Chromosome numbers of some species of the family Lamiaceae from Khakasia

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The results of studying the chromosome numbers of 4 species from 3 genera of the family Lamiaceae from the Republic of Khakasia are presented. The material was collected in 2022 in six populations. The species Thymus petraeus (2n = 20) was studied for the first time. The chromosome numbers were determined in Dracocephalum discolor (2n = 12), Nepeta multifida (2n = 12), and Nepeta sibirica (2n = 18) for the first time from the territory of Khakasia. The range of distribution and published data on chromosome numbers are cited for each species. All the studied species are diploids.

Full Text

Исследование числа хромосом у сосудистых растений помогает проанализировать таксономическое разнообразие флоры, установить очаги происхождения и направление миграции видов, прогнозировать поведение растений при антропогенных изменениях среды (Probatova et al., 2016). Семейство Lamiaceae – одно из ведущих во флоре Хакасии. Всего на территории Сибири в нем насчитывается 30 родов, из них в Республике Хакасия встречается 20 (Flora Sibiri, 1997; Ankipovich, Lagunova, 2015). Большое значение имеет изучение широко распространенных и таксономически сложных родов. В этом плане наибольший интерес представляют роды Dracocephalum L. и Thymus L., представленные в Хакасии 9 и 11 видами соответственно, а также Nepeta L. – 5 видами (Kolegova, 2010; Myadelets, Krasnoborov, 2008; Ankipovich, Lagunova, 2015). Виды, входящие в указанные роды, помимо Хакасии встречаются и на других территориях. В литературе представлены данные о числах хромосом некоторых из них для Республики Алтай (Krasnoborov et al., 1980; Rostovtseva et al., 1981; Krogulevich, Rostovtseva, 1984; Probatova et al., 2015; Banaev et al., 2022), Республики Бурятия (Krogulevich, 1978; Probatova et al., 2011), Иркутской и Новосибирской областей, Красноярского, Алтайского и Приморского краев (Probatova et al., 2011; Chepinoga et al., 2012; Probatova et al., 2013b; Banaev et al., 2023). Число хромосом у Thymus serpyllum L. (s. l.) (тимьян обыкновенный) на материале, собранном в Хакасии, определено Е. В. Банаевым с соавторами (Banaev et al., 2023).

Сведения о кариологии исследованных нами видов указанных родов в Республике Хакасия, в литературе отсутствуют.

Цель исследования – изучение числа хромосом у наиболее распространенных в республике видов из разных эколого-фитоценотических условий обитания: Dracocephalum discolor Bunge. (змееголовник двуцветный), Nepeta multifida L. (котовник многонадрезный), Nepeta sibirica L. (котовник сибирский), Thymus petraeus Serg. (тимьян каменный).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Материал для кариологических исследований собран в 2022 г. в Усть-Абаканском и Аскизском районах республики в шести ценопопуляциях, ваучеры хранятся в Гербарии им. М.Г. Попова Центрального сибирского ботанического сада СО РАН (NSK).

Для изучения хромосом использовали меристему зародышевого корня проростков. Семена проращивали в чашках Петри на влажном стерильном песке. В течение 2 ч проростки выдерживали в растворе колхицина (0.2%) при комнатной температуре, фиксировали в смеси уксусная кислота–спирт (3 : 1) и окрашивали ацетогематоксилином (Smirnov, 1968; Krasnikov, 2016). Определение хромосомных чисел проводили прямым подсчетом в стадии метафазы на временных давленых препаратах. Готовые препараты изучали на световом микроскопе Axioscop-40 с цветной цифровой камерой высокого разрешения AxioCam MRc5 с использованием программного обеспечения AxioVision 4.7. Изученные виды расположены в алфавитном порядке, с цитатой гербарных этикеток образцов. Названия растений приведены по данным World Flora Online (worldfloraonline.org). Приводится краткая информация по распространению изученных видов и литературные ссылки по ранее исследованным числам хромосом. Для каждого вида указана плоидность и базовое число хромосом, даны микрофотографии метафазной пластинки. В связи с тем, что у Th. petraeus хромосомы мелкие и трудно поддаются подсчету, приведены две фотографии, подтверждающие полученные данные.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Dracocephalum discolor Bunge. 2n = 12 (рис. 1а)

 

Рис. 1. Метафазные пластинки: a – Dracocephalum discolor (2n = 12); b – Nepeta multifida (2n = 12); c – Nepeta sibirica (2n = 18); d, e – Thymus petraeus (2n = 20).

Шкала: 10 µm

Fig. 1. Metaphase plates: a – Dracocephalum discolor (2n = 12); b – Nepeta multifida (2n = 12); c – Nepeta sibirica (2n = 18); d, e – Thymus petraeus (2n = 20).

Scale bars: 10 µm.

 

“Республика Хакасия, Усть-Абаканский район, окр. д. Капчалы, юго-западный склон холма. Змееголовниково-чиевая крупнодерновинная степь (Neotrinia splendens (Trin.) M. Nobis, P.D. Gudkova & A. Nowak, Dracocephalum discolor). 430 м над ур. моря. 53°36ʹ6.5ʺ с.ш., 090°40ʹ57.2ʺ в.д., 29 V 2022. И.Н. Барсукова. № NSK0201966”.

Западная и Средняя Сибирь, Восточный Казахстан, Монголия (Peshkova, 1997; Baasanmunkh et al., 2022). В степях, на открытых каменистых и щебнистых склонах, на песчаных местах.

Известно такое же число хромосом 2n = 12 из Республик Тува (с. Нарын) (Krasnoborov, Rostovtseva, 1975) и Казахстан (хр. Заилийский Алатау) (Budantsev, 1986).

Диплоид (2x), x = 6. Впервые для Хакасии.

Nepeta multifida L. (= Schizonepeta multifida L.) 2n = 12 (рис. 1b)

“Республика Хакасия, Усть-Абаканский район, окр. аала Мохов, подножие Подкунинского хребта. Ковыльная крупнодерновинная степь (Stipa capillata L., Nepeta multifida, Artemisia dracunculus L.). 321 м над ур. моря. 53°53ʹ42.5ʺ с.ш., 091°23ʹ17.6ʺ в.д., 09 VIII 2022. И.Н. Барсукова. № NSK0201967”.

“Республика Хакасия, Усть-Абаканский район, окр. пос. Тигей, равнина. Осочково-злаковая крупнодерновинная степь (Festuca valesiaca Schleich. ex Gaudin, Stipa capillata, Carex pediformis C. A. Mey). 339 м над ур. моря. 53°36ʹ36.1ʺ с.ш., 091°06ʹ56.4ʺ в.д., 16 VIII 2022. И. Н. Барсукова. № NSK0201968”.

Западная, Средняя и Восточная Сибирь, Дальний Восток (Malyshev, 1997; Opredelitel’ vysshikh…, 2020). Монголия, Северо-Центральный Китай, Корея (Xiwen, Hedge, 1994; Chang et al., 2014; Baasanmunkh et al., 2022). Встречается от настоящих лугов до каменистых вариантов настоящих степей, оптимум по фактору увлажнения находится в луговых степях.

В Республике Бурятия (Восточный Саян, хр. Тункинский; Тункинский р-н, р. Маргасан) (Krogulevich, 1978; Probatova et al., 2013а), Приморском крае (Ханкайский р-н) (Probatova et al., 2016) и Амурской области (Shatokhina, Kotenko, 2012) число хромосом 2n = 12. Н.С. Пробатова с соавторами (Probatova et al., 2016) отмечают, что в Приморском крае вид был исследован дважды, но в первый раз было опубликовано ошибочное число хромосом 2n = 18, которое больше не подтверждается. Такое же число хромосом 2n = 12 отмечено и для Монголии (Měsíček, Soják, 1995).

Диплоид (2x), x = 6. Впервые для Хакасии.

Nepeta sibirica L. 2n = 18 (рис. 1с)

“Республика Хакасия, Усть-Абаканский район, автомобильная дорога Абакан–Сорск (16-й км). Крапивно-котовниковая залежь на месте луговой степи (Nepeta sibirica, Urtica urens L., Thalictrum minus L.). 248 м над ур. моря. 53°42ʹ1.3ʺ с.ш., 91°20ʹ46.4ʺ в.д., 08 VII 2022. И.Н. Барсукова. № NSK0201969”.

“Республика Хакасия, Аскизский район, окр. с. Казановка, северный склон холма (угол уклона 30°). Разнотравно-котовниковый остепненный луг (Nepeta sibirica, Phlomoides tuberosa Moench, Geum aleppicum Jacq., Agrimonia pilosa Ledeb.). 564 м над ур. моря. 53°14ʹ51.8ʺ с.ш., 090°05ʹ7.3ʺ в.д., 21 VII 2022. И.Н. Барсукова. № NSK0201970”.

Западная и Средняя Сибирь, Средняя Азия, Дальний Восток, Монголия (Probatova, Krestovskaya, 1995; Baikov, 1997; Baasanmunkh et al., 2022). Цинхай, Северо-Центральная часть Китая (Xiwen, Hedge, 1994). На остепненных лугах, каменистых склонах, по берегам рек и ручьев, на залежах.

Для вида известно несколько определений числа хромосом из разных частей ареала 2n = 18 (Rice et al., 2015), в том числе для территорий Красноярского края (Stepanov, 1992) и Республики Алтай (Probatova et al., 2013а; Zykova et al., 2023).

Диплоид (2x), x = 9. Впервые для Хакасии.

Thymus petraeus Serg. 2n = 20 (рис. 1d, e)

“Республика Хакасия, Аскизский район, окр. с. Казановка, южный склон холма. Разнотравно-осоковая мелкодерновинная степь, петрофитный вариант (Carex pediformis, C. duriuscula C.A. Mey, Orostachys spinosa (L.) Sweet, Artemisia frigida Willd.). 527 м над ур. моря. 53°13ʹ52ʺ с.ш., 090°04ʹ52.7ʺ в.д., 19 VII 2022. И.Н. Барсукова. № NSK0201971”.

Западная и Средняя Сибирь, Средняя Азия, Северо-Западный Китай, Монголия (Doron’kin, 1997). Встречается в степном и лесостепном поясах в сообществах настоящих степей и их петрофитных вариантах (Peshkova, 2001; Stepanov, 2016).

Диплоид (2x), x = 10. Впервые для вида.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение числа хромосом видов семейства Lamiaceae Dracocephalum discolor (2n = 12), Nepeta multifida (2n = 12) и Nepeta sibirica (2n = 18) проведено впервые для Хакасии, Thymus petraeus (2n = 20) – впервые для вида. Все образцы диплоидны. Число хромосом совпадает с литературными данными, что подтверждает отсутствие полиморфности данных видов из разных эколого-фитоценотических условий местообитания.

БЛАГОДАРНОСТИ

Выражаем благодарность Центру коллективного пользования микроскопического анализа биологических объектов ФГБУН “Центральный сибирский ботанический сад СО РАН”.

Работа выполнена в рамках государственного задания Центрального сибирского ботанического сада СО РАН № АААА-А21-121011290026-9 и № АААА-А21-121011290024-5.

×

About the authors

I. N. Barsukova

Khakassian State University named after N. F. Katanov; Central Siberian Botanical Garden SB RAS

Author for correspondence.
Email: saphronovairina@mail.ru
Russian Federation, Lenin Ave., 90, Abakan, 655017; Zolotodolinskaya Str., 101, Novosibirsk, 630090

Ye. A. Korolyuk

Central Siberian Botanical Garden SB RAS

Email: lkoroljuk59@gmail.com
Russian Federation, Zolotodolinskaya Str., 101, Novosibirsk, 630090

A. Yu. Astashenkov

Central Siberian Botanical Garden SB RAS

Email: astal@bk.ru
Russian Federation, Zolotodolinskaya Str., 101, Novosibirsk, 630090

References

  1. Ankipovich E.S., Lagunova E.G. 2015. Rastitel’nyi mir Respubliki Khakasiya: uchebno-metodicheskii kompleks po distsipline: laboratornyi praktikum [Flora of the Republic of Khakasia: educational and methodological complex for the discipline: laboratory workshop]. Аbakan. 124 p. (In Russ.).
  2. Baasanmunkh S., Urgamal M., Oyuntsetseg B., Sukhorukov A.P., Tsegmed Z., Son DC, Erst A., Oyundelger K., Kechaykin A.A., Norris J., Kosachev P., Ma J-S., Chang K.S., Choi H.J. 2022. Flora of Mongolia: annotated checklist of native vascular plants. – PhytoKeys. 192: 63–169. https://doi.org/10.3897/phytokeys.192.79702
  3. Baikov K.S. 1997. Nepeta L. – Kotovnik. – In: Flora Sibiri. Vol. 11. Novosibirsk. P. 168–169 (In Russ.).
  4. Banaev E.V., Tomoshevich M.A., Boyarskikh I.G., Pshenichkina Y.A., Erst A.A. 2022. IAPT chromosome data 38/2. – Taxon. 71(6): 1354–1355. https://doi.org/10.1002/tax.12836
  5. Banaev E.V., Pshenichkina Y.A., Tomoshevich M.A. 2023. IAPT chromosome data 41/1. – Taxon. 72(6): 1392–1393. https://doi.org/10.1002/tax.13104
  6. Budantsev A.L. 1986. Chromosome numbers and some problems in the systematics of the genus Dracocephalum (Lamiaceae). – Bot. Zhurn. 71(9): 1211–1217 (In Russ.).
  7. Chang C.S., Kim H., Chang K.S. 2014. Provisional checklist of vascular plants for the Korea peninsula flora (KPF). Seoul. 664 p.
  8. Chepinoga V.V., Gnutikov A.A., Moriz R.S., Lubogoschinsky P.I., Sergeyeva A.S. 2012. IAPT/IOPB chromosome data 13. – Taxon. 61(4): 892–893. https://doi.org/10.1002/tax.614023
  9. Doron’kin V.M. 1997. Thymus L. – Tim’yan, bogorodskaya trava. – In: Flora Sibiri. Vol. 11. Novosibirsk. P. 205–220 (In Russ.).
  10. Flora Sibiri. Vol. 11. Pyrolaceae – Lamiaceae (Labiatae). 1997. Novosibirsk. 296 p. (In Russ.).
  11. Kolegova E.B. 2010. Morfogenez vidov roda Thymus L. i struktura ikh tsenopopulyatsii v Khakasii [Morphogenesis of species of the genus Thymus L. and the structure of their coenopopulations in Khakasia]: Abstr. … Diss. Kand. Sci.]. Novosibirsk. 17 p. (In Russ.).
  12. Krasnikov A.A. 2016. Centr kollektivnogo pol’zovaniya mikroskopicheskogo analiza biologicheskikh ob’ektov TsSBS SO RAN: sprav. posobie [Center for Collective Use of Microscopic Analysis of Biological Objects of the Central Siberian Botanical Garden SB RAS: reference manual]. Novosibirsk. 17 p. (In Russ.).
  13. Krasnoborov I.M., Rostovtseva T.S. 1975. Chromosome numbers of some plant species from the south of Siberia. – Bot. Zhurn. 60(6): 853–860 (In Russ.).
  14. Krasnoborov I.M., Rostovtseva T.S., Ligus S.A. 1980. Chromosome numbers of some plant species from the south of Siberia and the Far East. – Bot. Zhurn. 65(5): 659–668 (In Russ.).
  15. Krogulevich R.Ye. 1978. Kariologicheskii analiz vidov flory Vostochnogo Sayana [Karyological analysis of flora species of Eastern Sayan]. – In: Flora of the Baikal region. Novosibirsk. P. 19–48 (In Russ.).
  16. Krogulevich R.Ye., Rostovtseva T.S. 1984. Khromosomnye chisla tsvetkovykh rastenii Sibiri i Dal’nego Vostoka [Chromosome numbers of flowering plants of Siberia and the Far East]. Novosibirsk. 286 p. (In Russ.).
  17. Malyshev L.I. 1997. Schizonepeta (Bentham) Briq. – Skhizonepeta, shizonepeta. – In: Flora Sibiri. Vol. 11. Novosibirsk. P. 167–168 (In Russ.).
  18. Měsíček J., Soják J. 1995. Chromosome numbers of Mongolian angiosperms. II. – Folia Geobot. Phytotax. 30: 445–453. https://doi.org/10.1007/bf02803973
  19. Myadelets M.A., Krasnoborov I.M. 2008. Dopolnenie k flore Respubliki Khakasiya iz semeistva Gubotsvetnye (Lamiaceae) [Addition to the flora of the Republic of Khakasia from the Lamiaceae family]. – Byulleten’ MOIP. Otdelenie Biologii. 113(3): 84–85 (In Russ.).
  20. Opredelitel’ vysshikh rasteniy Yakutii [Key to higher plants of Yakutia]. 2020. Мoscow. 897 p. (In Russ.).
  21. Peshkova G.A. 1997. Dracocephalum L. – Zmeegolovnik. – In: Flora Sibiri. Vol. 11. Novosibirsk. P. 173–174 (In Russ.).
  22. Peshkova G.A. 2001. Florogeneticheskii analiz stepnoi flory gor Yuzhnoi Sibiri [Florogenetic analysis of the steppe flora of the mountains of Southern Siberia]. Novosibirsk. 192 p. (In Russ.).
  23. Probatova N.S., Krestovskaya T.V. 1995. Kotovnik – Nepeta L. – In: Vascular plants of the Soviet Far East. Vol. 7. St. Petersburg. P. 320–323 (In Russ.).
  24. Probatova N.S., Kazanovsky S.G., Rudyka E.G., Barkalov V.Yu., Seledets V.P., Nechaev V.A. 2011. IAPT/IOPB chromosome data 12. – Taxon. 60(6): 1790–1794. https://doi.org/10.1002/tax.606033
  25. Probatova N.S., Kazanovsky S.G., Rudyka E.G., Seledets V.P., Ovchinnikova S.V. 2013a. IAPT/IOPB chromosome data 16. – Taxon. 62(6): 1359–1360. http://dx.doi.org/10.12705/626.41
  26. Probatova N.S., Verkhozina A.V., Rudyka E.G., Krivenko D.A. 2013b. IAPT/IOPB chromosome data 16. – Taxon. 62(6): 1360–1361. http://dx.doi.org/10.12705/626.41
  27. Probatova N.S., Kazanovsky S.G., Barkalov V.Yu., Rudyka E.G., Shatokhina A.V. 2015. IAPT/IOPB chromosome data 20. – Taxon. 64(6): 1348–1349. https://doi.org/10.12705/646.42
  28. Probatova N.S., Barkalov V.Yu., Nechaev V.A. 2016. Khromosomnye chisla sosudistykh rasteniy v Primorskom krae: dal’neyshee izuchenie [Chromosome numbers of vascular plants in Primorsky Krai: further study]. – Uchyonye zapiski ZabGU. 11(1): 27–37 (In Russ.).
  29. Rice A., Glick L., Abadi S., Einhorn M., Kopelman N., Salman-Minkov A., Mayzel J., Chay O., Mayrose I. 2015. The Chromosome Counts Database (CCDB) – a community resource of plant chromosome numbers. – New phytologist. 206(1): 19–25. https://doi.org/10.1111/nph.13191. http://ccdb.tau.ac.il. (Accessed 09.03.2024).
  30. Rostovtseva T.S., Krasnoborov I.M., Krasnikova S.A. 1981. Chromosome numbers of some species of Siberian flora. – In: New data on the phytogeography of Siberia. Novosibirsk. P. 215–220 (In Russ.).
  31. Shatokhina A.V., Kotenko O.V. 2012. Chromosome numbers of some plant species from the Amur region and Primorsky Krai (Russian Far East). – Bot. Zhurn. 97(9): 1241–1248 (In Russ.).
  32. Smirnov Yu.A. 1968. Uskorennyy metod issledovaniya somaticheskikh khromosom plodovykh [Accelerated method for studying somatic chromosomes of fruits]. – Tsitologiya. 10(12): 1132–1134 (In Russ.).
  33. Stepanov N.V. 1992. Chromosome numbers of representatives of some families of higher plants. – Bot. Zhurn. 77(2): 113–114 (In Russ.).
  34. Stepanov N.V. 2016. Vascular plants of the Yenisei Sayans. Krasnoyarsk. 252 p. (In Russ.).
  35. WFO: World Flora Online. 2024. http://www.worldfloraonline.org. (Accessed 07.03.2024).
  36. Xiwen L., Hedge I.C. 1994. Lamiaceae. – In: Flora of China. Verbenaceae through Solanaceae. Vol. 17. China. P. 50–299.
  37. Zykova E.Yu., Pankova T.V., Lomonosova M.N. 2023. Chromosome numbers of adventive species in the flora of the Republic of Altai. Post VI. – Turczaninowia. 26(1): 43–50. https://doi.org/10.14258/turczaninowia.26.1.4

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Metaphase plates: a – Dracocephalum discolor (2n = 12); b – Nepeta multifida (2n = 12); c – Nepeta sibirica (2n = 18); d, e – Thymus petraeus (2n = 20). Scale bars: 10 µm.

Download (39KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».