Особенности прегенеративного периода онтогенеза некоторых представителей рода Lupinus L. на юго-западе Черноземья | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Биология

Опубликовано в Молодой учёный №22 (102) ноябрь-2 2015 г.

Дата публикации: 18.11.2015

Статья просмотрена: 173 раза

Библиографическое описание:

Князева И. В. Особенности прегенеративного периода онтогенеза некоторых представителей рода Lupinus L. на юго-западе Черноземья // Молодой ученый. — 2015. — №22. — С. 41-44. — URL https://moluch.ru/archive/102/23309/ (дата обращения: 16.08.2018).

 

В статье рассматриваются вопросы роста и развития представителей рода Lupinus в период онтогенеза. Выявлены особенности прегенеративного периода онтогенеза люпинов, качественные и количественные признаки, характерные для разных онтогенетических состояний у видов и сортов.

Ключевые слова: Lupinus polyphyllus, L. albus, L. succulentus, онтогенез.

 

Люпины — ценные кормовые и сидеральные растения. Как и другие представители семейства Fabaceae Lindl., люпины в симбиозе с азотфиксирующими бактериями способны фиксировать азот атмосферы и использовать трудно растворимые фосфаты почвы и удобрений. Большую роль люпины играют и в предотвращении эрозии и восстановлении плодородия почвы. Их экстракты применяются в лечебной практике и косметологии. Lupinus polyphyllus в ряде стран и регионов России успешно используется и в качестве декоративного растения [1].

Несмотря на распространенность люпинов некоторые, особенности их биологии, такие как онтогенез, изучены недостаточно полно.

Современные авторы, рассматривая возрастные изменения растений в онтогенезе, выделяют основные периоды онтогенеза: период первичного покоя (латентный) с онтогенетическим состоянием — покоящиеся семена (se); прегенеративный период с онтогенетическими состояниями — проростки (p), ювенильное (j), имматорное (im), виргинильное (v) и генеративный период (g) [2].

При введении в культуру в конкретных условиях важными показателями являются продолжительность онтогенеза, его этапов и особенности онтогенетических состояний.

В связи с этим цель исследований в данной работе — изучить и охарактеризовать онтогенетические состояния растений видов рода Lupinus в условиях интродукции.

Латентный период. Онтогенетическое состояние — покоящиеся семена (se). В данном периоде семена находятся в состоянии покоя в течение 6-7 месяцев. Характеристика семян отражена в работах [3, 4].

Прегенеративный период. Онтогенетическое состояние проросток (p). Тип прорастания у всех исследованных представителей люпинов — надземный. Проростки сходны: имеют по две семядоли от светло-зеленой до темно-зеленой окраски. При грунтовом посеве на поверхность почвы выносится гипокотиль, который хорошо выражен у L. albus.. Гипокотиль толстый, голый, светло-зеленной (L. albus) или фиолетово-бурой (L. succulentus, L. polyphyllus) окраски, форма поперечного сечения — округлая. Длина гипокотиля варьирует от 30 до 60 мм. У средиземноморского вида L. albus семядоли мясистые, без видимого черешка (основание семядолей полностью окружают гипокотиль), темно зеленого цвета, широко-почковидной формы (15 мм длиной, 13 мм шириной). Жилкование сетчатое, хорошо просматривается на нижней стороне семядолей. У растений L. albus семядоли в сомкнутом состоянии при прорастании находятся дольше, чем у двух других изученных видов (рис. 1).

У американских видов L. succulentus, L. polyphyllus семядоли от светло-зеленой до зеленой окраски с хорошо заметным черешком. В большинстве случаев по краям и нижней стороне семядолей преобладает антоциановая окраска, жилки снаружи не просматриваются. Семядоли вытянутые, имеют почковидную или удлиненно-овальную форму, длиной от 11 (L. polyphyllus) до 18 мм (L. succulentus), шириной около 0,8 мм. Семядоли функционируют длительно (до начала наступления генеративного периода) от 26 до 30 суток у однолетников L. succulentus, L. albus и до 55-64 суток у многолетника L. polyphyllus сорта ‘Аристократ’. Главный корень достигает 45-85 мм в длину.

555

Рис. 1. Морфологическая схема растений L. albus в прегенеративном периоде: C:\Users\Инна\Desktop\обозначения\111.jpg – заштрихованные элементы — семядоли;  – уровень почвы; C:\Users\Инна\Desktop\обозначения\3333jpg.jpg— корень с клубеньками; C:\Users\Инна\Desktop\обозначения\222_144803.jpg— сложный лист

 

У большинства проростков развивались боковые корни первого порядка. Продолжительность этого онтогенетического состояния у однолетников L. albus и L. succulentus в среднем составляет 6,2±0,5 суток, у многолетника L. polyphyllus — 13,0±0,7 суток. На рис. 1-3 отражено строение растений в прегенеративном периоде.

Ювенильное онтогенетическое состояние (j). Ювенильное онтогенетическое состояние отмечали при появлении первых настоящих листьев у растений. От посева семян данное состояние наступает на 15-19 сутки у L. albus, у L. succulentus, на 20-25 сутки — у L. polyphyllus. Меньше по времени в данном состоянии находился вид L. albus (9-11 суток), дольше — L. polyphyllus (22-30 суток).

Растения в ювенильном онтогенетическом состоянии имеют розеточные побеги. Отмирание семядолей в данном случае не являлось индикатором перехода в это состояние как у многих других видов растений — как отмечено выше, семядоли функционируют дольше. Первая пара настоящих листьев появляется через 5-7 суток у однолетников L. albus, L. succulentus и через 9-14 у многолетника L. polyphyllus после появления семядолей. Последующее листообразование наступает через каждые 3-5 суток у однолетних видов (L. albus, L. succulentus) и через 5-7 суток — у L. polyphyllus.

Рис. 2. Морфологическая схема растений L. succulentus в прегенеративном периоде (обозначения как в рис. 1)

 

Листорасположение очередное. Листья сложные. Первые два настоящих листа развиваются под углом 1800 напротив друг друга, состоят обычно из 5 листочков с черешками длиной 1,0-2,0 см. ширина сложных листьев варьирует от 2,0 до 2,5 см у американских видов L. succulentus и L. polyphyllus, от 3,5 до 4,0 см — у средиземноморского вида L. albus. Листовые пластинки цельнокрайние, с нижней стороны покрыты плотными, длинными волосками — трихомами. У растений L. succulentus верхушки листовых пластинок выямчатые, у L. albus и L. polyphyllus притупленная или заостренная соответственно.

Форма листовых пластинок у изученных видов различна — обратнояйцевидная у L. albus, удлиненно-яйцевидная — у L. succulentus. У вида L. polyphyllus по мере роста форма листовых пластинок меняется от удлиненно-овальной до ланцетной. У листьев ювенильных растений обычно развивается 5-7 листочков, с черешками длиной от 2 до 5 см.

Имматурное онтогенетическое состояние (im). Наступало с момента образования клубеньков на корнях с симбиотическими бактериями (рода Rhizobium) и развития боковых корней третьего и четвертого порядков и увеличения числа листьев в сравнении с ювенильным состоянием (рис. 3). Число листочков у листьев достигало до 7-8 штук у L. albus и L. succulentus до 9-11 — у L. polyphyllus. Листочки увеличиваются — их длина достигает 7-10 см, длина черешков также увеличивается до 8 см.

Рис. 3. Морфологическая схема растений L. polyphyllus в прегенеративном периоде (обозначения как в рис. 1)

 

В начале этого онтогенетического состояния после формирования 3-4 настоящих листьев, темпы развития растений уменьшаются, так как в этот период происходит образование клубеньков. В данном онтогенетическом состоянии побеги по-прежнему розеточные.

После периода замедленного роста развитие продолжается в более быстром темпе, особенно у средиземноморского вида L. albus. Побеги достигают в высоту 23 см; у L. succulentus и L. polyphyllus — до 15-18 см. Длина эпикотиля у большинства видов составляла от 0,1 до 0,3 см; у поликарпика L. polyphyllus эпикотиль самый короткий, выражен слабо. Растения изученных видов имели по 6-8 метамеров. Форма листочков остается такой же, как в ювенильном состоянии, за исключением вида L. polyphyllus, у которого их форма меняется с ланцетной на удлиненно-ланцетную. К концу имматурного онтогенетического состояния стержневая корневая система имеет уже хорошо развитый главный корень (длиной до 10 см) и систему боковых корней (длиной от 2 до 6 см).

Виргинильное онтогенетическое состояние (v). У однолетних видов L. albus и L. succulentus качественным признаком перехода в данное онтогенетическое состояние являлось появление основных черт, характерных для взрослых растений — полурозеточный побег, ветвящаяся побеговая и корневая системы (см. рис. 1, 2). Наибольшим числом метамеров характеризовался вид L. succulentus (18-20), наименьшим — L. albus (10-15 шт.). В данном состоянии форма листьев и количество листочков у растений L. albus и L. succulentus остаются такими же, как в имматурном состоянии. У вида L. polyphyllus виргинильное онтогенетическое состояние нами не выделялось, так как при смене типа побега с розеточного на полурозеточный растения сразу вступали в генеративное онтогенетическое состояние. В первый год вегетации перед зимовкой растения этого вида находились в имматурном или молодом генеративном онтогенетическом состоянии.

Таким образом, качественными признаками перехода в онтогенетические состояния прегенеративного периода у представителей рода Lupinus являются: в ювенильное — образование первой пары настоящих листьев; в имматурное — образование клубеньков на корнях и развитие боковых корней второго и третьего порядков, а также увеличение числа листочков в сложном листе (до 7-8 шт. у L. albus и L. succulentus, до 9-11 — у L. polyphyllus). Виргинильное онтогенетическое состояние, которое характеризуется переходом розеточных побегов в полурозеточные, выделено лишь у однолетних видов.

 

Литература:

 

  1.                Анохина В.С. Люпин: селекция, генетика, эволюция — Минск: БГУ, 2012. — 271 с.
  2.                Куркина Ю.Н. К вопросу онтогенеза кормовых бобов // Сб. Нетрадиционные и редкие растения, природные соединения и перспективы их использования — Белгород: Изд-во «Политерра», 2006. — Том 2. — С. 242-245.
  3.                Князева И.В., Сорокопудова О.А. Особенности морфологии и элементного состава семян некоторых видов рода LupinusL. // Научные ведомости Белгородского государственного университета, серия Естественные науки. — 2013. — Вып. 25, № 24 (167). — С. 51-56.
  4.                Князева И.В. Начальные фазы онтогенеза представителей рода LupinusL. в условиях интродукции (г. Белгород) // Актуальные вопросы в научной работе и образовательной деятельности: Материалы Международной научно-практической конференции. — Тамбов, 2015. — С. 78-79.
Основные термины (генерируются автоматически): онтогенетическое состояние, вид, сутки, семядоля, растение, морфологическая схема растений, ювенильное онтогенетическое состояние, средиземноморский вид, генеративный период, сложный лист.


Ключевые слова

онтогенез, Lupinus polyphyllus, Л. Альбус, L. succulentus

Похожие статьи

Онтогенез некоторых памиро-алайских видов рода Ferula L.

Переход растений в ювенильное состояние, как и в дальнейшем в имматурное и взрослое

После развертывания у проростков 2–3 листьев семядоли засыхают, и растение становится

3. У монокарпических видов наиболее протяженным является прегенеративный период...

Методика изучения архитектоники крон бореальных видов ив

Для выделения и характеристики онтогенетических состояний видов ив использована классификация Т. А. Работнова [12], дополненная А. А. Урановым

Онтогенетический период. Онтогенетическое состояние.

2. Прегенеративный. (2) Проросток. (3) Ювенильное.

Этиология и природа нарушений эмбриогенеза

Рис. 1. Схема кортикальной реакции.

Внутри заново сформировавшихся клеточных ядер хроматин переходит в дисперсное состояние, возобновляется синтез РНК, и становятся различимыми ядрышки.

Структура популяций Platanthera bifolia в различных...

Почти все растения находились в состоянии цветения.

При этом, независимо от различий в фитоценозах и морфологической изменчивости особей возрастной спектр обеих популяций является правосторонним, с максимумом на группе генеративных растений.

Влияние ионизирующего излучения на ростовые процессы ячменя...

Для получения исходного материала для селекции ячменя в виде мутантных линий с селекционно-ценными признаками, посредством

Таблица 1. Анализ ростовых процессов растений сорта ячменя Сыр Аруы при различных уровнях радиационной обработки семян на...

Взаимосвязь фенологии и биологии некоторых видов древесных...

Молодые листья имеют складчатую поверхность. Во взрослом состоянии лист растет, расправляется, а

Эти виды древесных растений имеют достаточно крупные многоцветковые соцветия, зачатки которых содержатся в зимующих вегетативно-генеративных почках [11].

Применение спектроскопии отражения для недеструктивного...

В ходе осеннего старения листьев этих растений отмечено повышение отражения в красной области вследствие деградации хлорофиллов; в то же

Виды сточных вод и основные методы анализа загрязнителей. Проблемы анализа и обработки данных о состоянии водных источников.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Онтогенез некоторых памиро-алайских видов рода Ferula L.

Переход растений в ювенильное состояние, как и в дальнейшем в имматурное и взрослое

После развертывания у проростков 2–3 листьев семядоли засыхают, и растение становится

3. У монокарпических видов наиболее протяженным является прегенеративный период...

Методика изучения архитектоники крон бореальных видов ив

Для выделения и характеристики онтогенетических состояний видов ив использована классификация Т. А. Работнова [12], дополненная А. А. Урановым

Онтогенетический период. Онтогенетическое состояние.

2. Прегенеративный. (2) Проросток. (3) Ювенильное.

Этиология и природа нарушений эмбриогенеза

Рис. 1. Схема кортикальной реакции.

Внутри заново сформировавшихся клеточных ядер хроматин переходит в дисперсное состояние, возобновляется синтез РНК, и становятся различимыми ядрышки.

Структура популяций Platanthera bifolia в различных...

Почти все растения находились в состоянии цветения.

При этом, независимо от различий в фитоценозах и морфологической изменчивости особей возрастной спектр обеих популяций является правосторонним, с максимумом на группе генеративных растений.

Влияние ионизирующего излучения на ростовые процессы ячменя...

Для получения исходного материала для селекции ячменя в виде мутантных линий с селекционно-ценными признаками, посредством

Таблица 1. Анализ ростовых процессов растений сорта ячменя Сыр Аруы при различных уровнях радиационной обработки семян на...

Взаимосвязь фенологии и биологии некоторых видов древесных...

Молодые листья имеют складчатую поверхность. Во взрослом состоянии лист растет, расправляется, а

Эти виды древесных растений имеют достаточно крупные многоцветковые соцветия, зачатки которых содержатся в зимующих вегетативно-генеративных почках [11].

Применение спектроскопии отражения для недеструктивного...

В ходе осеннего старения листьев этих растений отмечено повышение отражения в красной области вследствие деградации хлорофиллов; в то же

Виды сточных вод и основные методы анализа загрязнителей. Проблемы анализа и обработки данных о состоянии водных источников.

Задать вопрос