Ембріологічні особливості насінної репродукції деяких видів Spiraeoideae, Rosoideae (Rosaceae) із флори Українських Карпат

3. Попович Г. Б. Особливості насінного розмноження Alchemilla deylii Plocek. / Попович Г. Б. // Наук. вісник УжНУ, Серія: Біологія. - 2008. - № 24. - С. 218-220.

4. Попович Г. Б. Особливості мікроспорогенезу і формування чоловічого гаметофіту Rosa canina L. і Rosa corymbifera Borkh. в умовах Закарпатської області / Попович Г. Б. // Наук. вісник Чернівецького університету, Серія: Біологія. - 2008. - № 416. - С. 191-196.

5. Попович Г. Б. Розвиток репродуктивних структур у деяких видів роду Spiraea L. і Aruncus sylvestris Rafin. (Spiraeoideae, Rosaceae) / Попович Г. Б. // Укр. ботан. журн. - 2009. - Т. 66, № 1. - С. 103-110.

6. Лепіш Г. Б. Ембріологічне дослідження Alchemilla subcrenata Buser. та A. xanthochlora Rothm. (Rosaceae) із флори Українських Карпат / Лепіш Г. Б. // Матеріали ХІІ з'їзду Українського ботанічного товариства (м. Одеса, 15-18 травня 2006 р.). - Одеса, 2006. - С. 459.

7. Попович Г. Б. Ембріологічні особливості насінної репродукції деяких видів Spiraeoideaае (Rosaceae) / Попович Г. Б. // Актуальні питання ботаніки та екології: Матеріали міжнародної конференції молодих учених-ботаніків (17-20 вересня 2007 року). Київ, 2007. - С. 112-113.

8. Попович Г. Б. Ембріологічне дослідження Alchemilla deylii L. (Rosaceae)/ Попович Г.Б. // Актуальні питання досліджень рослинного покриву Українських Карпат: Матеріали міжнародної регіональної конференції, присвяченої 100-річчю від дня народження проф. С. С. Фодора (4 - 6 жовтня 2007 року, м. Ужгород, Україна). - Ужгород - 2007. - С. 88-89.

9. Попович Г. Б. Мікроспорогенез та розвиток чоловічого гаметофіту у Rosa canina L. і Rosa corymbifera Borkh. / Попович Г. Б. // Актуальні проблеми ботаніки та екології: Матеріали міжнародної конференції молодих учених (13 - 17 серпня 2008 року, м. Кам'янець-Подільський).- Київ - 2008. - С. 250-251.

10. Попович Г. Б. Диференціювання квіток чоловічої та жіночої статі на ранніх етапах органогенезу у дводомного виду Aruncus sylvestris Rafin. / Попович Г. Б. // Проблеми збереження біорізноманіття Українських Карпат: Матеріали ІІ регіональної конференції молодих учених та студентів (23 квітня 2009 року, м. Ужгород). - Ужгород, 2009. - С. 38.

11. Попович Г. Б. Особливості мегаспорогенезу у деяких видів роду Rosa L. (Rosaceae) із флори Українських Карпат / Попович Г. Б. // Актуальні проблеми ботаніки та екології: Матеріали міжнародної конференції молодих учених (11 - 15 серпня 2009 року, м. Кременець, Україна). - Кременець, 2009. - С. 206-207.

АНОТАЦІЯ

Попович Г.Б. Ембріологічні особливості насінної репродукції деяких видів Spiraeoideae, Rosoideae (Rosaceae) із флори Українських Карпат. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук зі спеціальності 03.00.05 - ботаніка. - Інститут ботаніки ім. М. Г. Холодного НАН України, м. Київ, 2010.

У дисертаційній роботі представлено результати цитоембріологічних досліджень особливостей насінної репродукції деяких видів підродин Spiraeoideae та Rosoideae родини Rosaceae із флори Українських Карпат. Дисертація присвячена детальному ембріологічному вивченню особливостей формування чоловічих та жіночих генеративних структур, способу репродукції (статевого чи апоміктичного), розвитку ендосперму та зародка.

Досліджено формування структурно одностатевих квіток у Aruncus sylvestris Rafin. і органогенез квітки у представників роду Spiraea L. (Rosaceae). У всіх досліджуваних видів вивчено мікроспорогенез, розвиток чоловічого гаметофіту, фертильність та життєздатність пилкових зерен. У родів Rosa L. та Alchemilla L. встановлено зв'язок між поліморфізмом пилкових зерен і аномаліями в процесі мейозу.

Встановлено тип жіночого археспорія, функціонування клітин спорогенного комплексу, шляхи розвитку зародкових мішків у представників Spiraeoideae та Rosoideae. Структура насінного зачатку у Rosoideae пов'язана з потужним розвитком клітин як первинного, так і вторинного археспорія за рахунок їх мітотичних поділів. У видів роду Rosa нами виявлено тільки статеве відтворення, що пов'язане з утворенням потужного спорогенного комплексу, трансформацією багатьох спорогенних клітин у мегаспороцити та особливостями їх мейотичного поділу, що призводить до розвитку і збереження визначеного числа хромосом у окремих мегаспор і зародкових мішків, що з них розвиваються. Другий напрям функціонування призводить до апоміксису, що характерно для видів роду Alchemilla, у яких клітини потужного спорогенного комплексу здатні трансформуватись в мегаспороцити, що дегенерують, та здатності спорогенних клітин мітотичним шляхом розвиватися в диплоспоричні зародкові мішки. У високогірних видів типовою формою апоміксису є апоспорія - партеногенез і адвентивна нуцелярна ембріонія. Ендосперм нуклеарний. Зародок розвиваєтся по типу Asterad var. Geum.

З'ясовано, що насінна репродукція досліджуваних видів підродин Spiraeoideae та Rosoideae відбувається статевим відтворенням (A. sylvestris, S. japonica, S. salicifolia, R. canina, R. corymbifera) чи апоміксисом - апоспорія-партеногенез (A. deylii, A. subcrenata, A. xanthochlora).

Ключові слова: мікроспорогенез, мегаспорогенез, запліднення, еуспорія, апоміксис, диплоспорія, апоспорія, ендосперм, зародок, насінна репродукція.

АННОТАЦИЯ

Попович Г.Б. Эмбриологические особенности семенной репродукции некоторых видов Spiraeoideae, Rosoideae (Rosaceae) флоры Украинских Карпат. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.05 - ботаника. - Институт ботаники им. Н. Г. Холодного НАН Украины, г. Киев, 2010.

В диссертационной работе представлены результаты цитоэмбриологических исследований особенностей семенной репродукции некоторых видов Spiraeoideae, Rosoideae (Rosaceae) флоры Украинских Карпат. Диссертация посвящена детальному эмбриологическому изучению особенностей формирования мужских и женских генеративных структур, способу репродукции (полового или апомиктического), развитию эндосперма и зародыша.

Установлено, что в цветке A. sylvestris закладываются как мужские, так и женские генеративные структуры. Первые етапы морфогенеза цветка свидетельствуют о потенциальном развитии двополых цветков. У A. sylvestris мужские цветки формируются на стадии редукции и дегенерации женского археспория и семяпочек в целом. При формировании женских половых цветков дегенерация мужской генеративной сферы осуществляется во время заложения в них мегаспороцитов. У видов рода Spiraea в пределах соцветия наблюдаются разные стадии развития семяпочек. Первыми дифференцируются микроспорангии. Функционирование женских репродуктивных структур и их развитие происходит на стадии формирования стенки микроспорангия и спорогенных клеток.

У всех исследованных видов изучено микроспорогенез, развитие мужского гаметофита, фертильность и жизнеспособность пыльцевых зерен. У родов Rosa L. и Alchemilla L. установлено cвязь между полиморфизмом пыльцевых зерен и аномалиями в процессе мейоза.

Анализ ембриологических исследований женского археспория свидетельствует о том, что у представителей Spiraeoideae женский археспориальный комплекс представлен одной-тремья клетками, а у Rosoideae женский археспорий - многоклеточный. Зародышевый мешок Polygonum типа.

У полиморфных полиплоидных видов подсемейства Rosoideae cтруктура семяпочки связана с увеличением количества клеток вторичного археспория за счёт их митотических делений. У видов рода Rosa функционирование многоклеточного археспория характеризуется мейотической активностью спорогенной ткани. Обнаружено только половое воспроизведение, что связано с трансформацией многих спорогенных клеток в мегаспороциты и особенностями их мейотического деления, что приводит к образованию мегаспор разной величины и плоидности, микропилярная или субмикропилярная из которых у R. canina и халазальная или епихалазальная у R. corymbifera развивается в зародышевый мешок.

Второе направление размножения ведёт к апомиксису, что характерно для видов рода Alchemilla, у которых клетки массивного археспориального комплекса имеют возможность трансформироватся в мегаспороциты, которые дегенерируют, и возможности спорогенных клеток митотическим путём развиватся в диплоспорические зародышевые мешки. Для агамных високогорных видов типичной формой апомиксиса является апоспория - партеногенез, диплоспория - партеногенез и адвентивная нуцелярная эмбриония.

Для половых видов родов Aruncus, Spiraea и Rosa характерно развитие эндосперма вследствие тройного слияния. У видов рода Alchemilla эндосперм образуется автономно. Развитие зародыша предшествует образованию эндосперма. Эндосперм нуклеарный. Зародыш развивается по типу Asterad var. Geum.

Установлено, что семенная репродукция исследованных видов подсемейства Spiraeoideae та Rosoideae осуществляется половым путём (A. sylvestris, S. japonica, S. salicifolia, R. canina, R. corymbifera) или апомиктически (A. deylii, A. subcrenata, A. xanthochlora).

Ключевые слова: микроспорогенез, мегаспорогенез, оплодотворение, еуспория, апомиксис, диплоспория, апоспория, эндосперм, зародыш, семенная репродукция.

SUMMARY

Popovych H.B Embryological features of seed production in some Spiraeoideae, Rosoideae (Rosaceae) species from the flora of the Ukrainian Carpathians. - Manuscript.

Thesis for obtaining the scientific degree of candidate of biological sciences on a speciality 03.00.05 - botany. - M. G. Kholodny Institute of Botany, National Academy of Science of Ukraine, Kyiv, 2010.

The results of a cytoembryological research of the seed production features in some species of the subgenera Spiraeoideae and Rosoideae of the genus Rosaceae those belong to the flora of the Ukrainian Carpathians are performed in this study. The thesis is devoted to detailed embryological investigation of features in the formation of male and female reproductive structures, the patterns of reproductive process (sexual and apomictic), the development of endosperm and: embryo.

The formation of a structurally unisexual flower in the Aruncus sylvestris Rafin. species and flower's organogenesis of some species of the genus Spiraea L. (Rosaceae) were investigated. Microsporogenesis, the development of male gametophyte, the fertility and viability of pollen grain of all investigate species were studied. The dependence between pollen grain's polymorphism and anomalies in the meiosis process for the genera Rosa L. and Alchemilla L. was determined.

The type of female archesporium, the functioning of sporogenous cells, the patterns of development of female gametophyte (embryo sac) for some species of the genera Spiraeoideae and Rosoideae were determined. The structure of Rosoideae spp. seed's germ is concerned with plentiful development of cells as a primary archesporium by mitotic division. We observed only sexual reproduction in Rosa spp. It is caused by strong sporogenous system, transformation most of sporogenous cells to megasporocytes and the features of meiotic division. Those features result the development and maintenance of permanent chromosome's number in separate megaspores and then in embryo sacs which are grown from them. The second direction of functioning results in apomixic. It is typical for the species of the genus Alchemilla. The cells of their strong sporogenuos system are able to be transformed into megasporocytes. Also it results in the development of embryo diplosporosacs by mitotic division. Apospory as well as parthenogenesis and adventive nucellar embryony are typical kinds of apomixic for mountain species. Endosperm is nuclear. Embryo is developing as Asterad var. Geum. type.

We determined that seed reproduction of the investigated species of subgenera Spiraeoideae and Rosoideae is occur by sexual reproduction (A. sylvestris, S. japonica, S. salicifolia, R. canina, R. corymbifera) or by apomixic - apospory - parthenogenesis (A. deylii, A. subcrenata, A. xanthochlora).

Key words: microsporogenesis, megasporogenesis, conception, euspory, apomixic, diplospory, apospory, endosperm, embryo, seed reproduction.

Размещено на Allbest.ru