoides разного эколого-географического происхождения

Научная новизна. Впервые проведено сравнительное изучение развития мужского гаметофита гибридов Н rhamnoides разного эколого-географического происхождения, - установлены суммы положительных температур, определяющие начало отдельных этапов микроспорогенеза, - проведен сравнительный анализ морфометрических показателей и показателей качества (содержание пролина, крахмала и др) зрелой пыльцы гибридов // rhamnoides разного эколого-географического происхождения Впервые изучена динамика прорастания и роста пыльцевых трубок in vitro у ряда перспективных селекционных гибридов Н rhamnoides и внутривидовое взаимодействие (скрещивание) гибридов /У rhamnoides разного эколого-географического происхождения

Теоретическая значимость работы. Полученные результаты дополняют уже существующие данные по экологии и биологии репродуктивного процесса И rhamnoides, вносят значительный вклад в критерии селекционного отбора мужских гибридов облепихи Установлено, что начато микроспорогенеза обусловлено эколого-географическич происхождением гибрида У мужских растений с преобладанием морфофизиологических признаков катунского экотипа микроспорогенез начинается при более низкой сумме положительных температур, чем у гибридов - прибалтийского экотипа Показано, что стабильный температурный режим в период формирования мужского гаметофита облепихи способствует формированию пыльцы с высокой жизнеспособностью Установлено, что пыльна гибридов, имеющих сходное эколого-географическое происхождение, по-разному прорастает на рыльцах пестиков определенных женских гибридов

Практическая значимость работы. В работе представлена селекционная характеристика мужских гибридов по показателям качества пыльцы На основе показателей качества пыльцы отобран один адаптивный к условиям Нечерноземной зоны мужской гибрид облепихи Среди изученных мужских растений выделены гибриды, отличающиеся более интенсивным прорастанием и ростом пыльцевых трубок Проведена селекционная оценка комбинаций скрещивания гибридов по прогамной фазе оплодотворения и выделены наиболее удачные пары гибридов

Апробация работы. Результаты исследований были представлены на международной научно-практической конференции «Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки XXI века» (Рязань, 2004), научьо-практической конференции «Актуальные проблемы лесного хозяйства Поволжья» (Н Новгород, 2004), на научно-практической конференции сотрудников и аспирантов Нижегородской сельскохозяйственной академии (Н Новгород, 2005), на 1 (IX) международной конференции молодых ботаников в Санкт-Петербурге (Санкт-Пегербург, 2006), на всероссийской научно-практической конференции, посвященной 75-летто со дня открытия Чувашской сельскохозяйственной академии (Чебоксары, 2006), на международной научной конференции «Научные основы системы земледелия и их совершенствование» (Н Новгород, 2007), на заседании Нижегородского отделения Русского ботанического общества РАН (Н Новгород, 2007)

Публикация результатов исследования. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК

Декларация личного участия автора При выполнении диссертационной работы были использованы материалы, полученные в условиях полевых и лабораторных опыгов, выполненных в 2004-2007 гг За годы исследования было проанализировано 40 мужских растений, по 5 экземпляров каждою гибрида При определении морфологических показателей пыльцы измерено 1440 пыльцевых зерен При определении показателей качества пыльцы смонтировано 720 временных препаратов и проведена оценка 72000 пыльцевых зерен Для оценки динамики жизнеспособности пыльцы было проанализировано 504 тысячи пыльцевых зерен, а для определения динамики роста пыльцевых трубок

проведено 16800 измерений При изучении прогамной фазы оплодотворения проанализировано 56 комбинаций скрещивания, смонтировано и просмотрено 2520 давленых препаратов Доля личного участия автора в подготовке и написании публикаций составляет 75%

Основные положения, выносимые ид защиту.

1 Начальные этапы микросноротенеза у гибридов с преобладанием морфофизиологических признаков катунекоi о экотипа протекают при более низкой сумме положительных температур, чем у гибридов с преобладанием морфофизиологических признаков прибалтийского экотипа

2 Морфометрическис показатели пыльцы II. rhamnoides зависят от эколого-геотрафического происхождения гибридов и в большей степени - от экологических (погодных) условии в период формирования мужскою гаметофита

3 Все изученные гибриды Н. rhamnoides можно разделить по динамике прорастания и роста пыльцевых трубок m vitro на две группы, включающие в себя мужские растения разного эколого-географического происхождения

4 Селекция мужских растений H rhamnoides должна основываться, наряду с хомиственно ценными признаками, и на показателях качества пыльцы, а оценка комбинаций скрещивания - на прогамной фазе оплодотворения

Объем н структура работы. Диссертация изложена на 181 странице машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания условий, объектов и методов исследований, собственных результатов и их обсуждения, заключения, выводов и приложения Работа проиллюстрирована 35 рисунками, 10 таблицами и 16 приложениями Список литературы включает 242 источника Сокращения, используемые в работе.

ПЗ - пыльцевое зерно, ПТ - пыльцевая трубка, СДГ - сукцинатдегидрогеназа

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЕПРОДУКТИВНОГО ПРОЦЕССА ПОКРЫТОСЕМЕННЫХ РАСТЕНИЙ

Глава представляет собой обзор литературы по микроспорогене!у и прогамной фазе оплодотворсьия покрытосеменных растений В данной главе отражены имеющиеся в литературе данные о влиянии абиотических факторов на протекание микроспорогенеза и прогачную фазу оплодотворения

ГЛАВА 1. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ Л МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2 1 Условия исследований Погодные условия в период проведения исследований (2004-2007 тг ) были весьма разнообразными, что позволило провести наиболее широкую оценку фенотипического проявления признаков гибридов с различным эколого-[ео!рафическим происхождением Наиболее значимым в наших исследованиях является набор положительных температур весной, ко!да проходят все «критические периоды» (Броупов, 1897) микроспорогенеза

2 2 Объекты исследований Объектами исследований являлись пыльники и мужские гаметофиты (пыльца) гибридов H rhamnoides разного эколого-географического происхождения селекции В А Фефелова (НГСХА) Геракл, 31/89 и 5/93 - гибриды, полученные от опыления сортов ботанического сада МГУ им M В Ломоносова (далее copra МГУ, прибалтийский экотип) пыльцой мутантной мужской формы катунской облепихи, Дебют - гибрид катунского экотнпа, 5/87, 1/89 и 1/91 - гибриды, полученные от опыления сортов МГУ опылителями катунскою экотипа, 1/90 - шбрпд, полученный от опыления сортов МГУ опылителями саянского экотипа По комплексу морфофизиологических признаков, все изученные мужские шбриды можно условно разделить на две группы с преобладанием морфофизиологических признаков прибалтийского экотипа (Геракл, 31/89, 1/90 и 5/93), с npeooiadamiem морфофипюлогических признаков катунского экотипа (Дебют, 5/87. 1/89 и 1/91) Всего в опыте анализировали 40 растений 8 перспективных

гибридов являющихся высокоустойчивыми и устойчивыми к условиям зимнею периода (Смерти, 2006) В качестве моделей для изучения протамнои фазы оплодотворения при внутривидовом скрещивании шбридов H rhamnoides использовали цветки 7 женских тбриюв разною жолого-теографическоич происхождения (Дюймовочка, 21/90 - шорияы полученные при скрещивании гибридов прибалтийскою и саянскою зкомшов. Надежда -тбрид южноказахстанскто зкогнпа. 10/86 - тибрил каннскою зкошпа, 35/90, S/93 -гибриды. oi опыления сорюв прибалтийской облепихи пыльной мугашний мужской формы катунской облепихи 46/90 - гибрид, от опыления сортов МГУ опыли селями катунскою жотииа) Всего в опыте было проанализировано 56 комбинаций скрещивания

2 3 Методы исследований Пыльники и пыльцу отбирали на селекционном участке облепихи опыпюго поля НГСХА и анализировали в лабораторных условиях Пробы для проведения цитолотическото анализа микроспоротененза начинали отбирать после перехода среднсдекадных 1емиератур через 0°С Отбор проб (соцветий) проводили с побегов из середины кроны каждою тибрида отбирая не менее 15 соцветий Стадии развшия мужскою тамешфша определяли по методике с окрашиванием ацетокармином (Паушева 1988 Барыкина и др, 2004) Зрелую пыльцу облепихи крушиновидной собирали по стандартной методике (Соколова Кондрашова 1988) Жизнеспособность пыльцы определяли, используя ряд методов но содержанию пролина (Барыкина и др , 2004). по методу Диакона (Ьарыкика и др . 2004). по содержанию крахмала(Прозина. i960), аиетокарминовым методом (Паушева 1988) методом Александера (Барыкина и др , 2004), а также методом проращивания пыльцы (Паушева, 1988) на модифицированной среде Гранковскою (aiap-arap 1% сахароза 15%, с добавлением СаСЬ и IhUOi в концентрации 3 10"5%) в томной камере при температуре 20-22°С Прорастание пыльцы и длину пыльцевых трубок определяли через 2, 4 8. 12 16. 22 и 24 часа после посева пыльцы на среду Иранковскою Все препарат просматривали на световом микроскопе Laboval - 4 и фотографировали, используя фотоаппарат Nikon cooipix 4500

Диаметр пыльцевых зерен и »шины пыльцевых трубок измеряли микромором MOB -I 15, при 375-крашом увеличении

Дчя изучения начальных этапов npoi амиоП фазы оплодотворения посети с женскими цветками после искусственного опыления пыльцой изучаемых гибридов помещали во «лажные камеры на 16 часов Пестики с проросшей пыльцой фиксировали в фиксаторе Кларка, промывали и хранили в 70% этаноле (Паушева 1988 Барыкина и др 2004) Poet пыльцевых Iрубок в тканях рьпьца пестика изучали на давтеных npenapaiax, окрашенных анилиновым синим (Паушева 1988, Ьарыкина и др 2004) Препараш мошировали в сахарозе по Шалумовичу (Паушева, 1988), просматривали на люминесцентном микроскопе MICROS MS 200 ЛТ1- и фотографировали фотоаппаратом Nikon cooipix 4500

При определении жизнеспособности пыльцы просматривали ио 1000 пыльцевых зерен у каждою образца диаметр определяли у 60 пыльцевых зерен каждою образна, длину пыльцевых трубок определяли у 100 проросших пыльцевых зерен каждою образна

Все полученные данные обрабатывали с помощью методов прикладной статистики (Доспехов 1968. Гланц. 1998) с использованием пакета программ Microsoft Excel и Statistica 6 0 Для анализа метрических показателей пыльцы применяли двухфакторный дисперсионный анализ и множественное попарное сравнение с использованием стандартною критерия Стыодета с поправкой Ьонферрони Данные по качественным показателям пыльцы оценивали при помощи критерия х" Пирсона Анализ длины пыльцевых трубок проводили с использованием критерия Крускала-Уоллиса. являющеюся непараметрическим аналотом однофакторного дисперсионно)о анализа, и множественною попарною сравнения е использованием критерия Крускала-Уолтиса с поправкой Ьонфсррони (Гланц 1998) Корреляционный анализ между качественными показателями пыльцы и eè жизнеспособностью проводили с использованием ненарамефическото козффиииеша Спирмена Для выявления сходства между гибридами использовали кластерный анализ Для проведения кластерною анализа выбрано Евклидово расстояние и иерархическое объединение изученных гибридов в кластеры ио методу Уорда (I лапц. 1998)

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ГЛАВА 3. СРАВНИТЕЛЬНОЕ ЦИТОЭМБРИОЛОП1ЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВИВАЮЩЕГОСЯ МУЖСКОГО ГАМЕТОФИТА ГИБРИДОВ ОБЛЕПИХИ КРУШИНОВИДНОЙ (Н1РРОРНАЕ ЯНАМтЮЕЯ Ь.) РАЗНОГО ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Развивающийся мужской гамегофит независимо от экотипа гибрида проходит ряд стадий Стадия развития мужскою гаметофита зависит от расположения соцветия в кроне куста, а также от расположения бутонов в соцветии В нижних бутонах соцветия микроспорогенез начинается раньше, чем в выше лежащих бутонах эгого же соцветия

Согласно полученным результатам, в одном соцветии одновременно можно обнаружить пыльники на различных стадиях - тетрад микроспор, ранних пыльцевых зерен и поздних (зрелых) пыльцевых зерен Наиболее заметны данные различия на начальных этапах микроспорогенеза Несмотря на значительную асинхронность во времени формирования мужского гаметофита в разных частях соцветия, пыление соцветия в целом происходит в течение суток

Сравнительное циюэмбриологическое исследование восьми мужских гибридов облепихи крушиновидной разного эколого-географического происхождения выявило как общие черты, так и определенные различия в сроках наступления отдельных этапов микроспорогенеза

Начало микроспорогенеза в пыльниках Н гИаттнёея происходит с момента перехода средней декадной температуры через 0°С, что в условиях Нижегородской области по многолетним наблюдениям соответствует началу апреля

В 2005 году различий между гибридами по срокам начала мейоза установить не удалось, т к. мейоз проходил в сжатые сроки, - с 13 04 по 18 04 у всех изучаемых гибридов Данный факт мы связываем с интенсивностью набора положительных температур С 13 по 18 апреля температура не опускалась ниже + 1°С, а набор положительных температур за этот период шел быстро и составил 61°С, что не позволило выявить различия между гибридами В ес1ественных условиях произрастания родительских растений изучаемых гибридов весенние температурные режимы достаточно близки, и для выявления различий в протекании микроспорогенеза требуется, как мы полагаем, более плавный набор нилижшельных 1смпсрлур Таким образом, по результатам опыта 2005 г установлено, что началу мейоза соответствует сумма положительных температур, равная 64°С

В 2006 году начало мейоза у гибридов Дебют, 5/87, 1/89 и 1/91 с преобладанием морфофизиологических признаков катунского экотнпа было отмечено раньше (17 04 06), чем у гибридов Геракл, 31/89, 1/90 и 5/93 с преобладанием морфофизиологических признаков прибалтийского экотипа (20 04 06) Следует отметить, что у гибридов с преобладанием морфофизиологических признаков катунского экотипа встречались единичные соцветия, у которых начало мейоза в цветках нижнего яруса отмечали значительно раньше - 12 апреля (рис 1) Проявлению четких различий в 2006 г между гибридами разного эколого-географического происхождения способствовал, как мы полагаем, более плавный набор положительных температур, а также низкие положительные температуры в начале апреля и отрицательные ночные температуры 11 и 13 апреля Начало мейоза в 2006 г было о 1 мечено при сумме положительных температур, равной 48,5°С у гибридов с преобладанием морфофизиологических признаков катунского экотипа и 62°С у гибридов с преобладанием морфофизиологических признаков прибалтийского экотипа

В 2007 г. образование микроспороцитов и первое деление мейоза были также отмечены значительно раньше у гибридов с преобладанием морфофизиологических признаков катунского экотипа (30 03 07), чем у !ибридов с преобладанием морфофизиологических признаков прибалтийского экотипа (2 04 07) Начало мейоза имело место при сумме положительных температур 84°С у гибридов с преобладанием морфофизиологических признаков катунского экотипа и 114,4°С у гибридов с преобладанием морфофизиологических признаков прибалтийского экотипа

Даты отбора проб в 2005 г

| 1104 ¡13 04 j 1504 | 1804 | 21 04 | 2504 | 28 04 | 03 05

1 i 2 тштмжш i iП1п

з ШЖ

i шшш

3 W/////////A W/rn— =мт1.....1........

Даты отбора проб в 2006 г

| 1004 | 12 04| 1704 | 20 04 | 24 04 | 27 04 | 01 04 | 04 05

1 шшш&апш Щ l|]]ll|]Hll||||f

3 1

11 3

Даты отбора проб в 2007 г

| 27 03 130 031 2 04 | 3 04 | 6 04 | 9 04 | 12 04 | 14 04

1 вш Ж 11111!

3 ш у/т Ш11Ш

и 1 2 3 шжжт 11И i 1 М||

| 1 - Клетки тапетума и спорогенной ткани 11111111 j - Тетрады микроспор

- Профаза I мейоза | | - Тетрады и одноядерная пыльца t^^^^j - Профаза II и анафаза II мейоза Г"""""^ - Одноядерная пыльца

1 - Мейоз в микроспороцитах НИ И И Й - Митоз в пыльцевом зерне

- Мейоз и тетрады микроспор IIIIIII I ll - Двуядерная пыльца

Рис. 1. Этапы микроспорогенеза гибридов разного чколого-географического происхождения. I - гибриды с преобладанием морфофизиологических признаков катунского экотипа. II - гибриды с преобладанием морфофизиологичееких признаков прибалтийского экотипа. Бутоны соцветия: 1 - верхние, 2 - средние, 3 - нижние.

Значительные различия в суммах положительных температур обусловлены, как мы полагаем, продолжительным понижением температур в ночные часы (17 марта, 26-29 марта и 1-2 апреля) Но, с учётом того, что с 26 по 30 марта активная дифференциация тканей в пыльниках не происходила то, следовательно, начало мейоза соответствует сумме положительных температур, равной 49,5 и 71,7°С, что близко к значениям прошлых лет наблюдений

Анализируя данные 2007 [ , можно предположить, что понижение ночных температур до 0°С и ниже в период подготовки снорогенной ткани и микроспороцитов к мейозу требует более высоких сумм положительных температур, необходимых для начала мейоза

Образование тетрад микроспор у гибридов с преобладанием морфофи «нилот инкских признаков катунского экотипа, как правило, начинается в более ранние сроки при сумме положительных температур 114,8-118,5°С, тогда как у гибридов с преобладанием морфофизиолот ических признаков прибалтийского экотииа при сумме 135,6-147°С (рис 1)

Формирование одноядерных пыльцевых зерен (ПЗ) у всех исследуемых гибридов протекает примерно в одни сроки независимо от эколого-гсографического происхождения Момент распада тетрад на микроспоры и начало образования одноклеточной пыльцы крайне скоротечен (рис. 1)

Во все годы исследований у гибрида Дебют, относящегося к катунскому экотипу, обнаруживали единичные зрелые двуядерные 113 в более ранние сроки по сравнению с остальными изученными гибридами В зрелом состоянии ПЗ находятся в пыльниках до начала пыления На основании наблюдений 2005-2007 гг установлено, что зрелая двуядерная пыльца у всех изученных гибридов формируется при сумме положительных температур oí 171,8 до 216,6°С

Пыление начинается практически одновременно у всех исследуемых гибридов при сумме положительных температур 276,3-343,9°С

Таким образом, в результате проведенных исследований удачось разделить гибриды па две группы, различающиеся по срокам начала и протекания отдельных этапов микроспорогенеза К первой группе относятся гибриды с преобладанием морфофизиологических признаков катунского экотипа, а ко второй группе - гибриды с преобладанием морфофизиологических признаков прибалтийского экотипа Различий между гибридами по срокам начала пыления (цветения) не выявлено

ГЛАВА 4. МОРФОМЕТРИЧЕСКНЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПЫЛЬЦЫ ГИБРИДОВ ОБЛЕПИХИ КРУШШЮВИДНОЙ (11. RHAMNOIDES)

В пыльце всех изученных гибридов присутствовали единичные как очень мелкие, так и очень крупные ПЗ В 2005 г у образца 1/89 встречались отдельные очень крупные ПЗ с диаметром 39,2 мкм, а у образца 1/90 - мелкие ПЗ с диаметром 18,8 мкм, что согласуется с данными исследований Ц Жамсрана (1971) и В А Фефелова с соав (1998)

Данные по размерам ПЗ, представленные на рис 2, подчиняются нормальному распределению (d = 0,039, р = 0,47) и (1 = 0,039, р = 0,076)

Результаты двухфакторною дисперсионного анализа с факторами «год» (погодные условия) и «гибрид» выявили достоверные отличия по фактору «год» (р < 0,001) и по фактору «гибрид» (р < 0,001) Доля влияния фактора «год», те погодных условий в период формирования мужского гаметофита, ira морфометрические показатели пыльцы составила 84,1%, а фактора «гибрид» лишь 6,3%

Следует отметить, что пары гибридов, у которых наблюдаются индивидуальные различия по метрическим показателям пыльцы, как правило, меняются в зависимости от года исследования, но при этом отмечены повторяющиеся в течение двух лет пары (Геракл и 1/90, Дебют тт гибриды 5/87, 5/93) Несмотря на наличие повторяющихся пар с достоверно значимыми отличиями между ними, не представляется возможным использовать размерный показатель пыльцы для идентификации гибридов (рис 2)

За три года исследований, средние размеры ПЗ исследованных образцов варьировали от 24,6 мкм у гибрида Дебют (2006 г ) до 30,4 мкм у гибрида Геракл (2005 г )

Результаты, представленные на рис 2, свидетельствуют о том, что в 2005 г у исследуемых образцов сформировалась более крупная и гетерогенная по размерам пыльца, чем в 2006 и 2007 гг

Рис. 2. Размеры пыльцевых зерен у гибрилов И. г/юптликч (95-% дов. интервал) по годам исследований. Гибриды: 1 - Геракл, 2 - 31/89,3 - 5/93, 4 -Дебют, 5 - 5/87, б - 1/89,7-1/91,8- 1/90.

В разные годы исследований вариабельность размерных показателей пыльцы изучаемых образцов была неодинакова Более высокий коэффициент вариации данного показателя был отмечен у гибрида Дебют (V = 10,8%) в 2005 г и у гибрида 1/89 в 2005 и 2007 rr (V = 10,2% и V = 10,5% соответственно) Наиболее выровненную по размерам пыльцу формировал гибрид 5/87 как в 2005 г. (V = 5,5%), так и в 2006 г. (V = 4,9%), только в 2007 г. коэффициент вариации у гибрида 5/87 составил 8,7% Согласно шкале Мамаева (1973), выявленную фенотипическую подвижность размеров ПЗ можно характеризовать как низкую

В целом за 3 года исследований сформированная в 2007 г. пыльца отличалась наибольшей вариабельностью размеров Данный факт можно, как мы полагаем, объяснять экстремальными погодными условиями осенне-зимнего периода 2006-2007 гг Продолжительный период с аномально положительными температурами осенью и зимой в 2006-2007 гг привел к выходу из состояния покоя изучаемых гибридов, что вызвало и\ истощение и значительное повреждение отрицательными температурами в конце зимнего периода. Оставшиеся неповрежденные вегетативно-генеративные почки и частично поврежденные продуцировали различную по размерам пыльцу, что и объясняет такое относительно высокое варьирование данного признака в 2007 г Несомненно, размеры пыльцы обусловлены физиологическим состоянием мужского растения на начало весеннего периода

Таким образом, на основании трёхлетних наблюдений (2005-2007 гг.) установлено, что средние размеры ПЗ составляют от 24,6 мкм до 30,4 мкм, фенотипическая подвижность показателя размеров ПЗ низкая. Доля влияния погодных условий на морфометрические показатели пыльцы высокая и составляет-84,1%

Анализ влияния температурного режима на морфометрические показатели пыльцы показал, что чем более стабильным был температурный режим в период формирования мужского гаметофита, тем крупнее формировалась пыльца

ГЛАВА 5. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЗРЕЛОЙ ПЫЛЬЦЫ ГИБРИДОВ ОБЛЕПИХИ КРУШИНОВИДИОЙ (Я. RHAMNOIDF.S)

Наиболее важной характеристикой пыльцы является её жизнеспособность. Оценку жизнеспособности пыльцы можно проводить по ряду её показателей: наличию свободной аминокислоты пролина. содержанию крахмала. активности окислительно-восстановительных ферментов, по состоянию структуры цитоплазмы зрелого 113, по способности к прорастанию пыльцы in vitro (на среде Транковского).

5.1. Содержание пролина в зрелой пыльце. Пролин является богатым источником азота, который исиользуется для синтеза белков в растущих пыльцевых трубках (Бритиков. Мусатова. 1964; Бритиков, 1975). Жизнеспособными являются ПЗ. содержащие пролин, т.е. окрашенные.

Результаты, представленные на рис. 3. указывают, что как в 2005 г., так и в 2006 г. наиболее высокую долю богатых пролином ПЗ имели гибриды Геракл, Дебют и 1/89; в 2007 году - имели гибриды 1/89 и 1/91. Минимальная доля ПЗ с высоким содержанием пролина была как в 2005 г., так и в 2006 г. у гибрида 1/90 (2.6 и 2.0% соответственно). В 2005 г. низкая доля (менее 5%) ПЗ. богатых пролином, отмечена у г ибрида 31/89 (3.4%), а в 2006 г. у гибрида 5/93 (3,6%).

Гибрид

■ Пыльцевые зерна с высокий содержанием, fi низким содержанием и Ci без пролина.

Рис. 3. Распределение пыльцевых зерен, различающихся по содержанию пролина. Гибриды: ! - Геракл, 2 - 31/89,3 - 5/93,4 - Дсбюг, 5 - 5/87,6 - !/89, 7 - 1/9!, 8 -1/90.

Анализируемые гибриды продемонстрировали различную ответную реакцию на экстремальные погодные условия в зимне-весенний период 2006-2007 гг. Так, например, у гибридов Геракл и 5/87 было значительно снижено количество продуцируемых ПЗ. содержащих пролин. Гибриды 1/89 и 1/91, напротив, продуцировал больше ПЗ с пролином, чем в предыдущие годы с более благоприятными погодными условиями.

Все анализируемые гибриды имели по данному показателю статистически значимые различия как между годами исследований (jf = 2474,9; р < 0,001), так и в один год исследований (х2 = 2866,6; р < 0,001 ).

5.2. Активность сукцинатдегидрогеназы как показатель жизнеспособности пыльцевых зерен. О жизнеспособности пыльцы можно судить по наличию активного дыхательного фермента сукцинатдегидрогеназы (СДГ) (Барыкина и др.. 2004).

Согласно полученным результатам (рис. 4), наибольшее количество ПЗ в 2006 г. с активной СДГ имели гибриды 1/91 и 5/93 (80,9 и 81,4% соответственно), а в 2007 г. -гибриды Геракл и 31/89 (82.0 и 87,6% соответственно).

Следует отметить, что количество ПЗ с высокой активностью СДГ в 2007 г. было значительно меньше, чем в 2006 г. (у гибрида 5/87 в 2007 г. - 2,3%, а в 2006 г. - 36,1%). Снижение количества ПЗ с высокой активностью дыхательного фермента СДГ в 2007 г. мы

связываем с экстремальными (истощившими растения) погодными условиями зимнего периода. Продолжительные оттепели и последующее резкое снижение температуры вызвали массовую гибель вегетативно-генеративных почек облепихи и целых растений. В результате общего ослабления растений сформировавшаяся в оставшихся пыльниках пыльца имела мало ПЗ с высоко активной СДГ (2,3-18,3%).

ГибрИй

■ Пыльцевые зерна с высоко» активностью. Иншкой активностью и Шбез СДГ

Рис. 4. Распределение пыльцевых зерен, различающихся по активности СДГ. Гибриды: 1 - Геракл, 2 - 31/89,3 - 5/93, 4 - Дебют, 5 - 5/87, 6 - 1/89,7 - 1/91, 8 - 1/90.

Все анализируемые гибриды имели по данному показателю статистически значимые различия как между годами исследований (х~ = 1998,3; р < 0,001), так и в один год исследований (х2 = 2471,3; р < 0,001).

5.3. Оценка качества зрелой пыльцы по содержанию крахмала. Одним из показателей, обусловливающих качество (жизнеспособность) пыльцы, является крахмал, от количества которого в пыльце зависит интенсивность роста пыльцевой трубки.

Из результатов, представленных на рис. 5, видно, что наибольшее (суммарное) количество ПЗ, содержащих крахмал, в 2005 и 2006 гг. имел гибрид 1/9!, и только в 2007 г. более высокую долю содержащих крахмал ПЗ имел гибрид 5/87. Максимальное количество ПЗ с высоким содержанием крахмала было отмечено в разные годы у гибридов Геракл (2007 г.) и Дебют (2005, 2006 гг.).

100% пп 2003 ' п пп "п П 200пгп

90% - - . . .._... - - ............ j

80% - ......

12345678 12345678 12 3 4 5 678 Гнбрлл

■ С высоким содержанием. Шс низким содержанием и Обез крахмала

Рис. 5. Распределение пыльцевых зерен, различающихся по содержанию крахмала. Гибриды: 1 - Геракл, 2 - 31/89, 3 - 5/93, 4 - Дебют, 5 - 5/87,6 - 1/89, 7 - 1/91,8 -1/90.

Наибольшие различия между гибридами по накоплению крахмала в пыльце были выявлены в 2005 г. (7,5-68%). В 2006 г. различия между гибридами были менее выражены (16,9-55,8%), а в 2007 г. различия между гибридами были минимальны (21,3-44%).

Следует отметить, что, несмотря на критические погодные условия зимнего периода 2006-2007 гг., у гибридов Геракл, 5/87, 1/89 и 31/89 доля богатых крахмалом ПЗ была выше, чем в предыдущие годы (рис. 5).

Все анализируемые гибриды по данному показателю имели статистически значимые различия как между годами исследований (х2 = 1398,7; р < 0,001), так и в один год исследований (х2 = 2162,2; р < 0,001 ).

5.4. Выполненность как показатель жизнеспособности пыльцы. Одним из важнейших показателей качества (жизнеспособности) пыльцы является наличие хорошо сформированной зернистой цитоплазмы, полностью заполняющей объём ИЗ, т.е. выполненность ПЗ.

Оценку выполненности проводили двумя методами: широко используемым ацегокарминовым методом (Паушева, 1988) и менее известным методом Александера (Барыкина и др., 2004). Результаты исследований показали, что метод Александера является более чувствительным в сравнении с широко используемым аиетокарминовым методом, т.к. он более чётко дифференцирует ПЗ по выполненности.

За три года исследований (рис. 6) наибольшее количество выполненных ПЗ имели гибриды 1/90 и 1/91 в 2005 г. (98,5%), а минимальное количество выполненных ПЗ - гибрид

Гибрид

■ Выполненные Ö Дефектные G Пустые

Рис. 6. Распределение пыльцевых зерен, различающихся по выполненности (метод Александера). Гибриды: 1 - Геракл, 2 - 31/89,3 - 5/93,4 - Дебют, 5 - 5/87, 6 - 1/89, 7-1/91,8-1/90.

Анализ выполненности пыльцевых зерен по годам (2005-2007 гг.) показал взаимосвязь между данным показателем и погодными условиями года формирования пыльцы. Так, например, количество нормально выполненных ПЗ в 2007 г. было меньше, чем в предыдущие более благоприятные по погодным условиям годы, у гибридов: 5/87, 1/89, 31/89 и 1/91 (рис. 6).

По данному показателю все. гибриды имели статистически значимые различия как между годами исследований (х2 = 244,27; р < 0,001), так и между отдельными гибридами в один год исследований (х2 = 64949,6; р < 0,001).

Анализ гибридов по показателям качества пыльцы выявил существенные различия между ними, что свидетельствует о целесообразности использования показателей качества ПЗ как одних из важных критериев селекционного отбора мужских растений Я. rhamnoides.

По результатам кластерного анализа (рис. 7) все изученные гибриды можно разделить на две группы по совокупност и показателей качества 113. В первую группу вошли гибриды 5/87, 31/89, 1/90, 1/91 и 5/93, а во вторую - гибриды Геракл. Дебют и 1/89. Внутри каждой группы также существует разделение гибридов. Наиболее сходными по показателям качества пыльцы оказались следующие пары гибридов: Геракл и 1/89, 5/87 и 1/91, 31/89 и 5/93.

г

¡/'Ю 1/V1 /.7 Дебют Герикл

Гибрпт

Рис. 7. Дендрограмма сходства гибридов Н. rhamnoides по совокупности показателей качества пыльцы.

ГЛАВА 6. ДИНАМИКА ПРОРАСТАНИЯ ПЫЛЬЦЫ И РОСТА ПЫЛЬЦЕВЫХ ТРУБОК IN VITRO ГИБРИДОВ ОБЛЕПИХИ КРУШИНОВИДНОЙ ill. RHAMNOIDES)

Результаты темпоральной фиксации прорастающей на среде Транковского пыльцы свидетельствуют о том, что время прорастания потенциально жизнеспособных ПЗ составляет 16-22 ч с момента посева свежесобранной пыльцы (рис. 8 I). Пыльцевые трубки (ИТ) Н. rhamnoides достигают максимальной длины через 22 часа (рис. 8 11) после посева ПЗ на среду Транковского. Поэтому оценку жизнеспособности пыльцы и длины ПТ Н. rhamnoides целесообразно проводить не ранее, чем через 22 часа после посева ее на среду Транковского.

1

И

Время фнкейцп

Время фиксации

Рис. 8. Динамика прорастании пыльцы (I) и роста пыльцевых трубок (И) Н. гЬатмоМез (усреднённые данные за 3 года исследований).

6.1. Жизнеспособность и динамика прорастания пыльцы гибридов Н. l■hamnoides. При определении жизнеспособности пыльцы путем проращивания на среде Транковского (22 ч) проросшими считали ПЗ, имевшие длину ПТ более диаметра ПЗ, наклюнувшимися - с длиной 111 не менее '/> диаметра Г13.

В 2005 г., согласно полученным результатам (рис. 9), более активно прорастали ПЗ гибридов: Дебют (61,0%), 1/91 (69,7%) и 5/93 (66,4%), в 2006 г. - гибридов: 1/89 (50,5%) и 31/89 (53,5%) и в 2007 г. - гибрида 5/87 (37,7%).

Низкую прорастаемость пыльцы каждый год отмечали у разных гибридов, В 2005 г. -у гибрида 31/89 (6.8%), в 2006 г. - у гибрида Дебют (21,1%), а в 2007 г. у гибрида Геракл (11,0%).

В 2007 г. прорастаемость [13 гибридов 1/89 и 1/91 составила менее 1%, несмотря на то что исследуемые нами показатели качества пыльцы (содержание пролина, крахмала и др.) прогнозировали достаточно высокую жизнеспособность.

Рис. 9. Динамика прорастания пыльцы гибридов H. rliamnoides. Гибриды: 1 -Геракл, 2 - 31/89, 3 - 5/93,4 - Дебют, S - 5/87,6 - 1/89, 7 - 1/91, 8 - 1/9».

В 2007 г. снижение прорастаемости пыльцы было отмечено практически у всех гибридов, за исключением гибрида 31/89. Резкое снижение жизнеспособности пыльцы, вероятно, было связано с имевшими место заморозками в период развития мужского гаметофита //. rhamnoides. Например, в 2005 г. заморозки были отмечены в 6 случаях -пыльца имела наибольшую жизнеспособность, а в 2007 г. в 20 случаях, что, несомненно, привело к резкому снижению жизнеспособности пыльцы и гибели части гибридов.

Анализ динамики прорастания ПЗ по годам (рис. 9) позволил разделить гибриды на две группы. Пыльца гибридов первой группы характеризовалась дружным прорастанием в первые 2-4 ч после посева - Геракл и Дебют, а пыльца гибридов второй группы (5/87, 1/89, 31/89. 1/90, 1/91 и 5/93) характеризовалась плавным и растянутым во времени прорастанием в течение 22 ч после посева.

Согласно результатам кластерного анализа (рис. 10), все изученные гибриды также можно разделить по степени сходства динамики прорастания ПЗ на 2 группы. В одну группу вошли гибриды Геракл и Дебют, а в другую - остальные гибриды.

Следует отметить, что внутри каждой группы существует разделение гибридов. По характеру прорастания наиболее сходны следующие пары гибридов: Геракл и Дебют, 5/87 и 1/89, 31/89 и 5/93, 1/90 и 1/91 (рис. 10). Описанные пары имели как одинаковое, так и различное эколого-географическое происхождение.

Все анализируемые гибриды по данному показателю имели статистически значимые различия как между годами исследований {% - 304,15; р < 0,001), так и между собой в один год исследований (хг = 65063,9; р < 0,001).

2007 г.

•я

с й:

К °

3 f

1/У1 1/90 ?/'J3 ll/ХУ ysy 5/87 Дебют Геракл Tuôpiu

Рис. 10. Деидрограмма сходства гибридов II. rhamnoides 110 динамике прорастания пыльцы.

Из результатов исследований следует, что заморозки в период формирования мужского гаметофита в весенний период еедуг к снижению жизнеспособности (прорастаемости) пыльцы H. rhamnoides.

6.2. Динамика роста пыльцевых трубок гибридов H, rhamnoides. В 2005 г. наиболее длинные ПТ имела пыльца гибридов: 1/89 (119,6 мкм) и 1/91 (123,9 мкм); в 2006 г. -гибридов 31/89 (111,3 мкм), 1/90 (100.4 мкм) и 1/91 (105,6 мкм); в 2007 г. - гибрида 31/89 (179,7 мкм).

Самые длинные ПТ были отмечены нами в 2007 г., что связано, на наш взгляд, с уменьшением общего количества пыльцы вследствие повреждения мужских растений отрицательными (истощающими растение) погодными условиями, сложившимися в осенне-зимний и зимне-весенний периоды 2006-2007 гг., но только у гибридов 5/87 и 31/89, несмотря на снижение прорастаемости ПЗ, проросшие ПЗ имели более длинные ПТ (рис. 11 ).

Гибриды

Рис. 11. Динамика роста пыльцевых трубок И. rhamnoides. Гибриды: I — Геракл, 2 31/89, 3 5/93, 4 - Дебют, 5 - 5/87, 6 1/89, 7 - 1/91, 8 - 1/90.

Самые короткие ПТ в 2005 и 2007 гг. имела пыльца гибрида Геракл, а в 2006 г. -пыльца гибрида Дебют.

Наибольшая вариабельность данного признака была выявлена у гибрида Дебют (V = 81,9%) в 2006 г, а наименьшая - у гибрида 1/89 (V = 26,8%)

Анализ динамики роста ПТ (рис 11 ) позволил разделить гибриды на две группы Гибриды первой группы характеризуются дружным и интенсивным ростом ПТ в первые 2 часа, а далее рост ПТ резко замедлялся (Геракл и Дебюг), а у гибридов второй ipynm.i рост ПТ был постепенным, растянутым во времени (5/87, 1/89,11/89, 1/90, 1/91 и 5/93)

Согласно результатам кластерного анализа, все изученные гибриды также можно разделить по сходству динамики роста пыльцевых трубок на 2 группы (рис 12) В одну группу вошли гибриды Геракл и Дебют, а в другую - остальные гибриды

Следует отметить, что внутри каждой группы существует более детальное разделение гибридов По динамике роста пыльцевых трубок наиболее сходны следующие пары гибридов Геракл и Дебют, 1/89 и 31/89, 1/91 и 5/93

I (> -,---------------

0 8

s

1 Ш о.

а

£ IU

3

и»

0 2

V)! 1/91 1/90 31/89 1/89 5/87 ДсСкуг Гсрлкт Гибрид

Рис. 12. Дендрограмма сходства гибридов //. г1штпоШех по динамике роста пыльцевых трубок.

Динамика роста ПТ гибридов не выявила однотипной зависимости данного показателя от показателей качества самой пыльцы, т е нельзя утверждать, что накопление пролина в ПЗ вызывает увеличение длины ПТ

Несмотря на то, что критические погодные условия зимнего периода 2006-2007 гг вызвали гибель части мужских растений, они не оказали резкого угнетающего воздействия на рост ПТ (рис 11)

На наш взгляд, количество проросших ПЗ показывает потенциальную фертильность пыльцы, а длину ПТ можно рассматривать как более объективный показатель фертнльности пыльцы, т к он характеризует количество запасных питательных веществ в пыльце, обеспечивающих рост ПТ

Для анализа полученных данных был использован метод непараметрической статистики - критерий Крускала-Уоллиса, т к критерии согласия Колмогорова-Смирнова ((1 = 0,15, р < 0,001) и Лиллиефорса (1 ~ 0,15, р = 0,001) обнаруживают достоверные отклонения от нормального распределения

Все анализируемые гибриды по данному показателю имели статистически значимые различия как между годами исследований (х2 = 225,16, р < 0,001), так и между отдельными гибридами в один год исследований (в 2005 г = 242,89; р < 0,001, в 2006 г - х"= 166,13, р < 0,001; в 2007 г - х2 = 86,3 5, р < 0,001)

Результаты проведенных исследований и балльной оценки гибридов по всем изученным показателям качества пыльцы показали что, наиболее перспективным является гибрид 5/87

Согласно результатам корреляционного анализа (табл 1), умеренная взаимосвязь наблюдается между содержанием пролина в пыльце и ей жизнеспособностью

Выполненность и активность СДГ пыльцевых зерен имеют слабую линейную взаимосвязь с жизнеспособностью пыльцы и, следовательно, в меньшей степени характеризуют жизнеспособность пыльцы. Между содержанием крахмала и жизнеспособностью пыльцы линейная зависимость отсутствует

1 Коэффициент корреляции Спирмена (г) между жизнеспособностью, определенной путем проращивания на среде Транковского, и качественными показателями пыльцы Н гНатпсис/ех

Показатель качества пыльцы Время фиксации пыльцы на среде Транковского, часы

2 4 8 12 16 22 24

Содержание пролина 0,63* 0,41 0,27 0,19 0,19 0,19 0,22

Активность СДГазы - 0,49 0,47 0,48 0,38 0,32 0,34

Содержание крахмала -0,02 -0,02 -0,12 -0,03 0,05 0,01 0,01

Выполненность по методу Александера 0.19 0,14 0,20 0,24 0,28 0,3) 0,35

Выполненность по ацетокарминовому методу 0,05 0,05 0,13 0,19 0,21 0,24 0,26

Примечание " - коэффициент корреляции Спирмена с р-значением < 0,05

Установлено, чем более стабильный температурный режим с плавным набором суммы положительных температур складывался в период формирования мужского гаметофита, тем более жизнеспособная формировалась пыльца Длина ПТ практически не зависит от погодных условий, а определяется генотипическими особенностями гибрида.

ГЛЛВ'\ 7. ПРОГАМН\Я ФАЗА ОПЛОДОТВОРЕНИЯ ПРИ ВНУТРИВИДОВОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ (СКРЕЩИВАНИИ) ГИБРИДОВ ОБЛЕПИХИ КРУИН1НОВИДНОЙ (//. ИНАМЫ)11Ш) РАЗНОГО ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Наиболее сложными этапами лрогамной фазы оплодотворения у облепихи являются внедрение ПТ в ткани рыльца пестика и рост ПТ до тяжей проводниковой ткани

На начальном этапе прорастания ПТ характерны изменение направления роста и хаотичность прорастания

Пыльца гибридов, имеющих сходное эколого-географическое происхождение, прорастала по-разному на рыльцах пестиков определенных женских гибридов Например, на рыльце пестика гибрида Надежда, относящегося к южноказахстанскому экотипу, пыльца гибрида 31/89 прорастает наиболее активно, а пыльца гибрида Геракл - с трудом, хотя оба мужских гибрида получены от опыления сортов прибалтийской облепихи радиомутантом катунской облепихи

Наиболее удачными (те. пыльца прорастает активно на рыльце пестика, и рост пыльцевых трубок направлен к завязи), на наш взгляд, оказались пары гибридов в следующих комбинациях скрещивания (^хс?) Надежда х 31/89, 35/90 * Геракл, 35/90 * Дебют, 35/90 * 1/90, 8/93 * Геракл. 8/93 х 1/89,8/93 * 1/90

По результатам исследований нрогамной фазы оплодотворения самой удачной является комбинация 8/93 х 1/89 (рис 13 А, Б), а самой неудачной - Дюймовочка < Дебют (рис 13 В, Г)

I

I

Рис. 13. Начальные лапы црогамной фазы оплодотворении Н. гНитпоЫеь в различных комбинациях скрещивания. Комбинация скрещивании 8/93 х 1/89 (А, Ь), хорошо видны мно|«численные прорастающие ИГ (Ь). Комбинация скрешишшнн Дюймовочка * Дебют (В, Г), пыльца на рыльце пестика не прорастает (Г). Микроскопия световая (А, В) и люминесцентная (Ь, Г). Увеличение 40.

Результаты исследований начальных этапов прогамной фазы оплодотворения у облепихи позволяют сделать заключение о том. что при закладке промышленных плантаций следует уделять внимание подбору мужских растений.

ВЫВОДЫ

1. Выделены две группы гибридов Н. г\штпоШа. различающиеся по срокам начала напое микроспоро!енеза в зависимости от суммы положительных температур в весенний период. К первой I руппе относятся гибриды с преобладанием морфофизиояогических признаков каггунского экотнпа. а ко второй с преобладанием морфофизиологнческих признаков прибаптийскш о экотипа. У гибридов первой группы начало микроспорогенеза и образование тетрад микроспор происходят при более низких суммах положительных гемператур (48.5-49,5°С и 114.8-118.5*4.' соответственно), чем \ гибридов второй группы (62,0-71.1°С. 135.6~147.0°С) Созревание пыльцы и цветение (иыление) мужских растений протекают у изученных гибридов и шиипов практически одновременно, при сумме

положительных температур от 171,8 до 216,6°С и от 276,3 до 343,9"С соответственно и зависят от складывающихся в этот период погодных условий

2 Отмечено высокое варьирование морфометрнческих показателей пыльцы облепихи (84,1%) в зависимости от погодных условий в период формирования мужского гаметофита Эколого-географическое происхождение гибридов оказывает незначительное воздействие (6,3%) на морфометрические показатели пыльцевых зерен

3 Стабильный температурный режим в период формирования мужского гаметофита облепихи способствует формированию пыльцы с высокой жизнеспособностью

4 По динамике прорастания пыльцы и роста пыльцевых трубок все изученные гибриды H rhamnoides подразделяются на 2 группы К первой группе относятся гибриды (Геракл и Дебют), пыльца которых прорастает и пыльцевые трубки достигают основной длины в течение 2-4 ч после посева на среду Транковского, а у гибридов второй группы (5/87, 1/89, 31/89, 1/90, 1/91 и 5/93) пыльца прорастает и пыльцевые трубки растут в течение более продолжительного периода (16-22 ч)

5 Наиболее высокие показатели качества пыльцы во все годы исследований отмечены у гибрида 5/87, что свидетельствует о высокой устойчивости данного гибрида к экстремальным погодным условиям срсды и указывает на перспективность дальнейшего использования его в селекции мужских растений облепихи крушиновидной

6 Выявлены различия в характере прорастания пыльцы в тканях рыльца пестика при внутривидовом взаимодействии (скрещивании) гибридов И rhamnoides разного эколого-географического происхождения По результатам исследований прогамной фазы оплодотворения самой удачной является комбинация гибридов ($х 8/93 * 1/89.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ, СОДЕРЖАЩИХ ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

1 Кузнецова Т H , Селехов В В, Фефелов В.А , Лапшин Д А , Павловская Е.М Влияние электронного излучения сверхкороткой длительности на способность к прорастанию пыльцы облепихи крушиновидной Hippophae rhamnoides L // V Съезда общества физиологов растений России Международная конференция «Физиология растений - основа фитобиотехнологии», Пенза. 15 -21 сентября2003 г Тез докл - Пенза, 2003 -С 407

2 Кузнецова Т.Н , Селехов В В , Фефелов В Д , Лапшин Д Д , Павловская Е M Влияние электронного излучения сверхкороткой длительности на жизнеспособность пыльцы облепихи крушиновидной (Hippophae rhamwides L ) // V Международный симпозиум «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» Материалы конференции - M , 2003 - С 339-341

3 Кузнецова Т H, Лапшин Д Л, Селехов В В, Павловская Е.М Влияние наносекундного электронного излучения на жизнеспособность пыльцы и меристемагическую активность корневых меристем прорастающих семян облепихи // Актуальные вопросы агрономической науки в современных условиях сб пауч тр - H Новгород, 2005.-С 117-120

4 Кузнецова Г H, Лапшин Д Л, Селехов В В Методы оценки жизнеспособности пыльцы облепихи // Актуальные проблемы лесного хозяйства Нижегородского Поволжья и пути их решения сб науч статей -Н Новгород, 2005 - С 114-117

5 Лапшин Д А, Кузнецова Т H Морфофизиологические показатели перспективных мужских сортообразцов Hippophae rhamnoides L // Материачы 1 (IX) Международной Конференции Молодых Ботаников в Санкт-Петербурге (21 - 26 мая 2006 г ) - СПб, 2006. -С 165

6 Лапшин Д А, Кузнецова Т H Морфо-физиологические показатели прорастающей пыльцы облепихи крушиновидной (Hippophae rhamnoides L ) перспективных селекционных сортообразцов // Материалы всероссийской научно-практической конференции, посвященной 75-летию со дня открытия Чувашской сельскохозяйственной академии -Чебоксары, 2006 - С 75-78

7 Кузнецова Т Н , Лапшин Д А , Фефелов В А Оценка перспективных мужских сортообразцов облепихи по качественным показателям пыльцы // ЛесноП комплекс Нижегородского Поволжья проблемы, состояние и перспективы развития сб науч статей. -И Новгород, 2006 -С 183-189

8 Кузнецова Т Н. Лапшин Д А Особенности гаметофитно-спорофитны\ взаимоотношений у сортов и гибридов ШРРОРНЛЕ ¡{НЛММОЮЕЗ Ь // Научные основы системы земледелия и их совершенствования Материалы международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Заслуженного деятеля науки РСФСР доктора сельскохозяйственных наук профессора В П Нарцисова - Н.Новгород, 2007 - С 280-283

9 Кузнецова Т Н, Лапшин Д А Развитие мужского гаметофита облепихи крушиновидной [Н1ррорЬае гИатпон1ез Ь) в условиях Нижегородской области // Новое в науке XXI века (Межвузовский научный сборник) -Н Новгород, 2007 -С 17-21

К) Кузнецова Т Н , Лапшин Д А Влияние I енотипа и погодных условий на качественные показатели пыльцы различных сортов-опылигелей и отборных форм И^рорНае гЬатпснЛез Ь // Современная физиология растений от молекулы до экосистем Материны докл Международной конференции (в трех частях)-Сыктывкар, 2007 -Часть 1 -С 193-194

11 Лапшин Д А, Кузнецова Т.Н Содержание пролина в пыльце облепихи крушиновидной (//|ррорИаг г1ютпо1с1е$ Ь) как показатель е£ жизнеспособности // Нетрадиционные сельскохозяйственные, лекарственные н декоративные растения, 2007 - „Ча 1(4) -С 65-66

П.Кузнецова Т.Н., Лапшии Д.А. Метрические показатели пыльцевых зерен облепит крушиновидной (Шррор1ше г1штпоШе5 Ь.) различных сортов и гибридов // Аграрная наука, 2007, - Л° 6. - С. 22 - 23.

Печать офсетная Уел печ л 1 Тираж 100 экз Заказ 183 Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия 603107, г Нижний Новгород, пр Гагарина, 97 Типография НГСХА

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Лапшин, Денис Анатольевич

Введение.

Глава 1. Эколого-биологические особенности репродуктивного процесса покрытосеменных растений.

1.1. Развитие пыльника и мужского гаметофита у покрытосеменных растений.

1.1.1. Строение стенки микроспорангия.

1.1.2. Микроспорогенез.

1.1.3. Развитие мужского гаметофита.

1.2. Развитие пыльника и пыльцевого зерна у облепихи крушиновидной (.Шрроркае гкатпо1йез Ь).

1.3. Прогамная фаза оплодотворения у покрытосеменных растений.

1.3.1. Пестик и его проводниковые системы.

1.3.2. Образование и рост пыльцевой трубки.

1.3.3. Факторы, регулирующие рост пыльцевых трубок, в системе пестик — пыльца.

1.3.3.1. Белки как факторы регуляции роста пыльцевых трубок.

1.3.3.2. Роль ионов Са2+, Н4", К+, СГ в регуляции роста пыльцевых трубок.

1.3.3.3. Роль фитогормонов в регуляции роста пыльцевых трубок.

1.4. Опыление и прогамная фаза оплодотворения у облепихи крушиновидной {Н. гкатпо1с1еБ).

1.5. Влияние экологических факторов на репродуктивный процесс (микроспорогенез и прогамная фаза оплодотворения) покрытосеменных растений.

Глава 2. Условия, объекты и методы проведения исследований.

2.1. Характеристика почвенных и погодных условий.

2.2. Объекты исследований.

2.3. Методы исследований.

Результаты исследований.

Глава 3. Сравнительное цитоэмбриологическое исследование развивающегося мужского гаметофита гибридов облепихи крушиновидной {Hippophae rhamnoides L.) разного эколого-географического происхождения.

3.1. Характеристика стадий развития мужского гаметофита/i. rhamnoides

3.2. Особенности протекания микроспорогенеза у гибридов Н. rhamnoides разного эколого-географического происхождения.

Глава 4. Морфометрические показатели пыльцы гибридов облепихи крушиновидной (Н. rhamnoides).

Глава 5. Показатели качества зрелой пыльцы гибридов облепихи крушиновидной (Н. rhamnoides).

5.1. Содержание пролина в зрелой пыльце.

5.2. Активность сукцинатдегидрогеназы как показатель жизнеспособности пыльцевых зерен.

5.3. Оценка качества зрелой пыльцы по содержанию крахмала.

5.4. Выполненность как показатель жизнеспособности пыльцы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологические особенности микроспорогенеза и прогамной фазы оплодотворения у гибридов облепихи крушиновидной (Hippophae rhamnoides L.) разного эколого-географического происхождения"

В ходе онтогенеза растительные организмы испытывают воздействие комплекса абиотических и биотических факторов среды, но их относительное значение неодинаково. Часто один какой-либо фактор является лимитирующим, оказывающим настолько мощное воздействие на растение, что влиянием других факторов можно пренебречь.

Изучение влияния внешних факторов имеет важное значение в вопросах интродукции и селекции растений. Особое место в этом вопросе занимает изучение влияния комплекса абиотических и биотических факторов среды на репродуктивный процесс растений, т.к. именно репродуктивный процесс предопределяет возможность дальнейшей селекции интродуцируемых растений.

Облепиха крушиновидная {Шрроркае гкатпо1с1е8 Ь.) является относительно недавно интродуцированной культурой. Известно, что ее природные популяции занимают большие площади на территории России и стран бывшего СССР. В границах ареала Н. гкатпо1йе8 сформировались надёжно изолированные и хорошо оформленные экотипы и более мелкие внутривидовые таксоны - климатипы (Елисеев, 1974; А. Ко1Ш, 1989; Бессчётное, Кентбаев, 2003), среди которых наибольшее значение в селекции мужских и женских растений облепихи получили прибалтийский и катунский экотипы. В связи с этим широко изучена экология облепихи: климатические (Бородина, 1982; Корзинников и др.,1983; Игошина и др., 1985; Авдеев, 1991; Созонова, 1991; Ли Минь, Жанг Ли, 1993) и эдафические условия произрастания (Ермаков и др., 1979; Бессчётнов, 1975; Елисеев, 1975; ДиппПа, Нпг8а1гш, 1989). Полученные данные указывают на то, что основным лимитирующим фактором интродукции облепихи, является температурный режим зимне-весеннего периода.

Изучению зимостойкости облепихи в условиях Нижегородской области посвящены работы М.А. Коровиной (2000), В.В. Селехова (2000), М.П. Смертина (2006). Установлено, что к неблагоприятным условиям зимневесеннего периода наиболее чувствительна мужская генеративная сфера Н. rhamnoides. Однако данные о влиянии температурного режима на начальные этапы репродуктивного процесса мужских растений облепихи крушиновидной отсутствуют, а они, несомненно, имеют значение для селекционного процесса и дополнят эколого-биологическую характеристику вида.

В настоящее время изучен микроспорогенез у облепихи и дана характеристика его этапов (Кондорская, 1967, 1973; Камелина, Проскурина, 1987), но нет данных о влиянии температурного режима на ход микроспорогенеза. В литературе практически отсутствуют данные о качественных показателях пыльцы и мало изучена прогамная фаза оплодотворения у облепихи крушиновидной. Отсутствует анализ мужских гибридов Н. rhamnoides разного эколого-географического происхождения с точки зрения репродуктивного процесса, который необходим в генетико-селекционной работе и подборе опылителей при посадках.

Всё вышеизложенное определило актуальность поставленной цели.

Цель работы. Установить основные температурные закономерности микроспорогенеза, определить качество продуцируемой пыльцы и выявить особенности внутривидового взаимодействия (скрещивания) гибридов Н. rhamnoides разного эколого-географического происхождения.

Согласно поставленной цели были определены следующие задачи:

- выявить зависимость наступления этапов микроспорогенеза от температурного режима (суммы положительных температур);

- проанализировать влияние погодных условий на морфометрические показатели пыльцы гибридов Н. rhamnoides;

- провести сравнительное изучение показателей качества (содержание пролина, крахмала и др.) зрелой пыльцы гибридов Н. rhamnoides;

- изучить динамику прорастания и роста пыльцевых трубок in vitro у ряда перспективных селекционных гибридов Н. rhamnoides;

- изучить начальные этапы прогамной фазы оплодотворения при внутривидовом взаимодействии (скрещивании) гибридов Н. rhamnoides разного эколого-географического происхождения.

Научная новизна. Впервые проведено сравнительное изучение развития мужского гаметофита гибридов Н. rhamnoides разного эколого-географического происхождения, — установлены суммы положительных температур, определяющие начало отдельных этапов микроспорогенеза, — проведен сравнительный анализ морфометрических показателей и показателей качества (содержание пролина, крахмала и др.) зрелой пыльцы гибридов Н. rhamnoides разного эколого-географического происхождения. Впервые изучена динамика прорастания и роста пыльцевых трубок in vitro у ряда перспективных селекционных гибридов Н. rhamnoides и внутривидовое взаимодействие (скрещивание) гибридов Н. rhamnoides разного эколого-географического происхождения.

Теоретическая значимость работы. Полученные результаты дополняют уже существующие данные по экологии и биологии репродуктивного процесса Н. rhamnoides, вносят значительный вклад в критерии селекционного отбора мужских гибридов облепихи. Установлено, что начало микроспорогенеза обусловлено эколого-географическим происхождением гибрида. У мужских растений с преобладанием морфофизиологических признаков катунского экотипа микроспорогенез начинается при более низкой сумме положительных температур, чем у гибридов — прибалтийского экотипа. Показано, что стабильный температурный режим в период формирования мужского гаметофита облепихи способствует формированию пыльцы с высокой жизнеспособностью. Установлено, что пыльца гибридов, имеющих сходное эколого-географическое происхождение, по-разному прорастает на рыльцах пестиков определённых женских гибридов.

Практическая значимость работы. В работе представлена селекционная характеристика мужских гибридов по показателям качества пыльцы. На основе показателей качества пыльцы отобран один адаптивный к условиям

Нечерноземной зоны мужской гибрид облепихи. Среди изученных мужских растений выделены гибриды, отличающиеся более интенсивным прорастанием и ростом пыльцевых трубок. Проведена селекционная оценка комбинаций скрещивания гибридов по прогамной фазе оплодотворения и выделены.наиболее удачные пары гибридов.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены на международной- научно-практической конференции «Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки XXI века» (Рязань, 2004), научно-практической конференции «Актуальные проблемы лесного хозяйства Поволжья» (Н. Новгород, 2004), на научно-практической конференции сотрудников и аспирантов Нижегородской сельскохозяйственной академии (Н. Новгород, 2005), на I (IX) международной конференции молодых ботаников в Санкт-Петербурге (Санкт-Петербург, 2006), на всероссийской научно-практической конференции, посвящённой 75-летию со дня открытия* Чувашской сельскохозяйственной академии (Чебоксары, 2006), на международной научной конференции «Научные- основы системы, земледелия и их совершенствование» (Н. Новгород, 2007), на заседании Нижегородского отделения Русского ботанического общества РАН (Н. Новгород, 2007).

Публикация результатов исследования: По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в. том числе одна в издании, рекомендованномВАК.

Декларация личного участия автора. При выполнении диссертационной работы были использованы материалы,. полученные в условиях полевых и лабораторных опытов, выполненных в 2004 — 2007 гг. За годы исследования было проанализировано 40 мужских растений, по 5 экземпляров- каждого гибрида. При определении- морфологических показателей пыльцы измерено 1440' пыльцевых зерен. При определении' показателей качества пыльцы смонтировано 720 временных препаратов и проведена оценка 72000 пыльцевых зерен. Для оценки динамики жизнеспособности пыльцы было проанализировано 504 тысячи пыльцевых зерен, а для определения динамики роста пыльцевых трубок проведено 16800 измерений. При изучении прогамной фазы оплодотворения проанализировано 56 комбинаций скрещивания, смонтировано и просмотрено 2520 давленых препаратов. Доля личного участия автора в подготовке и написании публикаций составляет 75%.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Начальные этапы микроспорогенеза у гибридов с преобладанием морфофизиологических признаков катунского экотипа протекают при более низкой сумме положительных температур, чем у гибридов с преобладанием морфофизиологических признаков прибалтийского экотипа.

2. Морфометрические показатели пыльцы Н. rhamnoides зависят от эколого-географического происхождения гибридов и в большей степени — от экологических (погодных) условий в период формирования мужского гаметофита.

3. Все изученные гибриды Н. rhamnoides можно разделить по динамике прорастания и роста пыльцевых трубок in vitro на две группы, включающие в себя мужские растения разного эколого-географического происхождения.

4. Селекция мужских растений Н. rhamnoides должна основываться, наряду с хозяйственно ценными признаками, и на показателях качества пыльцы, а оценка комбинаций скрещивания - на прогамной фазе оплодотворения.

Объём и структура работы.

Диссертация изложена на 181 странице машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания условий, методов и объектов исследования, полученных результатов и их обсуждения, заключения, выводов и приложения. Работа проиллюстрирована 35 рисунками, 10 таблицами и 16 приложениями. Список литературы включает 242 источника.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Лапшин, Денис Анатольевич

Выводы

1. Выделены две группы гибридов Н. гкатпо1с1е8, различающиеся по срокам начала этапов микроспорогенеза в зависимости от суммы положительных температур в весенний период. К первой группе относятся гибриды с преобладанием морфофизиологических признаков катунского экотипа, а ко второй — с преобладанием морфофизиологических признаков прибалтийского экотипа. У гибридов первой группы начало микроспорогенеза и образование тетрад микроспор происходят при более низких суммах положительных температур (48,5 - 49,5°С и 114,8 - 118,5°С соответственно), чем у гибридов второй группы (62,0 — 71,1°С; 135,6 — 147,0°С). Созревание пыльцы и цветение (пыление) мужских растений протекают у изученных гибридов и экотипов практически одновременно, при сумме положительных температур от 171,8 до 216,6°С и от 276,3 до 343,9°С соответственно и зависят от складывающихся в этот период погодных условий.

2. Отмечено высокое варьирование морфометрических показателей пыльцы облепихи (84,1%) в зависимости от погодных условий в период формирования мужского гаметофита. Эколого-географическое происхождение гибридов оказывает незначительное воздействие (6,3%) на морфометрические показатели пыльцевых зерен.

3. Стабильный температурный режим в период формирования мужского гаметофита облепихи способствует формированию пыльцы с высокой жизнеспособностью.

4. По динамике прорастания пыльцы и роста пыльцевых трубок все изученные гибриды Н. гкатпо1с1е8 подразделяются на 2 группы. К первой группе относятся гибриды (Геракл и Дебют), пыльца которых прорастает и пыльцевые трубки достигают основной длины в течение 2 - 4 ч после посева на среду Транковского, а у гибридов второй группы (5/87, 1/89, 31/89, 1/90, 1/91 и 5/93) пыльца прорастает и пыльцевые трубки растут в течение более продолжительного периода (16 - 22 ч).

5. Наиболее высокие показатели качества пыльцы во все годы исследований отмечены у гибрида 5/87, что свидетельствует о высокой устойчивости данного гибрида к экстремальным погодным условиям среды и указывает на перспективность дальнейшего использования его в селекции мужских растений облепихи крушиновидной.

6. Выявлены различия в характере прорастания пыльцы в тканях рыльца пестика при внутривидовом взаимодействии (скрещивании) гибридов Н. rhamnoides разного эколого-географического происхождения. По результатам исследований прогамной фазы оплодотворения самой удачной является комбинация гибридов (9 х 6) 8/93 * 1/89.

Заключение

Изучение микроспорогенеза, показателей качества пыльцы, прогамной фазы оплодотворения различных гибридов облепихи крушиновидной (Н. гкатпо1с1е8) в полевых и лабораторных условиях даёт основание говорить о ряде выявленных закономерностей репродуктивного процесса, имеющих важное значение для селекции и промышленного садоводства облепихи.

Полученные экспериментальные данные позволяют утверждать, что начало отдельных этапов микроспорогенеза у гибридов с различным эколого-географическим происхождением зависит от набора положительных температур в весенний период. Эти различия между гибридами проявляются при плавном наборе положительных температур. Интенсивный набор положительных температур сглаживает различия между гибридами в наступлении отдельных этапов микроспорогенеза.

Цветение у всех изученных мужских гибридов начинается примерно в одни сроки, а продолжительность пыления растений зависит в основном от погодных условий, складывающихся в период цветения. В годы с высокой влажностью воздуха на фоне пониженных температур в период цветения облепихи крушиновидной отмечено более продолжительное пыление.

Анализ морфофизиологических показателей пыльцы выявил влияние генотипа гибридов и погодных условий на микроспорогенез и созревание пыльцы. Следовательно, морфофизиологические показатели пыльцы можно использовать для селекционной характеристики гибридов.

Определение жизнеспособности пыльцы облепихи крушиновидной на среде Транковского трудоёмко и позволяет получить окончательный результат не ранее, чем через 22 ч, а гистохимические методы оценки жизнеспособности пыльцы менее трудоёмки и занимают значительно меньше времени. Изатин - тест (на пролин) характеризует начальные этапы прорастания (первые 2 - 4 ч), а метод Александера лучше описывает конечную жизнеспособность пыльцы (потенциально возможную). Данные методы можно с успехом применять в селекции мужских гибридов облепихи крушиновидной для экспресс-оценки качества пыльцы.

В настоящий момент определение наиболее перспективных мужских гибридов в селекционном процессе идет по таким показателям, как устойчивость к неблагоприятным условиям среды, габитус и вилтоустойчивость, но мы считаем, что для более полной оценки репродуктивной функции мужских гибридов требуется изучение жизнеспособности пыльцы и определяющих её показателей качества с применением балльной системы. Такая оценка будет более точной, если учитывать «вес» каждого фактора в определении жизнеспособности пыльцы. На наш взгляд, такой «весовой» характеристикой показателя может служить коэффициент корреляции между показателем качества и показателем жизнеспособности пыльцы, определенной на среде Транковского.

Оценка гибридов по совокупности качественных показателей пыльцы показала, что гибрид 5/87 продуцирует пыльцу наиболее высокого качества.

Изучение прогамной фазы оплодотворения показало общие черты прорастания пыльцы и роста пыльцевой трубки в тканях пестика облепихи крушиновидной (Н. гкатпо1<1е$).

Пыльцевая трубка проникает в ткань пестика между соседними клетками, рост пыльцевой трубки до тяжей проводниковой ткани в ряде случаев весьма хаотичен. Как только пыльцевая трубка достигает проводникового пучка, она тут же поворачивается вдоль него и продолжает рост в сторону завязи.

Впервые установлено наличие особенностей при внутривидовом скрещивании гибридов Н. гкатпо1<1е8 разного эколого-географического происхождения, которые проявились в количестве проросших пыльцевых зерен, изгибах и вздутиях пыльцевых трубок в тканях пестиков.

Результаты исследований указывают на то, что следует уделять внимание прогамной фазе оплодотворения при внутривидовом скрещивании гибридов Н. гкатпо1с1е8 разного эколого-географического происхождения.

Изучение прогамной фазы оплодотворения является научной основой оптимального подбора мужских и женских растений при создании плантаций, а это, несомненно, позволит снизить количество мужских растений в посадках, и, следовательно, повысить урожайность посадок облепихи с единицы площади.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Лапшин, Денис Анатольевич, Нижний Новгород

1. Авдеев В.И. К истории рода Hippophae L. //Биология, селекция и агротехника плодовых и ягодных культур. Сб. науч. тр. /Нижегород. с.-х. инт. — Н.Новгород, 1991.-С. 18-22.

2. Алимова Г.К. Микроспора // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 1. Генеративные органы цветка. / Ред. Т.Б. Батыгиной. СПб.: Мир и семья, 1994. - С. 82 - 83.

3. Андреюк Д.С., Матвеева Н.П., Тукева М.И., Ермаков И.П. Динамка неорганических ионов в микроспоре и пыльцевых зернах табака в развитии мужского гаметофита // Онтогенез, 2000. Т. 31. - № 1. - С. 114-119.

4. Архангельский Д. Б. Морфологические типы пыльцевых зерен современных цветковых растений // Бот. журн., 1982. Т. 67. - №7. - С. 890897.

5. Барыкина Р.П., Веселова Т.Д., Девятов А.Г., Джалилова Х.Х., Ильина Г.М., Чубатова Н.В. Справочник по ботанической микротехнике. Основы и методы. М.: Изд-во МГУ., 2004. 312 с.

6. Батыгина Т.Б., Терехин Э.С., Алимова Г.К., Яковлев М.С. Генезис мужских спорангиев Gramineae и Ericaceae // Бот. журн., 1963. Т. 48. - № 8. -С. 1108- 1120.

7. Батыгина Т.Б. Эмбриология пшеницы. Л.: Колос, 1974. 206 с.

8. Батыгина Т.Б., Колесова Г.Е. Семейство Euphorbiaceae // Сравнительная эмбриология цветковых растений. Phytolaccaceae -Thymelaeaceae. Jl.: Наука, 1983. С. 267 - 277.

9. Батыгина Т.Б., Круглова Н.Н. Движение ядра и клеток в развивающемся пыльцевом зерне // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 1. Генеративные органы цветка. / Ред. Т.Б. Батыгиной. СПб.: Мир и семья, 1994. - С. 120 - 121.

10. Батыгина Т.Б., Васильева В.Е. Размножение растений // Учебник -СПб.: Изд. С.-Петерб. ун-та, 2002. 232 с.

11. Бессчетнов В.П. Селекционная оценка облепиховых зарослей //Вестник с.-х. науки Казахстана. Алма-Ата, 1975. - №4. - С. 93 - 96.

12. Бессчётнов В.П., Кентбаев Е.Ж. Популяционная структура естественных насаждений облепихи в Казахстане // Селекция, интродукция плодовых и ягодных культур: Сб. тр. НГСХА. Н. Новгород, 2003 - С. 60 -62.

13. Бородина H.A. Полиплоидия в интродукции древесных растений. М.: Наука, 1982.-С. 56-57.

14. Бритиков Е.А. Биологическая роль пролина. М., 1975. 88 с.

15. Бритиков Е.А., Мусатова H.A. Накопление свободного пролина в пыльце // Физиология растений, 1964. Т.П. - вып.2. — С. 461-472.

16. Броунов П.И. Значение сельскохозяйственно-метерологических наблюдений и краткое руководство для проведения их. СПб., 1897. - 137с.

17. Васильева А.Е. Ультраструктура стигматоидных клеток Lilium // Физиология растений, 1970. Т. 17. - № 6. - С. 1240 - 1248.

18. Вишнякова М.А. Исследование прогамной фазы оплодотворения у люцерны в связи с самонесовместимостью // Тр. по прикл. бот., ген. и селекции. Л., 1986. Т. 99. - С. 17 - 22.

19. Вишнякова М.А. Рост пыльцевых трубок в пестиках цветка яблони (Malus domestica Borkh.) в связи с самонесовместимостью // Бюлл. ВИР, 1987. Вып. 170.-С. 34-38.

20. Вишнякова М.А. Роль рыльца и столбика во взаимодействии пыльцы с пестиком у Trifolium pretense (Fabaceae) // Бот. журн., 1991. Т. 76. - № 5. -С.677 - 686.

21. Вишнякова М.А. Проводниковый тракт пестика // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 2. Семя. / Ред. Т.Б. Батыгиной. СПб.: Мир и семья, 1997. - С. 107 - 113.

22. Гланц С. Медико биологическая статистика. Пер. с англ. - М., Практика, 1998.-459 с.

23. Голубинский И.Н. Биология прорастания пыльцы. Киев, 1974. 368 с.

24. Грибановская Т.В. Биологические особенности пыльцы некотрых плодовых культур. // Матер. Межд. Научн. практич. Конф. Молодых учёных. - Мичуринск, 2000. - Ч. 1. - С. 20 - 25.

25. Добровольская A.A. Спорофитная регуляция развития мужского гаметофита петунии (PETUNIA HYBRIDA L.). Автореф. дис. . канд. биол. наук. М., 2006.-27 с.

26. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. Изд. «Колос», М., 1973.

27. Елисеев И.П. Некоторые соображения о систематике рода Hippophaö L. // Плодовые и ягодные культуры. / Тр. ГСХИ. Т.77. Горький, 1974. - С. 60 -72.

28. Елисеев И.П. Онтогенез и продолжительность жизни особей Hippophae rhamnoides L. в культуре // Биологические основы повышения продуктивности и охраны лесных, луговых и водных фитоценозов. Сб. ст. — Горький, 1975.-Вып. 4.-С. 3-11.

29. Ермаков Б.С., Фаустов В.В. Технология выращивания облепихи. М.: Россельхозиздат, 1983. — 63 с.

30. Жамсран Ц. Биология облепихи крушиновидной Северной Монголии: Автореф. дис. канд. .биол. наук. Иркутск, 1971. 20 с.

31. Запрягаева В.И. Дикорастущие плодовые Таджикистана. — M.-JL: Наука, 1964. С. 559 - 567.

32. Ильина H.A. Особенности опыления облепихи в Челябинской области // Бюлл. Всесоюзного института растениеводства им. Н.И. Вавилова. Л., 1982.-Вып. 118.-С. 70-71.

33. Ильина H.A. Особенности биологии и хозяйственная ценность сортов и форм облепихи в условиях Южного Урала: Автореф. Дисс. канд с.-х. наук. Л. 1983.-21 с.

34. Ильина H.A. Развитие цветочных почек у облепихи в условиях Челябинска // Физиология, экология и агротехника садовых культур: Сб. науч. тр. Новосибирск, 1985. —С. 107—115.

35. Имс А.Д. Морфология цветковых растений. М., 1964. 497с.

36. Каден H.H., Кондорская В.Р. Морфология цветка и плода лоховых // Морфология растений: Сборник статей, посвящ. памяти проф. К.И. Мейерэ. — М, 1967.-С. 102-119.

37. Камелина О.П., Проскурина О.Б. Семейство Elaeagnaceae // Сравнительная эмбриология цветковых растений. Davidiaceae — Asteraceae. — Л., 1987.-С. 105-110.

38. Камелина О.П. Тапетум // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 1. Генеративные органы цветка. / Ред. Т.Б. Батыгиной. СПб.: Мир и семья, 1994. - С. 46 - 47.

39. Касимовская И.А. Оценка сортов облепихи в условиях центральночернозёмного региона. Автореф. дис. .канд. с. х наук. Мичуринск, 2004. — 28 с.

40. Ковалева Л.В., Ракитин В.Ю., Добровольская А. А. Гаметофитно-спорофитные взаимодействия в системе пыльца-пестик. II. Выделение этилена и СО2 при опылении // Физиология растений, 2000. Т. 47. - № 3. -С. 474-477.

41. Ковалева Л.В., Захарова Е.В., Скоробогатова И.В., Карсункина Н.П. Гаметофитно-спорофитные взаимодействия в системе пыльца-пестик. 3. Гормональный статус в прогамной фазе оплодотворения // Физиология растений, 2002. Т. 49. - № 4. - С 549 - 552.

42. Ковалева Л.В., Захарова Е.В. Гаметофитно-спорофитные взаимодействия в системе пыльца-пестик. 4. Гормональный статус и механизм самонесовместимости // Физиология растений, 2004. — Т. 51. — № 3. -С. 402-406.

43. Кондорская В. Р. Морфология тычиночного цветка и развитие мужского гаметофита облепихи // Науч. доклады высшей школы. Биол. науки. 1967. №4. - С. 69 - 75.

44. Кондорская В. Р. Анатомо-морфологическое исследование облепихи (ГПррорЬае гЬатшлёез Ь.): Автореф. дисс. . канд. биол. наук. М., 1973. -21с.

45. Кондрашов В.Т. Культура облепихи в центральных районах РСФСР (рекомендации). Мичуринск, 1984. — 34 с.

46. Кондрашов В.Т., Соколова Е.П. О новых вилтоустойчивых формах облепихи // Бюл. Моск. О-ва испытателей природы. Отд. Биол., 1991. Т. 96. -Вып. 1.-С. 146-153

47. Концевой М.Г. Облепиха. Ижевск: Удмуртия, 1981. - 72 с.

48. Корзинников Ю.С., Крымская Н.Б., Гачечиладзе Н.Д. особенности биологии и морфологии облепихи Западного Памира //Биология, химия и фармакология облепихи. Сб. науч. тр. Новосибирск: Наука, 1983. - С. 19 — 24.

49. Коробова С.Н. Движение спермиев в пыльцевой трубке покрытосеменных растений // Бот. журн., 1977. Т. 62. - № 11. - С. 1585 -1589.

50. Коробова С.Н. Движение спермиев покрытосеменных растений в пыльцевой трубке и в зародышевом мешке // Актуальные вопросы эмбриологии покрытосеменных. / Ред. М.С. Яковлев. — Л.: Наука, 1979. — С. 5 19.

51. Коробова С.Н., Ковалева Л.В. Пыльцевая трубка // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 2. Семя. / Ред. Т.Б. Батыгиной. СПб.: Мир и семья, 1997. - С. 120 - 121.

52. Линскенс Г.Ф. Реакция торможения при несовместимом опылении и ее преодоление // Физиология растений, 1978. — Т. 19. № 1. - С. 192 - 204.

53. Литвак А.И. Люминесцентная микроскопия в исследовании опыления и роста пыльцевых трубок в пестике // Генетика и селекция в Молдавии. — Кишинев, 1971.-С. 1 105.

54. Магешвари П. Эмбриология покрытосеменных. Изд-во. Иностранной литературы.: М., 1954. -440 с.

55. Мальцева А.Н. Морфофизиологический анализ развития почек облепихи крушиновидной // Биология, селекция и агротехника плодовых и ягодных культур. Сб науч. тр. Горький, 1987. - С. 91 - 100.

56. Матвеева Н.П., Ермаков И.П. Физиология развития мужского гаметофита покрытосеменных растений (Современные направления исследований) // Журнал общей биологии, 1999. Т. 60. № 3. С. 277 - 293.

57. Минкина Ю.В. Фитогормоны и флавонолы в регуляции прорастания пыльцы и роста пыльцевых трубок петунии (PETUNIA HYBRIDA L.). Автореф. дис. . канд. биол. наук. М., 2007. -27 с.

58. Меликян А.П., Тихомиров В.Н. Цветок // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 1. Генеративные органы цветка. / Ред. Т.Б. Батыгиной. СПб.: Мир и семья, 1994. - С. 29 - 34.

59. Модилевский Я.С. Эмбриология покрытосеменных растений. Киев.: Изд-во АН УССР, 1953. 224 с.

60. Мочалов B.B. Введение облепихи в культуру в Новосибирской области // Научные труды Новосибирской плодово-ягодной опытной станции. — Вып. 1. Новосибирск, 1974. - С. 99-108.

61. Навашин М.С. Пыльцевая трубка покрытосеменных как полярно-дифференцированная система // Матер. Всес. симп. по эмбриологии растений. Киев: Наукова думка, 1968. - С. 141- 146.

62. Навашин М.С., Макушенко JI.M., Волховских З.В. Морфологическое исследование пыльцевой трубки // Тез. координац. совещ. По проблеме «Узловые вопросы цитологии». JL, 1959. С. 17.

63. Наумова Т.Н. Халазогамия // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 2. Семя. / Ред. Т.Е. Батыгиной. СПб.: Мир и семья, 1997.-С. 138- 139.

64. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. М., 1974. 304 с.

65. Поддубная-Арнольди В.А. Общая эмбриология покрытосеменных растений. М.: Наука, 1964. - 482 с.

66. Поддубная-Арнольди В.А. Цитоэмбриология покрытосеменных растений. Основы и перспективы. -М.: Наука, 1976. 508 с.

67. Полунина H.H., Свешникова А.И. Микрофотосъёмка при изучении пыльцы и пыльцевых трубок некоторых амариллисовых // ДАН СССР., 1959. -Т. 127. -№ 1.-С. 217-219.

68. Прозина М.Н. Ботаническая микротехника. М.: Высшая школа. 1960. -206 с.

69. Резникова С.А. Цитология и физиология развивающегося пыльника. М.: Наука, 1984.-266 с.

70. Селехов В.В. Селекционно-биологическая оценка мужских форм облепихи: Автореф. кад. дис. . с х наук. - Брянск, 2000. - 22 с.

71. Созонова Л.И. Плод облепихи. Закономерности развития и строения в связис накоплением масла. Н.Новгород, 1991. — 257 с.

72. Соколова Е.П. Период восприимчивости цветка облепихи к опылению //Вопросы интенсификации садоводства в центрально-черноземной зоне. Сб. науч. тр. Воронеж, 1985. - С. 178 - 185.

73. Соколова Е.П., Кондратов В.Т. Биологические особенности опылителей облепихи, перспективных для Центральной Чернозёмной Зоны. // Биология, селекция и агротехника облепихи: Сб. науч. тр. Изд-во Горьк. с.-х. ин-т. Горький, 1988. С. 64-70.

74. Тахтаджян А.Л. Систематика и филогения цветковых растений. М.: Л.: Наука, 1966.-612 с.

75. Тихменев Е.А. О жизнеспособности пыльцы арктических злаков // Бот. журн., 1974.-Т. 59.-№ 10.-С. 1520- 1524.

76. Фаустов В.В. Особенности цветения и плодоношения облепихи крушиновидной//Известия ТСХА., 1975.-Вып.З.-С. 137-146.

77. Фефелов В.А., Фефелова H.H. Целебный дар природы. — Н.Новгород: изд-во ННГУ, 1991.-61 с.

78. Фефелов В.А., Селехов В.В., Коровина М.А., Кузнецова Т.Н. Материалы к разработке программы селекции мужских сортов-опылителей облепихи. // Мат. III. Международ. Симпозиума по облепихи. Улан-Уде, 24 -29 авг. 1998. г. Новосибирск, 1998. - С. 32 - 35.

79. Фефелов В.А. Биология опыления облепихт. // Физиология, электрофизиология, ботаника и интродукция сельскохозяйственных растений: Сборник научных трудов / НГСХА. Н.Новгодод, 2001. С. 250 -253.

80. Фефелов В.А. Особенности цветения и оплодотворения облепихи крушиновидной. // Актуальные проблемы лесного хозяйства Нижегородского Поволжья и пути их решения: сборник научных статей / НГСХА. Н.Новгород, 2005. С. 224 - 228.

81. Финн В.В. Spermazellen bei Vinca minor and V. herbacea // Ber. deutsch. bot. Gesell., 1928. 46. - C. 235 - 246.

82. Цигнер H.B., Петровская-Баранова Т.П. Оболочка пыльцевого зерна -живая физиологически активная структура // ДАН СССР., 1961. Т. 138. - С. 466-469.

83. Эсау К. Анатомия растений. М.: Мир, 1969. 564 с.

84. Яндовка JI.B. Цитологический анализ процесса микроспорогенеза Cerasus vulgaris (Rosaceae) в связи с водным режимом. // Бот. журн., 2004 а. -Т. 89.- №6. -С. 924 -935.

85. Яндовка JI.B. Цитомиксис в процессе мейоза при микроспорогенезе у Cerasus vulgaris (Rosaceae) в связи с водным режимом. // Бот. журн., 2004 б. — Т. 89.-№7.-С. 1141 1145.

86. Ai Y.J., Singh A., Coleman C.E., Loerger T.R., Kheyr-Pour A., Kao Т.Н. Self-incompatibility in Petynia inflate isolation and characterization of cDNAs encoding 3 S-allele-associated proteins. // Sex. Plant Reprod., 1990. - V. 3. - S. 323-331.

87. Allwod E.G., Anthony R.G., Smertenko A.P., Reichelt S., Drobak B.K.,Doonan J.H., Weeds A.G., Hussey P.J. Regulation of the pollen-specific actin-depolymerizing factor LIADF1. // Plant Cell., 2002. V. 14. - S. 2915 -2927.

88. Amici G.B. Observations microscopiques sur diverses especes déplantés. // Ann. Sci. Nat. Bot., 1823. 2: 41 70, 211 - 248.

89. Aouali N,. Laporte P., Clement C. Pectin secretion and distribution in the anther during pollen development in Lilium. // Planta. 2001. V. 213 (1). S. 71 79.

90. Barendse G.W.M., Pereira A.S.R., Berkers P.A., Driessen F.M., van Eyden-Emons A., Linskens H.F. Growth hormones in pollen, styles and ovaries of Petunia hybrida and Lilium species. // Acta. Bot. Neerl. 1970. V.19. - S. 175 - 185.

91. Batygina T.B., Vasilyeva V.E. Periodization in the development of flowering plant reproductive structures critical periods. // Acta Biol. Cracov., Ser. Bot. 2003.-V. 45.-№ l.-S. 27-36.

92. Bednarska E. The effect of exogenous Ca2+ ions on pollen grain germinationo i ^ ■and pollen tube growth-investigation with the use of Ca and verapamil, Ca and ruthenium red. // Sex Plant Reprod., 1991. V. 4. - S. 36 - 38.

93. Bednarska E., Butowt R. Calcium in pollen-pistil interaction in Petunia hybrida Hort. II. Localization of Ca2+ ions and Ca2+-ATPase in unpollinated pistil. Folia Cytochem Cytobiol., 1995. V. 33. - S. 43 - 52.

94. Bernabas B. Effect of water loss on germination ability of maize (Zea mays) pollen. // Ann. Bot., 1985. 48. S. 861 - 864.

95. Bell P.R. Incompatibility in flowering plants: adaptation of an ancient response. // Plant Cell., 1995. V. 7. - №7. - S. 5 - 16.

96. Blackmore S., Barnes S.H. Pollen wall development in angiosperms. // In Microspores, Evolution and ontogeny / S. Blackmore and R.B. Knox, eds. New York: Academik Press, 1990. S. 173 - 192.

97. Bots M., Vergelt F., Wolters-Arts M., Weterings K., van As H., Mariani C. Aquaporins of the PIP 2 class are required for efficient anter dehiscence in tobacco. // Plant Physiology, 2005. V. 135. - S. 1049 - 1056.

98. Bots M., Feron R., Uehlein N., Weterings K., Kaldenhoff R., Mariani C. PIP1 and PIP2 aquaporins are differentially expressed during tobacco anther and stigma development. // J. Exp. Bot., 2005. V. 56. - S. 113 - 121.

99. Brown R.C., Lemmon B.E. Pollen development in orhids 3. A novel generative pole microtubule system predicts unequal pollen mitosis. // J. Cell. Sci. 1991.-V. 99.-S. 273-281.

100. Bruun L., Olesen P. A structural investigation of the ovule in sugar beet, Beta vulgaris: The micropylar nucellus. // Nordic J. Bot., 1989. V. 9. - S. 81 -97.

101. Bui A.Q., O'Neill S.D. Three 1-aminocyclopropane-l-carboxylate synthase genes regulated by primary and secondary pollination signals in orchid flowers. // Plant Physiol., 1998. V. 116. - S. 419 - 428.

102. Burg S.P., Dijkman MJ. Ethylene and auxin participation in pollen induced fading of Vanda orchid blossoms. // Plant Physiol., 1967. V. 42. - S. 1648.

103. Carafa A.N., Pizzolongo P. Callose in cell wall during reproductive processes in Cytinus hypocistis L. // Cariologia., 1990. V. 43. - № 1. - S. 57 -63.

104. Chen Y.C. S., McCormick S. Sidecar pollen, an Arabidopsis thaliana male gametophytic mutant with aberranmt cell divisions during pollen development. // Development. 1996. V. 122. - S. 3243 - 3253.

105. Chen Y.C. S., Wong E.L., Vidali L., Estavillio A., Hepler P.K., Wu H.M., Cheung A.Y. The regulation of actin organization by actin-depolymerizing factor in elongating pollen tubes. // Plant Cell. 2002. V. 14. - S. 2175 - 2190.

106. Cheung A.Y. Pollen-pistil interactions in compatible pollination. // Proc Natl Acad Sci. 1995. V. 92. - S. 3077 - 3080.

107. Cheung A.Y., Wang H., Zhan X., Wu H. A transmitting tissue specific pollen tube growth-promoting glycoprotein. Proc 15th Intern. Congress on Sexual Plant Reproduction. 1998.

108. Chibi F., Angosto T., Matilla A. Variations of the patterns of abscisic acid and praline during maturation of Nicotiana tabacum pollen grains. // J. Plant Phys. 1995. V. 147. - № 3 - 4. - S. 355 - 358.

109. Clark K.R., Okuley J.J., Collins P.D., Sims T.L. Sequence variability and developmental expression of S-alleles in self-compatible and pseudo seif-compatible Petunia. // Plant Cell., 1990. V. 2. - S. 815 - 826.

110. Clement C., Laporte P., Audran J.C. The loculus content and tapetum during pollen development in Lilium. // Sex Plant Reprod., 1998. V. 11. - S. 94 - 106.

111. Cresti M., Murgia M., Theunis C.H. Microtubule organization in sperm cells in the pollen tubes of Brassica oleracea L. // Protoplasma. 1990. V. 154 (2/3). -S. 151 - 156.

112. Dutta R., Robinson K.R. Identification and characterization of stretch-activated ion channels in pollen protoplasts. // Plant Physiol. 2004. V. 135. - S. 1398- 1406.

113. Eady C., Lindsey K., Twell D. The significance of microspore division and division symmetry for vegetative cell-specific transcription and generative cell differentiation. // Plant Cell., 1995. V. 7. - № 1. - S. 65 - 74.

114. Feijo J.A., Malho R., Obermeyer G. Ion dynamics and its possible role during in vitro pollen germination and tube growth. // Protoplasma., 1995. V. 187.-S. 155 - 167.

115. Feijo J. A. The pollen tube oscillator: towards a molecular mechanism of tip growth? Fertilization in higher plants. Heidelberg, Germany. Springer-Verlag Berlin. 1999. S. 317 -336.

116. Feijo J.A., Sainhas J., Holdaway-Clarke T., Cordeiro M.S., Kunkel J.G., Hepler P.K. Cellular oscillations and the regulation of growth: the pollen tube paradigm. // Bioessays. 2001. V. 23. - № 1. - S. 86 - 94.

117. Franci G. G., Nepi M., Dafni A., Pacini E. Partially Hydrated pollen: Taxonomic distribution, ecological and evolutionary significance. // Plant Syst. Evol. 2002. V. 234. - S. 211 - 227.

118. Franklin-Tong V.E., Hackett G., Hepler P.K. Ratio imaging of Ca in the self-incompatibility response in pollen tubes of Papaver rhoeas. // Plant J. 1997. -V. 12.-S. 1375- 1386.

119. Franklin-Tong V.E. Signaling and the modulation of pollen tube growth. // Plant Cell, 1999.-V. 11. —S. 727-738.

120. Franssen-Verheijen M.A.W, Willemse M.T.M. The ovule of Gasteria verrucosa at receptivity of the stigma: an ultrastructural study. // Acta Bot. Neerl. 1990.-V. 1990.-S. 53 -63.

121. Fu Y., Yang Z. Rop GTRase: a master switch of cell polarity development in plants. // Elsevier Science Ltd. 2001. -PII. S. 1360 - 1385.

122. Geitmann A., Cresti M. Ca channels control the rapid expension in pulsating growth of Petunia hybrida pollen tubes. // J Plant Physiol., 1998. V. 152.-S. 439-447.

123. Geitmann A., Snowman B.N., Emons A.M.C., Franklin-Tong V.E. Alterations in the cytoskeleton of pollen tubes are induced by the self-incom patibility reaction in Papaver rhoeae. // Plant Cell. 2000. V. 11. - S. 1239 - 1251.

124. Ghosh S., Shivanna K.R. Anatomical and cytochemical studies of the stigma and style in some legumes. // Bot. Gaz., 1982. V. 143 (3). - S. 311 - 318.

125. Golaszweska B., Bernarska E. Immunocytochemical localization of pectins in the maturing anther of Allium cepa L. // Folia Histochem. Citobiol., 1999. V. 37. -№ 3. - S. 199-208.

126. Goldberg R. B. Plant: novel developmental processes. // Science., 1988. V. 240.-S. 1460- 1467.

127. Goldberg R. B., Beals T.P., Sanders P.M. Anther development: basic principles and practical applications. // The Plant Cell., 1993. -V. 5.-S. 1217 — 1229.

128. Hepler P.K. Tip growth in pollen tubes: Calcium lies the way. // Trends Plant Sci., 1997. V. 2. - S. 79 - 80.

129. Herrero M., Arbeloa A. Influence of the pistil on pollen tube kinetics in peach (Prunus persica). // Amer. J. Bot., 1989. V. 76. - №10. - S. 1441 - 1447.

130. Heslop-Harrison J. Cell walls, cell membranes and protoplasmic connections during meiosis and pollen development. // In: Pollen: physiology and fertilization / Ed. Linskens. Amsterdam.: North-Holland Pabl. Co., 1964. S. 39 - 47.

131. Heslop-Harrison J. Cytoplasmic continuities during spore formation in flowering plants. // Endeavour., 1966. V. 25. - S. 65 - 72.

132. Heslop-Harrison J. Incompatibility and the pollen stigma interaction. // Ann. Rev. Plant Physiol., 1975. V. 26. - S. 403 - 425.

133. Heslop-Harrison J. Pollen germination and pollen tube growth. // Int. Review of Cytology. Pollen: Cytology and development. / Eds. Giles K.L., Prakash J. London, 1987. S. 1 - 78.

134. Heslop-Harrison J., Heslop-Harrison Y. Enzymic removal of the proteinaceous pellicle of the stigma papilla prevents pollen tube entry in the Caryophyllaceae. //Ann. Bot. (London), 1975. -V. 39. S. 163 - 165.

135. Heslop-Harrison J., Heslop-Harrison Y. The pollen-stigma interaction in the grasses. 2. Pollen tube penetration and the stigma response in Secale. // Acta Bot. Neerl. 1981. V. 30. - №4. - S. 289 - 307.

136. Heslop-Harrison Y. The pollen-stigma interaction: pollen tube penetration in Crocus. // Ann. Bot. (London), 1977. V. 41. - S. 913 - 922.

137. Heslop-Harrison Y., Heslop-Harrison J. The pollen-stigma interaction in the Leguminosae: The secretory system of the style in Trifolium pretense. // Ann. Bot. (London), 1982. V.50. - S. 635 - 645.

138. Heslop-Harrison Y., Reger J. Tissue organization, pollen receptivity and pollen tube guidance in normal and mutant stigmas of the grass Pennisetum typhoides (Burm.) Stapf et Hubb. // Sex. Plant Reprod., 1988. V. 1. - S. 182 -193.

139. Heslop-Harrison Y., Shivanna K.R. The receptive surface of angiosperm stigma. // Ann. Bot. (London), 1977. V. 41. - S. 1233 - 1258.

140. Hicks G.R., Rojo E., Hong S., Carter D.G., Raikhel N.V. Germinatinog pollen has tubular vacuoles, displays highly dynamic vacuole biogenesis, and requires VACUOLESS1 for proper function. // Plant Physiology., 2004. V. 134. №3.s. 1227.

141. Hille B. Ion channels of excitable membranes, 3rd Sunderland, MA, USA: Sinauer Press. 2001.

142. Hoekstra F.A, Bruinsma J. Respiration and vitality of binucleate and trinucleate pollen. // Physiol. Plant. (Copenhagen), 1975. V. 34. - S. 221 - 225.

143. Holdaway-Clarke T.L, Feijo J.A, Hackett G.R, Kunkel J.G, Hepler P.K. Pollen tube growth and the intracellular cytosolic calcium gradient oscillate in phase while extracellular calcium influx is delayed. // Plant Cell, 1997. V. 9. - S. 1999-2010.

144. Hoopen R.T, Harbord R.M, Maes T, Nanninga N, Robbins T.P. The Self-incompatibility (S) locus in Petunia hybrida is located on chromosome III in a region, syntenic for the Solanaceae. // Plant J, 1998. V. 16. - S. 729 - 734.

145. Horvitz H.R, Herskowitz I. Mechanisms of asymmetric cell division: Two Bs or not two Bs, that is the question. // Cell, 1992. V. 68. - S. 237 - 255.

146. Iwano M. Entani T, Shiba H, Takayama S, Isogai A. Calcium crystals in the anther of Petunia: the existence and biological significance in the pollination process. // Plant. Cell. Physiol. 2004. V. 45. - S. 40 - 47.

147. Jaffe L.A, Weisenseel M.H. Jaffe L.F. Calcium accumulation within the growing tips of pollen tubes. // J. Cell. Biol. 1975. V. 67. - S. 488 - 492.

148. Janson J. Pollen Tube-pistil Interaction and Fertilization in Lilium longiflorum. Wageningen: Landbouwuniversiteit Wageningen, 1992. S. 1 - 145.

149. Jensen W.A, Fisher D.B. Cotton embryogenesis: the tissue of the stigma and style and their relation to the pollen tube. // Planta, 1969. V. 84. S. 97 - 121.

150. Kevin L.-C. Wang, Hai Li, Ecker J.R. Ethylene biosynthesis and signaling networks.//Plant Cell. 2002. V. 14. S. 131 151.

151. Kinoshita T., Nishimura M., Shimazaki K. Cytosolic concentration of Ca2+ regulates the plasma membrane IT1" -ATPase in guard cells of fava bean. // Plant Cell. 1995. V. 7. S. 1333 1342.

152. Knox R.B. The pollen grain. // in B.M. Johri (Ed.) Embriology of Angiosperms. Springer Verlag. 1984. S. 197-271.

153. Koltunow A.M., Truettner J. Cox K. H., Wallroth M., Golberg R.B. Defferent temporal and spatial gene expression patterns occur during anther development. // Plant Cell. 1990. V. 2. S. 1201 1224.

154. Kovaleva L., Zakharova E. Hormonal status of the pollen-pistil system at the progamic phase of fertilization after compatible and incompatible pollination in Petunia hybrida L. // Sex Plant Reprod. 2003. V. 16. S. 191 196.

155. Lee H.S., Karunanandaa B., McCubbin A., Gilroy S., Kao T. PRK1, a receptor-like kinase of Petunia inflate, is essential for postmeiotic development of pollen. // Plant J. 1996. V. 9. № 5. S. 613 624.

156. Lee S.-L. J., Warmke H. E. Organelle size and number in fertile and T-cytoplasmic male sterile corn. // Am. J. Bot. 1979. V. 66. S. 141 148.

157. Lenartowska M., Rodriguez-Garcia M.I., Bednarska E. Immunocytochemical localization of esterified and unesterified pectins in pollinated and pollinated styles of Petunia hybrida Hort. // Planta., 2001. V. 213. -S. 182-191.

158. Linskens H.F., Heinen W. Cutinase-Nachwies in Pollen. // Z. Bot., 1962. -V. 50.-№ 4.-S. 338-347.

159. Llop-Tous I., Barry C.S., Grierson D. Regulation of ethylene biosynthesis in response to pollination in tomato flowers. // Plant Physiol. 2000. V. 123. - № 3. -S. 971-978.

160. Lord E.M., Heslop-Harrison Y. Pollen-stigma interaction in Leguminosae: stigma organization and the breeding systems in Vicia faba L. // Ann. Bot. (London), 1984. V. 54. - № 6. - S. 827 - 836.

161. Lord E.M., Webster B.D. The stigmatic exudates of Phaseolus vulgaris L. // Bot. Gaz., 1979. V. 140. - S. 266 - 271.

162. Malho R., Trewavas A J. Localized apical increases of cytosolic free calcium control pollen tube orientation. // Plant Cell., 1996. V. 8. - S. 1935 -1949.

163. Malho R. Pollen tube guidance the long and wounding road. // Sex Plant reproduction., 1998. - V. 11. - S. 242 - 244.

164. Mariani C., De Beuckeleer M., Truettner J., Leemans J., Goldberg R.B. Induction of male sterility in plants by a chimeric ribonyclease gene. // Nature., 1990.-V. 347.-S. 737-741.

165. Martinis D.D., Mariani C. Silencing sene exoression of the ethylene-forming enzyme results in a reversible inhibition of ovule development in transgenic tobacco plants. // Plant Cell., 1999. V. 11. - S. 1061 - 1071.

166. Martinis D.D., Cotti G., te Lintel Hekker S., Harren F.S., Mariani C. Ethylene response to pollen tube grouth in Nicotiana tabacum flowers. // Planta., 2002. V. 214. - S. 806 - 812.

167. Mascarenhas J.P. The male gametophyte of flowering plants. // The Plant Cell., 1989. V. 1. - S. 657 - 664.

168. Mascarenhas J.P. Gene activity during pollen development. // Annu Rev Plant Physiol. Plant Mol Biol., 1990. V. 41. - S. 317 - 338.

169. Mattsson O., Knox R.B., Heslop-Harrison J., Heslop-Harrison Y. Protein pellicle of stigmatic papillae as a probable recognition site in incompatibility rection. // Nature, 1974. V. 247. - S. 298 - 300.

170. Messerli M.A., Danuser G., Robinson K.R. Pulsative influxes of FT, K+ and Ca lag growth pulses of Lilium longiflorum pollen tubes. // J Cell Sci., 1999. V. 112. -№ 10.-S. 1497- 1509.

171. Messerli M.A., Creton R., Jaffe L.F., Robinson K.R. Periodic increases in• 2\ 1'elongation rate precede increases in cytosolic Ca during pollen tube growth. //

172. Developmental Biol. 2000. V. 222. - S. 84 - 98.• 2+ 181. Messerli M.A., Robinson K.R. Tip localized Ca pulses are coincident withpeak pulsatile growth rates in pollen tubes of Lilium longiflorum. // Cell Sci.,1997. V. 110. - S. 1269 - 1278.

173. Miki-Hirosige H., Nakamura S. Process of metabolism during pollen tube wall formation. // J. Electron Microsc., 1982. — S. 31.

174. Mol R., Filek M., Dumas C., Matthys-Rochon E. Cytoplasmic calcium in silk trichomes after pollen grain receptor and post-pollination changes of the electric potential in pistil tissues of maize. // Plant Science, 2004. V. 166. - S. 1461 - 1469.

175. Nasrallah J.B., Kao T.-h., Goldberg M.L., Nasrallah M.E. A c DNA Clone encoding an S-specific glycoprotein from Brassica oleracea. //Nature., 1985. V. 318. - S. 263 — 267.

176. Pacini E., Franchi G., Hesse M. The tapetum: its form, function end possible phylogeny in Embriophyta. // Plant System. Evolut., 1985. V. 149. - № 1. - S. 155- 185.

177. Park S.-Y., Jauh G.-Y., Mollet J.-C., Eckard J., Nothnagel E.A., Walling L.L., Lord E.M. A lipid transfer-like protein is necessary for lily pollen tube adhesion to an in vitro stylar matrix. // Plant Cell., 2000. V. 12. - S. 151 - 163.I

178. Picton J.M., Steer M.W. Evidence for the role of Ca ions in tip extension in pollen tubes. // Protoplasma, 1983. V. 115. - S. 11 - 17.

179. Pierson E.S., Cresti M. Cytoskeleton and cytoplasmic organization of poiien and pollen tubes. // Int Rev Cytol., 1992. V. 140. - S. 73.

180. Pierson E.S., Miller D.D., Callaham D.A., van Aken J., Hackett G., Hepler P.K. Tip-localized calcium entry fluctuates during pollen tube growth. // Dev. Biol., 1996. V. 174. - S. 160 - 173.

181. Polowick P.L., Sawhney V.K. Ultrastructure of the tapetal cell in the stamenless-2 mutant of tomato (Lycopersicon esculentum): correlation between structure and male sterility. // Protoplasms., 1995. V. 189. - № 3-4. - S. 249 -255.

182. Prakash J., Giles K.L. Induction and growth of androgenetic haploids. // In Pollen: Cytology and Development. Int. Rev. Cytol., 1987. V. 107. - S. 273 -292.

183. Preuss D., Lemieux B., Yen G., Davis R.W. A conditional sterile mtation eliminates surface components from Arabidopsis pollen and disrupts cell signaling during fertilization. // Genes Dev., 1993. V. 7. - № 6. - S. 974 - 985.

184. Rau M.A., Sharma V.K. Elaeagnaceae. // Bui. Ind. Nat. Sci. Acad., 1970. -№41.-p. 185 187.

185. Ressayre A., Mignot A., Siljak-Yakovlev S., Raquin C. Postmeiotic cytokinesis and pollen aperture number determination in eudicots: effect of the cleavage wall number. // Protoplasma., 2003. V. 221. - № 3-4. - S. 257 - 268.

186. Ross J.H.E., Murphy D.J. Characterization of anther-expressed genes encoding a major class of extracellular oleosin-like proteins in the pollen coat of Brassicaceae. // Plant J., 1996. V. 9. - № 5. - S. 625 - 637.

187. Rougier M., Inoud N., Said C., Russell S., Dumas C. Male gametophyte development and formation of the male germ unit in Populus deltoides following compatable pollination. // Protoplasma, 1991. V. 162. - № 2-3. - S. 140 - 150.

188. Rousi Arne. Evolutionary Relationship and Systematics in Hippophae. Proceedings of International Symposium on Sea Buckthorn (H. Rhamnoides L.), P. Xian, China. 1989.-p. 17-20.

189. Rudd J.J, Franklin-Tong V.E. Unravelling response-specificity in Ca signaling pathways in plant cells. // New Phytologist, 2001. V. 151. - S. 7 - 33.

190. Scott R, Hodge R, Paul W, Draper J. The molecular biology of anther defferentiaton.//Plant Science, 1991. V. 80. - S. 167 - 191.

191. Scott R.J, Spielman M, Dickinson H.G. Stamen structure and function. // Plant Cell (Suppl), 2004. V. 16. - S. 46 - 60.

192. Scott R. Anther development: a molecular perspective. // In: Jordan B.R. (ed.) The molecular biology of flowering. 1993. C.A.B. International, Wallingford. -S. 141-184.

193. Servettaz C. Monographie des Elaeagnaceae // Beihefte zum Bot. Centralblatt. Dresden, 1909. Bd. 25. - 407 s.

194. Shimmen T, Ridge R.W, Lambiris I, Plazinski J, Yokota E, Williamson R.E. Plant myosins. // Protoplasma, 2000. V. 214. - S. 1 - 10.

195. Shivanna K.R, Heslop-Harrison Y, Heslop-Harrison S.S. Inhibition of the pollen tube in the self-incompatibility response of grasses. // Incompat. Newslett, 1978.-V. 10.-S. 5-7.

196. Singh A, Evensen K.B, Kao T.-h. Ethylene synthesis and floral senescence following compatible and incompatible pollination in petunia inflate. // Plant Physiol, 1992. V. 99. - S. 38 - 45.

197. Sondheimer E, Linskens H.F. Coltrol of in vitro germination and tube extension of Petunia hybrida pollen. // Koninkl. Nederl. Akademie van wetenschappen Amsterdam. Reprinted from Proceedings, 1974. - V. 77. — № 2. -S. 116-124.

198. Staehelin L.A., Hepler P.K. Cytokinesis in higher plants. // Cell., 1996. V. 84. - № 6. - S. 821 -824.

199. Stanley R.G., Linskens H.F. Pollen: Biology, biochemistry, management. Berlin, N-Y: Springer, 1974.

200. Stauffer C., Benito Moreno R.M., Heberle-Bors E. Seed set after pollination with in-vitro-matured isolated pollen of Triticum aestivum. // Theor. Appl. Genet., 1991.-V. 81.-S. 576-580.

201. Stein J.C., Dixit R., Nasrallah M.E., Nasrallah J.B. SRK, the stigmaspecific S locus receptor kinase of Brassica, is targeted to the plasma membrane in transgenic tobacco. // Plant Cell., 1996. V. 8. - S. 429 - 445.

202. Tanaka I. Microtubule-determined plastid distribution during microsporogenesis in Lilium longiflorum. // J. Cell Sci., 1991. V. 99. - S. 21 -31.

203. Tanaka I. Development of Male Gametes in Flowering Plants. // J. Plant Res., 1993. V. 106. - S. 55 - 63.

204. Tang X., Gomes A.M.T.R., Bhatia A., Woodson W.R. Pistil specific and ethylene-regulated expression of 1-aminocyclopropane-l-carboxylate oxidase genes in petunia flowers. // Plant Cell., 1994. V. 6. - S. 1227 - 1239.

205. Testilliano P.S., Gonzales-Melendi P., Ahmadian P., Fadon B., Risueno M.S. The immunolocalization of nuclear antigens during the pollen developmental program and the induction of pollen embryogenesis. // Exptl. Cell Res., 1995. V. 221. -№ 1.-S.41 -54.

206. Theologis A. One rotten apple spoils the whole bushel: The role of ethylene in fruit ripening. // Cell., 1992. V. 70. - S. 181 - 184.

207. Tupy J., Rihova L., Zarsky V. Production of fertile tobacco pollen From microspores in suspension culture and its storage for in situ pollination. // Sex Plant Reprod., 1991. V. 4. - S. 284 - 287.

208. Tupy J., Rihova L., Capkova V., Zarsky V. Differentiation and maturation of tobacco pollen in situ and in suspension culture. // Angiosperm pollen and Ovules. N.Y. etc.: Springer-Verlag, 1992. S 309 - 314.

209. Vidali L., McKenna S.T., Hepler P.K. Actin polymerization is essential for pollen tube growth. // Molecular Biology of the Cell. 2001. V. 12. S. 2534 2545.

210. Vishnakova M.A., Willemse M.T.M. Pollen-pistil interaction in wheat. // Acta Bot. Neerl., 1994.-V. 43.-№ 1. S. 231 -252.

211. Wagner V.T., Cresti M., Salvatici P., Tiezzi A. Changes in volume, surface area, and frequency of nuclear pores of the vegetative nucleus of tobacco pollen in fresh, hydrated, and activated conditions. // Planta., 1990. V. 181. - S. 304 - 309.

212. Walters M.S. Meiosis readiness in Lilium. // Can. J. Genet. Cytol., 1985. -V. 27.-S. 33 -38.

213. Wang T.W., Balsamo R.A., Ratnayake C., Piatt K.A., Ting J.T., Huang A.H. Identification, subcellular localization, and developmental studies of oleosins in the anther of Brassica napus. // Plant J., 1997. V. 11. - № 3. - S. 475 - 487.

214. Weterings K., Pezzotti M., Cornelissen M., Mariani C. Dynamic 1-aminocyclopropane-l-cardoxylate-synthase and oxidase transcript accumulation patterns during pollen tube growth in tobacco styles. // Plant Physiol., 2002. - V. 130.-S. 1190-1200.

215. White P.J. Calcium channels in higher plants. // Biochim. Biophys. Acta., 2000.-V. 1465.-S. 171 189.

216. Whitehead C.S., Halevy A.H., Reid M.S. Role of ethylene and ACC in pollination and wound-induced senescence of Petunia hybrida flowers. // Physiol. Plant., 1984. V. 61. - S. 643 - 648.

217. Wiermann R., Gubatz S. Pollen wall and sporopollenin. // Int. Rev. Cytol., 1992.-V. 140.-S. 35-72.

218. Worral D., Twell D. Pollen maturation: Where ubiquitin is not required? // Bioassays., 1994. V. 16. - № 12. - S. 873 - 875.

219. Wu H., Wang H., Cheung A.Y. A pollen tube growth stimulatory glycoprotein is deglycosylated by pollen tubes and displays a gradient in the flower.//Cell., 1995.-V. 82. S. 393-403.

220. Wu H.M., Wong E., Ogdahl J., Cheung A.Y. A pollen tube growth promoting arabinogalactan protein from Nicotiana alata is similar to the tobacco TTS protein. // Plant J., 2000. V. 22. - S. 165 - 176.

221. Yamamoto Y., Nishimura M., Hara-Nishimura I., Noguchi T. Behavior of vacuoles during microspore and pollen development in Arabidopsis thaliana. // Plant and Cell Physiology, 2003.-V. 44.-№ 11. S. 1192- 1201.

222. Yang Z.H. Small GTRases: Versatile signaling switches in plants. // Plant Cell., 2002. V. 14. - S. 375 - 388.

223. Yu H.S., Rassel S.D. Occurrence of mitochondria in the nuclei of Nicotiana tabacum sperm cells. // Plant Cell., 1994. V. 6. - S. 1477 - 1484.

224. Zarsky V., Garrido D., Rihova L., Tupy J., Vicente O., Heberle-Bors E. Derepression of the cell cycle by starvation is involved in induction of tobacco pollen embryogenesis. // Sex Plant Reprod, 1992. V. 5. - S. 189 - 194.

225. Zheng Z.L., Yang Z. The Rop GTPase: an emerging signaling switch in plants. // Plant Molecular Biology, 2000. V 44. - S. 1 - 9.

226. Zinkl G.M., Preuss D. Dissecting Arabidopsis pollen-stigma interactions reveals novel mechanisms that confer mating specificity. // Annals of Botany., 2000. V. 3. — S. 54-60.

227. Zonia L., Tupi J., Staiger C. Unique actin and microtubule arrays coordinate the differentiation of microspores to mature pollen in Nicotiana tabacum. // J. Exp. Bot., 1990. V. 50. - № 5. - S. 581 - 594.

228. Zonia L., Cordeiro S., Feijo J.A. Ion dynamics and hydrodynamics in the regulation of pollen tube growth. // Sex Plant Reproduction, 2001. V. 14. - S. 111-116.

229. Zonia L., Cordeiro S., Feijo J.A. Oscillatory chloride efflux at the pollen tube apex has a role in growth and cell volume regulation and is targeted by inositol 3,4,5,6 tetrakisphosphate. // Plant Cell., 2002. - V. 14. - S. 2233 - 2249.