Рід Аllium l (Аlliaceae) Північного Причорномор'я України (біологічні, екологічні, біохімічні особливості та інтродукція)

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ БОТАНІЧНИЙ САД

імені М.М. ГРИШКА НАН УКРАЇНИ

УДК 582.573.16:504:577.1

03.00.05 -- ботаніка

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

РІД АLLIUM L. (АLLIACEAE) ПІВНІЧНОГО ПРИЧОРНОМОР'Я УКРАЇНИ (БІОЛОГІЧНІ, ЕКОЛОГІЧНІ, БІОХІМІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ТА ІНТРОДУКЦІЯ)

Марценюк Ігор Михайлович

КИЇВ -- 2011



Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Миколаївському державному аграрному університеті Міністерства аграрної політики та продовольства України

Науковий керівник: доктор біологічних наук, старший науковий співробітник Булах Петро Євгенович, старший науковий співробітник відділу природної флори Національного ботанічного саду ім. М.М. Гришка НАН України

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, доцент Якубенко Борис Євдокимович, завідувач кафедри ботаніки Національного університету біоресурсів і природокористування Національної академії аграрних наук України.

кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник Шевера Мирослав Васильович, старший науковий співробітник відділу систематики та флористики судинних рослин інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України.

Захист відбудеться "11" березня 2011 р. о 1300 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.215.01 Національного ботанічного саду імені М.М. Гришка НАН України за адресою: 01014, м. Київ, вул. Тімірязєвська, 1

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного ботанічного саду імені М.М.Гришка НАН України за адресою: 01014, м. Київ, вул. Тімірязєвська, 1

Автореферат розісланий "04 " лютого 2011 р.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат біологічних наук Н.І. Джуренко



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Флора Північного Причорномор'я України в останні десятиріччя зазнала значного антропогенного впливу, внаслідок чого змінилася популяційно-видова різноманітність багатьох груп рослин, десятки видів, що були раніше широко розповсюдженими, стали рідкісними. До таких груп належить і рід Allium L. (Alliaceae), який представлений у флорі України 39 дикорослими видами [Природа Украинской ССР: Растительный мир, 1985].

Серед видів роду Allium багато корисних рослин - харчових, лікарських. декоративних, проте, зовсім небагато видів цього великого роду рослин введені в культуру. Численні літературні дані свідчать, що багато дикорослих видів цибуль за багатьма показниками не лише не поступаються, але й переважають культурні форми, містять цінний комплекс біологічно активних речовин (фітонциди, вітаміни, мікроелементи та ін.), завдяки чому можуть використовуватись у вигляді сировини для фармацевтичної промисловості. Дикорослі цибулі представляють великий інтерес як джерело стероїдних сапонінів [Ахов, 1999] та флавоноїдів [Голубев и др., 2003].

Видам роду Allium для території України приділялась увага у роботах, присв'ячених в основному вивченню флористичної різноманітості [Білик, 1973; Омельчук-Мякушко, 1979]. Проте комплексного дослідження біоморфологічних, фітохімічних, екологічних та ресурсних особливостей дикорослих видів роду Allium в контексті регіональних особливостей флори раніше не проводилось.

Відомості про таксономічний склад, біохімічні особливості, стійкість до несприятливих факторів навколишнього середовища природних популяцій видів роду Allium в степовій зоні України є недостатніми і потребують уточнення. Ці знання мають лягти в основу невиснажливого використання та охорони природних популяцій видів роду Allium.

Зв'язок роботи з науковими програмами. Дисертація виконувалась відповідно до науково-дослідної програми відділу природної флори Національного ботанічного саду ім. М.М. Гришка на 2005-2009 рр. "Наукові основи охорони та збагачення флористичної різноманітності "ex situ" (номер державної реєстрації 0105U000426).

Мета і задачі дослідження. Мета роботи - виявити біоморфологічні, біохімічні та екологічні особливості видів роду Аllium Північного Причорномор'я України, здійснити прогноз введення їх в культуру та перспективи практичного використання.

Для досягнення поставленої мети передбачалося виконання наступних завдань: аllium популяційний біоморфологічний причорномор'я

з'ясувати історію вивчення роду Аllium;

встановити популяційно-видову різноманітність цибуль у Північному Причорномор'ї України;

вивчити біологічні особливості (динаміку росту і розвитку, насіннєву продуктивність, способи розмноження та ін.) в природних умовах та в культурі;

дослідити біохімічний склад дикорослих видів роду Allium та вміст біологічно активних речовин у рослин, вирощених у культурі;

виявити перспективні для культури види.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше проведено комплексне дослідження одинадцяти видів роду Allium Північного Причорномор'я України: цибулі жовтіючої (A. flavescens Bess.), ц. крапчастої (A. guttatum Stev.), ц. нерівної (A. inaequale Janka), ц. Пачоського (A. paczoskianum Tuzs.), ц. волотистої (A. paniculatum L.), ц. Регеля (A. regelianum А. Beck. ех Iljin), ц. круглої (A.rotundum L.), ц. савранської (A. savranicum Bess.), ц. часникової (A. scorodoprasum L.), ц. круглоголової (A. sphaerocephalon L.) та ц. Вальдштейна (A. waldsteinii G. Don.). Встановлено віталітетний склад та тип 168 ценопопуляцій видів роду Allium. Виявлено 164 нових для Північного Причорномор'я України місцезнаходжень видів роду Allium, у тому числі 6 для рідкісних та вразливих. Вивчені закономірності впливу еколого-ценотичних факторів (світла, вологості, багатства і засолення ґрунту) на життєвий стан цих видів. Встановлено особливості репродуктивної біології досліджених видів, накопичення фенольних сполук та стероїдних глікозидів у природі та в умовах культури.

Практичне значення одержаних результатів. В роботі проаналізовано дані про поширення та рівень життєвості одинадцяти видів роду Allium території Північного Причорномор'я України. На його основі розроблено рекомендації з охорони видів: A. regelianum, A. savranicum та A. scorodoprasum. Здійснено прогноз уведення видів роду Allium у культуру, відібрані перспективні для вирощування види: A. waldsteinii, A. rotundum, A. scorodoprasum, A. flavescens та A. paniculatum. Досліджені особливості біології дикорослих цибуль в умовах культури.

Зібрано гербарій дикорослих видів (120 гербарних аркушів) і передано до фондів Інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного (KW) - 55 аркушів; до фондів Національного ботанічного саду ім. М.М. Гришка (KWHA) - 40 аркушів. 25 гербарних аркушів зберігається у фондах Миколаївського ДАУ, що використовуються в навчальній практиці з ботаніки для студентів спеціальності "Агрономія".

Апробація роботи. Основні положення і результати досліджень регулярно повідомлялись та обговорювались на засіданнях Вченої ради Національного ботанічного саду ім. М.М. Гришка НАН України, на засіданнях відділу природної флори НБС ім. М.М. Гришка, а також на наукових конференціях: Міжнародній конференції молодих науковців "Біологія: від молекули до біосфери" (Харків, 2008), Науково-практичній конференції професорсько-викладацького складу Миколаївського ДАУ (Миколаїв, 2009), Міжнародній конференції "Ольвійський форум - 2009: стратегії України в геополітичному просторі" (Ялта, Крим, 2009), ІІ регіональній агроекологічній конференції аспірантів, молодих вчених "Перлини степового краю" (Миколаїв, 2009), Міжнародній науковій конференції "Інтродукція рослин, збереження та збагачення біорізноманіття в ботанічних садах і дендропарках" (Київ, 2010), Міжнародній науково-практичній конференції "Наукові основи землеробства у зв'язку з потеплінням клімату" (Миколаїв, 2010).

Публікації. За матеріалами дисертаційного дослідження опубліковано одинадцять наукових праць, в тому числі: 4 статті - у фахових наукових виданнях України, що входять до переліку ВАК України, 4 статті у збірниках наукових праць, 3 тез доповідей.

Об'єм і структура роботи. Дисертація викладена на 192 сторінках машинописного тексту і складається зі вступу, шести розділів, висновків, списку використаної літератури та додатків. Основна частина містить 12 таблиць, 17 рисунків. Додатки займають 52 сторінки з таблицями і рисунками. В переліку використаних джерел наведено 220 найменувань, з них іноземною мовою - 35.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

СУЧАСНИЙ СТАН ТЕОРЕТИЧНОГО І ПРАКТИЧНОГО ВИВЧЕННЯ РОДУ ALLIUM

Історія таксономічного вивчення роду. Анотовано викладена історія вивчення систематики роду від долінеєвських авторів [Halleri, 1745], К. Ліннея [Linnaeus, 1753] до монографічних опрацювань ХІХ- середини ХХ століття [Don, 1832; Koch, 1837; Kunth, 1843; Regel, 1874; Пачоский, 1914; Введенский, 1935; Herman, 1939; Traub, 1957, 1968; Wendelbo, 1969; Ekberg, 1969; Камелин, 1973; Омельчук-Мякушко, 1979] та останніх робіт кінця ХХ - початку ХХІ століття [Hanelt et al., 1992; Friesen et al., 2006; Серегин, 2007].

Морфологічні особливості видів роду Allium Північного Причорномор'я України. Викладено історію дослідження роду з ХVІІІ-ХІХ століть [Halleri, 1745; Eichwald, 1830; Don, 1832; Koch, 1937; Kunth, 1843; Irmisch, 1850], до середини-кінця ХХ століття [Koshy, 1933; Katayama, 1936; Василевская, 1939; Thompson, Kellv, 1957; Филимонова, 1958-1971; Казакова, 1970; Черемушкина, 1992].

За останні роки в Україні вивчення роду Allium в основному проводилось у двох напрямках: перший - пов'язаний із дослідженням еколого-фітоценотичної ролі видів у рослинних угрупованнях, біології та популяційної екології окремих видів [Білик, 1973; Осичнюк, 1973б; Соломаха та ін., 2005]; другий напрямок охоплює питання охорони рідкісних видів української флори [Бойко, Подгайний, 2002; Коломієць, Деркач, 2008]. Однак, досліджень, які дозволили б здійснити інвентаризацію видів роду Allium флори Північного Причорномор'я України не проводилось.

Поширення видів роду Allium. Рід Allium характеризується широким ареалом поширення майже по усіх континентах, окрім Австралії та Гренландії, і охоплює Середню та Центральну Азію, Іран, Закавказзя, Західний Сибір, Північну Африку, Китай та Японію [Khassanov, 1997; Wendelbo, 1971; Xu J.M., Kamelin, 2000; Фризен, 1988]. У Європі основним центром видоутворення цибуль є Середземномор'я, де нараховується близько 180 видів [Stearn, 1980]. Більшість із цих видів зростає на Кавказі [Гроссгейм, 1940]. У західній півкулі види роду Allium представлені як у Північній, так і в Південній Америці (область Анд) - всього близько 90 видів [Traub, 1957]. В Африці описано близько 40 видів, що зустрічаються головним чином на півночі материка [De Wilde-Duyfjes, 1976].

Серед багатоманіття видів роду Allium найбільш поширеним є A. schoenoprasum L., що росте майже по всій Європі - від Франції, Португалії, Іспанії та Італії - до Швеції, по Росії та на Кавказі [Введенський, 1935].

Для території України Ю. Прокудін зі співавт. наводить 43 види роду Allium [Определитель высших растений Украины, 1999], що поширені переважно у Лісостепу та Степу. З'ясовано, що флора Північного Причорномор'я включає значну частину видів роду Allium Півдня України, і нараховує від 12 [Прокудин и др., 1999] до 16 видів [Бордзіловський, 1950].

Біохімічні дослідження видів роду Allium. Викладено історію дослідження хімічного складу дикорослих цибуль у різні часи зарубіжними [Franke, 1978; Duke, Ayensu, 1985; Emera, Mohamed, Masujima, Yamasaki, 2001] та вітчизняними вченими [Казакова, 1970; Ахов, 1999; Голубев, Голубкина, Горбунов, 2003; Мінарченко, 2005; Ходжаєва та ін., 1985].

Встановлено, що відомостей щодо хімічного складу видів роду Allium флори України в літературі дуже мало і вони стосуються обмеженого кола видів [Омельчук, 1962; Ахов, 1999; Мінарченко, 2005].

Біохімічні дослідження закономірностей метаболізму та накопичення біологічно активних речовин у видів роду Allium є важливими в контексті можливостей дикорослих цибуль при перенесенні їх у культуру.

ФІЗИКО-ГЕОГРАФІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА РЕГІОНУ ДОСЛІДЖЕННЯ

Дослідження проводили протягом 2005-2009 рр. на території Північного Причорномор'я України, в межах якого за адміністративним районуванням розміщені області: Одеська, Миколаївська та Херсонська.

За ландшафними відмінностями у межах Північного Причорномор'я виділяють 5 областей двох фізико-географічних країв: Причорноморського середньостепового (Задністровський низовинний степ, Дністровсько-Бузький низовинний степ, Бузько-Дніпровський низовинний степ) та Причорноморсько-Приазовського сухостепового (Нижньобузько-Дніпровський низовинний степ, Нижньодніпровський терасово-дельтовий степ) [А. Маринич, 1985].

ОБ'ЄКТИ І МЕТОДИ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Об'єктом дослідження були види роду Allium флори Північного Причорномор'я України. Дослідження включали як польові, так і камеральні групи методів.

Паралельно з класичним порівняльно-морфологічним, застосовувались біометричний, онтоморфогенетичні, популяційні методи досліджень. Матеріалом для досліджень були збори автора під час експедиційних досліджень, проведених у 2005 - 2009 рр., та гербарні матеріали колекцій, що зберігаються у (КW), (KWHA), (KHER).

Особливості онтоморфогенезу вивчали у польових та лабораторних умовах. Життєві форми та вікові стадії вивчали за методиками, запропонованими Т.О. Работновим [Работнов, 1964], І.Г. Серебряковим [Серебряков, 1952, 1964а]. Для роботи використовували насіння, зібране у природних місцезростаннях таксонів. Опис насіння досліджуваних видів, визначення його морфометричних параметрів та схожості проводили відповідно загальноприйнятих методик [Каден, Смирнова, 1974; Фирсова, 1978]. Насіннєву продуктивність вивчали диференційовано за методиками Т.О. Работнова [Работнов, 1960], І.В. Вайнагія [Вайнагий, 1974].

Чисельність, склад популяцій та проективне покриття видів досліджували на ізольованих площадках (100 х 100 см), які закладали регулярно або з використанням методу випадкових чисел на площі 10 х 10 м [Раменский, 1971; Миркин, Розенберг, 1978; Работнов, 1950, 1975]. На кожній площадці підраховували кількість особин, їх викопували та визначали віковий стан, біомасу, аналізували 4 морфометричні параметри (висота пагона, кількість листків, діаметр суцвіття, кількість квіток та плодів) [Работнов, 1950, 1960]. Для позначення онтогенетичних груп використовували індексацію, запропоновану А.А. Урановим [Уранов, Смирнова, 1969].

Для оцінювання життєвості особин в ценопопуляціях нами був використаний метод віталітету, розроблений Ю.А. Злобіним [Злобин, 1989] та розвинений у працях А.Р. Ішбірдіна та М.М. Ішмуратової [Ишбирдин, Ишмуратова, 2004].

З метою екологічної оцінки фітоценозів за участю видів роду Allium застосували непрямі методи ординації, насамперед, метод екологічних шкал Л.Г. Раменського [Раменский, 1956, 1971].

При біохімічних дослідженнях нами надавалась перевага якісним методам аналізу природних сполук: флавоноїдів [Андреева, Калинкина, 2000], фенольних сполук [Ксендзова, 1971]. Сумарний вміст стероїдних сапонінів визначався на основі спектрофотометричного методу [Гринкевич, Сафронич, 1983]. Сухі речовини визначали шляхом висушування при температурі 100-105?С до постійної маси наважки.

Цифрові дані опрацьовували за допомогою методів математичної статистики [Доспехов, 1985].

БІОЛОГІЧНА ТА ЕКОЛОГІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ВИДІВ РОДУ ALLIUM ПІВНІЧНОГО ПРИЧОРНОМОР'Я УКРАЇНИ

Морфологічні особливості роду Allium. За період досліджень було вивчено морфологічні ознаки вегетативних та генеративних органів видів роду Allium і проведено порівняльно-морфологічний аналіз мінливості цих ознак. Зібраний у природних умовах з різних місць зростання матеріал був детально описаний, визначений або ідентифікований на базі гербарних зібрань Інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного, гербарних фондів Одеського державного університету ім. І.І. Мечнікова, Херсонського державного університету та Миколаївського державного університету ім. В.О. Сухомлинського. На підставі аналізу 23 діагностичних властивостей та 58 морфологічних ознак виділено три біоморфологічних типи видів роду Allium Це дає можливість чітко провести таксономічну діагностику представників роду, поширених у Північному Причорномор'ї України.

Життєвість ценопопуляцій цибуль у рослинних угрупованнях Північного Причорномор'я України. Характеристику життєвості рослинного організму з опорою на комплекс морфоструктурних параметрів, екологічних та ценотичних взаємозв'язків ми здійснювали на основі віталітетного підходу розвинутого у працях вітчизняних [Злобин, 1989] та зарубіжних науковців [Harper, White, 1974; Grime, 1979; Ермакова и др., 1982; Любарский, Полуянова, 1984; Ишбирдин, Ишмуратова, 2004].

У трав'янистих рослинних угрупованнях Північного Причорномор'я особини досліджуваних видів цибуль є різноманітними за життєвим станом та ритмікою росту і розвитку. Для з'ясування рівня життєвості особин, що входять до складу ценопопуляції та в цілому ценопопуляції, проводили оцінку загального стану та біовиміри 30 шт. довільно вибраних рослин у кожній із виявлених ценопопуляцій. Морфоструктурна диференціація рослин здійснювалася на основі вивчення у особин середньогенеративного стану таких параметрів: висоти рослини (стрілки), кількості квіток у суцвітті та загальної фітомаси рослини (г повітряно-сухої маси). Рослини кожної ценопопуляції розподіляли за класами віталітету: a (найвищий), b (середній) і с (низький). Встановлення віталітетного типу ценопопуляцій (процвітаючі, зрівноважені чи депресивні) здійснювалося на основі співвідношення особин різних віталітетних класів із використанням критерію Q [Злобин, 1989].

Для оцінювання життєвості особин та різних ценопопуляцій в межах виду був використаний метод розрахунку індексу віталітету - IVC як інтегрального показника оцінки сприятливості умов зростання виду [Ишбирдин, Ишмуратова, 2004]. Найбільше значення індексу відповідало найкращим умовам реалізації ростових потенцій, а найменше - гіршим умовам чи посиленню стресу.

Оцінка рівня якості ценопопуляцій досліджуваних видів показала, що за цим показником вони утворюють ряд, в якому максимальний індекс якості ценопопуляцій притаманний A. sphaerocephalon (Qсер.=0,37), а мінімальний - A. savranicum (Qсер.=0,33). Співвідношення угруповань досліджуваних видів цибуль із різним рівнем якості, що характеризує їх життєву структуру, показано на рис. 1:



Рис.1. Життєва структура ценопопуляцій видів роду Allium в екотопах Північного Причорномор'я України1 - A. flavescens; 2 - A. guttatum; 3 - A. inaequale; 4 - A. paczoskianum; 5 - A. paniculatum; 6 - A. regelianum; 7 - A. rotundum; 8 - A. savranicum;9 - A. scorodoprasum; 10 - A. sphaerocephalon;11 - A. waldsteinii.

В екотопах Північного Причорномор'я України досліджені види цибуль зустрічаються переважно у різнотравно-злакових та злаково-різнотравних асоціаціях. Для A. regelianum, A. scorodoprasum, A. guttatum та A. waldsteinii оптимальними є умови, які складаються в різнотравних асоціаціях, про що свідчить максимальний показник індексу віталітету ценопопуляцій цих видів (IVC=1,06-1,17). Для A. flavescens, A. sphaerocephalon, A. rotundum та A. paniculatum найсприятливішими для реалізації життєвих можливостей є умови різнотравно-злакових асоціацій (IVC=1,02-1,21), а для A. paczoskianum (IVC=1,01), A. savranicum (IVC=1,07) - злаково-різнотравних. A. inaequale (IVC=1,13) найбільш насичені ценопопуляції утворює у злакових асоціаціях. Найбільша кількість низькожиттєвих угруповань цибуль було відмічено у складі злакових асоціацій Північного Причорномор'я України.

Екологічна пластичність видів роду Allium. Ценопопуляції видів роду Allium мають різну екологічну пластичність до умов зростання. Користуючись методом екологічних шкал Л.Г. Раменського [Раменский, 1956, 1971] нами було встановлено, що за фактором зволоження ґрунту досліджувані види утворюють відносно безперервний еколого-ценотичний ряд (балів): A. paczoskianum (34-48), A. inaequale (34-48), A. guttatum (34-55), A. flavescens (35-51), A. paniculatum (36-50), A. sphaerocephalon (37-58), A. rotundum (38-70), A. savranicum (40-50), A. waldsteinii (40-76), A. regelianum (42-66), A. scorodoprasum (47-62). Найбільшу пластичність серед проаналізованих видів роду Allium по відношенню до умов зволоження в досліджуваному регіоні проявляють A. rotundum та A. waldsteinii, що здатні зростати на ґрунтах зі ступенем зволоження від сухих степів до вологолучного зволоження. Найчутливішим до даного фактору є A. savranicum; цей вид зростає у складі рослинності піщаного степу зі ступенем зволоження від середньостепового до лучностепового (рис. 2).

а б

Рис. 2. Зміна життєвості A. waldsteinii (а) та A. savranicum (б) на градієнті зволоження ґрунту

За показниками багатства та засоленості ґрунту досліджувані види утворюють наступний еколого-ценотичний ряд (балів): A. savranicum (4-9), A. guttatum (7-16), A. scorodoprasum (8-17), A. paniculatum (9-17), A. flavescens (10-16), A. inaequale (10-16), A. sphaerocephalon (10-16), A. rotundum (10-16), A. paczoskianum (11-17), A. waldsteinii (12-19), A. regelianum (14-18).

Найширшою амплітудою показників багатства та засоленості ґрунту характеризуються місцезростання A. guttatum та A. scorodoprasum. Ці види зростають в умовах зволоження від сухостепового до свіжолучного, з реакцією ґрунтового розчину, що відповідає мезотрофним ґрунтам зі слабокислою реакцією (рН = 5,5-6,5) та багатим ґрунтам із нейтральною (рН = 7,0-7,5) реакцією. Для A. regelianum на градієнті багатства-засолення ґрунту притаманна найвужча серед проаналізованих видів роду Allium амплітуда толерантності (рис. 3). Вид зростає на багатих, слабосолончакових ґрунтах, представлених південними чорноземами та каштановими ґрунтами, що характеризуються реакцією від нейтральної до слаболужної, з рН від 7,0 до 8,3.

а б

Рис. 3. Зміна життєвості A. guttatum (а) та A. regelianum (б) на градієнті багатства-засолення (БЗ) ґрунту

Оптимальними по відношенню до багатства ґрунту для розвитку ценопопуляцій інших видів є екологічні умови, характерні для ґрунтів від піщаних і супіщаних, вилужених підзолистих (A. savranicum) до доволі багатих та слабосолончакових (A. waldsteinii) із реакцією ґрунтового розчину рН 6,0 - 8,3.

При аналізі впливу орографічних факторів на життєвість видів роду Allium під час проведення польових досліджень, було встановлено, що ценопопуляції більшості видів роду Allium віддають перевагу схиловим ділянкам; до рівнин приурочені лише 18,3 % виявлених місцезростань цибуль, тоді як до схилів - 81,7 %. Переважно на рівнинних ділянках зростають A. guttatum, A. regelianum, A. savranicum та A. scorodoprasum. Інші види надають перевагу схилам південної (16,5 %), західної (21,9 %) і південно-західної (9,1 %) експозиції.

БІОХІМІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ВИДІВ РОДУ ALLIUM ФЛОРИ ПІВНІЧНОГО ПРИЧОРНОМОР'Я УКРАЇНИ

За даними багатьох дослідників [Franke, 1978; Ахов, 1999; Голубев и др., 2003] види роду Allium містять значну кількість вітамінів, флавоноїди, ароматичні кислоти, глікозиди, кумарини, сапоніни стероїдної природи, алкалоїди, мікро- та макроелементи. Результати наших досліджень дають підстави для висновків про вміст у видів роду Allium флори Північного Причорномор'я України природних сполук, зокрема, фенолів та стероїдних сапонінів.

У досліджених видів було відмічено велику мінливість вмісту фенольних сполук. Нами було встановлено, що сумарний вміст фенолів у різних видів цибуль у природі коливається у широкому діапазоні: від 0,01 до 0,49 % сухої ваги. Разом із тим можна виділити такі види: A. scorodoprasum (0,49 %), A. rotundum (0,2 %), A. waldsteinii (0,16 %). Ці ж види вирізняються і за вмістом флавоноїдів - 0,974, 0,345 та 0,209 мг/г сухої ваги відповідно. Інші цибулі характеризуються значно меншими показниками накопичення флавоноїдів. У всіх досліджуваних видів вміст флавоноїдів є вищим у листках, аніж у цибулинах. Максимальний рівень накопичення цих сполук спостерігався у суцвіттях. В умовах культури відмічено зниження вмісту флавоноїдів як у надземних, так і підземних органах досліджених видів (A. scorodoprasum - 0,823 мг/г сухої ваги; A. rotundum - 0,339 мг/г; A. waldsteinii - 0,185 мг/г).

Сезонні зміни як фенольних сполук вцілому, так і флавоноїдів, зокрема, у досліджуваних видів підпорядковуються загальній закономірності: у цибулинах, листках та суцвіттях максимальний вміст цих сполук виявлено у фазі бутонізації, мінімальний - у фазі цвітіння (рис. 4).

Рис. 4. Динаміка накопичення флавоноїдів у видів роду Allium під час вегетації 1 - A. scorodoprasum L.; 2 - A. rotundum L.; 3 - A. waldsteinii; 4 - A. sphaerocephalon; 5 - A. paczoskianum ;6 - A. guttatum; 7 - A. flavescens ; 8 - A. regelianum; 9 - A. inaequale; 10 - A. paniculatum; 11 - A. savranicum.

Ідентифікація флавоноїдного складу цибуль флори Північного Причорномор'я України (використані якісні реакції) показала переважний вміст у них флавонів.

Інтерес до представників великого роду Allium як джерела сапонінів підтверджений низкою дослідників [Кинтя, Дегтярева, 1989; Ахов, 1999].

В табл. 1 наведені показники сапоніноносності досліджених нами семи видів роду Allium флори Північного Причорномор'я України.

Таблиця 1 - Вміст стероїдних сапонінів у видів роду Allium флори Північного Причорномор'я України

Вид	Досліджена частина	Вміст стероїдних сапонінів, (% від сухої ваги)
A. flavescens	цибулина	2,58
A. guttatum	цибулина	2,08
Вид	Досліджена частина	Вміст стероїдних сапонінів, (% від сухої ваги)
A. rotundum	цибулина	0,46
A. scorodoprasum	повітряні цибулинки	0,42
A. paczoskianum	цибулина	0,29
A. sphaerocephalon	цибулина	0,21
A. inaequale	цибулина	0,17

У всіх видів вміст сапонінів у цибулинах є вищим, ніж у листках. Якісне дослідження сапонінів показало переважання у них стероїдних компонентів. Таким чином, виокремлені нами за вмістом стероїдних сапонінів A. flavescens та A. guttatum є перспективними для подальшого хімічного та фармакологічного дослідження.

ІНТРОДУКЦІЯ ВИДІВ РОДУ ALLIUM ФЛОРИ ПІВНІЧНОГО ПРИЧОРНОМОР'Я УКРАЇНИ, ПЕРСПЕКТИВИ ЇХ ОХОРОНИ EX SITU ТА ВИКОРИСТАННЯ

Адаптивний потенціал інтродукованих видів Allium флори Північного Причорномор'я. Одним із завдань нашої роботи була оцінка адаптаційного потенціалу цибуль флори Північного Причорномор'я України з метою виявлення перспективних для переселення видів роду Allium Для цього ми зосередились на дослідженні біохімічних та екологічних маркерів пластичності інтродуцентів. За даними М. Лукнера (1979), речовини вторинного обміну становлять резервуар хімічного потенціалу, допомагають рослині пристосуватись до нових умов середовища як в межах її ареалу, так і за його межами.

За нашими даними пристосування цибуль до нових умов існування супроводжується значним зменшенням вмісту фенольних сполук (речовин вторинного обміну). Серед вивчених видів роду Allium підвищеним вмістом цих сполук характеризуються A. scorodoprasum, A. rotundum, A. waldsteinii. За біохімічним показником їх адаптивний потенціал переважає інші види цього роду.

За відношенням до зволоження ґрунту серед досліджених видів найвищу пластичність мають: A. waldsteinii (різниця між показниками максимального та мінімального зволоження становить 36 одиниць), A. rotundum (32), A. regelianum (24), A. guttatum (21) та A. sphaerocephalon (21). Найменшою пластичністю характеризуються: A. savranicum (10), A. inaequale (14), A. paczoskianum (14), A. paniculatum (14), A. scorodoprasum (15) та A. flavescens (16).

Високу пластичність досліджених видів за відношенням до поживних речовин ґрунту та засолення субстрату мають: A. guttatum (9), A. scorodoprasum (9), A. paniculatum (8) та A. waldsteinii (7). Найменшою пластичністю до цих факторів характеризуються: A. regelianum (4), A. savranicum (5), A. flavescens (6), A. inaequale (6), A. paczoskianum (6), A. rotundum (6) та A. sphaerocephalon (6).

За відношенням до кислотності ґрунту високою толерантністю характеризуються: A. guttatum (2,0), A. scorodoprasum (2,0) та A. waldsteinii (1,8). Найменшу толерантність щодо цього фактору мають: A. paniculatum (1,0) та A. regelianum (1,3). Середніми значеннями показника пластичності відзначаються: A. savranicum (1,5), A. flavescens (1,5), A. inaequale (1,5), A. sphaerocephalon (1,5) та A. rotundum (1,5).

Біоморфологічні особливості інтродукованих видів роду Allium флори Північного Причорномор'я. Біоморфологічним дослідженням видів роду Allium та питанням класифікації їх біоморфотипів присвячені праці як зарубіжних [Irmisch, 1850; Kirchner, 1934; Schroter, 1934; Василевская, 1939; Даева, 1959; Филимонова, 1966; Черемушкина, 1999], так і вітчизняних [Булах, 1994, 2007] дослідників.

Для виділення біоморфологічних типів інтродукованих видів роду Allium флори Північного Причорномор'я ми застосували біометричний метод оцінки діагностичних ознак [Смирнов, 1969; Булах, 1994, 2001].

Проаналізовано 25 діагностичних властивостей та 71 ознака біоморфологічних типів цибуль в природних умовах Північного Причорномор'я та в гербарних фондах України (KW, KWHA).

На підставі порівняльного вивчення в умовах культури морфологічних, онтогенетичних та екологічних ознак виділено три біоморфологічних типи.

Тип 1 - "Allium flavescens".: A. flavescens, A. savranicum

Тип 2 - "Allium paniculatum": A. paniculatum, A. inaequale, A. paczoskianum

Тип 3 - "Allium waldsteinii": A. rotundum, A. waldsteinii, A. scorodoprasum, A. regelianum, A. sphaerocephalon, A. guttatum.

Виділені біоморфотипи досліджених видів роду Allium характеризуються різними пристосувальними особливостями і розглядаються як інтродукційні одиниці.

Особливості репродуктивної біології видів роду Allium в умовах культури. Для успішної інтродукції видів роду Allium та розширення їх практичного застосування було проведене вивчення питань репродуктивної біології, зокрема особливостей насіннєвого розмноження.

Морфометричні показники насіння характеризуються незначним ступенем мінливості (V=3,4-9,8 %), а у A. flavescens, A. paniculatum та A. regelianum спостерігається середнє варіювання товщини насіння (V=17,2 %, 17,4 % та 15,4 % відповідно). Плід у цибуль - це трьохгніздна коробочка, насіння здебільшого тригранне і округле (A. flavescens, A. inaequale, A. rotundum, A. waldsteinii) або сплюснуте та видовжене (A. guttatum, A. paniculatum, A. paczoskianum, A. regelianum, A. savranicum, A. sphaerocephalon), чорне, зморшкувате. Утворення насіння у A. scorodoprasum нами не було відмічено - цей вид розмножується повітряними цибулинками.

В умовах культури в усіх видів цибуль відмічається вищий розвиток генеративної сфери. Це проявляється, насамперед, збільшенням відсотку плодоношення (в середньому - на 22 %) (рис. 5).

Рис. 5. Плодоношення видів роду Allium Північного Причорномор'я України 1 - A. flavescens; 2 - A. guttatum ; 3 - A. inaequale; 4 - A. paczoskianum; 5 - A. paniculatum; 6 - A. regelianum; 7 - A. rotundum; 8 - A. savranicum; 9 - A. sphaerocephalon; 10 - A. waldsteinii.

Насіння досліджених видів характеризується розтягнутим періодом проростання (до 35 днів) та наявністю періоду спокою, що проявляється у відсутності проростання свіжозібраного насіння, як у A. guttatum, A. flavescens та A. paniculatum, або у його зниженій схожості (A. waldsteinii, A. rotundum) незалежно від температурних умов.

Було встановлено, що оптимальною температурою для проростання A. rotundum, A. savranicum, A. sphaerocephalon та A. waldsteinii в лабораторних умовах є 20°С. При цій температурі у A. waldsteinii енергія проростання становила 45,4 %, а схожість насіння досягала 83,1 %. Подібні особливості має цей процес і у інших названих вище видів. Проте, у A. flavescens, A. inaequale, A. paczoskianum, A. paniculatum та A. regelianum насіння краще проростає при знижених температурах (5...10°С). Найвищу схожість насіння цих видів показало при температурі 10°С, а енергія проростання становила відповідно від 32,3 % (A. flavescens) до 39,8 % (A. paniculatum ).

Результати досліджень показали, що охолодження насіння цибуль потягом певного часу справляє на нього позитивну дію (рис. 6).

Рис. 6. Схожість насіння видів роду Allium за різних умов передпосівної обробки 1 - A. flavescens; 2 - A. guttatum ; 3 - A. inaequale; 4 - A. paczoskianum; 5 - A. paniculatum; 6 - A. regelianum; 7 - A. rotundum; 8 - A. savranicum; 9 - A. sphaerocephalon; 10 - A. waldsteinii.

Таким чином, тип органічного спокою, властивий дослідженим видам, визначений нами як неглибокий фізіологічний. Умовами його порушення можна вважати тривале (більше 3 місяців) зберігання насіння та його холодна стратифікація.

Показники біології проростання насіння цих видів можуть бути підставою для озимого (A. flavescens, A. guttatum, A. inaequale, A. paczoskianum, A. paniculatum, A. regelianum, A. savranicum та A. sphaerocephalon) чи весняного (A. waldsteinii, A. rotundum) способу висівання при вирощуванні їх у культурі.

Збереження рідкісних та зникаючих видів роду Allium флори Північного Причорномор'я ex situ та перспективи їх використання.

У причорноморському регіоні України знаходяться під загрозою зникнення ряд видів роду Allium Зокрема, A. regelianum має категорію рідкісного виду, а A. savranicum - вразливого [Червона книга України, 2009].

Виявлені ізольовані локалітети A. scorodoprasum на території причорноморських кіс, що зазнають сильного антропогенного впливу (випас худоби та рекреація). Дані місцезнаходження A. scorodoprasum не входять до складу природоохоронних територій і не мають охоронного статусу. Таким чином, з метою організації охорони рідкісних, вразливих та тих видів, що існують на обмежених територіях є необхідним використання таких шляхів:

1) проведення моніторингу стану ценопопуляцій видів;

2) визначення меж земельних ділянок, на яких зростають види, та нанесення їх на плани землевпорядкування адміністративних районів;

3) заборона на таких територіях господарської діяльності та інші дії, які можуть призвести до знищення рідкісних видів;

4) включення місцезростань до складу природоохоронних територій чи надання їм особливого природоохоронного статусу;

5) штучне висаджування рідкісних видів цибуль на ділянках цілинного степу;

6) збереження цих видів ex situ (дендропарки, ботанічні сади тощо).

Дикорослі родичі культурних рослин є резервом генетичного матеріалу, що визначає синтез різноманітних речовин, які мають лікарське, харчове та технічне значення [Жуковский, 1971]. З цієї категорії рослин в колекції Миколаївського державного аграрного університету знаходиться цибуля часникова (А. scorodoprasum), що офіційно внесена до анотованого списку дикорослих родичів культурних рослин [Коровина, 1986].

Критичний аналіз літературних даних [Казакова, 1978; Брежнев, Коровина, 1981; Юрьева, Кокорева, 1992] та результати власних інтродукційних досліджень [Марценюк, 2009] дозволили нам виділити серед 11 досліджених видів Північного Причорномор'я України групи за їх господарським значенням, а саме:

харчові (A. scorodoprasum, A. rotundum);

лікарські (A. scorodoprasum, A. flavescens, A. guttatum, A. rotundum);

медоносні (A. waldsteinii, A. regelianum);

декоративні (A. flavescens, A. guttatum, A. inaequale, A. paczoskianum, A. paniculatum, A. regelianum, A. savranicum, A. scorodoprasum, A. sphaerocephalon та A. waldsteinii).

В зв'язку з цим, вони заслуговують широкого впровадження в культуру в різних регіонах України.



ВИСНОВКИ

1. В межах Північного Причорномор'я України виявлено 11 видів роду Allium: A. flavescens Bess., A. guttatum Stev., A. inaequale Janka, A. paczoskianum Tuzs., A. paniculatum L., A. regelianum А. Beck. ех Iljin, A. rotundum L., A. savranicum Bess., A. scorodoprasum L., A. sphaerocephalon L., A. waldsteinii G. Don. Знайдено 164 нових місцезнаходжень видів роду Allium, у тому числі 6 для рідкісних та вразливих. Зростання A. scorodoprasum на даній території раніше не вказувалось.

Основні місцезростання видів роду пов'язані з злаково-різнотравними степами і займають, переважно, непридатні для сільськогосподарського використання схилові (81,7 %) та рівнинні (18,3 %) ділянки.

2. Виявлена залежність показників життєвості видів роду Allium від умов місцезнаходжень. За показником зволоження ґрунту досліджувані види утворюють еколого-ценотичний ряд (за бальною шкалою Л.Г. Раменського): A. paczoskianum (34-48), A. inaequale (34-48), A. guttatum (34-55), A. flavescens (35-51), A. paniculatum (36-50), A. sphaerocephalon (37-58), A. rotundum (38-70), A. savranicum (40-50), A. waldsteinii (40-76), A. regelianum (42-66), A. scorodoprasum (47-62). Найбільша амплітуда ступенів зволоження ґрунту виявлена у місцях зростання A. waldsteinii. Найчутливішим до умов зволоження є A. savranicum.3. За показниками багатства та засоленості ґрунту досліджувані види за шкалою Л.Г. Раменського утворюють еколого-ценотичний ряд: A. savranicum (4-9), A. guttatum (7-16), A. scorodoprasum (8-17), A. paniculatum (9-17), A. flavescens (10-16), A. inaequale (10-16), A. sphaerocephalon (10-16), A. rotundum (10-16), A. paczoskianum (11-17), A. waldsteinii (12-19), A. regelianum (14-18). Найменш вимогливим до ґрунтів є A. savranicum. На ділянках із найбільш родючими ґрунтами зростає A. waldsteinii, а місцезростання A. regelianum характеризуються високим ступенем засолення. 4. Високим сумарним адаптаційним потенціалом до факторів зволоження, багатства та кислотності ґрунту характеризуються A. waldsteinii та A. guttatum. Пристосувальні можливості цих видів є важливою передумовою успішного переселення за межі їх природного ареалу.

Найменшу стійкість до дії лімітуючих чинників проявляють A. inaequale, A. regelianum та A. savranicum. Врахування екологічних вимог цих видів до оточуючого середовища є запорукою їх збереження в екотопах Північного Причорномор'я України.

5. Найвищі показники життєвості у досліджуваних видів за індексом віталітету (IVC) виявлено у A. guttatum (IVCсер. = 1,08), а найнижчі - у A. regelianum (IVCсер.= 0,95). Останній вид характеризується найменшою кількістю (25,0 %) процвітаючих популяцій. Найбільша (66,7 %) їх кількість в екотопах Північного Причорномор'я України виявлена у A. paniculatum.

6. За якісним вмістом біологічно активних речовин досліджувані види роду Allium близькі між собою, але у кількісному співвідношенні є суттєві відмінності. Найвищий вміст фенольних сполук виявлено у A. scorodoprasum (0,49 % сухої реч.), A. rotundum (0,2 %) та A. waldsteinii (0,16 %). У флавоноїдному комплексі цих видів переважають флавони. Максимальний їх вміст в надземній і підземній частинах рослин відмічено в фазі бутонізації, мінімальний - у фазі цвітіння. В умовах культури в усіх видів рівень накопичення фенольних сполук є нижчим, ніж в природних умовах.

7. Якісне дослідження сапонінів у досліджених видів роду Allium показало переважання у них стероїдних компонентів. Їх вміст варіює у межах від 0,17 до 2,58 % і є вищим у цибулинах, ніж у листках. A. flavescens та A. guttatum за цим показником значно перевищують інші досліджені види цибуль і є перспективними для фармакологічних цілей.

8. На підставі порівняльного аналізу діагностичних ознак об'єктів дослідження виділено три біоморфологічних типи видів роду Allium природної флори Північного Причорномор'я.

Тип 1 - "Allium flavescens": A. flavescens, A. savranicum.

Тип 2 - "Allium paniculatum": A. paniculatum, A. inaequale, A. paczoskianum.

Тип 3 - "Allium waldsteinii": A. rotundum, A. waldsteinii, A. scorodoprasum, A. regelianum, A. sphaerocephalon, A. guttatum.

Виділені біоморфотипи видів роду Allium характеризуються різними пристосувальними особливостями і розглядаються як інтродукційні одиниці.

9. Насіння досліджених видів має розтягнутий період проростання та період фізіологічного спокою. Оптимальною температурою для проростання A. guttatum, A. rotundum, A. savranicum, A. sphaerocephalon та A. waldsteinii є 20°С. Проте, у A. flavescens, A. inaequale, A. paczoskianum, A. paniculatum та A. regelianum насіння краще проростає при знижених температурах (5...10°С). A. scorodoprasum розмножується в основному вегетативно. Волога стратифікація насіння видів роду Allium підвищує їх лабораторну та польову схожість. Тип органічного спокою, властивий дослідженим видам, визначено як неглибокий фізіологічний. 10. Досліджені види Північного Причорномор'я України за їх господарським значенням об'єднані у такі групи: харчові (A. scorodoprasum, A. rotundum);

лікарські (A. scorodoprasum, A. flavescens, A. guttatum, A. rotundum);

медоносні (A. waldsteinii, A. regelianum);

декоративні (A. flavescens, A. guttatum, A. inaequale, A. paczoskianum, A. paniculatum, A. regelianum, A. savranicum, A. scorodoprasum, A. sphaerocephalon та A. waldsteinii).

11. Для збереження рідкісних (A. regelianum), вразливих (A. savranicum) видів та тих, що зростають на обмежених територіях (A. scorodoprasum) Північного Причорномор'я України пропонуємо проведення моніторингу стану їх ценопопуляцій; введення заборони на територіях, де зростають види, які потребують охорони, будь-якої господарської діяльності та інших дій, що можуть призвести до знищення рідкісних видів; включення місцезростань до складу природоохоронних територій чи надання їм особливого статусу; штучне висаджування рідкісних видів цибуль на ділянках цілинного степу; збереження цих видів ex situ у дендропарках, ботанічних садах тощо.

СПИСОК ОСНОВНИХ НАУКОВИХ ПУБЛІКАЦІЙ ЗА ТЕМОЮ ДОСЛІДЖЕНЬ

1. Марценюк І.М. Біологія насіння видів роду Allium флори Північного Причорномор'я / І. М. Марценюк // Збірник тез доповідей ІІ Відкритого з'їзду фітобіологів Херсонщини. - Херсон: Айлант, 2008. - С. 35.

2. Марценюк І.М. Розширення асортименту овочевих культур видами роду Allium флори України / І. Марценюк, М. Перевознюк // Зб. матер. наук.-практ. конф. проф.-викл. складу МДАУ (Миколаїв, 14-16 квітня 2008 р.). - Миколаїв: Миколаївський держ. аграр. ун-т, 2008. - С. 30-32.

3. Марценюк І.М. Віталітетна характеристика ценопопуляцій видів роду Allium на території Миколаївської області /І. Марценюк// Чорноморський бот. журнал. - 2009. - Т. 5. - № 2. - С. 219-223.

4. Марценюк І.М. Дослідження видів роду Allium Північного Причорномор'я як джерела флавоноїдів / І.М. Марценюк // Зб. матеріалів наук.-практ. конф. проф.-виклад. складу МДАУ (Миколаїв, 21-22 квітня 2009 р.). - Миколаїв: Миколаївський держ. аграр. ун-т, 2009. - С. 19-21.

5. Марценюк І.М. Насіннєва продуктивність та біологія проростання насіння видів роду Allium флори Північного Причорномор'я / І.М. Марценюк // Інтродукція рослин. - 2009. - № 2. - С. 9-13.

6. Марценюк І.М. Результати введення в культуру Allium flavescens Bess. у Північному Причорномор'ї / І.М. Марценюк // Зб. матеріалів ІІ регіональної агроекологічної конференції аспірантів, молодих вчених "Перлини степового краю" (Миколаїв, 18-20 листопада 2009 р.). - Миколаїв: Миколаївський держ. аграр. ун-т, 2009. - С. 19-21.

7. Марценюк И.М. Фенольные соединения растений видов рода Allium флоры Северного Причерноморья / В. Левон, П. Булах, И. Марценюк // Интродукция растений. - 2009. - № 3. - С. 74-79.

8. Марценюк І.М. Визначення фенольного складу дикорослих цибуль Північного Причорномор'я / І.М. Марценюк, В.Ф. Левон // Матеріали ІІІ Міжнародної конф. молодих науковців "Біологія: від молекули до біосфери" (Харків, 18-21 листопада 2008 р.). - Харків: СПД ФО Михайлов Г.Г., 2008. - С. 283-284.

9. Марценюк І.М. Дослідження вмісту стероїдних сапонінів у видів роду Аllium L. флори Північного Причорномор'я України / І.М. Марценюк // Зб. матеріалів наук.-практ. конф. проф.-виклад. складу МДАУ (Миколаїв, 13-14 квітня 2010 р.). - Миколаїв: Миколаївський держ. аграр. ун-т, 2009. - С. 19-21.

10. Марценюк І.М. Інтродукція видів роду Allium флори Північного Причорномор'я України, перспективи їх використання // Зб. матеріалів міжнар. наук.-практ. конф. (Миколаїв, 11-12 лист. 2010 р.). - Миколаїв: Миколаївський держ. аграр. ун-т, 2010. - С. 227-232.

11. Марценюк І. М. Аналіз інтродукційних можливостей та перспектив використання видів роду Allium L. Північного Причорномор'я України / І.М. Марценюк // Чорноморськ. ботан. журнал. - 2010. -Т. 6, № 2. - С. 78-85.



АНОТАЦІЇ

Марценюк І.М. Рід Allium (Alliaceae) Північного Причорномор'я України (біологічні, екологічні, біохімічні особливості та інтродукція)”. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.05 - ботаніка. - Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка НАН України, Київ, 2011.

У дисертації викладено результати досліджень біологічних особливостей видів роду Allium в умовах Північного Причорномор'я України. Проведено аналіз досліджень вітчизняних та закордонних авторів з питань історії вивчення представників роду Allium, їх біоморфології, біохімії, екології та інтродукції.

Встановлено популяційно-видову різноманітність цибуль у флорі Північного Причорномор'я України. Вперше для даного регіону дослідження отримано дані про поширення одиннадцяти видів роду Allium, екологічні умови їх місцезростань. Досліджено фітохімічні властивості дикорослих видів роду Allium та вміст біологічно активних речовин у рослин, вирощених у культурі. Вивчено особливості репродуктивної сфери (плодоношення і насіннєвої продуктивності) рослин в умовах культури. Опрацьовано способи насіннєвого розмноження, встановлено їх оптимальні строки. Вперше в умовах Північного Причорномор'я України досліджено ритми сезонного розвитку видів роду. За результатами інтродукційного експерименту виділено перспективні для інтродукції види.

Ключові слова: Північне Причорномор'я, Allium, віталітет, родові комплекси, інтродукція, сезонні ритми розвитку, охорона.



Марценюк И.М. Род Allium (Alliaceae) Северного Причерноморья Украины (биологические, экологические, биохимические особенности и интродукция). - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.05 - ботаника. Национальный ботанический сад им. Н.Н. Гришка НАН Украины, Киев, 2011.

В диссертации изложены результаты исследований биологических особенностей видов рода Allium в условиях Северного Причерноморья Украины. На основании обобщения литературных источников произведен анализ исследований отечественных и зарубежных авторов по вопросам истории изучения систематики видов рода Allium, их биоморфологии, биохимии, экологии, распространения и интродукции.

Освещены результаты исследования жизненного состояния и виталитетной структуры ценопопуляций видов рода Allium в условиях Северного Причерноморья Украины. Установлено, что у 7 видов луков в растительных сообществах преобладают популяции процветающего типа, у 3 видов - равновесные, а у A. savranicum - депресивные. Выявлена амплитуда действия основных абиотических факторов местообитаний луков в Северном Причерноморье Украины. Установлено, что экологический оптимум у A. regelianum, A. scorodoprasum, A. guttatum и A. waldsteinii реализуется в разнотравных ассоциациях, у A. flavescens, A. sphaerocephalon, A. rotundum и A. paniculatum - в разнотравно-злаковых, а у A. paczoskianum и A. savranicum - в злаково-разнотравных. A. inaequale наиболее насыщенные ценопопуляции образует в злаковых ассоциациях. Наибольшее количество низковиталитетных группировок луков было отмечено в составе злаковых ассоциаций Северного Причерноморья Украины. Эти данные могут быть использованы как основание для разработки системных научно-обоснованных мероприятий по охране редких и исчезающих видов рода Allium.

На основании предварительного биохимического анализа растения данного рода оценены как потенциальный источник фенольных соединений (A. scorodoprasum, A. rotundum, A. spharaerocephalon, и A. waldsteinii) и стероидных сапонинов (A. flavescens и A. guttatum).

В ходе первичного интродукционного испытания изучены этапы онтоморфогенеза 11 видов рода. Установлено, что семена исследованных видов имеют органическое состояние покоя, характеризирующееся нами как неглубокое физиологическое. Доказано, что для прорастания луков в открытом грунте благоприятен как подзимний посев (A. flavescens, A. guttatum, A. inaequale, A. paczoskianum, A. paniculatum, A. regelianum, A. savranicum, A. sphaerocephalon), так и ранневесенний (A. rotundum, A. waldsteinii). У A. scorodoprasum отмечено преобладание вегетативного размножения - воздушными луковичками. Впервые в условиях Северного Причерноморья Украины исследованы семенная продуктивность луков, ритмы их развития. Редкие виды A. regelianum и A. savranicum, в условиях культуры цветут и плодоносят, что говорит о возможности их использования для возобновления природных популяций.

За результатами исследований выделены перспективные для интродукции виды.

Ключевые слова: Северное Причерноморье, Allium, виталитет, родовые комплексы, интродукция, сезонные ритмы развития, редкие растения, охрана.



Martsenyuk I.M. Genus Allium (Alliaceae) in North Prichornomorya of Ukraine (biological, ecological, biochemical features and introduction). - Manuscript.

Thesis for the PhD degree by speciality 03.00.05 - botany. M.M. Gryshko National Botanical Garden, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2011.

The thesis presents the results of researches of biological peculiarities of the Allium species in the North Prichornomor'ya of Ukraine. The critical survey of the literature data on the history of biomorpology, ecology, biochemical, introduction and distribution of the Allium species have been carried out.

It is set up population-species variety onions the flora of the North Prichornomor'ya of Ukraine. First in the conditions of North Prichornomor'ya of Ukraine have been take facts about widening of eleven Allium species and ecology conditions of its habitats. The ecological optimum indicators of these species have been disclosed.

Researched phytochemical features of wild-growing species of the genus Allium and contents biological compounds in the culture-growing onions.

Questions of reproduction biology of the species have been studied. The methods of the generative reproduction have been carried out and their optimal periods have been determined. On the base of the results of the introduction experiment, the most perspective species have been selected.

Key words: North Prichornomor'ya, family complexes, seasonal rhythms of development, introduction, rare plants, guard.

Размещено на Allbest.ru

...