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

Флора Українських Карпат багата на види, які відносяться до великої поліморфної родини Rosaceae. Слід відмітити, що вид R. canina в ембріологічному аспекті малодосліджений, а відомості по R. corymbifera - взагалі відсутні як в Українських Карпатах, так і за їх межами. Залишаються повністю не вивченими питання: мікроспорогенезу, формування та життєздатності пилкових зерен; наявності статевого відтворення чи апоміксису, і, власне, його форм; властива для виду одна форма апоміксису чи декілька його форм в межах одного зародкового мішка або нуцелуса; розвитку зародка й ендосперму. Отже, виявлення особливостей репродукції видів, головним чином, процеси формування генеративних структур, запилення і запліднення, здатність до відтворення в природних місцезростаннях, а також співвідношення статевого відтворення й апоміксису в популяціях, обумовлюють актуальність досліджень репродуктивної біології. 4. способи насінного розмноження у рідкісних високогірних видів Українських Карпат з роду Alchemilla: A. deylii Plocek., A. subcrenata (Bus.) Murb., A. xanthochlora Rothm. зокрема, дослідити мікроспорогенез і функціонування багатоклітинного жіночого археспорія, його похідних та соматичних клітин нуцелуса насінного зачатку; при виявленні апоміксису визначити його форми;Дегенерація жіночих генеративних структур у чоловічих квітках здійснюється на стадії розвитку чоловічого гаметофіту - двоклітинного пилкового зерна. У видів роду Spiraea розвитку жіночих генеративних структур передує диференціювання мікроспорангіїв та розвиток пилкових зерен. У видів роду Rosa мейоз при мікроспорогенезі супроводжується аномаліями, що призводять до утворення у R. canina - 45,31%, у R. corymbifera - 58,92% стерильних пилкових зерен. У роду Alchemilla виявлено значні аномалії в процесі мейозу при мікроспорогенезі, що обумовлює високу ступінь стерильності пилкових зерен - близько 70%. A. deylii, A. subcrenata, A. xanthochlora клітини потужного археспоріального комплексу мають здатність функціонувати у напрямках: трансформуватись в мегаспороцити, які дегенерують; розвиватись в еуспоричні зародкові мішки з послідуючою їх дегенерацією; мітотичним шляхом утворювати диплоспоричні зародкові мішки з послідуючою дегенерацією всього спорогенного комплексу та його похідних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. В результаті проведених досліджень встановлено, що на ранніх етапах органогенезу у дводомного Aruncus sylvestris квітки потенціально двостатеві. Різниця в будові квіток проявляється на послідуючих етапах формування андроцея і гінецея. Дегенерація жіночих генеративних структур у чоловічих квітках здійснюється на стадії розвитку чоловічого гаметофіту - двоклітинного пилкового зерна. У жіночих квітках мікроспорангії дегенерують на стадії мегаспороцитів та тетрад мегаспор. У видів роду Spiraea розвитку жіночих генеративних структур передує диференціювання мікроспорангіїв та розвиток пилкових зерен.

2. В A. sylvestris і S. japonica мейоз у процесі мікроспорогенезу проходить без особливих відхилень, у S. salicifolia - з деякими відхиленнями в процесі І поділу мейозу. Фертильність пилкових зерен у A. sylvestris становить 97,85%, у S. japonica - 92,70%, у S. salicifolia - 84,60%. У представників підродини Spiraeoideae жіночий археспоріальний комплекс представлений одною-трьома клітинами. Розвиваються еуспоричні зародкові мішки. Для видів характерне виключно статеве відтворення.

3. У видів роду Rosa мейоз при мікроспорогенезі супроводжується аномаліями, що призводять до утворення у R. canina - 45,31%, у R. corymbifera - 58,92% стерильних пилкових зерен. Структура насінного зачатку у поліморфних і пентаплоїдних видів R. canina i R. corymbifera, (2n=35) повязана з потужним розвитком спорогенного комплексу. Всі спорогенні клітини здатні трансформуватися в мегаспороцити та здійснювати мейоз, внаслідок якого із мікропілярних або халазальних мегаспор виникають зародкові мішки. R. canina i R. corymbifera статеві види.

4. У роду Alchemilla виявлено значні аномалії в процесі мейозу при мікроспорогенезі, що обумовлює високу ступінь стерильності пилкових зерен - близько 70%. У високополіплоїдних видів A. deylii, A. subcrenata, A. xanthochlora клітини потужного археспоріального комплексу мають здатність функціонувати у напрямках: трансформуватись в мегаспороцити, які дегенерують; розвиватись в еуспоричні зародкові мішки з послідуючою їх дегенерацією; мітотичним шляхом утворювати диплоспоричні зародкові мішки з послідуючою дегенерацією всього спорогенного комплексу та його похідних. Апоспоричні зародкові мішки розвиваються із соматичних клітин халазальної зони нуцелуса.

5. Основним показником автономного апоміксису у даних видів слід вважати: розвиток зародка передує розвитку ендосперму; розвинений зародок спостерігається у матеріалах, одержаних із закритого бутона. У Alchemilla виявлено повний спектр форм апоміксису від диплоспорії - партеногенез, апоспорії - партеногенез до адвентивної нуцелярної ембріонії, що, очевидно, свідчить про варіабельність форм та нестійкість апоміктичного розмноження.

6. У статевих видів родів Aruncus, Spiraea і Rosa розвиток ендосперму відбувається внаслідок потрійного злиття. Для видів роду Alchemilla характерний партеногенез, ендосперм утворюється автономно. Розвиток зародка передує утворенню ендосперму. Ендосперм нуклеарний. Зародок розвивається за типом Asterad var. Geum.

ПЕРЕЛІК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Лепіш Г. Б. Ембріологія Alchemilla subcrenata (Bus.) Murb. та Alchemilla xanthochlora Rothm.(Rosaceae) із флори Українських Карпат / Лепіш Г. Б. // Наук. вісник УЖНУ, Серія: Біологія. - 2006. - № 19. - С. 55-59.

2. Лепіш Г. Б. Ембріологічне дослідження Aruncus sylvestris L. (Rosaceae) / Лепіш Г. Б. // Наук. вісник УЖНУ, Серія: Біологія. - 2007. - № 20. - С. 96-99.

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 зїзду Українського ботанічного товариства (м. Одеса, 15-18 травня 2006 р.). - Одеса, 2006. - С. 459.

7. Попович Г. Б. Ембріологічні особливості насінної репродукції деяких видів Spiraeoideaae (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. Камянець-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.