КОНДРАТЕНКО Ф.И.

Научный руководитель – ЛАЗАРЕВИЧ С.В. – доцент, доктор биол. наук

УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия»,

Горки, Республика Беларусь

 

Овес (Avena sativa L.) является ценной зерновой культурой, широко используемой для пищевых и кормовых целей благодаря уникальному биохимическому составу зерна [1].  В связи с этим изучению биологических особенностей овса уделяется большое внимание [2], а возрастающие запросы производства к продуктивности и качеству продукции культуры способствуют активизации селекционных исследований.

При проведении  селекционной работы со злаковыми культурами  на продуктивность, устойчивость к полеганию и болезням в качестве критерия отбора чаще всего используются морфологические признаки – высота и толщина стебля, размеры листа, параметры репродуктивных органов. Вместе с тем, информационно ценные признаки анатомического строения вегетативных органов в селекционной практике используются весьма редко из-за сложности проведения исследований.

Описательная анатомия стебля мятликовых достаточно подробно исследована в предыдущие десятилетия [3]. В настоящее время в связи с появлением новой микроскопической техники и специальных компьютерных программ большое внимание уделяется количественной анатомии [4]. Это новое направление обеспечивает перспективы дальнейшего развития анатомии, может быть использовано для целей систематики и прикладных агрономических наук. В связи с этим целью наших исследований явилось выявления особенностей развития постоянных тканей стебля овса и образуемых ими анатомических структур. Актуальность темы определяется использованием в анатомических исследованиях новых, селекционно ценных генотипов овса.

Материал и методика: исследования проводили в пятикратной повторности на трех длинностебельных и двух короткостебельных образцах овса, полученных из лаборатории овса РУП НПЦ «Институт земледелия НАН Беларуси». Междоузлия отобранных растений фиксировали в течение суток в уксусном алкоголе (3 части этилового спирта + 1часть ледяной уксусной кислоты) и хранили в 70 процентном спирте при температуре 4?С. Изучение проводили на временных микропрепаратах, окрашенных раствором флороглюцина в 30 процентной соляной кислоте.

Анализ препаратов и измерение параметров анатомических структур проводили на оптическом микроскопе Nikon 50i c видеокамерой Nikon DS-Fi1 по программе Coolview. При этом учитывали особенности развития и топографии ассимиляционной паренхимы, склеренхимы перициклического происхождения, проводящих тканей и паренхимы центрального цилиндра.

Результаты исследования и их обсуждения. При проведении исследований было установлено, что степень развития тканей и анатомических структур зависит от генотипа и метамерной принадлежности изучаемых частей стебля. Вместе с тем были выявлены некоторые наиболее общие особенности конструкции стебля овса.

У овса наибольшие различия по гистолого-анатомическим признакам между изученными образцами обнаруживаются в верхних междоузлиях, обеспечивающих поступление в метелку воды и растворенных в ней веществ, а также отток ассимиллятов. В средних и нижних междоузлиях хорошо проявляются признаки, характерные для таксона ранга семейства.

На поверхности стебля располагается эпидермис, покрытый кутикулой. Наиболее крупные клетки эпидермиса находятся напротив небольших проводящих пучков (ПП п.к.), обслуживающих остатки первичной коры. В других местах клетки эпидермиса – мелкие, с утолщенными наружными оболочками.  В субэпидермальном слое находятся  остатки первичной коры в виде тяжей хлоренхимы и склеренхима перициклического происхождения.

Тяжи хлоренхимы располагаются попарно рядом с пучками (ПП п.к.). Размеры тяжей на поперечном срезе возрастают от нижнего к верхнему междоузлию, что может свидетельствовать о приоритетной роли верхнего междоузлия и прилегающего листа в продукционном процессе.  В нижнем надземном метамере хлоренхима у овса часто отсутствует. По мере перемещения места среза сверху – вниз ПП п.к. уменьшаются в размерах от 80 – 100 до 40 – 50 мкм и приобретают уплощенную в тангентальном направлении форму.

Развитие периферической склеренхимы также зависит от места нахождения. В верхнем метамере вегетативной части побега склеренхима волнообразно огибает ПП п.к. и рядом расположенные тяжи хлоренхимы. Она располагается в 3 – 8 рядов клеток, диаметр которых возрастает в радиальном направлении от периферии к центру от 5 – 8 до 10 – 12 мкм. В середине и внизу стебля число рядов клеток склеренхимы уменьшается, но их диаметр увеличивается.

Под склеренхимой располагаются элементы центрального цилиндра – крупные проводящие пучки (ПП ц.ц.), погруженные в паренхиму.  Эти пучки, как правило, находятся между проекциями ПП п.к. При этом пространственное положение пучков разного типа образует профиль треугольника, что способствует увеличению прочности стебля. Число, размеры и форма пучков ПП ц.ц., а также их удаление от поверхности стебля, особенно в верхнем междоузлии, различаются у образцов овса разной продуктивности. В связи с этим для селекционной практики могут представлять ценность диаметр сосудов метаксилемы и ширина поля флоэмы. Эти признаки явно связаны с метамерной принадлежностью места среза: верхние междоузлия выделяются хорошо развитой флоэмой (100 – 130 мкм) в ПП ц.ц., а нижние – сосудами большого диаметра (40 – 50 мкм).

Для паренхимы центрального цилиндра характерно увеличение диаметра клеток от верхнего междоузлия (50 – 90 мкм) к нижнему (90-150 мкм). Сравнительно небольшие клетки паренхимы (30 – 50 мкм) находятся вокруг проводящих пучков и в непосредственной близи к слою склеренхимы. Это, во-первых, обеспечивает большую прочность стебля и, во-вторых, способствует радиальному транспорту веществ. Наиболее крупные клетки паренхимы располагаются между проводящими пучками на удалении от поверхности стебля.

Высокая специфичность строения анатомических структур стебля овса и изменения их параметров в зависимости от местонахождения обеспечивают адаптивность растений к среде произрастания. Количественные значения гистолого-анатомических признаков стебля могут быть использованы для оценки генотипов и физиологического состояния растений.

 

Литература

1. М и т р о ф а н о в,  А. С. Овес/ А.С. Митрофанов, К. С. Митрофанова. Изд. 2-е, перераб. М.: Колос, 1972.  269 с. с ил.

2. Ж э б i н,  Д. Ф. Авес / Д.Ф. Жэбiн. Мiнск : Ураджай, 1971.  96 с.

3. Э с а у,  К. Анатомия растений: перевод с 2-го англ. изд. / К. Эсау; под ред. И с предисловием проф. Л.В. Кудряшова. М.: Мир, 1969. С.310 – 366.

4. Л а з а р е в и ч, С. В. Эволюция анатомического строения стебля пшеницы / С.В. Лазаревич. Минск: БИТ «Хата», 1999, 296 с.