УДК 502.7 (477.63)

Павлюкова Н.Ф

Днепропетровский национальный университет имени О. Гончара

ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЗИМОСТОЙКОСТИ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ ЧУБУШНИКОВ

Научная проблема «интродукция и акклиматизация растений» охватывает ряд важных вопросов изучения закономерностей форма и видообразования, изменчивости и наследственности, физиологии и биохимии интродуцированных растений. Она тесно связана с установлением зако-номерностей процесса акклиматизации как считают многие авторы [1]. Эти закономерности охватывают спектр вопросов от эколого-исторического анализа флоры до всестороннего морфо-анатомического и физиолого-биохимического изучения растений в новых условиях окружающей среды.

В настоящее время в условиях степной зоны Украины особую актуальность приобретает обогащение ассортимента декоративных насаждений новыми видами и формами древесно-кустарниковых растений. Интродукция в нашем регионе определяется особенностями его континентального климата с большими колебаниями температур и недостаточным количеством осадков. В этом плане особо ценными являются красивоцветущие кустарниковые растений, к числу которых относятся виды рода Philadelphus [4]. Некоторые из изучаемых представителей рода обладают высокими декоративными качествами во время цветения, широкой экологической пластичностью, устойчивостью к неблагоприятным условиям среды, однако в широкой культуре нашли применение лишь некоторые виды: Ph.coronarius, Ph.latifolius, Ph.grandiflorus, Ph.schrenkii, Ph.satsumanus, Ph.magdalenae, Ph.californicum, Ph.mexicanus.

Целью исследований было определение степени устойчивости и приспособленности изучаемых растений к почвенно-климатическим условиям района интродукции.

В наших исследованиях были использованы микроскопические и микрохимические методы по определению запасных веществ в различных гистологических элементах годичных побегов чубушников, которые проводили визуальным методом и выражали в баллах [2]. Из основных запасных веществ большое значение имеет крахмал, который легко определяется при помощи йодной реакции. Нами были обнаружены крахмальные зерна в следующих гистологических элементах поперечного среза годичного побега чубушника: паренхиме и коленхиме первчиной коры, флоэмной части вторичной коры, паренхимных сердцевинных лучах древесины и перимедулярной зоне сердцевины.

Успешность интродукции чубушников к местным условиям определяется степенью их зимостойкости и засухоустойчивости. Для диагностики зимостойкости большое значение имеет изучение превращения углеводов при подготовке растений к зиме и в процессе перезимовки. Содержание крахмала служит показателем физиологического состояния тканей. Интенсивность превращения крахмала зависит от видового состава растений и находится в тесной связи с их устойчивостью. Неустойчивые виды накапливают запасные вещества на 30-40 % меньше по сравнению с зимостойкими. Установлено, что по мере наступления холодов наблюдается сложная динамика превращения крахмала, из которого образуются защитные вещества: растворимые сахара, жиры и другие соединения [4]. В процессе исследований нами было обнаружено два максимума содержания крахмала. Наибольшее количество крахмальных зерен откладываются в осенний период в сердцевинных лучах древесины и в перимедулярной зоне сердцевины.

В весенний период крахмал в большом количестве сосредоточен в гистологических элементах коровой части, то есть весной в момент выхода растений из состояния вынужденного покоя, наблюдается второй максимум появления крахмала, содержание которого быстро уменьшается. С мая по июль крахмал в побегах отсутствует или отмечается в небольшом количестве. Прирост одногодичных побегов чубушников заканчивается во второй половине июля. С окончанием роста побегов в августе месяце у некоторых видов чубушников (Ph.latifolius) наблюдается интенсивное накопление крахмала (период физиологического покоя), а в других (Ph.californicum, Ph.mexicanus) – незначительное. С переходом в состояние вынужденного покоя (при понижении температуры), при более глубоком превращении запасных веществ, содержание крахмала снижается, реакция на крахмал становится слабее, а в некоторых тканях он полностью отсутствует. Но, в то же время, увеличение содержания растворимых сахаров, о чем свидетельствует усиление окрашивания содержимого клетки с α-нафтолом. Это приводит к повышению концентрации клеточного сока, благодаря чему уменьшается образование кристалликов льда и тем самым повышается морозоустойчивость растений [6]. Значительное влияние на степень морозостойкости чубушников оказывают зимние оттепели. В период оттепели в почках создается провокационная ситуация для ростовых процессов. В побегах меняется соотношение запасных и лабильных углеводов. Интересна локализация крахмала в генеративных почках. Летом, при закладке почек, крахмал появляется в сердцевине основания почки и в наружных чешуях. Во время глубокого покоя он был обнаружен и во внутренних чешуях. Весной крахмал появляется и в других тканях почек, в пыльниках и завязи. Перед цветением, исчезая во всех перечисленных тканях и частях почек, он обнаруживается в столбиках пестика и в пыльце. Вся фертильная пыльца в это время имеет крахмал, а в стерильной он отсутствует [2,5]. У таких видов как Ph.californicum, Ph.mexicanus, Ph.coronarius процент стерильной пыльцы составляет 92 %, а у Ph.satsumanus, Ph.schrenkii, Ph.magdalenae – 20 %, что по-видимому связано с неприспоосбленностью этих видов к условиям степной зоны Украины.

Таким образом, крахмал может служить показателем физиологического состояния тканей. Превращение крахмала находится во взаимосвязи с зимовыносливостью интродуцированных растений. Чем раньше и полнее гидролизуется крахмал, тем больше у растений будет накоплено других веществ, обеспечивающих зимостойкость.

На основании проведенных исследований интродуцируемые чубушники, которые выращиваются в Ботаническом саду Днепропетровского национального университета можно разделить на две группы: морозоустойчивые – Ph.grandiflorus, Ph.latifolius, Ph.satsumanus, Ph.schrenkii, Ph.magdalenae и неморозоустойчивые – Ph.coronarius, Ph.californicum, Ph.mexicanus.

Список литературы

1. Базилевская Н.А., Мауринь А.М. Интродукция растений. Теория и практические приемы. – Рига: Изд-во Латвийского университета. 1984. – 92 с.

2. Генкель П.А., Окнина Е.З. Диагностика морозоустойчивости растений по глубине покоя их тканей и клеток. Методические указания. Изд-во АН СССР. 1964. – 120 с.

3. Дроздов С.Н., Сычева З.Ф. Эколого-физиологические аспекты устойчивости растений к заморозкам. – Л., 1966. – 432 с.

4. Зайцева І.О., Опанасенко В.Ф., Якушина О.Н. Інтродукція видів роду Philadelphus в Дніпропетровському ботанічному саду // Бюл.держ.Нікітського ботаніч.саду. – Вип. 79. Ялта. – 1999. – С. 81.

5. Сергеева К.А. Физиологические и биохимические основы зимостойкости растений. – М., 1971. – 176 с.

6. Семенютина А.В., Шутилов В.А. Эколого-биологические особенности видов рода Philadelphus интродуцируемые в Нижнем Поволжье // Бюл. ВНИИ агломерации. – 1990, № 2. – С. 20-22.

Павлюкова Н.Ф. «Физиолого-биохимияческие аспекты зимостойкости некоторых видов чубушников». Исследовано превращение углеводов для диагностики зимостойкости растений

Pavlyukova N.F. Physiological and biochemical aspects of winter-resistance in some species of Philadelphus plants. It had been investigated the carbohydrates metabolism for the plant winter-resistance diagnosis.

Заявка

на участие в работе Международной научной конференции

«ИНТРОДУКЦИЯ РАСТЕНИЙ, СОХРАНЕНИЕ И ОБОГАЩЕНИЕ БИОРАЗНООБРАЗИЯ В БОТАНИЧЕСКИХ САДАХ И ДЕНДРОПАРКАХ»

Название организации Днепропетровский национальный университет им. О.Гончара, факультет биологии, экологии и медицины

Фамилия Павлюкова

Имя Наталья

Отчество Федоровна

Ученая степень, звание доцент, к.б.н.

Тема доклада Физиолого-биохимические аспекты зимостойкости некоторых видов чубушников

Раздел научной программы конференции экологические и физиолого-биохимические аспекты интродукции растений

Форма участия стендовый доклад

Служебный адрес, телефон, факс Днепропетровский национальный университет, 49010, Украина, Днепропетровск, пр. Гагарина, 72

E-mail: bmi@ff.dsu.dp.ua

Потребность в гостинице -

Подпись участника Дата