Изменчивость признаков мужского гаметофита морфологических форм Taraxacum officinale Wigg. s.l. в условиях техногенной трансформации почвы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Изучена эндогенная, индивидуальная и групповая изменчивость признаков «фертильность пыльцевых зерен» и «размер фертильных пыльцевых зерен» у двух морфологических форм Taraxacum officinale Wigg. s.l., произрастающих в ценопопуляциях в градиенте техногенной трансформации почвы. Район исследования – Притагильская зона Среднего Урала (г. Нижний Тагил, Свердловская область, 58° с.ш., 60° в.д.). Установлено, что для исследуемых морфологических форм одуванчика в большинстве случаев характерна средняя эндогенная, индивидуальная и групповая изменчивость признака «фертильность пыльцевых зерен» и низкая эндогенная и индивидуальная изменчивость признака «размер пыльцевых зерен». Групповая изменчивость для этого признака средняя и низкая. Эндогенная изменчивость фертильности пыльцевых зерен и их размеров у f. dahlstedtii на агроземах несколько выше, чем на техноземах. У f. pectinatiforme на агроземах выше только эндогенная изменчивость фертильности пыльцевых зерен. Повышение уровня почвенного загрязнения на агроземах приводит к снижению эндогенной изменчивости фертильности пыльцевых зерен у обеих форм одуванчика. На техноземах аналогичная реакция выражена только у f. pectinatiforme. Анализ исследуемого признака во всем градиенте техногенной трансформации почв свидетельствует о значимом влиянии данного фактора только на эндогенную изменчивость фертильности пыльцевых зерен у f. dahlstedtii. Несмотря на отсутствие статистически значимых различий в индивидуальной изменчивости признака «фертильность пыльцевых зерен» между формами одуванчика, в среднем коэффициенты его вариации на агроземах ниже у f. dahlstedtii, а на техноземах – у f. pectinatiforme. Этот же вывод распространяется на индивидуальную изменчивость признака «размер фертильных пыльцевых зерен». В целом у f. dahlstedtii коэффициенты вариации исследуемых признаков мужского гаметофита ниже на агроземах, чем на техноземах, у f. pectinatiforme картина обратная. В среднем доля растений с низкой (Cᵥ < 11%) индивидуальной изменчивостью фертильности пыльцевых зерен у f. dahlstedtii из всех исследуемых ценопопуляций составляет 43,3% против 61,7% у f. pectinatiforme. Влияние техногенной трансформации среды проявляется в повышении доли растений f. pectinatiforme с низким уровнем изменчивости исследуемых признаков в ценопопуляциях буферной и импактной зон. У f. dahlstedtii обратная картина характерна только для фертильности пыльцы. Групповая изменчивость фертильности пыльцевых зерен как на агроземах, так и на техноземах выше у f. dahlstedtii. С ростом загрязнения на агроземах этот показатель повышается у обеих форм одуванчика, на техноземах – снижается. Прослеживается тенденция повышения групповой изменчивости фертильности пыльцевых зерен у растений обеих форм T. officinale на техноземах. Изменение уровня почвенного загрязнения в сторону увеличения на агроземах приводит к повышению групповой изменчивости признака «размер фертильных пыльцевых зерен» у f. dahlstedtii и к понижению у f. pectinatiforme. На техноземах отмечен противоположный эффект. В целом групповая изменчивость исследуемого признака у растений обеих морфологических форм одуванчика на агроземах выше, чем на техноземах.

Об авторах

Татьяна Валерьевна Жуйкова

Нижнетагильский государственный социально-педагогический институт (филиал) Российского государственного профессионально-педагогического университета

Email: hbfnt@rambler.ru

доктор биологических наук, доцент, декан факультета естествознания, математики и информатики

Россия, Нижний Тагил

Анна Андреевна Коваленко

Нижнетагильский государственный социально-педагогический институт (филиал) Российского государственного профессионально-педагогического университета

Email: aak.bio.chim@mail.ru

студент факультета естествознания, математики и информатики

Россия, Нижний Тагил

Анна Владимировна Мезина

Нижнетагильский государственный социально-педагогический институт (филиал) Российского государственного профессионально-педагогического университета

Автор, ответственный за переписку.
Email: krivosheevaanna1997@gmail.com

магистрант кафедры естественных наук и физико-математического образования

Россия, Нижний Тагил

Список литературы

  1. Звягина А.С. Показатель фертильности мужского гаметофита как критерий в биотестировании влияния гербицидов на репродуктивную систему озимой мягкой пшеницы // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2014. № 4 (98). С. 675–685.
  2. Осколков В.А., Воронин В.И. Репродуктивный процесс сосны обыкновенной в Верхнем Приангарье при техногенном загрязнении. Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2003. 140 с.
  3. Третьякова И.Н., Носкова Н.Е. Пыльца сосны обыкновенной в условиях экологического стресса // Экология. 2004. № 1. С. 26–33.
  4. Мамаев С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений (на примере семейства Pinaceae на Урале). М.: Наука, 1973. 284 с.
  5. Мамаев С.А., Махнев А.К. Проблемы биологического разнообразия и его поддержания в лесных экосистемах // Лесоведение. 1996. № 3. С. 3–10.
  6. Волков И.В. Биоморфологические адаптации высокогорных растений: автореф. дис. … д-ра биол. наук: 03.00.16, 03.00.05. Новосибирск, 2008. 35 с.
  7. Артамонова В.С., Еремченко О.З. Адаптивные признаки Chlorococcum beiyrinck и Bacillus mycoides Flugge в городских почвах // Вестник Пермского университета. Биология. 2015. Вып. 2. С. 158–166.
  8. Легощина О.М. Адаптивные реакции и фитоиндикационная способность древесных растений в условиях техногенного загрязнения: дис. … канд. биол. наук: 03.02.08. Кемерово, 2018. 144 с.
  9. Луговская А.Ю. Некоторые аспекты изучения морфо-биологической изменчивости растений в зависимости от антропогенной нагрузки: автореф. дис. … канд. биол. наук: 03.02.08. Новосибирск, 2020. 19 с.
  10. Глотов Н.В., Семериков Л.Ф., Верещагин A.A. Естественно-историческое и популяционное исследование скального дуба (Quercus petraea Liebl.) на Северо-Западном Кавказе // Журнал общей биологии. 1975. Т. 36, № 4. С. 537–554.
  11. Ермакова И.М. Одуванчик лекарственный: Номенклатура и систематическое положение // Биологическая флора Московской области / под ред. В.Н. Павлова и др. М., 1990. С. 210–269.
  12. Флора европейской части СССР / отв. ред. Н.Н. Цвелев. Л.: Наука, 1989. Т. 8. 412 с.
  13. Жуйкова Т.В. Реакция ценопопуляций и травянистых сообществ на химическое загрязнение среды: автореф. дис. … д-ра биол. наук: 03.00.16, 03.00.05. Екатеринбург, 2009. 40 с.
  14. Global Environmental Monitoring System (GEMS) SCOPE Report 3. Canada, 1973. 74 p.
  15. Жуйкова Т.В., Мелинг Э.В., Кайгородова С.Ю., Безель В.С., Гордеева В.А. Особенности почв и травянистых растительных сообществ в условиях техногенеза на среднем Урале // Экология. 2015. № 3. С. 163–172.
  16. Ившина И.Б., Костина Л.В., Каменских Т.Н., Жуйкова В.А., Жуйкова Т.В., Безель В.С. Почвенный микробиоценоз как показатель стабильности луговых сообществ при химическом загрязнении среды тяжелыми металлами // Экология. 2014. № 2. С. 83–90.
  17. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. М.: Агропромиздат, 1988. 271 с.
  18. Филипченко Ю.А. Изменчивость и методы ее изучения. Изд. 5-е. М.: Наука, 1978. 238 с.
  19. Щекалев Р.В., Тарханов С.Н. Радиальный прирост сосны обыкновенной при аэротехногенном загрязнении в бассейне Северной Двины // Лесоведение. 2007. № 2. С. 47–51.
  20. Тарханов С.Н. Состояние лесных экосистем в условиях атмосферного загрязнения на Европейском Севере: автореф. дис. … д-ра биол. наук: 03.02.08. Сыктывкар, 2011. 38 с.
  21. Тарханов С.Н. Внутрипопуляционная изменчивость биохимических признаков и поврежденность форм Pinus sylvestris (Pinaceae) в стрессовых условиях северной тайги // Растительные ресурсы. 2016. № 52 (4). С. 543–564.
  22. Рогозин М.В. Изменение параметров ценопопуляций Рinus sylvestris L. и Рicea × fennica (Regel) Кom. в онтогенезе при искусственном и естественном отборе: автореф. дис. … д-ра биол. наук: 03.02.01. Пермь, 2013. 47 с.
  23. Мокин А.Ю. Критерии устойчивости нелокальных разностных схем: автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук: 01.01.07. М., 2009. 14 с.
  24. Лудилов В.А. Семеноведение овощных и бахчевых культур. М.: Росинформагротех, 2005. 391 с.
  25. Ishikama M., Robertson A.J., Gusta L. Comparation of viability tests for assessing cross-adaptation to freezing, heat salt stress induced by abscisic in bromegrass (Bromus inermis Leyss) suspension culture cells // Plant Science. 1995. Vol. 107. P. 83–93.
  26. Hughes M.A., Dunn M.A. The molecular biology of plant acclimation to low temperature // Journal of Experimental Botany. 1996. Vol. 47. P. 296–305.
  27. Franco E., Alessandrelli S., Masojidek J. Modulation of D1 protein turnover under cadmium and heat stress monitored by [³⁵S] methionine incorporation // Plant Science. 1999. Vol. 144. P. 53–61.
  28. Шакирова Ф.М. Неспецифическая устойчивость растений к стрессовым факторам и ее регуляция. Уфа: Гилем, 2001. 160 с.
  29. Воробьев Г.В., Алябьев А.Ю., Огородникова Т.И., Хамидуллин А.Ф., Воробьев В.Н. Адаптивные возможности одуванчика лекарственного в условиях загрязнения атмосферы автомобильным транспортом // Экология. 2014. № 2. С. 91–96.
  30. Безель В.С., Жуйкова Т.В., Позолотина В.Н. Структура ценопопуляций одуванчика и специфика накопления тяжелых металлов // Экология. 1998. № 5. С. 376–382.
  31. Жуйкова Т.В. Ценопопуляции Taraxacum officinale s.l. в условиях токсического загрязнения среды: автореф. дис. … канд. биол. наук. Екатеринбург, 1999. 26 с.
  32. Позолотина В.Н., Безель В.С., Жуйкова Т.В. Механизмы адаптации к техногенному стрессу в ценопопуляциях растений (Taraxacum officinale s.l.) // Доклады академии наук. 2000. Т. 371, № 4. С. 565–568.
  33. Мазная Е.А., Лянгузова И.В. Эколого-популяционный мониторинг ягодных кустарничков при аэротехногенном загрязнении. СПб.: ВВМ, 2010. 195 с.
  34. Злобин Ю.А. Принципы и методы изучения ценотических популяций растений. Казань, 1989. 147 с.
  35. Сурсо М.В. Репродуктивная биология и полиморфизм хвойных видов (семейства Pinaceae Lindl., Cupressaceae Rich. ex Bartl.): автореф. дис. … канд. биол. наук: 06.03.01. Архангельск, 2013. 43 с.
  36. Ловелиус Н.В. Изменчивость прироста деревьев: дендроиндикация природных процессов и антропогенных воздействий. Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1979. 231 с.
  37. Веселова Т.В., Веселовский В.А., Чернавский Д.С. Стресс у растений (биофизический подход). М.: Изд-во Московского ун-та, 1993. 144 с.
  38. Безель В.С., Позолотина В.Н., Бельский Е.А., Жуйкова Т.В. Изменчивость популяционных параметров: адаптация к токсическим факторам среды // Экология. 2001. № 6. С. 447–453.
  39. Северцов А.С. Направленность эволюции. M.: Изд-во МГУ, 1990. 272 с.
  40. Северцов А.С. Внутривидовое разнообразие как причина эволюционной стабильности // Русский орнитологический журнал. 2014. Т. 23. Экспресс-выпуск 1072. С. 3659–3673.
  41. Симинел В.Д., Кильчевская О.С. Особенности биологии цветения; опыления и оплодотворения тритикале / отв. ред. Ф.Г. Кириченко. Кишинев: Штиинца, 1984. 152 с.
  42. Авров Ф.Д. Экология и селекция лиственницы // Проблемы региональной экологии. Вып. 7. Томск: Спектр, 1996. 213 с.
  43. Титов С.В., Кузьмин А.А., Шмыров А.А. Репродуктивная стратегия как фактор межвидовой гибридизации и изоляции симпатрических видов сусликов // Современные проблемы биологической эволюции (к 100-летию Дарвиновского музея): мат-лы конф. М.: ГДМ., 2007. С. 255–257.
  44. Чернодубов А.И. Сосна обыкновенная в островных борах Восточно-Европейской равнины (история – генетика – экология – география). Воронеж: Воронежская гос. лесотехническая акад., 2009. 156 с.
  45. Машкина О.С., Кузнецова Н.Ф., Исаков Ю.Н., Буторина А.К. Самофертильность у сосны обыкновенной как один из механизмов ее устойчивости к химическим мутагенам // Экология. 2009. № 4. С. 423–428.
  46. Чекменева Ю.В. Изучение индивидуальной изменчивости хвойных интродуцентов для мониторинга в городской среде: дис. … канд. с/х. наук: 06.03.01. Воронеж, 2011. 227 с.
  47. Хлебова Л.П., Ерещенко Л.П. Ритмы суточной митотической активности у березы повислой (Betula pendula Roth) в условиях Алтайского края // Известия Алтайского государственного университета. 2014. № 3/1. С. 100–104.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Жуйкова Т.В., Коваленко А.А., Мезина А.В., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).