Некоторые особенности системы репродукции Paeonia anomala L. (Paeoniaceae Raf.)
УДК 581.321.1:581.331
Аннотация
Представители рода Paeonia обладают рядом интересных особенностей репродукции, к числу которых относятся уникальный, не встречающийся у других покрытосеменных растений Paeoniad-тип эмбриогенеза, формирование в семязачатке множественного археспория и возможность развития нескольких гаметофитов. В настоящем исследовании проведен детальный анализ развития женских репродуктивных структур у P. anomala и выявлен ряд закономерностей, обусловливающих развитие нескольких зародышевых мешков в одном семязачатке. На ранних стадиях в семязачатке формируется множественный археспорий, дифференцирующийся в дальнейшем в спорогенный комплекс из 12–18 мегаспороцитов. К мегаспорогенезу способны 2–3 (реже 1) мегаспороцита, образующие перед мейозом каллозную оболочку. Развитие женского гаметофита происходит по моноспорическому Polygonum-типу. Анализ соотношения семязачатков с 1 или 2 развивающимися гаметофитами выявил частую гибель дополнительных тетрад мегаспор, а в некоторых случаях и всех тетрад в семязачатке. Второй критической стадией является стадия 4-ядерного зародышевого мешка, где также отмечен высокий процент дегенерирующих гаметофитов. Зрелый зародышевый мешок включает яйцевой аппарат из яйцеклетки и 2 синергид на микропилярном полюсе, 3 антиподы – на халазальном, и центральную клетку с вторичным полярным ядром, расположенным в центре. Около половины исследованных семязачатков имели 2 зрелых зародышевых мешка. Выявлены некоторые особенности процесса оплодотворения при развитии 2 зародышевых мешков. В семязачаток может входить несколько пыльцевых трубок, которые приносят спермии для оплодотворения половых клеток обоих зародышевых мешков. Однако, в некоторых случаях отмечено вхождение одной пыльцевой трубки, спермии которой расходятся к яйцеклеткам разных зародышевых мешков, при этом полярные ядра не оплодотворяются и эндосперм не образуется, что может быть причиной остановки развития семени. Сделано предположение, что нарушения в развитии женского гаметофита и процессе оплодотворения, связанные с образованием нескольких зародышевым мешков, могут обусловливать снижение семенной продуктивности растений.
Скачивания
Metrics
Литература
Батыгина Т. Б. Paeoniad-тип эмбриогенеза // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. – СПб: Мир и семья, 1997. – Т. 2. Семя. – С. 526–528.
Герасимова-Навашина Е. Н. Двойное оплодотворение покрытосеменных и некоторые его теоретические аспекты // Проблемы эмбриологии. – Киев: Наукова думка, 1971. – С. 113–152.
Паушева З. П. Практикум по цитологии растений. – М.: Колос, 1980. – 255 с.
Реут А. А., Миронова Л. Н. Изучение аминокислотного и элементного состава растительного сырья некоторых представителей рода Paeonia L. // Бюл. Бот. сада СГУ, 2013. – № 11. – С. 165–169.
Шамров И. И. Развитие семязачатка и семени у Paeonia lactiflora (Paeoniaceae) // Бот. журн., 1997. – Т. 82, № 6. – С. 24–46.
Яковлев М. С., Иоффе М. Д. Мегаспорогенез у Paeonia anomala L. // Вопросы эволюции, биогеографии, генетики и селекции. – М.–Л.: Наука, 1960. – С. 320–325.
Яковлев М. С., Иоффе М. Д. Особенности эмбриогенеза рода Paeonia L. // Бот. журн., 1957. – Т. 42, № 10. – С. 1491–1502.
Яковлев М. С., Иоффе М. Д. Эмбриология некоторых представителей рода Paeonia L. // Морфология цветка и репродуктивный процесс у покрытосеменных растений. – М.–Л.: Наука, 1965. – С. 140–176.
Carniel K. Uber die Embryobildung in der Gattung Paeonia // Osterr. Bot. Zeit., 1967. – Bd. 114. – Ss. 4–19.
Chen T.,·Xie M., Jiang Y., Yuan T. Abortion occurs during double fertilization and ovule development in Paeonia ludlowii // J. Plant Research, 2022. – Vol. 135, № 2. – P. 295–310. http://doi.org/10.1007/s10265-021-01366-5
Dresselhaus T., Sprunck S., Wessel G. M. Fertilization mechanisms in flowering plants // Current Biology, 2016. – Vol. 26. – P. R125–R139. http://doi.org/10.1016/j.cub.2015.12.032
Du Y., Cheng F., Zhong Y. Induction of direct somatic embryogenesis and shoot organogenesis and histological study in tree peony (Paeonia sect. Moutan) // Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 2020. – Vol. 141. – P. 557–570. http://doi.org/10.1007/s11240-020-01815-4
Halda J. J. The Genus Paeonia. – Portland: Timber Press Inc., 2004. – 231 p.
Öztürk R., Ünal M. Cytoembryological studies on Paeonia peregrina L. // J. Cell Mol. Biol., 2003. – Vol. 2. – P. 85–89.
Rodkiewicz B., Bednara J. Megasporogenesis // Embryology of flowering plants. Terminology and concepts. NH, USA: Enfield, 2002. – Vol. 1. Generative organs of flower. – P. 114–115.
Susaki D., Izumi R., Oi T., Takeuchi H., Shin J. M., Sugi N., Kinoshita T., Higashiyama T., Kawashima T., Maruyama D. F-actin regulates the polarized secretion of pollen tube attractants in Arabidopsis synergid cells // Plant Cell, 2023. – Vol. 35. – P. 1222–1240. http://doi.org/10.1093/plcell/koac371
Vinogradova G. Yu., Zhinkina N. A. Why does only one embryo sac develop in the Paeonia ovule with multiple archesporium? // Plant Biology, 2021. – Vol. 23, № 2. – P. 267–274. http://doi.org/10.1111/plb.13206
Walters J. L. Megasporogenesis and gametophyte selection in Paeonia californica // Amer. J. Bot., 1962. – Vol. 49, № 7. – P. 787–794. http://doi.org/10.2307/2439173
