Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Сравнительный анализ ультраструктуры железистых трихом листа некоторых представителей семейства Lamiaceae в связи с их функцией

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Сравнительный анализ ультраструктуры железистых трихом листа некоторых представителей семейства Lamiaceae в связи с их функцией"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БОТАШЧЕСК1!Й ИНСТИТУТ ИМЕНИ В. Л. КОМАРОВА

КОЛАЛИТЕ

Милана Робертовна

УДК 581.821'. 2

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ УЛКГРАСТРУКТУШ ЖЮШЭЙЯКХ ТШГОЙ ЛИСТА НЕКОТОРЫХ ПРВДЯЯВИХШЙ СЕЙЕйСТВА ЬА13АСЕАЕ В СВЯЗИ С ИХ ФУНКЦИЕЙ

03,00.05 - Ботаника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации ка соискание'ученой степени кандидата биологических наук

1992

РОССИЙСКАЯ М1ШШ ШТА БОТАШШЮКИЙ ШС?ЙТУТ ЖШ 3. Л. КОМАРОВА

ГГ * ГГГ^ Ч|1" III ...................................... ■ II ■! ч-I .»Ш . '■■■ п» ..»<.*■ III» >■ »,»11 , II III 11 '1II II ч 1

11а правах рукъгясл

КОШШ • Милана Робертовна

УДК 561.621.2

СРЛВШГГШЪШЛ АНАЛИЗ УЛЬТРАСТРГКТУРЫ КЛЕЗИСШ 7ШСЙ ЖГА НЕ&ОТОЙД ПРгЙСТАБИТЖЙ! СШййОТБЛ ШДАСЕДЕ а ОБйБИ С ИХ ФУНКЦИЕЙ

03.СО.05 » Ботаника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации ка соискание ученой степени йаагядата Сгто.топгчсскпх науй

Сан::т - Петербург

Работа выполнена в отделе растительных ресурсов Ботанического института им. В. Я. Комарова РА!{

Научный руководитель - доктор биологических наук

Ирофеойор А. Е. ВАСИЛЬЕВ

Официальные оппонентн - Доктор биологических наук

профессор Ю.Й.ГАКАЛЕЙ

кандидат биологических Наук допент М.П.БШНОВ

Ведущее учреждение - Агрофййкческий институт ВАОХНИЛ

Защита состоится " //* " Жй^А* 1998 г> в " "час." № "мнк.

на заседания Специализированного совета К D02i46.ni по нр;.оуздо-пкю ученой степени кандидата биологических наук при Боганотосйом институте им. В»Л.Комарова РАН По адрес?! 197376, Саикт-Г!етер-бург* ул. Проф. Цг.-ова, И, Еа*айй4бьййй мндтй»уг КМ. Й. Л ¡Комарова РАЯ, йал Ученого совета.

С дасоертйци&Й у.омо оайМЬШт'ьсй .ь. бибМй^ейс Еотйюйебйого института йм. В¡Л.Комарова

Автореферат

разослан $ * 1992 г.

Ученый секретарь СледаалиаЕровашюго совета кандидат биологических наук \JsJXl N О.О.Гдшга

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОМ

Актуальность теми. Многие вредсташтйгщ семейства х,аш1всеее являются ценным растительным сырьем для получения лекарственных препаратов, попользуются в лицевой и парфюмерно-косметической промышленности, Их практическая ценность обусловливается наличием в них биологичеони активных веществ, в основном эфирных мааел, биосинтез который связывают о деятельностью характерных для отого оемейотва структур -нелезистнх трихом. О наличии таких образований на поверхности многих растений йьгло известно давно (см. ;ге1:о-И12ку , 1932), и они являлись предметом изучения с точки зрения анатомии и морфологии, рассматривались как систематический признак ряда таксонов, в том числе представителей семейства 1^боцвет-ннх, а также изучались о точки зрения выполняемой ими'функции.

Наряду о изучением химичоского соотава оекретируешх Губоцветным« вещеот» возникает необходимость более углубленного исследования структур, ответственных за скнтоз и секрецию эфирных ьиаол 1! возможннх сопутствующих веществ. К настоящему времени идентифицирована большая часть терпенов, входягдос з соотав эфирннх масел. Однако тонкая структура йелезиотых трихом выявлена лииь у нескольких видов оем. Ia.-r.iacеае . До оих пор не установлено, еоть ли прямая зависимость между количеством железок на листьях и продуктивностью растения, мало известно об изменениях, которое претерпевает ультраструктура зкелвзиотых трихом в ходе юс развитая. Недостаточно сведений о -тонкой отруктуре и функционировании голо^т№х волоойов, наряду о эфиромасличныки йелезками покрыва-гацйх поверхность листа многих Губоцветных* Согласно последним даШШМ {Васильев, 1977; Кг1а1;еп, ЬсскЬаисап, 1982), ОНИ Ыо-1"ут продуцировать гликопротеикй» ча'О является редким а малоизучен-йыМ явлением у шешх растений.

В йаслейййе 30 лет в иьученйи секреторш» структур растений Ирявилйоь нойЫв к1е$оди сканирующая й трансмиссионная электрон-ййл шкроскотм, поаьоляадив на более высоком уровне изучить ыор-фблоШчесййб особенности ензогенннх железистых образований, а также ио следовать ультраотрук^рш^е основа их йиосинтетической деятельности. ПрйМёйеййе етих кбтодоь поййойяет расширить сферу рёфрвмюМвокй* йволейошнйй4

Ц&т, а ёадачя йоолёйовшШ. целью работм яяклооь сравнительно о

изучение удьтраструктурм явлезкстых трххоц '•» тгончаиос ждоадог !?ых волоокоз и пельтатных Железок у двух видов сем, Lamlaceae «' Kepeta catarla Ь, И UrecooephálUK moliavlcs Е, Jj 0ВЯ8И О"

етик были аоотадяеак" одедующи^ задача?; Í) выяэдяь изменения удьг траструктуры голозадтых водоокоз и Пельтатньогг:еле$ок в ходе их развития, 2) определясь количественные характеристики и sanспот мерности'распределения пельтатиых железок на листьях Kepeta''

catarla Ir Eracocephaluni Eoldavica в связи С СИНТЕЗОМ ИМИ

•вфарша масел, 3) обосновать 'возмездие ио^сакизда вцутркклеточно« го транспорта и ексхрадки у обоих типов железистых трихом,

Fav4¡m новизна. Вперзые детально наследована дяиащка ультра* структура голов^.а^ых волосков и пельтатных келезок Kepe-ta cata-r ria к Dracocephalura moldávica . , а также описана тонкая структура всех типов клеток»,входящих Ь эти секреторные образования, Бяервыс проведены сравнительноа изучение числа и анализ распределения пельтатиых «олеэок яо поверхности листьев- разного soepaow у обоих видов о применением математических методов обработки дан-них. Обосновано предположение, что более высокий выход эфирного масла у D.asoldavica по сравнению с к.catarla обусловлен более высокой, активности» секреторных клеток. Получены данные, свидетельствующие о том, что в головчатых волосках у обоих видов синтезируются глюсопротеины, На основании собственных данных и анализа литературы разработано представление о. локализации синтеза этих веществ а секреторных клетках обоих типов железистых трихом, возможных путях внутриклеточного транспорта и механизмах ехскре-ции.. В секреторных клетках яельтатдах железок B.¡r.oidavioa описаны своеобразные мелкие вакуолеобравные структурн а высказано предположение о юс роли в модификации оекретируедах терпенов.

Практическая ценность работы. Результаты и вывода диссертации вносят вклад в исследование тераеноидогеншос и белокоекретйруодих клеток высших раотейнй и могут служить основой для дальнейшего их изучения у других видов» Сведения, касающиеся количества ьфиро-масличных желеаок и Ш распределения на яио*ьяХг могут быть яо-лезны для решения вопросов систематики tt при ьпреДелеюга сырья по фрагментам растений; Щшйй б »ьйкой оофеторвд* клевой

головчатых волосков мм*?* bAyábrtii- моделью яри и буче-

шш взаимодействия вндогшааматйчеокоГо ретикулума и ármapata Гсльдао! в раатателшой клетке.

АзгоЗзкия. работы. Основные полояекия диссертационной раб-.--

докладывались на ХШ Всесоюзной конференции по электронной микро-окогост (Москва, 1988) | на конференции молодых ботаникой (Ленж-град, 1990)> на заоедании отдела растительных реоурсов КОТ АН СССР (Ленинград, 1991),

П^татащги. По теме диссертации опубликовано 3 работы.

Объем я структура.Диссертации. Работа изложена на /?jf страницах машнописного текста и ооотоит из введения, обзора литературы, главы о материале и методах исследования, главы о результатах исследования, обсуждения результатов, а также выводов. Список литературы включает ¿•¿"-работ русских и <P¿ иностранных авторов. Иллюстративннй материал предстаmmjf/' таблицами електроннс-мик-роскопических фотографий, /ЙРриоункаш, цифровыми таблицами.

ОСНОВНОЕ 'СОДЕРЖАНИЕ РАБОТК

Материал и метода исследования

Объектом исследования служили ЛИСТЬЯ líepeto., catarla h. и Dracooephalun Mldnvica Ъ. Материал бЫл выращен из сокяя, собранных в t.Пятигорске на делянках опорного пункта Hiíía, а тзк-Я0 из осмян, присланных из института эфиромаслйчных культур (Симферополь). Растшшя наращивали в орайжёроях ЕИНа им. В.Л.Комарова. Еш попользован танаа Материал, собранный на делянках опорного пункта БИНа в г.Пятигорско.

Для факоаяии брали лнотья и потаи равного возраста. Основные удыраструитуршв исследования били йрозедонн на листьях длиной 1-5 ssJi Поскольку по гсо $ахоаторй сохраняют содержимое' с&сре-• тоо;шх вйагся, йрямешшюь различимо способы фиксации4 При анализе маг-эрнаяз хггяойилос?,, что иаилучвио результаты дает фикса-, ция смсо&й й|ь% раствора глутарового альдегида на 0,Ш фосфатном буфорз з смеси о IШ растром фор&&яьдей1да на дистшиироваиной воде з тйчегше 4 паооа ирг температура о шстфяксаотей

2% pacísopca 0з04. Пэояс &везйс.-пваиая материал заливали в смесь saoaa о аршшиис-м. гяемроаксютрооиошмескйо наблюдения п съем- • г:у Síffi! иа ОЯСКТрСШНОМ кжрсскопо JEy -7А. По ма-

ísp::a,:a.4 якеср-яогг: qtcj'jttó сиоло S50Q негативов.

Для возер»*овга ляогог-ой йлаотпкки фиассшэ яроводи-

2,53 растеорет щутарэгегэ ояздйГйда d яовяадуаяел сбезвогива-•г ■{ г*::,' г;"! гт"! нрчгсчсслсй я йахгшля золото;.?.

v г r*v.'7t "i сг. гдеэтронпои гороскопе«7215 -35.

j!fln изучения материала на полутонких срезах и гистохимического окрашивания испольвовада фиксацию смеоьп этилового спирта, ледяной уксусной кислоты и формальдегида ( ). Окраоку проводили проадоновыми жраоигелями И Cooraaasee Brilliant Blue,

Для статистического анализа распределения пельтатных железок подсчитывали число железок, попавших в ноле зрения микроокопа при увеличении xIOO. Формулы для вычислений брали из работы Д.Тейлор (1986).

Результаты исследования и их обоуждение

Морфология железистых трихом и данные гистохимии

На поверхности листьев к.саcaria и D.moldavica располагаются три типа трихом: нежелезистые (крощие), головчатые железистые волоски и пельтатные железки. Кроющие и головчатые железистые волоски появляются уже у зачатков листьев длиной менее 0,5 ш, пельтатные железки - на листьях около 0,5 мм. К моменту выхода листа иа почки морфогенез большинства железистых трихом заканчивается.

Головчатые во. ски (ГВ) располагаются более или менее равномерно на обеих сторонах листа. Они приподняты над поверхностью лиота и состоят иа базальной клетки, ножки и головки. Кутикула, покрывавшая ГВ не имеет разрывов.

Пельтатные железки (ПК) встречаются й основном Иа абаксиаль-ной стороне листа, а на5адаксиальной - единично.-Кай правило, они не образуются по жилкам й расположен в небольших углублениях листа. Головки железок покрыты «утикулой, в которой не обнаруживается пор или разрывов! под кутикулой иногда видна 4-6 центральных и 12-16 Периферических клеток. Головка соединяется с поверхностью листа одноклеточной Ножкой.

Окрашивание специфическими красителям вдавило наличие вещества белкового характера в апикальной части головок ГВ на листьях срединной формации и дало полойсйтельную окраску на полисахарида в головках ГВ. В головках ПЖ Ufe было выявлено каких-либо участков с интенсивностью окраски, Превышающей фоновую окраоку цитоплазмы .

Плотность распределения- Пельтатных железок '*'

Поскольку данные литературу и Наши предварительные исследова-

йия показали, что синтез эфирных масел происходят в пелътатша железках, бьши проведены подсчеты количества этих трихом на единицу площади {плотности распределения ^ ) на лиотьях рязноги возраста. Исследование ^ в разных частях листа низовой Формации показало, что, если принять за.единицу плотности £ железок в середине лйота, то полученное В результате усреднения соотношение

/апикальн. • /средн. */баэаяьн. Равно

(О,97*0^03) I 1 ? (1,07±0,03) ДЛЯ .П.еа^йПа и (1*01^0*05) I I г (1^3*0,05} ,ия Э4К101(1ау1аа( то ооть плотность распределения келеэок в багзльной части листовой Пластишш а арпдксм несколько шшв» Максимальная плотность распределения железок наблюдается на сашх молодых листьях, с ув&Лйченйем площади мета она резко падает, а общее число 'железо!: возрастает как у м.с^ыча , так и у о.шШауюа <

Плотность распределения железок показана на рис Л. Лист, на котором её значение становится практически яоотсякнюл для данного Вида (плато на Графиках), мы называем сформированным. Площадь сфардаровеМого листа у и<о^аг1а составляет? 14 см"", у в.тгл1-

йаЧгАоа - 1,3 см2. Плотность распределения железок на сформированных листьях практически неизменна, л не зависит от площади листа. Это объясняется теМ, что увеличение числа железок на листе Происходи* на всем протяжении рос^а последнего путем деления его клстоК; Продолжительности) такого роста определяется общее количество ЖйЛйЗоК на листе. Плотное^ распределения железок на сфор-кийроваййоМ листе равна 610^40 железок на см2 у м.оаЫИв и 410^80 у 1),гг,о1Ла71оа , ».с. $ последнего на I см2 в 1,5 раза

меньше железок.

Ультраструктура пельтатных железок

С момента закладам инициальной клетки и ДО старения железки входящие в ее состав клетки претерпевают ряд изменений, Mu выделяем три последовательные отадни жизнедеятельности пельтатных ие-леьок: деления, секреций и старения.

Стадия деления. Морфогенез пьльтатных железок включав* в себя от момента появления инициальной клетки два першшшальных деления, в результате которых образуется бавальная клетка, клетка-ножка и материнская клетка головки* До окончания делений ультраструктура клеток железок у обоих изученных видов имеет оХодный блд. Клетки головки майо вакуолизированы, в расположений органеля не наблюдается полярности. Митохондрии округлые, б большими влек-троннолрозрачками участками. Пластида представлены 3-5 лейкопластами на срез клетки о небольшим количеством пластйдног;- ретикулу-мл. Эндспдазматический ретйкулум состоит йэ одиночных гранулярных цистерн (ГЭР) к небольшого количества йграиулярШсс трубочек (АЭР). Аппарат-Гольдки находится в умеренно активном состоянии. Кутикула, покрывающая головку, не имеет разрывов» Ей толщина к концу стадии деления достигает 0,18 шщ что сравнимо о толщиной клеточной стеши.

Клетка-ножа содержи* мелкие митохондрии и пластиды, занимающие пристенное положение цистерны ГЭР И небольшое количество (трубочек АЗР. Латеральные клеточные стенки кутинизирована иа во» толщину, Базальная клетка им бет í-2 крупные вакуоли, цитоилайма занимает пристеночное положение.

Как базальная клерка, так и клетка-ножка отличаются большим количеством плаамодесМ. Между клетками головки йлаймодесмн встречаются редко.

Стадия секреции. В расположении оргайелл клеток головКй н;еь-taria в начале секрета наблюдается полярность! митохондрии расположены в основном в апикальной чаой! клетки, s то вреМЯ Как йа-задьнаа занята многоЧИОлеНйшш Лейкопластами. 'Грубочкй АЭР образует густую оеть, заполняющую всё свободное ПрострйЙотво Между орган еллами. Местами на Них располагаются rpyliiM ИЗ 3-6 рибосом.

Ядро занимает центральное положение, в Нём выявляются глкбки конденсированиою хроматина. Наружная ядерная мембрана несет редкие рибосомы. Аппарат Гсльджи неактивен. 1ондрйоМ прёдстппдон

большим количеством митохондрий округлой или овальной форш с хорошо развитой системой крист,. Пластидом осотсат из многочисленных лейкопластов,имеющих в большинстве характерную ферму: ка поперечном срезе она выявляются'как кон&онтрпческио кругл, иногда бывают округлыми или эллипсоидальными, о чшйевгдндаек ;штгя~ нациями и беа них.' Их строка плотная, гоиогенкйя, содержит редкие прозрачные трубки и плаотоглобулы,

Пластида Я.estarla характерным образом связаны с АЭ?. . связь'выражается в том, что элементы АЭ? леяат вдоль ялаежкой оболочки, на поперечных срезах они выШяюгся как округла* ::ро-Фили, а на скользящих - пак параллельные друг другу срубочнк, возможно - непрерывные о регулярными элементами цитозлашк. Образованный таким образом ретикулярный футляр характерен- для тех пластид клеток головки.

Присутствие в секреторных клетках лейкопластов овязывайт с синтезом монотерпекового компонента эфирных масел ( Carde е* al., 1982). Наличие"многочисленных пластид в клетках головки железок свидетельствует о том, что они играют существенную роль в секреторной деятельности этих клеток. Эйдоплавматкческий ретккулум, в свою очередь, мозкэт выполнять как транопортнуы функцию ( сьс.и-oiet, carde, 1982), так и принимать участие а синтезе терпенов (Васильев, 1977).

Пути внутриклеточного транспорта терпенов у Н.citaría показаны на рис. 2а. Из чашевидных лейкопластов и ретикулярной обкладки секрет следует в трубочки АЭР (1), а затем - В вакуоли (2) которые могут образовываться путем локального раоетрения трубочек АЭР. Выведение терпенов за плаамалемму происходит путем эк-зоцитоэа вакуолярно1*о содержимого (3).

Кутикула над головкой отделяется от клеточной стенки, при этом пектиновый слой отходит вместе ó ней. В образовавшейся небольшой субкутикулярной полости равномерно распределено вещество фибриллярной структуры.

У D.moldavica в клетках головки в начале стадии секрешш увеличивается число лейкопластов и митохондрий, а также элементов эндоплазматического ретикулума. При этом хорошо развит не только АЭР, но и ГЭР. В клетках Наблюдается полярность, аналогичная описанной ДЛЯ К.catarla .

Наиболее характерной чертой ультраструктуры является гипертрофированный лейкопластидом, представленный лейкопластами округлой, овальной или сильно вытянутой формы. Чашевидше инвагинации.в них

встречаются крайне редко. Характерной чертой их внутренней отрук-гуры являются'кристаллы, как правило, четырехугольной'формы. Эя-5силаээдтетеский .регийуда представлен трубочками АЭР,. Хорошо фик-жрущяшсй только едкий 0s04, и циотернеми ГЭР - как одиночными» ?ак и л&эдшими параллельно друг другу и образующими таким ОбрайоМ 'часткп йргастогмаавд. Взаимодействия каких-либо элементов рети-:у.т/ь;а и лейкопластов путем образования, футляров в отличие otf к,catarla не происходит, однако мы наблюдали точечные контакты «ешнеХ мембраны оболочки пластид с мембранами ГЭР, вероятно, вр» :етте. Еластиди часто находятся в непосредственной близости от итохок-црпй к вакуолей, возможно, образуя временные контакты по иву щелевых.

Б кешембраннок проотранотве оболочки митохондрий, лейКоплао-оь, ядерной оболочки, а также-в цистернах ГЭР выявляется элейт-мшогглстное вещество, по видимому, зафиксированные терпены.

Кроме того, в Цитоплазме секреторных клеток D.moldavica :тречаются своеобразие отруктуры, йапоминаюгие небольшие вакуо-

V ifí

Jl RA ' ¡

2. Внутриклеточный транспорт и экскреция терпенов в сек-:с>рннх -клетках, А - К.catarla , Б - D.moidaviea , аэр - ат~ ц'лярный вндоклазматический ретикулум, в - вакуоль, гвр - гра-¡ярный эндогааэматячсский ретикулум, д - дендриоль, ко - кле-tuart оболочка, пл - пластида. Пояснения к стрелкам в тексте.

- -

ли диаметром около 0,16 мкм. Они окружены радиально расходякши-оя трубочками, примерно в 1,5-2 раза более тонкими, ч«:« элементы АЗР, анаотомозирующими с мембраной этих структур и негмход/йдами непосредственно в ретикулярные элементе ци.'оплазгль/, 'чло коего эти структуры, названные наш деидриоляга, Бстречл»тс>т i< аликель-НОЙ чаоти головки. Образованные путем сшчотсмозов ?руе-->че|:,ден-дриоли характерны только для железок D.woWftvio* . Подогни.-структуры как модификация АЭР ówm описаны /.".¡¡.'¿'елепозои Цй-Ю), но для головчатых волосков D.foetidim . Ыожло преддедояить, что на мембранах дендриолей располагаются ферменты, ответственные за окиолителыше процессы. Поскольку секрет D.noiftwíon состоит преимущественно из цитраля и других окислешш/. комнонейтоп, можно предположить, что на мембранах доьдриолвй происходит ora (слеше терпеновых компонентов эфирного масла.

Предполагается оущеотвоьание двух путей внутриклеточного трпвс-порта терпенов у D.molAnvioa . Они показан« на ряс. 20. В г.ор-'вом случае секрет поступает в вакуоли из пластид (X) и Г.'3!' {>') в местах точечных контактов И выводится нарушу путей исюцятозз (3). Во втором случае Терпены, образовавшиеся в лейкопластах, поступают в ГЭР (4), а затем в АЭР (5) и дендриоли (6Ь Посля заполнения последних терпенами и их отчленеюш от элементов лума, образовавшиеся мелкие вакуоли мигрируют к плазмалеше. Их содержимое выходи?, за пределы клетки путем вкэоцитоэа (7).

Строение субкутнкулярной полости у d.moldávica аналогично ТекОВоМу у N.c&taria <

В период максимальной секреции клетки головки у обоих изученных видов характеризуются наличием крупной субкутикулярной полости^ которой выявляется не только фибрйллярное вещество, но и плотные глобулы. Общая плотность цитоплазмы Погашается. В клетках увеличивается Количество вакуолей. Их содержимое выявляется в виде электройноплотных капель, приуроченных к тононласту, а также Небольшого Количества фибриллярного вещества, распределенного по всему объему вакуолей.

Аккумуляция терпенов происходит в субкутикулярной полости. Вы-, ход эфирных масел из последней имеет место лишь при ее механическом повреждении, хотя частично они, вероятно, Могут■проникать на поверхность через пектиновые фибриллй кутикулы.

Клетка-йоака H.eatnria и в.moldávica на стадии секреции ва-нуолизирована больше, чем клетки головки. Характерной чертой ее ультраструктур! ягшготся лейкопласты 'округлой формы, лишенные

крахмала, имеющие плотную гомогенную отрому и большое количество пластоглобул. Латеральная стенка кутинизиропана и представляет ообоч подобно пояска Каспари клеток эндодермы корня.

Большая часть базальной клетки'у обоих видов занята вакуолью. В пристенном слое цитоплазмы лежат длинные одиночные циотерны ГЭР, мелкие митохондрии И диктиосомы.

Так™ образом, основными ультраотруктурными характеристиками м.cataría можно считать гипертрофированный лейкопластидом и наличие ретикулярного футляра у пластид. По этим признакам пельтатные железки Н.catarla СХОЖИ С таковыми Dracooephalum nodu'ioeunt.■ представителем одной из трех групп эфиромасличных растений, определенных Л.Л.Шазардой о соавторами на основе сопоставления ультраструктурных и биохимических данных. Mu присоединяемся к мнению ЭТИХ авторов, объединивших D,moldavica о Praoocephalum foetidum и D.heterophy'iium, исходя из наличия в секреторных клетках'их яелезок как ЛЭР. так и 1*ЭР и отсутствия в них ретикулярны футляров у пластид. По наиему мнению, в дальнейшем оледует обратить внимание на наличие дендриолей у других представителей данной группы.

Стадия старения. У обоих изученных видов на данной стадии сильно увеличивается электронная плотность содержимого клеток головки и ножка. По всему периметру клеток Золовки располагаются . учаотки периплазматического пространства, в которых лежат осмио-фильнне глобулы. Мембраны органелл приобретают негативный контраст. Такие изменения ультраструктуры говорят о необратимых процессах деградации железок.

Ультраструктура головчатых волосков

^оловчатые волооки на листьях обоих изученных видов образуются из одной протодермальНой клетки в результате двух последовательных периклинальннх делений и одного-дьух антиклинальных делений клетки головки. Становление ультраструктуры и основные характеристики внутреннего строения всех клеток головчатого волоока схожи у обоих видов. Мы выделяем следующие стадии кизнедеятельности головчатых волосков: деления, пролиферации ГЭР, активной секреции и старения.

Стадия деления. Основной цитологической характеристикой клеток головки и нйкки является высокоактивный аппарат Гольдки. Диктиосомы имеют хорошо выраженную морфологическую полярнасть и окружены

большим количеством окаймленных а неокаймлешшх пузырьков. Первые часто встречаются также около плавмалеммы, иногда образуя картины слияния о ней. Неокайшенные пузырьки, сливаясь друг с Другом, образуют вакуоли раз!шх размеров. По их периферии расположено рыхлое вещество фибриллярной структуры. Митохондрии ;пюют светлей матрико, редкие кристы и крупные участки с фибриллами ДНК. Пластиды - немногочисленные лейкопласты овальной формы со светлой стромой, некрупными ламеллаш и редкими пластоглобулаш.

Такие ультраструктурные характеристики говорят о том, что, по-видимому, б данных клетках на этой стадии происходит активный синтез полиоахаридоп, в основном, вероятно, связанный со строительством меточной оболочки. Часть секрета накапливается в вакуолях. Эти наблюдения согласуются, в Частности, с данными u.Kriaten я G.ldefceaeit (1960) о Преимущественном синтезе полисахаридов На ранних стадиях развития подобных сбкреторннх клеток у Aptenla cordifolia « Преобладание полиоахаридов было отмечено B.Ga:atin И lUApostolakoft (1977) В зксудате секреторных клеток Marchantía На ранних стадиях развития.

Назальная клетка сильно вакуояизйрована) немногочисленные mito-хондрии и лейкопласты, а также одиночные цистерны ГЭР располагаются в тонком пристенном слоё цитоплазш.

Стадия пролиферации Г'З?. Клетки головки обоих изученных видов средне вакуолйзйрованн, Центральную Часть клетки занимает крупное ядро» Ядрышко'^ ёэ&йМо перемешанным гранулярным и фибриллярным Компонентами. У D¿moldaviea вблизи ядрышка наблюдаются кристаллы, состоящие из отдельных ламелл, лежащих почти параллельно дру~ другу» Каждая лам&йла в свою очередь состоит из Не сливающихся одна с другой оубьединиц.

Актйвййоть диктиосом уменьшается по сравнению с предыдущей стадией. Основной органедлйй становится РэР. №0 цистерны лежат, КаК Правилу шрйллельйо ¿фуг другу fio 3-6, иногда до 10 у d.moldávica Й tt» 2-4 Й до 5 у К» catarla . Местами образуются участ-Kíi эр^астонлазкЫ! КолйчеоТВо цистерн в которых доходит до 7-15. %<Ш пуэырькой ГольДМ, окружающих дйктйосомы, в среднем составляет 6 у К,cataría й 15 У flitaoldavica . Mettty дийтиосомами и цистернами РзР у оймй видов располагаются пузырьки, которые уступают fío размера^ пузырькам ГШ&джи, Но превышают окаймленные. ВозМожйо, oint явлйютей проМелуточНыми йузЫрьКйМи, осуШествляющи-г.ят транспорт между дйктиосоМамй й ГЭР.

Пластиды у обоих ироледоваяша вздев представлены 8-3 бео-г-, ыми не связашшмй с адожяхевд зндаедазшвотвойом реи "л лейкопластами на срез клееки, В них йШ1В.чйется I круп/ --3 более.мелких кристалла округлой 4ро|ш,' окруженных

.г внутриклеточного трансяор-га секрета в клетках головки у й.оп^ги и' 1>,!аа14ву1са на сза^ог пройкферашет ГЭР показаны V. ршп 3, Из цистерн ГЭР протезна аооиусаа* в дикуяосомы (I),

пятно, посредством промежуточных пузырьков. Из дактиосом оек-р«т тступает в перотиазА&тичзское Пространство (2) й| частично( в вакуоли (3). Часть синтезированных на рибосомах ГЭР белков

Ркс. з. Пути внутриклеточного транспорта в секреторных клетках головчатых волосков К.сагаг1а й В,йе1йау1ое» В - Ваиуоль, гэр - гранулярный эндопяазматичеакий ретккулум, Адийтиосома, эл - ока;а«енкыЙ пузырек , пг - пузырек Гольдки, пп - промежуточные. пузырьки, я - ядро с белковым кристаллом. Пояснения к стрелкам в тексте.

поступает в. ядро {4) и отклау&вается там в виде кристалла. От плазматической' здкЗраш сятаяиятоя окаймленные пузырьки (.5), рассматриваемые шйи так шгаасаторные, обеспечивающие возврат мембранного материала в клетку.

Клеточная стетга с зз-узрезаей' стороны в апикальной част:: меток головки образу-нт жайойкж® протуберанцы. Между шгаэдалеммой и клеточной ойвадгаз-й за счет отложения секрета образуется пе~ риплазматичеовте. гздаатранство.

Субкутикударетя гшостъ .небольшая, заполненная секретом риллярной еяррозгш* аналогичным содердаюму периплазматическогс пространств®- В|риг 6» образования пектиновый олой остается на клеточной стшж®. Эи внутренней стороне кутикулы образуются' выемка; а в пеюшишдая «¡да® — комплементарные им выросты.

Слга-шсн егстибнр?: секреции. У обоих видов на данной стадии, узе личаззйшя! читаю секреторных пузырьков и вакуолей. Размеры г.ро-эдйярщдащ, 1дв&уяикулярной полости я иериплазматичеокого пр&сх-ршккгза зовраишот. Количество цистерн ГЭР, наоборо т, умейыза у тел я ©ни уав зге авфазуют крупных участков ергаотоплазмы. Активность дщкшдашм ¡кшегогько увеличивается.

ЗКвадка- шшеа имеет среднюю степень вакуолизации. Дгаикосоьк т зздтяв щшжерны ГЭР расположены по периферии .ялетки- Яатераль-швв зелгаэтаке- стенки кутинизированы подобно тому, как это было апипйяш дяяг пельтатных железок.

Пйяпзг весь объем базальной клетки занимает крупная вакуоль. Шз1 периферии располагаются мелкие митохондрии, бескрахмалыоа-лейкопласты и редкие циотерны ГЭР.

Стадия старения. Содержимое-клеток головки становится плотным, а сами клетки оттесняются оекретом от оболочки. Периплаьма-тическое пространство и субкутикулярная полость занимает значительный объем. В них находятся вещество фибриллярного характера. Ножка вакуолизируется, в ней выявляются картины локального автолиза. Назальная клетка мало отличается от соседних эпидермалькнх клеток, за исключением большего общего объема.

Таким образом, в ультраструктуре головчатых волосков наблюдается смена стадии активности аппарата Гольдам стадией.домики- -рования ГЭР, за которой следует повторная незначительная активация1 аппарата Гольдаи.

Приведенные ультраструктурные и гистохимические данные скт.пл-~ талвствуют о том, что в секреторных клетках головчатых волоскоп

...ш-гезируются гликопротеины. Их синтез и внутриклеточный транспорт обеспечивается деятельностью ГЭР и аппарата Гольдки. Эти структуры преобладаат и в клетках других растений, синтезирующих белково-гюлисахаридную слизь (Dexheirr.er , I98I| Krifiten, lookhauaen, 1982, и др.).

Наиболее важным способом вывода секрета из клеток головки, вероятно, является экэоцитоз оодержимого пузырьков Гольдки в периплаз-матическое пространство. Возврат, мембранного материала, по нашему мнению, может происходить о помощью окаймленных пузырьков, что характерно, в частнооти для лмвотиых клеток (АЛбертс й др., 1986).

ВЫВОДЫ

1. Листья и.catarla iiD.moldavioR'неоут экзогенные секреторные образования двух типов: головчатые волооки и пельтатные железки. Первые оекретируют в ооновном гликопротеины, вторые - тергэны, что находит отражение в их ультраотруктуре.

2. Головчатые волооки у обоих исследованных видов имеют сходные черты у!'л,траотрук\„ры. На первой стадии специализации они харак-теггт^тгоя высокой активностью аппарата Гольдай и Синтезируют по-лщ-^пр;?.®, Затем наступает стадия Пролиферации гранулярного вк~ ттои.ч ■■:>; этического ретикулума й синтеза гликопротеинов. Повторное

::|0(! увеличение активности аппарата Гольдай наблюдается на отатши активной секреции. Синтезированные на Мембранно-овязашшх рибосомах ГЭР протеины через нромо^уточике Цистерны ГЭР и проме-жуточ' "> пузырьки оледуют в дттшоош, где происходит ик модификаций- и затем везикулярный Транспорт гликопротеинов в перяплазка-тнчтекое пространотво или в вакуоли»

3. На единицу площади у 2.,catarla приходатоя в 1,5 раза больше пельтатных железой, чем у fl.moldávica . Большая продуктивность синтеза эфирного масла у D.ttoldavlea но сравнений с н.catarlo обусловлена не количеством пельтатных калезок, а объясняется скорее всего интенсивностью внутриклеточных процессов.

4. В секреторных клетках.пельтатннх йелезок ».catarla н D.mái-davica преобладаниям Компонентом яшюгся лейкоплас-га. Это roso-

гит об их активной ролй в сййтезе терпенов. У лейкопластов n.cata-т".5 ч шлется йвтакулярннй футляр е Еграяулярнай 9Ядо1шаг-:.а?а-

■?<- c>rn!í ретккулз";, У э.laoiéüTica сшрл т?ле.отшз г г;;дт>плагматг7е:> ротик;,7iy:»:ü:-i остцеотзлл*^оя с^разоБанле;,; гременнах мтм-

бравшие коцтаитов ые*ду ними.

б. йнутрюишточный транспорт терпенов $ и,оа*вПа я в.шогаауз оа , по-внднмомя проиоходат через вндоплааматичеокий ретикулум. У 0,по1<1ау1оа в трубочках АЭРадендриолях может осуществляться окиоление терпенов. Внутриклеточное накопление терпенов происходи* в вакуолях,

б. Выведение терпенов иэ клетки осуществляется посредством внзоцнТоза 00дершю^б вакуолей в периплааматическое пространство < Накопление терпенов вне клетки проиоходат в субкутинулярной пвяоеми

Опасок рабо¥, опубликованных по теме диссертацию

,1. Телепова М.Н., ИЬварда А.Лц Будандев А<Л., Колалите М.Р.

йааввййтых йсяоскбв лаота р. Вгвбооврьо1ша ъ, в овяаа о оян»е9ои гериеайВ! * Твв.дойл. ХШ воео.ноиф. по вяёяфтЛ' ¿йуфоибШ! Штемроа» 1980| 0. 258

2. Вуданцев А.Л. > Кояшчв Ы,Р. Оообснноота оНушейия некоторых йадоа рбад и <- Те^йокл» Воео. Ьимп. "Ульг-

раб»ру8!Гура раО*вЮ|Йй/.1968* ь*в'а

& Й.Р* аеашвйи* 7ряхш я»р««а

(¿Ылбва!* Увв.йойя» 1У рвов» конф< "Электронная иикро-ШШ Й Йифшйййя ^¿ХвОййапЙА*'V Кйшйв»> 1990, в. 65-66