e Z j gcsl.bas-net.by/xfile/v_bio/2013/2/b3ki4.pdf5 ВЕСЦІ НАЦЫЯНАЛЬНАЙ АКАДЭМІІ НАВУК БЕЛАРУСІ № 2 2013 СЕРЫЯ БІЯЛАГІЧНЫХ НАВУК

1

СЕРЫЯ БIЯЛАГIЧНЫХ НАВУК 2013 № 2

СЕРИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК 2013 № 2

ЗАСНАВАЛЬНIК – НАЦЫЯНАЛЬНАЯ АКАДЭМIЯ НАВУК БЕЛАРУСI

Часопіс выдаецца са студзеня 1956 г.

Выходзіць чатыры разы ў год

ЗМЕСТ

Рупасова Ж.А., Володько И.К., Волынец А.П., Гончарова Л.В. Трансформация биохимического соста-ва ассимилирующих органов вечнозеленых видов Rhododendron в зимний период года в Беларуси . . . . . . . . . . 5

Кутас Е.Н., Малахова И.Н., Горецкая А.А. Морфогенез селекционных гибридов (сем. Vacciniaceae S.F.Gray) в культуре in vitro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Жилинский Д.Ю. Динамика растительного покрова нарушенных болотных экосистем под влиянием вторичного заболачивания (на примере болота «Докудовское») . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Зубей Е.С., Реуцкий В.Г., Скуратович Т.А. Стресс у растений в диапазоне благоприятных факторов сре-ды произрастания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Прохоревич К.Н., Звягинцев В.Б., Южик Н.В. Синтез и биологические испытания аттрактантов еловой шишковой листовертки Cydia strobilella . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Кубрак С.В., Шаптуренко М.Н. Изменчивость льна-долгунца (Linum usitatissimum) в культуре in vitro как источник получения новых селекционных форм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Шишлов М.П., Шишлова А.М., Шишлова Н.П., Полякова Е.Л., Гетко С.А. Эффективность гибриди-зации яровой пшеницы (Triticum aestivum) и тритикале (ç Triticosecale Wittmack) с высокобелковыми мутанта-ми пшеницы, маркированными фиолетовой окраской зерна (T. aestivum var. australianum) . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Михайлова М.Е., Медведева Ю.В. Сравнение аллельных частот микросателлитных локусов белорус-ской и польской популяции европейского зубра (Bison bonasus) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Баранова Л.А., Емельянова В.П., Жорник Е.В., Струкова А.М., Волотовский И.Д. ПЦР-диагностика комплексного порока позвоночника у крупного рогатого скота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Прокопович С.В., Колеснева Е.В., Дубовская Л.В., Денисевич И.П., Волотовский И.Д. Генетическая предрасположенность к развитию хронического бронхита у работников калийных шахт . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

Национальная

академия наук

Беларуси

Василевич И.Б., Баранов Е.В, Лобанок Е.С., Пинчук С.В., Третьяк С.И., Волотовский И.Д. Исследо-вания взаимодействия мезенхимальных стволовых клеток жировой ткани с полимерными носителями с це-лью создания биологических трансплантатов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Вязов Е.В., Шалыго Н.В. Содержание активных форм кислорода, продуктов перекисного окисления ли-пидов и проницаемость клеточных мембран в растениях огурца (Cucumis sativus) в условиях узкополосного освещения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

Дремук И.А., Шалыго Н.В. Активность алкогольдегидрогеназы и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы в листьях и корнях проростков ячменя (Hordeum vulgare) в условиях совместного действия низкой температу-ры и избыточного увлажнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

Павлючкова С.М., Шалыго Н.В. Активность фотосинтетического аппарата растений табака (Nicotiana tabacum), трансформированных смысловым геном супероксиддисмутазы, при низкотемпературном стрессе . . . 80

Рымко А.Н., Квач С.В., Зинченко А.И. Создание штамма Escherichia coli, продуцирующего дезоксину-клеозидкиназу Drosophila melanogaster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

Мороз М.Д., Семенченко В.П., Разлуцкий В.И. Водные насекомые (Insecta) рек Гомельской области . . 91Sidorovich A.A. Utilization of natal dens by the red fox (Vulpes vulpes) and other burrowing mammals in relation

to landscape structure in Belarus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98Денисова С.И. Влияние агонистов экдистероидов на биохимические показатели непарного (Lymantria

dispar) и дубового (Antheraea pernyi) шелкопрядов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

АГЛЯДЫ

Ляхнович Г.В., Кабачевская Е.М. Дизайн, синтез и использование синтетических олигонуклеотидов . . . . 109

ВУЧОНЫЯ БЕЛАРУСІ

Любовь Владимировна Хотылева (К юбилею) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118Евгений Антонович Сидорович (К 85-летию со дня рождения) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

ИЗВЕСТИЯ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ 2013 № 2Серия биологических наук

на русском, белорусском и английском языкахКамп’ютарная вёрстка А . У. Н о в і к

Здадзена ў набор 11.03.2013. Падпісана ў друк 08.04.2013. Выхад у свет 25.04.2013. Фармат 60 ç 84 1/8. Папера афсетная. Друк лічбавы. Ум. друк. арк. 14,88. Ул.-выд. арк. 16,4. Тыраж 88 экз. Заказ 78.Кошт нумару: індывідуальная падпіска – 38 400 руб., ведамасная падпіска – 95 316 руб.

Рэспубліканскае ўнітарнае прадпрыемства «Выдавецкі дом «Беларуская навука». ЛИ № 02330/0494405 ад 27.03.2009. Вул. Ф. Скарыны, 40. 220141, Мінск. Пасведчанне аб рэгістрацыі № 395 ад 18.05.2009.

Надрукавана ў РУП «Выдавецкі дом «Беларуская навука».

© Выдавецкі дом «Беларуская навука». Весці НАН Беларусі. Серыя біялагічных навук, 2013



Беларуси

3

PROCEEDINGSOF THE NATIONAL ACADEMY

OF SCIENCES OF BELARUSBIOLOGICAL SERIES 2013 N 2

FOUNDER IS THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF BELARUS

The Journal has been published since January 1956

Issued four times a year

CONTENTS

Rupasova Z.A., Volodko I.K., Volynets A.P., Goncharova L.V. Transformation of the biochemical composition of assimilating organs evergreen Rhododendron in the winter period in Belarus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Kutas E.N., Malachova I.N., Goretskay A.A. The morphogenes of selection hybrids (Vacciniaceae S.F.Gray) in vitro culture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Zhylinski D. Y. Dynamics of the plant cover of the disturbed wetland ecosystems under the effect of the second logging up based on the example of swamp “Dokudovskoe” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Zubei E.S., Reutsky V.G., Skuratovich T.A. Phytostress under normal abiotic environment . . . . . . . . . . . . . . . . 24Prokhorevich K.N., Zvyagintsev V.B., Yuzhik N.V. Synthesis and biological testing of attractants of the spruce

seed moth Cydia strobilella . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Kubrak S.V., Shapturenko M.N. Fiber Flax (Linum usitatissimum) in vitro culture variability as a source of new

breeding forms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Shishlov M.P., Shishlova A.M., Shishlova N.P., Polyakova E.L., Getko S.A. Efficiency of hybridization of

spring wheat (Triticum aestivum) and triticale (ç Triticosecale Wittmack) with wheat mutants, marked with violet co-louring of grain (T. Aestivum var. australianum) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Mikhailova M.E., Miadzvedzeva Y.V. Comparison of allele rates in microsatellite loci of the Belarusian and Po-lish population of European bison (Bison bonasus) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Baranova L.A., Emelyanova V.P., Zhornik E.V., Strukova A.M., Volotovski I.D. PCR-diagnostics for detec-tion of latent carriers of a disease of complex vertebral malformation in cattle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Prokopovich S.V., Kolesneva E.V. , Dubovskaya L.V. , Denisevich N.P., Volotovski I.D. Genetic predisposition to the development of chronic bronchitis among potash mine workers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

Vasilevich I.B., Baranov E.V., Lobanok E.S., Pinchuk S.V., Tretyak S.I., Volotovski I.D. Investigations of the interaction of mesenchymal stem cells from adipose tissue with polymeric carriers for the purpose of producing bio-logical transplantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Viazau Y.V., Shalygo N.V. Reactive oxygen species content, lipid peroxidation and cell membranes permeability in cucumber (Cucumis sativus) plants under narrow-band lighting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

Dremuk I.A., Shalygo N.V. Alcohol dehydrogenase and glucose-6-phosphate dehydrogenase activity in leaves and roots of barley (Hordeum vulgare) seedlings under combined action of low temperature and excessive humidity . . . . . . 75

Рavluchkova S.M., Shalygo N.V. Photosynthetic apparatus activity in tobacco plants (Nicotiana tabacum), trans-formed by sense gene of superoxide dismutase, under chilling stress . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80



Беларуси

Rymko A.N., Kvach S.V., Zinchenko A.I. creation of Escherichia coli strain superproducing deoxynucleoside kinase of Drosophila melanogaster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

Moroz M.D., Semenchenko V.P., Razlutski V.I. Aquatic insects (Insecta) of the Gomel region rivers . . . . . . . . . 91Sidorovich A.A. Utilization of natal dens by the red fox (Vulpes vulpes) and other burrowing mammals in relation

to landscape structure in Belarus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98Denisova S.I. Influence of agonists of ecdysteroids on biochemical indices of Lymantria dispar and Antheraea

pernyi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

SURVEYS

Liakhnovich G.V., Kabachevskaya A.M. Design, synthesis and use of synthetic oligonucleotides . . . . . . . . . . . . 109

SCIENTISTS OF BELARUS

Lubov Vladimirivna Hotileva (For her Jubilee) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118Evgeniy Antonovich Sydorovich (To the 85 anniversary from the date of a birth) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121



Беларуси

5

ВЕСЦІ НАЦЫЯНАЛЬНАЙ АКАДЭМІІ НАВУК БЕЛАРУСІ № 2 2013СЕРЫЯ БІЯЛАГІЧНЫХ НАВУК

УДК 634.737:581.19:522.4 (476)

Ж. А. РУПАСОВА1, И. К. ВОЛОДЬКО1, А. П. ВОЛЫНЕЦ2, Л. В. ГОНЧАРОВА

ТРАНСФОРМАЦИЯ БИОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА АССИМИЛИРУЮЩИХ ОРГАНОВ ВЕЧНОЗЕЛЕНЫХ ВИДОВ RHODODENDRON В ЗИМНИЙ ПЕРИОД ГОДА

В БЕЛАРУСИ1Центральный ботанический сад НАН Беларуси, Минск, e-mail: [email protected],

2Институт экспериментальной ботаники им. В. Ф. Купревича НАН Беларуси

(Поступила в редакцию 26.07.2012)

Введение. В связи с интродукцией в Беларусь малоизученных декоративных кустарников рода Rhododendron L. сем. Ericaceae, являющихся потенциальными источниками лекарственно-го сырья [1, 2], особое научное и практическое значение обретает исследование биохимического состава их надземных частей. Предварительные исследования в данном направлении, осущест-вленные на базе коллекции ЦБС НАН Беларуси [3], подтвердили повышенную способность этих растений к накоплению в ассимилирующих органах широкого спектра соединений разной хи-мической природы – органических кислот, углеводов, терпеноидов, биофлавоноидов с их выра-женной антиоксидантной активностью, а также минеральных веществ. Значительная часть кол-лекции рододендронов, насчитывающей более 80 таксонов разного уровня, представлена вечно-зелеными видами. Поддержание их жизненных функций в холодное время года при воздействии низких температур, ингибирующих фотосинтетические процессы, предполагает включение приспособительных механизмов, связанных с взаимопревращениями и частичным расходовани-ем в зимующих листьях накопленных за вегетационный период органических соединений, явля-ющихся источниками трофических и энергетических ресурсов. Вместе с тем в научной литера-туре отсутствует информация об особенностях трансформации биохимического состава ассими-лирующих органов вечнозеленых рододендронов в зимний период года, что и побудило авторов к проведению подобных исследований.

Объекты и методы исследования. Исследования были выполнены в 2011–2012 гг., на фоне близких к многолетней климатической норме погодных условий во все сезоны, на примере сле-дующих представителей рода Rhododendron L.: полувечнозеленого вида Rh. dauricum L. и 4 веч-нозеленых видов – Rh. catawbiense Michx., Rh. brachycarpum D. Don, Rh. smirnowii Trautv., Rh. fortunei Lindl. Исследование биохимического состава ассимилирующих органов перечислен-ных таксонов рододендронов осуществляли с использованием распространенных методов полу-чения аналитической информации, для чего в усредненных пробах свежего растительного мате-риала определяли содержание сухих веществ – по ГОСТ 8756.2 – 82 [4], аскорбиновой кислоты (витамина С) – стандартным индофенольным методом [5], титруемых кислот (общей кислотно-сти) – объемным методом [5]. В высушенных при температуре 65 °С усредненных пробах ли-стьев определяли содержание растворимых сахаров – ускоренным полумикрометодом [6], пек-тиновых веществ (водорастворимого пектина и протопектина) – карбазольным методом [5], сум-мы антоциановых пигментов – по методу T. Swain, W. E. Hillis [7] с построением градуировочной кривой по кристаллическому цианидину, полученному из плодов аронии черноплодной и очи-щенному по методике Ю. Г. Скориковой и Э. А. Шафтан [8], антоцианов – по методу Л. О. Шнайдмана и В. С. Афанасьевой [9], суммы флавонолов – по методу Л. Сарапуу и Х. Мийдла [10], суммы катехинов – фотометрическим методом с использованием ванилиново-



Беларуси

6

го реактива [11], фенолкарбоновых кислот (в пересчете на хлорогеновую) – методом нисходящей хроматографии на бумаге [12]. Все аналитические определения выполнены в 3-кратной биологи-ческой повторности. Статистическую обработку данных проводили с использованием стандарт-ных методов вариационной статистики [13] и программы Excel.

Результаты и их обсуждение. Наиболее объективное представление о степени трансформа-ции биохимического состава листьев вечнозеленых видов рододендрона в зимний период года можно составить на основе сравнения содержания в них органических соединений разной хими-ческой природы до и после перезимовки растений. В результате определения их количественных параметров в позднеосенний и ранневесенний периоды года были выявлены весьма широкие диапазоны варьирования в таксономическом ряду содержания большинства определявшихся со-единений (табл. 1), что свидетельствовало о существенных генотипических различиях в биохи-мическом составе ассимилирующих органов исследуемых таксонов рододендрона. Отличи-тельной особенностью последних являлся чрезвычайно высокий уровень накопления в листьях биофлавоноидов, при доминирующем положении в их составе восстановленных соединений – лейкоантоцианов и катехинов, а также весьма значительное содержание в них фенолкарбоновых кислот, растворимых сахаров и пектиновых веществ.

Как следует из табл. 2, в течение зимнего периода 2011/2012 гг. под действием отрицательных температур у большинства исследуемых таксонов рододендронов произошло снижение степени оводненности листовой ткани, на что указывает увеличение содержания в ней сухих веществ на 13–16 %, что, на наш взгляд, обусловлено частичным вымораживанием свободной влаги во вре-мя сильных морозов. Это сопровождалось обеднением ее свободными органическими кислота-ми – весьма существенным, причем сходным по относительным размерам (в пределах 42–48 %) у всех вечнозеленых видов и менее значительным (не более чем на 9 %) у полувечнозеленого Rh. dauricum, обусловленным расходованием значительной их части на синтез ряда органиче-ских соединений, способствующих поддержанию жизненных функций растений в отсутствие фотосинтеза в холодное время года.

Наряду со снижением в течение зимы содержания в листовой ткани свободных органических кислот наблюдалось весьма значительное обеднение ее углеводами, главным образом пектино-выми веществами, общее содержание которых снизилось в ней на 24–48 %, в том числе гидро-пектина на 33–55 % и протопектина на 22–48 %, причем наиболее выразительно данное сниже-ние проявилось у Rh. catawbiense. Тем не менее даже при столь заметном расходовании данных соединений в холодный период года их запасы оказались вполне достаточны для поддержания в условиях температурного стресса клеточной структуры листьев за счет удерживания в них воды, на что указывает весьма высокое остаточное содержание данных соединений в их сухой массе даже после перезимовки растений, составившее 6,2–7,2 % (см. табл. 1).

Что касается растворимых сахаров, то картина изменений их количества в течение зимы была не столь однозначной, как у пектиновых веществ. Так, обеднение ими листовой ткани ока-залось менее выразительным, чем у последних (в пределах 5–21 %), и наблюдалось лишь у трех таксонов рододендрона, в отличие от которых у Rh. catawbiense и особенно у полувечнозеленого Rh. dauricum, напротив, происходило обогащение ее этими высокоэнергетическими углеводами соответственно на 28 и 75 %, коррелировавшее с увеличением в ней общего содержания биофла-воноидов на 54 и 29 %.

Объяснение этому явлению следует искать в активизации в зимующих органах растений биосинтеза вторичных метаболитов (преимущественно антоциановых пигментов, флавонов и флавонолов), выполняющих в условиях холодового стресса защитную роль и накапливающих-ся в конъюгированной форме в виде гликозидов и эфиров с сахарами [14, 15]. Возвращаясь к табл. 2, нетрудно убедиться в том, что именно у Rh. dauricum и Rh. catawbiense в зимний период произошло наиболее существенное в таксономическом ряду обогащение листовой ткани антоци-ановыми пигментами, представленными исключительно лейкоформами и флавонолами (соот-ветственно на 71–107 и 80–93 %), обусловившее необходимость в дополнительном привлечении растворимых сахаров для перевода их агликонов в гликозидную форму. Активизация накопле-



Беларуси

7

Та

бл

иц

а 1

. К

олич

еств

енны

е ха

ракт

ерис

тики

био

хим

ичес

кого

сос

тава

асс

имил

ирую

щих

орг

анов

веч

нозе

лены

х ви

дов

Rho

dode

ndro

n L

. до

и п

осле

пер

езим

овки

(в с

ухом

вещ

еств

е)

Пок

азат

ель

Rh. d

auri

cum

Rh. c

ataw

bien

seRh

. sm

irno

wii

Rh. b

rach

ycar

pum

Rh. f

ortu

nei

Осе

нь 2

011

г.

Сух

ие в

ещес

тва,

%39

,7 ±

0,7

46,3

± 0,

444

,3 ±

0,4

43,2

± 0,

240

,7 ±

0,1

Сво

бодн

ые

орга

ниче

ские

кис

лоты

, %3,

80 ±

0,05

3,40

± 0,

043,

26 ±

0,04

3,60

± 0,

033,

32 ±

0,05

Аск

орби

нова

я ки

слот

а, м

г%26

9,0 ±

1,5

257,

9 ± 0,

915

3,6 ±

1,9

308,

3 ± 2,

028

7,2 ±

3,7

Фен

олка

рбон

овы

е ки

слот

ы, м

г%24

08,3

± 30

,013

16,7

± 36

,357

5,0 ±

14, 4

458,

3 ± 22

,011

66,7

± 22

,0

Сум

ма р

аств

орим

ых

саха

ров,

%8,

0 ± 0,

514

,5 ±

0,5

19,8

± 0,

314

,8 ±

0,7

16,7

± 0,

3Ги

дроп

екти

н, %

0,9 ±

0,02

1,1 ±

0,02

1,1 ±

0,02

1,1 ±

0,02

1,1 ±

0,02

Про

топе

ктин

, %9,

3 ± 0,

110

,8 ±

0,2

7,9 ±

0,1

8,6 ±

0,1

8,3 ±

0,2

Сум

ма п

екти

новы

х ве

щес

тв, %

10,2

± 0,

111

,9 ±

0,2

9,0 ±

0,1

9,7 ±

0,1

9,4 ±

0,2

Сум

ма а

нтоц

иано

вых

пигм

енто

в, м

г%40

34,3

± 40

,161

42,5

± 10

5,1

1142

0,5 ±

157,

695

24,7

± 13

2,2

7280

,0 ±

157,

6К

атех

ины

, мг%

8220

,3 ±

184,

510

525,

7 ± 16

0,5

1164

8,0 ±

189,

415

834,

0 ± 91

,014

772,

3 ± 30

,3Ф

лаво

нолы

, мг%

4241

,1 ±

66,2

3209

,5 ±

66,2

3897

,3 ±

74,6

2506

,5 ±

15,3

2048

,0 ±

53,5

Сум

ма б

иофл

авон

оидо

в, м

г%16

495,

8 ± 92

,719

877,7

± 21

2,8

2696

5,8 ±

72,7

2786

5,1 ±

215,

024

100,

3 ± 13

9,1

Вес

на 2

012

г.

Сух

ие в

ещес

тва,

%45

,0 ±

0,3

46,2

± 0,

551

,3 ±

0,1

50,0

± 0,

146

,7 ±

0,6

Сво

бодн

ые

орга

ниче

ские

кис

лоты

, %3,

45 ±

0,03

1,91

± 0,

031,

74 ±

0,02

2,10

± 0,

021,

74 ±

0,02

Аск

орби

нова

я ки

слот

а, м

г%28

5,9 ±

4,4

294,

9 ± 1,

923

6,2 ±

1,7

364,

8 ± 3,

228

9,3 ±

2,9

Фен

олка

рбон

овы

е ки

слот

ы, м

г%34

83,3

± 22

,013

75,0

± 14

,411

91,7

± 22

,080

8,3 ±

16,7

1358

,3 ±

50,7

Сум

ма р

аств

орим

ых

саха

ров,

%14

,0 ±

0,1

18,5

± 0,

517

,3 ±

0,3

14,0

± 0,

513

,2 ±

0,1

Гидр

опек

тин,

%0,

6 ± 0,

010,

6 ± 0,

010,

5 ± 0,

010,

6 ± 0,

010,

6 ± 0,

01П

рото

пект

ин, %

6,6 ±

0,03

5,6 ±

0,08

5,7 ±

0,05

6,2 ±

0,05

6,5 ±

0,03

Сум

ма п

екти

новы

х ве

щес

тв, %

7,2 ±

0,02

6,2 ±

0,08

6,2 ±

0,06

6,8 ±

0,06

7,1 ±

0,04

Сум

ма а

нтоц

иано

вых

пигм

енто

в, м

г%68

85,7

± 80

,312

709,

7 ± 60

,711

011,

0 ± 52

,586

14,7

± 10

9,4

8281

,0 ±

105,

1К

атех

ины

, мг%

6734

,0 ±

52,5

1167

8,3 ±

160,

511

223,

3 ± 10

9,4

1246

7,0 ±

91,0

8690

,5 ±

26,3

Фла

воно

лы, м

г%76

41,7

± 76

,461

89,8

± 13

2,4

3897

,3 ±

132,

457

31,3

± 13

2,4

4202

,9 ±

76,4

Сум

ма б

иофл

авон

оидо

в, м

г%21

261,

3 ± 16

0,1

3057

7,8 ±

206,

126

131,

6 ± 23

9,1

2681

2,9 ±

175,

221

174,

4 ± 16

9,5



Беларуси

8

ния в зимующих листьях вечнозеленых рододендронов антоциановых пигментов обусловлена особой физиологической ролью данных соединений. Общеизвестно, что при экстремальных ус-ловиях в растении срабатывает ряд защитных механизмов, одним из которых является активиза-ция дыхательного процесса, в котором последние принимают непосредственное участие в каче-стве переносчиков электронов от дыхательного материала (жиров, сахаров и др.) на кислород воздуха [16]. На наш взгляд, в условиях низких температур в целях получения дополнительной энергии для поддержания метаболизма у исследуемых растений возникла необходимость в уско-рении переработки дыхательных субстратов, связанной с активизацией терминальных оксидаз, что обеспечивалось усилением биосинтеза антоциановых пигментов. Это положение согласует-ся с показанным выше существенным снижением в перезимовавших листьях содержания орга-нических кислот, пектиновых веществ, а у большинства таксонов также растворимых сахаров.

Результатом существенного пополнения фондов антоциановых пигментов и флавонолов в листовой ткани Rh. dauricum и Rh. catawbiense и явилось показанное выше увеличение в ней общего количества биофлавоноидов. Вместе с тем в зимующих листьях остальных вечнозеле-ных видов не было выявлено сколь-либо заметной активизации накопления антоциановых пиг-ментов. Более того, у Rh. brachycarpum наблюдалось даже незначительное (в пределах 10 %) сни-жение их содержания. При этом для данного вида, как, впрочем, и для Rh. fortunei, было показа-но наиболее существенное в таксономическом ряду обогащение листьев флавонолами (соответственно на 129 и 105 %), что, по-видимому, являлось у них альтернативным способом противостояния холодовому стрессу.

Своеобразное исключение из этого ряда – Rh. smirnowii, у которого в течение зимы не было выявлено сколь-либо выраженных изменений в биофлавоноидном комплексе листьев и для кото-рого, очевидно, были характерны иные защитные механизмы существования при неблагоприят-ных факторах среды. Скорее всего, в этом качестве выступали другие метаболиты вторичной природы, в частности аскорбиновая и фенолкарбоновые кислоты, отмеченные существенной ак-тивизацией биосинтеза в зимний период в листовой ткани большинства вечнозеленых видов, и именно для Rh. smirnowii было показано наиболее значительное усиление их накопления (соот-ветственно на 54 и 107 % против 6–18 и 16–76 % у остальных таксонов, см. табл. 2). Это согласу-ется с распространенным мнением о том, что наряду с биофлавоноидами защитную функцию при воздействии стрессовых факторов могут выполнять также связанные фенолокислоты, при-сутствующие в растениях в виде гликозидов и эфиров с сахарами и органическими кислотами (хинной и шикимовой).

Т а б л и ц а 2. Степень трансформации биохимического состава листьев вечнозеленых видов Rhododendron L. в процессе зимовки, % (2012/2011)

Таксон Сухие веществаСвободные

органические кислоты

Аскорбиновая кислота

Фенолкарбоновые кислоты

Растворимые сахара Гидропектин

Rh. dauricum +13,4 –9,2 +6,3 +44,6 +75,0 –33,3Rh. catawbiense — –43,8 +14,3 — +27,6 –45,5Rh. smirnowii +15,8 –46,6 +53,8 +107,2 –12,6 –54,5Rh. brachycarpum +15,7 –41,7 +18,3 +76,4 –5,4 –45,4Rh. fortunei +14,7 –47,6 — +16,4 –21,0 –45,5

Таксон Протопектин Сумма пектинов Антоциановые пигменты Катехины ФлавонолыСумма

биофлавоноидов

Rh. dauricum –29,0 –29,4 +70,7 –18,1 +80,2 +28,9Rh. catawbiense –48,1 –47,9 +106,9 +11,0 +92,9 +53,8Rh. smirnowii –27,8 –31,1 — — — —Rh. brachycarpum –27,9 –29,9 –9,6 –21,3 +128,7 —Rh. fortunei –21,7 –24,5 +13,8 –41,2 +105,2 –12,1

П р и м е ч а н и е. Прочерк означает отсутствие статистически значимых по t-критерию Стьюдента межсе-зонных различий при p < 0,05.



Беларуси

9

Вместе с тем наряду с преимущественной активизацией накопления в зимующих листьях вечнозеленых рододендронов антоциановых пигментов и флавонолов у ряда таксонов имело ме-сто снижение содержания в них катехинов на 18–41 % (см. табл. 2). Очевидно, отрицательные температуры воздуха в зимний период года способствовали окислительным превращениям наи-более восстановленных полифенолов – катехинов с образованием близких им по химической природе лейкоантоцианов и более окисленных соединений – флавонолов. При этом наиболее вы-разительный характер данных превращений установлен в зимующих листьях Rh. brachycarpum и особенно Rh. fortunei. Подобное явление нами было отмечено ранее в аналогичных исследова-ниях с клюквой крупноплодной [17], что наводит на мысль об общности приспособительных ре-акций у разных представителей сем. Ericaceae при воздействии холодового стресса.

Вместе с тем, несмотря на весьма незначительный объем выборки вечнозеленых рододендронов, ограниченный лишь 5 видами, нельзя не обратить внимание на выраженную видоспецифич-ность характера и степени проявления доминирующих тенденций в трансформации биохимиче-ского состава их ассимилирующих органов в процессе перезимовки, указывающую на суще-ствование у них альтернативных приспособительных механизмов к воздействию отрицательных температур.

Заключение. В результате сравнительного исследования степени трансформации биохими-ческого состава ассимилирующих органов 5 видов Rhododendron L. – полувечнозеленого Rh. dauricum L. и 4 вечнозеленых – Rh. catawbiense Michx., Rh. brachycarpum D. Don, Rh. smirnowii Trautv. и Rh. fortunei Lindl. при отсутствии фотосинтеза в зимний период 2011–2012 гг. было уста-новлено снижение в них запасов влаги, свободных органических кислот, пектиновых веществ, а у ряда таксонов также растворимых сахаров и катехинов, сопровождаемое активизацией нако-пления аскорбиновой и связанных фенолкарбоновых кислот, гликозидированных антоцианов и флавонолов. Выявлена выраженная видоспецифичность состава вторичных метаболитов, вы-полняющих защитную функцию при холодовом стрессе, обеспечиваемую у Rh. dauricum и Rh. catawbiense преимущественно антоциановыми пигментами и флавонолами, у Rh. brachy-carpum и Rh. fortunei в основном флавонолами, тогда как у Rh. smirnowii главным образом фенол-карбоновыми и отчасти аскорбиновой кислотами. Установлено, что окислительные превраще-ния катехинов с образованием лейкоантоцианов и флавонолов в зимующих листьях растений имеют общий для представителей сем. Ericaceae характер.

Литература

1. Александрова М. С. Рододендрон. М., 1989.2. Кондратович Р. Я. Рододендроны в Латвийской ССР. Рига, 1981.3. Рупасова Ж. А., Кутас Е. Н., Злотников А. К. и др. Влияние способов размножения на химический состав ли-

стьев рододендрона (Rododendron L.) // Весцi НАН Беларусі. Сер. біял. навук. 2000. № 3. С. 11–16.4. ГОСТ 8756.2-82. Методы определения сухих веществ. М., 1982.5. Ермаков А. И., Арасимович В. В., Ярош Н. П. и др. Методы биохимического исследования растений. М., 1987.6. Плешков Б. П. Практикум по биохимии растений. М., 1985. С. 110–112.7. Swain T., Hillis W. // J.Sci. Food Agric. 1959. Vol. 10, № 1. P. 63–68.8. Скорикова Ю. Г., Шафтан Э. А. // Тр. 3 Всесоюз. семинара по биологически активным (лечебным) веществам

плодов и ягод. Свердловск, 1968. С. 451–461.9. Шнайдман Л. О., Афанасьева В. С. // 9-й Менделеевский съезд по общ. и прикл. химии: реф. докл. и сообщ.

М., 1965. № 8. С. 79–80.10. Сарапуу Л. П., Мийдла Х. // Уч. зап. Тарт. Гос. ун-та. 1971. Вып. 256. С. 111–113.11. Запрометов М. Н. Биохимия катехинов. М., 1964.12. Мжаванадзе В. В., Таргамадзе И. Л., Драник Л. И. // Сообщ. АН Груз. ССР. 1971. Т. 63. Вып. 1. С. 205–210.13. Зайцев Г. Н. Методика биометрических расчетов // Математическая статистика в экспериментальной ботани-

ке. М., 1973.14. Волынец А. П. // Метаболизм и механизм действия фитогормонов. Иркутск, 1979. С. 104–107.15. Соловченко А. Е., Мерзляк М. Н., Чивкунова О. Б. // Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные

аспекты. М., 2010. С. 205–217.16. Карабанов И. А. Флавоноиды в мире растений. Мн., 1981.17. Рупасова Ж. А., Игнатенко В. А., Русаленко В. Г., Рудаковская Р. Н. Развитие и метаболизм клюквы крупно-

плодной в Белорусском Полесье. Мн., 1989.



Беларуси

J. A. RUPASOVA, I. K. VOLODKO, A. P. VOLYNETS, L. V. GONCHAROVA

TRANSFORMATION OF THE BIOCHEMICAL COMPOSITION OF ASSIMILATING ORGANS EVERGREEN RHODODENDRON IN THE WINTER PERIOD IN BELARUS

Summary

The results of a comparative study of the degree of transformation of the biochemical composition of assimilatory organs of five evergreen Rhododendron L. in the absence of photosynthesis in winter, showing a decline in their stocks of water-free organic acids, pectins, soluble sugars and catechins, followed by activation of the accumulation of ascorbic and phenol car-bonic acids, and anthocyanin pigments and flavonols are presented. Pronounced species-specific composition of secondary metabolites that perform a protective function during cold stress afforded in Rh. dauricum and Rh. catawbiense mainly an-thocyanin pigments and flavonols, in Rh. brachycarpum and Rh. fortunei Lindl mainly flavonols, whereas in Rh. smirnowii mainly phenolcarbonate and partly ascorbate are revealed. It is established that the oxidative conversion of catechins to form leucoanthocyanins and flavonols in leaves of overwintering plants have overall to representatives of the family Ericaceae character.



Беларуси

11


УДК 581.14.6:634.738

Е. Н. КУТАС, И. Н. МАЛАХОВА, А. А. ГОРЕЦКАЯ

МОРФОГЕНЕЗ СЕЛЕКЦИОННЫХ ГИБРИДОВ (СЕМ. VACCINIACEAE S.F.GRAY) В КУЛЬТУРЕ IN VITRO

Центральный ботанический сад НАН Беларуси, Минск, e-mail:[email protected]


Введение. Вопросу морфогенеза в культуре клеток и тканей посвящена обширная литерату-ра. Ее анализ позволяет прийти к выводу, что морфогенез – сложный и многофакторный про-цесс, зависящий от типа и физиологического состояния экспланта, состава питательной среды, т. е. компонентов, содержащихся в ней (макро- и микросолей, витаминов, углеводов, гормональ-ных добавок), а также от рН среды, условий культивирования и целого ряда других факторов. Подтверждением этому могут служить многочисленные экспериментальные исследования.

Согласно результатам исследований М. Ф. Шора и Н. Д. Папазяна [1], полученным при изуче-нии процессов морфогенеза в культуре изолированных тканей роз на пяти средах, различаю-щихся концентрацией макросолей и комбинацией гормональных добавок, реализация морфо-генеза заключалась в развитии побегов из пазушных почек и формировании каллуса на срезах стеб ля и черешка листа. Наиболее интенсивное развитие побегов было отмечено на среде Мурасиге-Скуга полного минерального состава с добавлением 1 мг/л НУК.

Из публикации Т. А. Вилор с соавт. [2] следует, что морфогенетические процессы, протекаю-щие у подсолнечника в культуре in vitro, находятся в зависимости от типа питательной среды и экспланта. Ими установлено, что лучше всего каллус формировался на средах Эриксона и Мурасиге-Скуга из апикальной меристемы стебля, а на среде Уайта – из листа. Образование побегов с корнями авторы наблюдали только из апикальной меристемы.

О роли ауксинов и цитокининов в регуляции морфогенеза свидетельствуют эксперименталь-ные исследования, проведенные H. V. Budagovskava et al. [3]. В качестве эксплантов использовали листья и верхушки молодых побегов злаков, выращенных в асептических условиях, а также ли-стья взрослых растений, культивируемых в полевых условиях. Авторы приходят к выводу, что каллусы лучше образуются на эксплантах, взятых от взрослых растений, выращенных в поле, при содержании в среде 1 мг/л бензиладенина и 1,2 мг/л нафтилуксусной кислоты (НУК). Побегообразование отмечено на среде Мурасиге-Скуга, содержащей 2 мг/л бензиладенина.

S. C. Guta и N. Chandra [4] изучали влияние различных регуляторов роста бензиламинопурина (БАП), индолилуксусной кислоты (ИУК), гибберелловой кислоты (ГК) на морфогенез различных типов эксплантов табака: кусочки листа без центральной жилки, изолированные из 2–4 верхних листьев; отрезки междоузлий, изолированные второго верхнего междоузлия; полоски ткани эпи-дермиса с несколькими примыкающими слоями клеток, изолированные из молодых междоузлий. Экспериментальные данные позволили авторам прийти к выводу, что ГК в концентрации 0,5 мг/л стимулировала формирование почек только на эксплантах кусочков листа; кинетин и НУК способ-ствовали образованию вегетативных почек на эксплантах стебля, а кинетин – на эксплантах листа.

Цель исследования – подбор оптимального состава питательных сред для индукции морфо-генеза у селекционных гибридов сем. Vacciniaceae S.F. Gray.

Объекты и методы исследования. В качестве объектов исследования использовали гибри-ды четырех комбинаций: 1) Vaccinium vitis-idaea ç Oxycoccus palustris, 2) V. vitis-idaea ç O.macrocarpus (var. Stivens), 3) V. vitis-idaea ç V.palustris, 4) V. vitis-idaea ç V. uliginosum (селекции



Беларуси

12

О. В. Морозова). Эксплантами служили микрочеренки регенерантов перечисленных гибридов, а также эпикотиль, гипокотиль, семядоли, корешок, листья ювенильных проростков, получен-ных нами ранее в асептических условиях на модифицированной питательной среде Андерсена.

Стерильные экспланты высаживали на три питательные среды: Мурасиге-Скуга, WPM и Андерсена девяти модификаций (табл. 1) в колбы одинакового объема по 15 мл среды в каж-дой. Высаженный материал культивировали при температуре 26 °С, влажности воздуха 56 %, фотопериоде 16 ч, освещенности 4 000 лк. Повторность опытов трехкратная. Учитывалось коли-чество побегов на эксплант (шт.), каллусообразование (мг) спустя 45 дней с момента высадки эксплантов на питательную среду. Статистическая обработка данных проведена исходя из 20 эксплантов на повторность. Экспериментальные данные сведены в табл. 2–3. В них приведены средние арифметические и их стандартные ошибки.

Т а б л и ц а 1. Состав питательных сред для изучения морфогенеза селекционных гибридов (сем. Vacciniaceae)

Компонент, мг/лМодификация среды

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Соли и витамины по МS + – 1/2 + – – – – –Соли и витамины по WPM – + – – – – – + –Cоли и витамины по Андерсену – – – – + + + – +

Мезоинозит 100 100 100 100 100 100 100 100 100Аденинсульфат – 80 80 80 80 40 60 80 80Тиамин 0,4 – – 0,4 – 0,1 0,1 0,4 0,1Пиридоксин – – – 0,4 – – – – –Индолилуксусная кислота 1,0 5,0 – 2,0 2,0 1,5 2,5 4,0 4,0Гибберелловая кислота – 4,0 – – – – – – –Нафтилуксусная кислота – – – – – – – – –Бензиламинопурин – – – – – 2,0 – – –Изопентениладенин 10 10 2,0 5,0 4,0 – 10 15 15Сахароза, г/л 20 20 20 30 30 20 20 30 30Агар, г/л 9 9 9 9 9 9 9 9 9рН 4,8 4,8 4,8 4,8 4,0 4,0 4,0 4,8 4,8

П р и м е ч а н и е. Знак (+) – компонент присутствует в среде; знак (−) – компонент отсутствует в среде; ½ − половинная доза компонента в среде.

Т а б л и ц а 2. Побегообразование у селекционных гибридов в зависимости от состава питательной среды

Номер модификации средыКоличество регенерантов на эксплант, шт.

Vaccinium vitis-idaea ç Oxycoc-cus palustris

V. vitis-idaea ç O.macrocarpus (var.Stivens)

V. vitis-idaea ç V.palustris

V. vitis-idaea ç V. uliginosum

123456789

8,6 ± 1,37,6 ± 1,42,1 ± 1,23,2 ± 1,45,6 ± 1,31,2 ± 1,11,4 ± 1,714 ± 2,017 ± 1,0

7,8 ± 1,97,3 ± 2,12,4 ± 1,04,9 ± 1,15,1 ± 1,40,8 ± 0,11,8 ± 1,113 ± 1,015 ± 2,0

8,2 ± 1,17,7 ± 1,32,8 ± 0,24,2 ± 1,35,0 ± 2,11,2 ± 0,41,3 ± 0,1

14,5 ± 2,116,0 ± 2,0

7,5 ± 1,47,2 ± 1,22,3 ± 1,15,1 ± 1,84,3 ± 1,20,7 ± 0,11,7 ± 1,0

13,6 ± 1,815,1 ± 2,3



Беларуси

13

Т а б л и ц а 3. Морфогенез у селекционных гибридов в зависимости от состава питательной среды на примере Vaccinium vitis-idaea è Oxycoccus palustris

Номер модификации среды

Количество регенерантов на один эксплант, шт.

каллус, мг побеги, шт.Источник эксплантов

корешок гипокотиль эпикотиль семядоли листья

123456789

42,7 ± 4,1176,6 ± 3,9140,0 ± 4,2220,0 ± 3,5116,7 ± 17,145,9 ± 1,590,0 ± 2,0129,0 ± 1,5310,0 ± 7,0

1,0 ± 0,013,0 ± 2,010,0 ± 1,024,0 ± 3,017,0 ± 2,02,0 ± 1,06,0 ± 1,09,0 ± 1,0

22,0 ± 2,0

++ ++ +

+ + ++ + +

++

+ ++ + +

++ ++ +

+ + ++ + +

++

+ ++ + +

++ ++ +

+ + ++ + +

++

+ ++ + +

++ ++ +

+ + ++ + +

++

+ ++ + +

++ ++ +

+ + ++ + ++

++

+ ++ + +

П р и м е ч а н и е. Знак (+) – морфогенез низкий; знак (+ +) – средний; знак (+ + +) – высокий.

Результаты и их обсуждение. По истечении четырех недель культивирования из одного микро черенка образовалось в среднем от 1 до 8 микропобегов в зависимости от состава пита-тельной среды (табл. 2). У остальных эксплантов (эпикотиля, гипокотиля, семядолей, корешка, листьев) через 5–6 недель культивирования образовался органогенный каллус с последующей регенерацией из него вегетативных побегов. При этом следует отметить, что образование орга-ногенного каллуса и дальнейшая регенерация побегов характерны для эксплантов (корешка, эпикотиля, гипокотиля, семядолей, листьев), полученных из свежесобранных семян, а для экс-плантов, полученных из семян, прошедших стратификацию, побегообразование происходило непосредственно из ткани экспланта, минуя стадию каллусообразования. Логично предполо-жить, что это может быть связано с неодинаковым протеканием физиологических, биохимиче-ских, цитологических и других процессов у эксплантов из свежесобранных и стратифицирован-ных семян, а также с разным содержанием эндогенных фитогормонов в них. Вероятно, все вме-сте взятое послужило основой для регенерации побегов из каллуса без предварительного его пассирования на питательную среду другого состава. Иными словами, индукция каллусогенеза, а затем побегообразование происходили на среде одного и того же состава.

Из табл. 3 следует, что самым высоким морфогенетическим потенциалом обладают все без исключения экспланты на двух средах: WPM и Андерсена двух модификаций (№ 8, 9, см. табл. 1). В данном случае в основе морфогенеза лежит способность клеток эксплантов дедифференциро-ваться, т. е. терять свою прежнюю специализацию и превращаться в каллусные клетки. Превращение специализированных клеток в каллусные связано с индукцией клеточного деле-ния, способность к которому клетки потеряли в процессе дифференциации [5].

Согласно теории Скуга и Миллера [6], процесс морфогенеза начинается от перехода клетки к инициации организованного развития и является результатом изменения баланса между фито-гормонами. Ими было установлено, что превышение содержания ауксина над цитокинином в среде вызывает индукцию корней; обратное соотношение, т. е. превышение цитокинина над ауксином, приводит к образованию почек и стеблевых побегов.

Можно полагать, что различия между клетками и тканями по содержанию эндогенных фито-гормонов определяют разный характер их поведения в изолированной культуре и неодинаковые потребности в компонентах среды.

Каллусные клетки (за исключением ауксин- и цитокининнезависимых опухолевых клеток) не могут сами синтезировать фитогормоны в достаточных количествах, необходимых для ин-дукции процессов морфогенеза, поэтому нуждаются в экзогенных регуляторах роста. Каллусные клетки только при определенном соотношении цитокининов и ауксинов в среде могут перейти к организованному росту и формированию побегов. Это соотношение для каждого вида расте-ния устанавливается экспериментальным путем. Подтверждением этому могут служить много-



Беларуси

численные исследования, касающиеся регуляции морфогенеза в культуре клеток и тканей с по-мощью определенного соотношения ауксинов и цитокининов в питательной среде [7–10].

Нашими исследованиями показано, что для образования регенерантов селекционных гибри-дов четырех комбинаций из каллусной ткани в питательную среду необходимо добавлять цито-кинины и ауксины в следующих соотношениях: 2,5 : 1 (среда № 4), 2 : 1 (среда № 5), 3,75 : 1 (среда № 8 и № 9).

Как показал анализ результатов экспериментальных исследований, полученных по изуче-нию морфогенеза селекционных гибридов четырех комбинаций на девяти модификациях пита-тельных сред, различающихся по содержанию макро- и микросолей, гормональных добавок, лучшими для морфогенеза изученных гибридов оказались среды 8-й и 9-й модификаций, содер-жащие в своем составе макро- и микроэлементы по WPM и Андерсону, а также гормональные добавки: 4 мг/л ИУК и 15 мг/л изопентениладенина (табл. 1). На средах 8-й и 9-й модификаций в сравнении с таковыми 1-й, 2-й, 3-й, 4-й, 5-й, 6-й и 7-й получено максимальное количество по-бегов на эксплант от 13 до 17 в зависимости от комбинации гибрида (табл. 2). На основании изу-чения морфогенетических процессов, протекающих у эксплантов на различных модификациях питательных сред, показана принципиальная возможность регенерации селекционных гибридов двумя методами: 1) путем активации пазушных меристем, 2) через пролиферацию каллуса и по-следующее образование из него регенерантов.

Заключение. В результате исследования, проведенного по изучению процессов морфогенеза селекционных гибридов (сем. Vacciniaceae) на различных модификациях питательных сред, определен оптимальный состава питательной среды для протекания этого процесса. Показана принципиальная возможность регенерации селекционных гибридов двумя методами: 1) путем активации пазушных меристем, 2) через пролиферацию каллуса и последующее образование из него побегов. Лучшими для морфогенеза изученных гибридов оказались среды 8-й и 9-й моди-фикаций, содержащие в своем составе макро- и микроэлементы по WPM и Андерсену, а также гормональные добавки: 4 мг/л индолилуксусной кислоты и 15 мг/л изопентениладенина.

Литература

1. Шор М. Ф., Папазян Н. Д. Изучение процессов морфогенеза в культуре изолированных тканей роз / Рос. акад.наук, Ин-т физиологии растений. М., 1989. Деп. в ВИНИТИ 19.04.89, № 2572-889.

2. Вилор Т. А., Гапоненко А. К., Мелконова Н. М. Выбор оптимальной питательной среды для подсолнечника / Рос.акад.наук, Ин-т физиологии растений. М., 1987. Деп. в ВИНИТИ 19.01.87, № 382 – 387.

3. Budagovskava Н. V., Kara A. N., Kotov A. A. // Plant Physiol. 1990. Vol. 79, N 2, pt. 2. P. 7.4. Gupta S. C., Chandra N. // Indian. J. Plant. Physiol. 1985. N 2. P. 145–150.5. Бутенко Р. Г. Экспериментальный морфогенез и дифференциация в культуре клеток растений. М., 1975.6. Skoog F., Miller C. O. // Indian. J. Plant. Physiol. 1957. N 11. P. 118–123.7. Christopher T., Prolaram B., Rajam M. V., Subhash K. // Indian. J. Exp. Biol. 1987. Vol. 25, N 5. P. 349–350.8. Маковейчук А. Ю. Эмбриоидогенез как модель коррелятивного взаимодействия фитогормонов // Второй съезд

Всесоюз. Об-ва физиологов растений:материалы Междунар.науч. конф., Минск, 24–29 сент. 1990 г. Мн., 1990. С. 58.9. Mohamed M. A., Alsadon A. A. // Biologia Plantarum. 2011. Vol. 55, N 2. P. 370–374.10. Sharaf A. R. N., Hamidoghli Y., Zakizadeh H. // Horticulture, Environment and Biotechnology. 2011. Vol. 52, N 3.

P. 298–302.

E. N. KUTAS, I. N. MALACHOVA, A. A. GORETSKAY

THE MORPHOGENES OF SELECTION HYBRIDS (VACCINIACEAE S.F.GRAY) IN VITRO CULTURE

Summary

The results of experimental research concerning the influence of culture medium on the morphogenesis of the selection hybrids in vitro culture are exposed.



Беларуси

15


УДК 581.5; 504.6

Д. Ю. ЖИЛИНСКИЙ

ДИНАМИКА РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА НАРУШЕННЫХ БОЛОТНЫХ ЭКОСИСТЕМ ПОД ВЛИЯНИЕМ ВТОРИЧНОГО ЗАБОЛАЧИВАНИЯ (НА ПРИМЕРЕ

БОЛОТА «ДОКУДОВСКОЕ»)

Институт экспериментальной ботаники им. В. Ф. Купревича НАН Беларуси, Минск, e-mail: [email protected]


Введение. Охраняемый участок болотного массива «Докудовский» является ядром однои-менного биологического заказника республиканского значения. Целью организации ООПТ (1989) являлось сохранение в естественном состоянии одного из крупнейших в западном регионе Беларуси верхового болота и его характерной растительности. Охраняемое болото является, по существу, единственным в Гродненской области объектом, где возможна массовая заготовка ягод клюквы болотной и голубики.

Несмотря на особый природоохранный статус, растительность заказника подвержена интен-сивному воздействию комплекса неблагоприятных факторов антропогенного характера. Наибольшую угрозу для функционирования болотной экосистемы ООПТ представляет осуши-тельная мелиорация и связанные с ней катастрофические пожары последних лет. Прошедшие в 1992–2002 гг. пожары оставили обширные участки вторичных постпирогенных сообществ. Это грозило превратить ситуацию с пожарами в хроническую, что неизбежно привело бы к де-градации этой болотной экосистемы, исчезновению охраняемых и ресурсных видов растений и животных и в конечном итоге – к потере ценности этого уникального природного объекта. В 2008 г. было принято наиболее радикальное решение возникшей проблемы – восстановление гидрологического режима. В рамках проекта Глобального экологического фонда в 2010 г. прове-дены мероприятия по восстановлению и стабилизации гидрологического режима (построена экранирующая дамба на границе с действующей торфоразработкой). В связи с этим весьма инте-ресным представляется оценка состояния растительности в период предшествующей ренатура-лизации болотного массива и на первых стадиях стабилизации гидрологического режима.

Объекты и методы исследования. Исследуемое болото расположено в пределах Лидского административного района Гродненской области, 14,7 км юго-восточнее г. Лида, на землях ГЛХУ «Лидский лесхоз». Географические координаты центральной точки – 53°47,7101 с.ш. и 25°27,2293 в.д.

Полевые и камеральные исследования производились в соответствии с общепринятыми в гео ботанике, лесоведении, почвоведении и математической статистике методами в период с 2008 по 2012 гг. [1–8].

При изучении фитоценозов в качестве методической основы использовался метод эколого-фитоценотических профилей (ЭПР), или трансект, который заключается в фиксировании всех фитоценотических разностей, следуя по линии профиля. Вдоль линии профиля по мере смены растительности закладывалась серия постоянных пробных площадей (ППП).

Кроме этого, на всей территории тестового полигона выполнено более 80 подробных геобо-танических описаний. Размер описания на участках болот, лишенных древесного яруса, уста-навливался в 25 м2 (или 100 м2) , с древесным ярусом не менее 100 м2.



Беларуси

16

На каждой пробной площади (постоянной и временной) непосредственно при проведении геоботанических описаний инструментально измерялся ряд экологических показателей (уро-вень стояния, pH, электропроводимость и температура болотных вод). Для замера уровней стоя-ния воды устанавливались смотровые скважины с обсадными трубами. Определение физико-химиче ских показателей болотных вод (pH, электропроводности, температуры, напряжения) производилось с использованием pH-метр HI-8314 со встроенным термодатчиком и кондуктоме-тра HI-9033. Изучение физико-химического состава торфов проводили по классическим методи-кам, применяемым в почвоведении и агрохимии.

Результаты и их обсуждение. В соответствии с классическими представлениями о формиро-вании и функционировании болотных экосистем основополагающим болотообразующим факто-ром, ввиду биологических особенностей формирования болотных экосистем, является режим и характер увлажнения [9]. Он же определяет эффективность жизнедеятельности болотной систе-мы и степень ее устойчивости относительно воздействия внешних негативных факторов. Поэтому считаем целесообразным исходить из этого положения в проблеме оценки эффективности про-цессов восстановления гидрологического режима рассматриваемой болотной экосистемы.

Одним из основных гидрологических показателей является уровень стояния болотных вод (УСБВ), касательно которого следует отметить следующее: в период до восстановления болот-ные воды залегали довольно глубоко, что свидетельствует о существенном мелиоративном пре-образовании исследуемой территории. На участках мониторинга уровень стояния болотных вод в 2009 г. находился в пределах от –47 до –2 см на первом профиле и от –82 до –7 см – на втором. В первый год после проведения мероприятий по восстановлению гидрологического режима, по нашим наблюдениям, результаты которого графически отражены на рис. 1, 2, уровень стояния вод в смотровых колодцах вырос в среднем на 15,6 ± 3,8 см (пределы 0–40 см), что, однако, не стало прямой закономерностью для 2011 г., когда наблюдались некоторые колебания уровня в сторону понижения (в среднем на 10 ± 3 см).

Характеризуя изменения обводненности болотных экосистем восстанавливаемого болота, следует также кратко остановиться на данных измерения уровней стояния болотных вод, выпол-ненных на временных пробных площадях (ВПП) при геоботаническом описании. В период до проведения экологической реабилитации среднее значение уровня стояния вод составило –17 см, а после проведения восстановительных работ –3 см. Таким образом, изменение обводненности на исследуемых участках составило +14 см. Согласно табл. 1, существенность различий уровней стояния болотных вод в 2009 и 2010–2011 гг. подтверждается статистически (t05 = 6,53 > tфакт = 1,98).

Важнейшим показателем, который тесным образом связан с изменением гидрологического режима болота, является влажность торфа. Влажность верхнего 25-см слоя торфяной залежи

Рис. 1. Карта-схема уровней стояния болотных вод на реабилитированном участке болота «Докудовское»: до восста-новления гидрологического режима (июль–август 2009 г.) (А); после восстановления гидрологического режима

(июнь–июль 2010 г.) (Б)



Беларуси

17

в 2009 г. составила в среднем 43,19 ± 1,44 % (пределы 23,69–53,33 %), что достоверно (t05 = 25,85 > tфакт = 1,99) в 2,1 раза ниже, чем в анализируемый период 2010 г. Существенные изме-нения показателя влажности торфа отмечены для всего исследуемого участка, при этом ореол максимума довольно четко очерчивается в его центральной части, занятой оставшимся непод-верженным существенному антропогенному влиянию верховым болотом.

Т а б л и ц а 1. Статистические показатели уровней стояния болотных вод и влажность торфа в местообитаниях до и после восстановления гидрологического режима

Статистический показательУровень стояния вод Влажность торфа (0–25 см), %

до восстановления (2009) после восстановления (2010) до восстановления после восстановления

n 56 56 33 33M –20,95 0,16 43,19 89,25

± m 1,98 2,49 1,44 1,05Me –17,00 –2,00 44,40 91,16σ 14,81 18,61 8,27 6,01

min –82,00 –30,00 23,69 70,69max –2,00 90,00 56,33 95,86

t 6,53 (t05 = 1,98) 25,85 (t05 = 1,99)

Логичным продолжением проведения оценки состояния болотной экосистемы является диа-гноз состояния растительности указанного исследуемого участка.

Растительность тестового полигона «Докудовский» подвержена сильному антропогенному воздействию, связанному в первую очередь со снижением уровня стояния болотных вод и, как следствие, многочисленными пожарами.

В результате исследований выявлено несколько очагов пожаров, проходивших в различные годы, что видно из рис. 3: (1) в 1992 г., ЭПР № 1, доля площадей вторичных фитоценозов после пожара 1992 г. составляет 59,0 %; (2) в 2002 г., ЭПР № 1, доля площадей вторичных фитоценозов после пожара 2002 г. составляет 13,0 %; (3) в 1999 г., ЭПР № 2, доля площадей вторичных фито-ценозов после пожара 2002 г. составляет 77,4 %. В целом по данным измерительной таксации доля площадей ассоциаций вторичных фитоценозов на экологическом профиле № 1 составила 87,9 %, № 2–77,4 %.

Осно

Documents

e Z j gcsl.bas-net.by/xfile/v_bio/2013/2/b3ki4.pdf5 ВЕСЦІ НАЦЫЯНАЛЬНАЙ АКАДЭМІІ НАВУК БЕЛАРУСІ № 2 2013 СЕРЫЯ БІЯЛАГІЧНЫХ НАВУК