Морфологическая характеристика семян четырех видов рода Cuscuta (Cuscutaceae) Амурской области
- Авторы: Лесик Е.В.1, Крещенок И.А.2, Леусова Н.Ю.3, Дарман Г.Ф.1
-
Учреждения:
- Амурский филиал Ботанического сада-института ДВО РАН
- ФГБОУ ВО “Амурская государственная медицинская академия”
- Институт геологии и природопользования ДВО РАН
- Выпуск: Том 109, № 8 (2024)
- Страницы: 780-792
- Раздел: СООБЩЕНИЯ
- URL: https://ogarev-online.ru/0006-8136/article/view/273714
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0006813624080048
- EDN: https://elibrary.ru/PBISDU
- ID: 273714
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Род Cuscuta представляет собой одну из сложных таксономических групп цветковых растений. В настоящей работе приведены результаты исследований морфологии семян и скульптуры семенной кожуры у видов Cuscuta campestris Yanck., C. tinei Inzenga, C. japonica Choisy, C. europaea L., встречающихся в Амурской области. Изучение внешнего строения семян показало, что цвет, форма, признаки поверхности семени и форма рубчика видоспецифичны. Рубчик семени у C. japonica, C. campestris, C. europaea хорошо заметен, а у С. tinei слабозаметный, слегка вдавленный. На основании морфологических признаков составлен краткий ключ для идентификации видовой принадлежности семян изученных представителей рода Cuscuta.
Ключевые слова
Полный текст
Cuscutaceae Dum. – монотипное семейство из порядка Solanales, которое включает 150–180 видов (Chrtek, Osbornova, 1991; McNeal et al., 2007), широко распространенных по всему земному шару (кроме Антарктиды, а также некоторых островов Океании) в пределах от 60° с. ш. в Европе и Азии к Мысу Южной Африки и до 47° ю. ш. в Аргентине и Чили (Barkalov, 1995; Stefanovic et al., 2007; Welsh et al., 2010). На территории России и сопредельных государств (в границах бывшего СССР) отмечено более 40 видов (Barkalov, 1995).
Представители семейства – вьющиеся паразитные травянистые растения, с нитевидными или шнуровидными стеблями, с редуцированными до незаметных чешуек листьями (или полностью лишенными их), которые обвиваются вокруг растений-хозяев и присасываются к ним с помощью гаусторий (Barkalov, 1995; Sarić-Krsmanović, Vrbničanin, 2017). Все виды внесены в перечень карантинных растений.
Род повилика представляет собой одну из сложных и спорных таксономических групп цветковых растений (Takhtajan, 1964, 1987, 2009; Cronquist, 1981; Stefanovic et al., 2002, 2007; Stefanovic, Olmstead, 2004; Nickrent, Musselman, 2004; An update of the Angiosperm …, 2003, 2009; Elsiddig et al., 2018; Shenа et al., 2020; Simões et al., 2022), что связано с редукцией вегетативных органов (стебель, лист), изменением структуры и размера цветка (мелкие цветки). Это затрудняет определение таксонов, поскольку основные признаки, используемые при идентификации сосудистых растений, полностью отсутствуют или ограничены только цветком, плодом и семенем. Анатомическое изучение стеблей и гаусторий не показало различия между видами (Zare, Dönmez, 2020). Наиболее стабильными являются анатомические признаки строения цветка, пыльцы и семени (Ayrapetyan, 2010; Inkyu Park et al., 2019; Olszewski, 2019; Zare, Dönmez, 2020).
В разные годы для территории Дальнего Востока России (ДВР) указывалось от 1 до 7 видов повилик (Komarov, Klobukova-Alisova, 1932; Nikitin, 1983; Voroshilov, 1966, 1982; 1985; Barkalov, 1995). Два вида (C. japonica Choisy и C. chinensis Lam.) являются аборигенными для ДВР, а 5 видов (C. campestris Yunck., C. europaea L., C. epilinum Weihe, C. epithymum (L.) Nathh., C. tinei Insenga) считаются адвентивными. В настоящее время на территории ДВР С. ерilinum и C. epithymum не отмечены, а C. chinensis произрастает только на территории Приморского края (Aistova, Leusova, 2015). Во флоре Амурской области род Cuscuta L. представлен только 4 видами: широко распространены C. campestris, C. japonica, реже встречаются C. europaea и C. tinei.
Плод представителей рода Cuscuta – коробочка, которая формируется из двухгнездной завязи (Costea et al., 2016; Ho, Costea, 2018). Форма плодов, наличие или отсутствие их вскрывания и его способ послужили основой для сложной внутриродовой классификации Cuscuta, предложенной Т. Yuncker, в которой автор показал филогенетические связи и различия в подродах, выделив в роде Cuscuta три подрода: Grammica, Monogynella, Cuscuta (Yuncker, 1932; García et al., 2014). A. Ho и M. Costea (2018) в качестве отличительного признака указывают зону вскрывания плода.
Как показали исследования Inkyu Park с соавторами (2019), форма семян и экзотеста C. japonica и C. chinensis имеют четкие различия, при этом строение экзотесты остается на уровне вида практически неизменным. По мнению этих авторов, скульптура поверхности семенной кожуры может быть постоянным признаком и не изменяется в зависимости от географических условий.
E.E. Gaertner (1950) отмечает, что форма семян C. сampestris может немного варьировать в зависимости от количества семян в коробочке. Позже в работе М. Olszewski с соавторами (2020) отмечается данный факт и для других видов повилик.
Исследования ряда авторов показали, что виды подрода Monogynа отличаются от остальных видов рода своеобразной скульптурой поверхности экзотесты семян. Виды подрода Cuscuta различаются по сочетанию морфологических и карпологических признаков. Виды подрода Grammica сложно отличаются друг от друга, так как имеют одинаковую длину или ширину семян, ширину эпидермальных клеток и т. д. (Costea et al., 2015; Olszewski et al., 2020).
Строение экзотесты – важный элемент в структуре морфологических признаков семян, часто используется для идентификации видов (Key…, 1966; Nikitin, 1983; Barkalov, 1995; Plisko, 2010). Хорошо изучены морфология и микроморфология семян C. сampestris, C. japonica, C. еuropaea (Hamed, 2005; Costea et al., 2006; Costea, Tardif, 2006; Bojňanský, Fargašová, 2007; Plisko, 2010; Kanwal et al., 2010; Olszewski et al., 2020; Zare, Dönmez, 2020 и др.), морфология семян C. tinei исследована фрагментарно (Dobrokhotov, 1961; Bojňanský, Fargašová, 2007). Анатомическими исследованиями семенной кожуры C. сampestris занимались O. B. Lyshede (1984, 1992), а C. japonica, C. еuropaea – Э.С. Терехин, В.А. Котов (1988). В проанализированных нами литературных источниках (Maak, 1861; Komarov, Klobukova-Alisova, 1932; Voroshilov, 1966, 1982; 1985; Key …, 1966; Nikitin, 1983; Barkalov, 1995 и др.) авторы приводят краткое и часто противоречивое описание формы, размера и цвета семян даже в пределах одного вида повилик.
Семена повилик, произрастающих в Амурской области, ранее не изучались. Для исследования были выбраны виды, относящиеся к трем подродам: Grammica (C. campestris, C. tinei), Cuscuta (C. europaea), Monogyna (С. japonica). Изучались форма, размеры, окраска семян, а также поверхности семенной кожуры. На основе оригинальных и литературных данных составлен ключ для идентификации 4 видов повилик, произрастающих в Амурской области.
Материалы и методы
Во время полевых наблюдений в Амурской области были собраны зрелые семена повилик, а также использованы образцы из гербария ABGI (Гербарий Амурского филиала Ботанического сада-института ДВО РАН). Исследования скульптуры поверхности семян проводилось с применением сканирующего электронного микроскопа (СЭМ). Выборка составляла 2–3 зрелых семени с каждого гербарного образца. Исследования выполнены в аналитическом Центре минералого-геохимических исследований ИГиП ДВО РАН (аналитик-исследователь В.И. Рождествина) на растровом электронном микроскопе JSM-6390LV JEOL (Япония), съемка в режиме вторичных (SEI) и обратнорассеянных (BEI TOPO) электронов.
Перечень изученных образцов
подрод Grammica
Cuscuta campestris Yunck.: Амурская обл., Благовещенский р-н, окр. п. Моховая Падь, пустырь, разгрузочная часть ж.-д. Паразитирует на полыни, 08 IX 2013, Аистова Е.В.; Амурская обл., г. Благовещенск. Паразитирует на вике и доннике. 19 IX 2011. Аистова Е.В.; Амурская обл., Бурейский р-н, п. Новобурейский. Ж.-д. насыпь. Паразитирует на клевере. 20 IX 2015. Аистова Е.В., Крещенок И.А. – 3 образца.
Cuscuta tinei Insenga: Амурская обл., Михайловский р-н, оз. Дубовое, вдоль берега, очень много, 26 XIII 08. 2016, Дарман Г.Ф. (ABGI Уникальный код образца: 1166). – 1 гербарный образец.
подрод Cuscuta
Cuscuta europaea L.: Амурская обл., Зейский р-н, Зейский заповедник, 3-й распадок ключа “Теплый”, берег водохранилища. Паразитирует на Urtica angustifolia, 13 XIII 2009, Веклич Т.Н. (ABGI Уникальный код образца: 120668); Амурская обл., Сковородинский р-н, Спуск к Вяткинскому утесу, 08 XIII 2004, Старченко В.М. (ABGI Уникальный код образца: 79462). – 2 гербарных образца.
подрод Monogyna
Cuscuta japonica Choisy: Амурская обл., Благовещенский р-н, п. Садовое. Паразитирует на малине. 30 IX 2019. Аистова Е.В., Леусова Н.Ю.; Амурская обл., Бурейский р-н., п. Прогресс. На ж.-д. насыпи. Паразитирует на полыни. 20 IX 2017. Аистова Е.В., Крещенок И.А.; Амурская обл., Архаринский р-н, п. Архара. Обочина дороги. Паразитирует на полыни. 18 IX 2016. Аистова Е.В., Крещенок И.А. – 3 образца.
Названия и объем видов приведены по базам данных The Plant List и IPNI. Описание семени осуществляли с использованием терминов из работ W. Barthlott (1981), E.S. Terekhin (1977), V. N. Dobrokhotov (1961), V. Bojňanský и A. Fargašová (2007), М.А. Plisko (2010) и монографии “Сравнительная анатомия семян” (Danilova, Kirpichnikov, 1985).
Результаты исследования
На основании исследований получены следующие данные.
Cuscuta japonica
Семена (1–3 реже 4 шт. в коробочке) эллипсоидальной или неправильно-шаровидной формы, угловатые, на вентральной стороне с небольшим углублением (рис. 1А, В). На дорсальной – грани широкоовальные, почти равные. Поверхность шероховатая, первичная скульптура неглубоко и неправильно сетчатая, клетки экзотесты прямоугольной формы, продольно удлиненные, расположены в виде паззла, антиклинальные стенки клеток экзотесты прямые или слегка изогнутые, (см. рис. 1В). Наружные периклинальные стенки клеток экзотесты слегка вогнутые. Поверхность антиклинальных и наружных периклинальных стенок (вторичная скульптура) поперечно-морщинистая. Цвет семян темно-коричневый (иногда до черного), поверхность – матовая. Рубчик удлиненный, широколинейный, вдавленный, хорошо видна трещина, не окруженная валиком (рис. 1С). Околорубчиковая область треугольной формы с закругленными краями. Средний размер семени 2.17 × 1.57 мм.
Рис. 1. Семя Cuscuta japonica. A – общий вид семени с вентральной стороны, B – клетки экзотесты на вентральной стороне семени, C – фрагмент рубчика семени; h – рубчик семени.
Fig. 1. Seed of Cuscuta japonica. A – general view of the seed from the ventral side, B – exotesta cells on the ventral side of the seed, C – fragment of the seed hilum; h – seed hilum.
Распространение на Дальнем Востоке России: Амурская и Еврейская автономная области, Хабаровский и Приморский края (Aistova, Leusova, 2015).
Cuscuta campestris
Форма семян варьирует от обратнояйцевидной до почти шаровидной (рис. 2А). Количество семян в коробочке – 1–4 (чаще 4) шт. Поверхность семян шероховатая, точечно-ямчатая, первичная скульптура неправильно сетчато-ямчатая (рис. 2В). Антиклинальные стенки клеток экзотесты прямые или слегка извилистые, неодинаковой толщины; периклинальные стенки вогнутые, имеют ровную поверхность. Вентральная сторона семени плоская, ее поверхность ближе к рубчику глубоко-складчатая, не ямчатая. Семена от светло-коричневого (или желтовато-серого) до темно-коричневого цвета. Поверхность – матовая. Рубчик хорошо заметный, округлый, на вентральной стороне семени выпуклый, слабо изогнутый, в центре рубчиковой области имеется щель, окруженная валиком (рис. 2С). Средний размер семени 1.28 × 1.4 мм.
Рис. 2. Семя Cuscuta campestris. A – общий вид семени с вентральной стороны, B – клетки экзотесты на вентральной стороне семени, C – рубчик семени; h – рубчик семени.
Fig. 2. Seed of Cuscuta campestris. A – general view of the seed from the ventral side, B – exotesta cells on the ventral side of the seed, C – seed hilum; h – seed hilum.
Распространение на Дальнем Востоке России: Амурская область, Хабаровский и Приморский края (Aistova, Leusova, 2015).
Cuscuta europaea
Форма семян от обратнояйцевидной до шарообразной (рис. 3А). Количество семян 1–4 шт. в коробочке. На вентральной стороне семени хорошо видны широко овальные грани, которые могут быть от слабо вдавленных или почти плоских до вдавленных. Поверхность семени шероховатая, первичная скульптура неправильно-мелкосетчатая или мелкосетчатая (рис. 3В). Антиклинальные стенки клеток экзотесты приподнятые, прямые или слегка изогнутые, с поперечно морщинистой поверхностью, имеют примерно одинаковую толщину; наружные периклинальные стенки слабоскладчатые, глубоко вогнутые. Цвет семени коричневый, поверхность – матовая. Рубчик семени хорошо заметный, выпуклый, округлый (рис. 3С), щель окружена валиком. Трещина короткая, хорошо заметная, находится в границах рубчика. Средний размер семени 1.13 × 1.25 мм.
Рис. 3. Семя Cuscuta europaea. A – общий вид семени с дорсальной (1) и вентральной (2) сторон: h – рубчик семени; B – клетки экзотесты на вентральной стороне семени, C – рубчик семени.
Fig. 3. Seed of Cuscuta europaea. A – general view of the seed from the dorsal (1) and ventral (2) sides: h – seed hilum; B – exotesta cells on the ventral side of the seed, C – seed scar.
Распространение на Дальнем Востоке России: Амурская область, Хабаровский и Приморский края, о. Сахалин (Aistova, Leusova, 2015).
Cuscuta tinei
Семена могут иметь эллипсоидальную или шаровидную форму. Количество семян 1–4 (чаще 4) шт. в коробочке. Дорсальная сторона выпуклая, вентральная – слегка вдавленная или вогнутая (рис. 4А). Поверхность семян мелкосетчатая, первичная скульптура сетчато-ямчатая (рис. 4В). Поверхность антиклинальных стенок клеток экзотесты сильно скульптурирована, в основном с хаотично ориентированными неравномерными складками, местами поперечно морщинистая или желобчатая. Наружные периклинальные стенки вогнутые, слабоморщинистые. Цвет семени от серовато-желтого до коричневого, поверхность – матовая. Рубчик семени слабозаметный, слегка вдавленный (рис. 4С). Трещина короткая, хорошо заметная, окружена валиком. Средний размер семени 1.40 × 1.30 мм.
Рис. 4. Семя Cuscuta tinei. A – общий вид семени с вентральной стороны, B – клетки экзотесты на вентральной стороне семени, C – рубчик семени; h – рубчик семени.
Fig. 4. Seed of Cuscuta tinei. A – general view of the seed from the ventral side, B – exotesta cells on the ventral side of the seed, C – seed hilum; h – seed hilum.
Распространение на Дальнем Востоке России: Амурская область (ABGI), Приморский край (Aistova, Leusova, 2015).
Основываясь на вышеприведенных данных, составлен ключ для идентификации семян.
1 + Семенная кожура сетчато-ямчатая, клетки экзотесты более или менее изодиаметрические………………………………………………………………2
‒ Семенная кожура сетчатая, клетки экзотесты прямоугольные…………………………………C. japonica
2 + Поверхность клеточных стенок экзотесты слегка морщинистая………………………………………3
‒ Поверхность клеточных стенок экзотесты гладкая…………………………………………C. campestris
3 + Поверхность антиклинальных клеточных стенок экзотесты поперечно морщинистая…………………………………………………………………C. europaea
‒ Поверхность антиклинальных клеточных стенок экзотесты желобчатая, с хаотично ориентированными неравномерными складками…C. tinei
Обсуждение
Сравнительный анализ литературных данных (Dobrokhotov, 1961; Bojňanský, Fargašová, 2007; Kanwal et al., 2010 и т. д.) и собственных исследований (табл. 1), показывает, что семена изучаемых видов могут варьировать по разным параметрам. Размеры семян Cuscuta japonica по нашим наблюдениям оказались меньше, чем указывается в литературе (см. табл. 1). Для остальных видов размеры соответствовали данным других исследователей, с небольшими отклонениями. Цвет, форма, поверхность семян и форма рубчика у изученных образцов видоспецифичны (см. ключ для определения видов и описание) и частично совпадали с данными более ранних исследований (см. табл. 1).
Таблица 1. Морфологическая характеристика семян рода Cuscuta по литературным и авторским данным
Table 1. Morphological characteristics of seeds of the genus Cuscuta according to published and original data
Автор, год Author, year | Средний размер (мм) Average size (mm) | Цвет Color | Форма Shape | Поверхность Surface | Семенной рубчик Seed hilum |
C. campestris | |||||
Dobrokhotov, 1961 | 1.25–2.5 × 1–1.5 | Серовато-желтый или желтовато-коричневый Grayish yellow or yellowish brown | Неправильно шаровидная Irregularly spherical | Мелкобугорчатая, шероховатая, в основании рубчика темная Finely tuberculate, rough, dark at the hilum base | Изогнуто-овальный, несколько косо расположенный, светлый Curved-oval, somewhat obliquely located, light |
Bojňanský, Fargašová, 2007 | 1.1–1.3 × 0.9–1.1 | Желтовато-серый или коричневый Yellowish gray or brown | Неправильно сферическая Irregularly spherical | Шероховатая Rough | Беловатый Whitish |
Kanwal et al., 2010 | 1–1.5 × 1–1.5 | Светло- или темно-коричневый Light or dark brown | Угловатая, обратно-почкообразная Angular, reversed kidney-shaped | Ямчатая, черная в основании рубчика Pitted, black at the hilum base | Расположенный под основанием (или базальной мембраной) Located beneath the base (or basement membrane) |
Hamed, 2005 | – | Коричневый Brown | Шаровидная Spherical | Шероховатая Rough | Заметный Clearly visible |
Barkalov, 1995 | 1.2–1.5 | – | Овальная Oval | – | – |
Авторские данные Original data | 1.28 × 1.4 | Светло-коричневый (желтовато-серый) или темно-коричневый Light brown (yellowish gray) or dark brown | Обратнояйцевидная или почти шаровидная Obovoid or almost spherical | Шероховатая, точечно-ямчатая Rough, punctate-pitted | Заметный, округлый, выпуклый, слабо изогнутый Clearly visible, rounded, convex, slightly curved |
C. europaea | |||||
Dobrokhotov, 1961 | 1–1.5 × 0.75–1.25 | Серовато-коричневый или желтовато-коричневый (или темных тонов) Grayish-brown or yellowish-brown (or dark colors) | Шаровидно-угловатая, к основанию слегка суженная Spherical-angular, slightly narrowed towards the base | Губчато-шероховатая, ямчато-точечная Spongy-rough, pitted-punctate | Косой, округлый, слабоуглубленный, иногда со светлой бородавочкой в центре Oblique, rounded, slightly impressed, sometimes with a light wart in the center |
Bojňanský, Fargašová, 2007 | 1.1–1.3 × 0.9–1.1 | Серовато- или темно-коричневый Grayish brown or dark brown | Почти сферическая или обратнояйцевидная Subspherical or obovoid | Шероховатая Rough | Округлый Rounded |
Автор, год Author, year | Средний размер (мм) Average size (mm) | Цвет Color | Форма Shape | Поверхность Surface | Семенной рубчик Seed hilum |
Kanwal et al., 2010 | 1.5 × 0.5–1 | Темно коричнево-черный Dark brown-black | Угловатая, широко обратно-шаровидная Angular, broadly reversed spherical | Альвеолярная, темная возле рубчика Alveolar, dark near the hilum | Расположенный под основанием (или базальной мембраной) Located beneath the base (or basement membrane) |
Barkalov, 1995 | 1–1.2 | – | Округлая Rounded | Шероховатая Rough | – |
Авторские данные Original data | 1.13 × 1.25 | Коричневый Brown | Обратнояйцевидная или шарообразная Obovoid or spherical | Шероховатая Rough | Хорошо заметный, выпуклый, округлый Clearly visible, convex, rounded |
C. tinei | |||||
Dobrokhotov, 1961 | 1.5 × 1 × 1.25 | Желтая, серовато-желтая или коричневая Yellow, grayish yellow or brown | Шаровидно-угловатая, неправильная, к основанию слегка суженная Spherical-angular, irregular, slightly narrowed towards the base | Точечно-губчатая Punctate-spongy | Косой, продолговатый, в виде двойной черточки на фоне округлого пятна Oblique, oblong, in the form of double dash against a rounded spot |
Bojňanský, Fargašová, 2007 | 1.4–1.6 × 1.1–1.3 | Светло- или темно-коричневый Light brown or dark brown | Эллипсоидная или шаровидная Ellipsoidal or spherical | Мелко сетчато-вдавленная (ямчатая) Finely reticulate-indented (pitted) | Округлый Rounded |
Barkalov, 1995 | до 1.5 up to 1.5 | – | Неправильно овальная Irregularly oval | Шероховатая Rough | – |
Авторские данные Original data | 1.40 × 1.30 | Серовато-желтый или коричневый Grayish yellow or brown | Эллипсоидальная или шаровидная Ellipsoidal or spherical | Мелкосетчатая Finely reticulate | Слабозаметный, слегка вдавленный Poorly visible, slightly impressed |
C. japonica | |||||
Inkyu Park et al., 2019 | – | – | Грушевидная или практически плоская Pear-shaped or almost flat | Шероховатая Rough | Хорошо заметный Clearly visible |
Reed, Hughes, 1977 | 2.5‒3 × 2‒3 | Бледно-соломенный или черноватый Pale straw-yellow or blackish | – | – | Хорошо заметный, вдавленный Clearly visible, impressed |
Barkalov, 1995 | 2 × 2.5–3 | – | Округло-яйцевидная Rounded-ovoid | Шероховатая Rough | – |
Авторские данные Original data | 2.17 × 1.57 | Темно-коричневый (иногда до черного) Dark brown (sometimes to black) | Эллипсоидальная или неправильно-шаровидная Ellipsoidal or irregularly spherical | Шероховатая Rough | Удлиненный, широколинейный, вдавленный Elongated, wide-linear, depressed |
Что касается поверхности семенной кожуры, то М. Olszewski с соавторами (Olszewski et al., 2020) выделили два типа ее скульптуры у семян повилик. Для типа I, который встречается в подроде Monogyna, характерны прямоугольные удлиненные эпидермальные клетки, причем параллельные группы из 2–6 таких клеток перпендикулярны длинной оси подобных групп клеток. Клетки экзотесты в подроде Monogyna (тип I) морфологически неизменны, не подвержены влиянию сухости и влажности. В отличие от него, для типа II, который встречается в подродах Cuscuta, Pachystigma и Grammica, характерны более или менее изодиаметрические эпидермальные клетки, которые могут изменять свою морфологию, чередуя два состояния: либо ямчатые (вогнутые), когда семена сухие, либо с куполообразной наружной периклинальной стенкой, бугорчатые = сосочковидные (выпуклые), когда семена увлажнены.
Сравнивая полученные нами результаты с типификацией М. Olszewski с соавторами (Olszewski et al., 2020), мы отметили, что клетки экзотесты изучаемых видов имели разные размер и форму. Размер наружных эпидермальных стенок клеток экзотесты Cuscuta japonica составлял 71–104 × 9–20 µm, что соответствует описаниям М. Olszewski с соавторами (Olszewski et al., 2020) и позволяет отнести скульптуру семенной кожуры C. japonica к типу I, который характеризует виды подрода Monogyna.
В типе II скульптуры поверхности семенной кожуры форма клеток экзотесты была разной. Так у Cuscuta campestris клетки неправильно-полигональные, размер наружных эпидермальных стенок клеток экзотесты – 42–60 × 34–56 µm; у С. tinei форма клеток овальная, размер наружных эпидермальных клеток – 22–44 × 22–26.5 µm; у C. europaea – многоугольная, размер наружных эпидермальных стенок клеток экзотесты – 34–48 × 28–36 µm, что также соответствует описаниям М. Olszewski с соавторами (Olszewski et al., 2020) для видов подродов Grammica и Cuscuta.
Заключение
Проведенные нами исследования показали, что семена четырех представителей рода Cuscuta имеют характерные отличительные морфологические особенности, удовлетворяющие цели идентификации видов в лабораторных условиях при наличии сканирующего электронного микроскопа (форма, размер, цвет семени, поверхность семенной кожуры, рубчика, форма антиклинальной и периклинальной стенок клетки и т. д.) и частично совпадают с литературными данными.
Составленный нами идентификационный ключ может быть использован в качестве дополнительного материала для более точного разграничения и диагностики 4 видов рода Cuscuta при флористических, таксономических исследованиях, а также в фитосанитарных лабораториях, работающих непосредственно с семенным материалом.
Благодарности
Авторы выражают искреннюю благодарность к. б. н. Г.В. Таловиной (ВИР, Санкт-Петербург) за ценные рекомендации в написании статьи.
Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ проект: № 1021060307535-7-1.6.11 (АФ БСИ ДВО РАН), № 122041800128-5 (ИГиП ДВО РАН).
Об авторах
Е. В. Лесик
Амурский филиал Ботанического сада-института ДВО РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: stork-e@yandex.ru
Россия, Игнатьевское шоссе, 2-й км, Благовещенск, 675000
И. А. Крещенок
ФГБОУ ВО “Амурская государственная медицинская академия”
Email: ikreshhenok@yandex.ru
Россия, ул. Горького, 95, Благовещенск, 675000
Н. Ю. Леусова
Институт геологии и природопользования ДВО РАН
Email: leusova@mail.ru
Россия, пер. Релочный, 1, Благовещенск, 675000
Г. Ф. Дарман
Амурский филиал Ботанического сада-института ДВО РАН
Email: gfdarman@yandex.ru
Россия, Игнатьевское шоссе, 2-й км, Благовещенск, 675000
Список литературы
- Аистова Е.В., Леусова Н.Ю. 2015. Род Cuscuta L. в Восточной Азии. – Turczaninowia. 18(2): 111–128.
- An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG II. The angiosperm phylogeny group. 2003. – Bot. J. Linn. Soc. 141: 399–436.
- An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG III. The angiosperm phylogeny group. 2009. – Bot. J. Linn. Soc. 161: 105–121.
- Айрапетян А.М. 2010. Морфология пыльцы рода Cuscuta L. – Ученые записки Ереванского гос. ун-та. Серия химия и биология. 1: 42–49.
- Баркалов В.Ю. 1995. Семейство Повиликовые – Cuscutaceae Dum. Сосудистые растения советского Дальнего Востока. Т. 7. СПб. С. 279–284.
- Barthlott W. 1981. Epidermal and seed surface characters of plants: systematic applicability and some evolutionary aspects. – Nord. J. Bot. 1: 345–355.
- Bojňanský V., Fargašová A. 2007. Atlas of seeds and fruits of central and east-european flora. The Carpathian Mountains Region. Springer. 1046 р.
- Chrtek J., Osbornova J. 1991. Notes on the Synanthropic Plants of Egypt. 3. Grammica campestris and other species of family Cuscutaceae. – Folia Geobotanica et Phytotaxonomica. 26: 287 – 314.
- Costea M., Garcia M.A., Stefanovic S. 2015. A phylogenetically based infrageneric classification of the parasitic plant genus Cuscuta (Dodders, Convolvulaceae). – Systematic Botany. 40(1): 269–285 https://doi.org/10.1600/036364415X686567
- Costea M., Nesom G.L., Stefanoviс S. 2006. Taxonomy of the Cuscuta pentagona complex (Convolvulaceae) in North America. – Sida. 22(1): 151–175.
- Costea M., Tardif F.J. 2006.The biology of Canadian weeds.133. Cuscuta campestris Yuncker, C. gronovii Willd. ex Schult., C. umbrosa Beyr. ex Hook., C. epithymum (L.)L. and C. epilinum Weihe. – Canаdian Journal Plant Science. 86: 293–316.
- Costea M., Stefanović S., García M.A., De La Cruz S., Casazza M.L., Green A.J. 2016. Waterfowl endozoochory: an overlooked long-distance dispersal mode for Cuscuta (dodder). – Am. J. Bot. 103(5): 957–962. https://doi.org/10.3732/ajb.1500507
- Cronquist A. 1981. An integrated system of classification of flowering plants. New York. 262 p.
- [Danilova, Kirpichnikov] Данилова М.Ф., Кирпичников М.Э. 1985. Словарь терминов. В кн.: Сравнительная анатомия семян. Однодольные. Т. 1. Л. 317 с.
- [Dobrokhotov] Доброхотов В.Н. 1961. Семена сорных растений. Определитель (справочник). М. 464 с.
- Elsiddig M.A., Mahadi Y.M., Mohamed E.H., Alamin S.E., Alrahim A.I.A., Haroun N.E., Eltayeb A.H., Ibraheem Y.M. 2018. Genetic diversity of dodder (Cuscuta spp.) collected from Khartoum and Gezira states. – International Journal of Scientific and Research Publications. 8(12): 634–640. https://doi.org/10.29322/IJSRP.8.12.2018.p8482
- Gaertner E.E. 1950. Studies of seed germination, seed identification, and host relationships in dodders, Cuscuta spp. – Mem Cornell Univ Agri Exp Station. 294: 1–56.
- García M.A., Costea M., Kuzmina M., Stefanović S. 2014. Phylogeny, character evolution, and biogeography of Cuscuta (dodders; Convolvulaceae) inferred from coding plastid and nuclear sequences. – Am. J. Bot. 101(4): 670–690 https://doi.org/10.3732/ajb.1300449
- Hamed K.A. 2005. Pollen and seed characters of certain Cuscuta species growing in Egypt with a reference to a taxonomic treatment of the genus. – International Journal of Agriculture and Biology. 7(3): 325–332.
- Ho A., Costea M. 2018. Diversity, evolution and taxonomic significance of fruit in Cuscuta (dodder, Convolvulaceae); the evolutionary advantages of indehiscence. – Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics. 32: 1–17. https://doi.org/10.1016/j.ppees.2018.02.001
- Inkyu Park, Jun-Ho Song, Sungyu Yang, WookJin Kim, Goya Choi, Byeong Cheol Moon. 2019. Cuscuta species identification based on the morphology of reproductive organs and complete chloroplast genome sequences. – International Journal of Molecular Sciences. 20: 2726. https://doi.org/10.3390/ijms20112726
- Kanwal D., Abid R., Qaiser M. 2010. The seed atlas of Pakistan-III. Cuscutaceae. – Pakistan Journal of Botany. 42(2): 703–709. https://doi.org/10.3390/ijms20112726
- Определитель растений Приморья и Приамурья. 1966. М. –Л. 491 с.
- Комаров В.Л., Клобукова-Алисова Е.Н. 1932. Определитель растений Дальневосточного края. Т. 2. Л. C. 623–1175.
- Lyshede O.B. 1984. Seed structure and germination in Cuscuta pedicellate and C. campestris. – Nordic Journal of Botany. 4: 69–74.
- https://doi.org/10.1111/j.1756-1051.1984.tb01992.x
- Lyshede O.B. 1992. Studies on mature seeds of Cuscuta pedicellata and C. campestris by electron microscopy. – Annals of Botany. 69(4): 365–371. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aob.a088353
- Маак Р.К. 1861. Путешествие по долине реки Уссури, совершенное по поручению сибирского отдела Императорского русского географического общества. Т. 1. СПб. 240 с.
- McNeal J.R., Arumugunathan K., Kuehl J.V., Boore J.L., de Pamphilis C.W. 2007. Systematics and plastid genome evolution of the cryptically photosynthetic parasitic plant genus Cuscuta (Convolvulaceae). – BMC Biology. 5: 55. https://doi.org/10.1186/1741-7007-5-55
- Nickrent D.L., Musselman L.J. 2004. Introduction to parasitic flowering plants. The plant health instructor. http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/PathogenGroups/Pages/ParasiticPlants.aspx http://dx.doi.org/10.1094/PHI-I-2004-0330-01
- Никитин В.В. 1983. Сорные растения флоры СССР. Л. 454 с.
- Olszewski M. 2019. Diversity and Evolution of Seeds in Cuscuta (dodders, Convolvulaceae): Morphology and structure. Theses and Dissertations (Comprehensive). 111 р. https://scholars.wlu.ca/etd/2186
- Olszewski M., Dilliott M., García-Ruiz I., Bendarvandi B., Costea M. 2020. Cuscuta seeds: Diversity and evolution, value for systematics/identification and exploration of allometric relationships. – PLoS ONE. 15(6): 1–23. https://doi.org/10.1371/JOURNAL.PONE.0234627
- Плиско М.А. 2010. Семейство Cuscutaceae. Сравнительная анатомия семян. Двудольные. Lamiidae, Asteridae. Т. 7. СПб. С. 183–191.
- Reed C., Hughe R. 1977. Economically Important Foreign Weeds. Agricultural Handbook Agricultural Research Service, Animal and Plant Health Inspection Service, United States Department of Agriculture. 498: 746.
- Sarić-Krsmanović M., Vrbničanin S. 2017. Field dodder life cycle and interaction with host plants. – Pestic. Phytomed. (Belgrade). 32(2): 95–103. https://doi.org/10.2298/PIF1702095S
- Shena G., Liua N., Zhanga J., Xua Y., Baldwinc I.T., Wu J. 2020. Cuscuta australis (dodder) parasite eavesdrops on the host plants’ FT signals to flower. – PNAS. 117(37): 23125–23130. https://doi.org/10.1073/pnas.2009445117/-/DCSupplemental
- Simões A.R.G., Eserman L.A., Zuntini A.R., Chatrou L.W., Utteridge T.M.A., Maurin O., Rokni S., Roy S., Forest F., Baker W.J., Stefanovic S. 2022. A bird’s eye view ´of the systematics of Convolvulaceae: novel insights from nuclear genomic data. – Frontiers in Plant Science. 13: 889–988. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.889988
- Stefanovic S., Krueger L., Olmstead R.G. 2002. Monophyly of the Convolvulaceae and circumscription of their major lineages based on DNA sequences of multiple chloroplast loci. – Am. J. Bot. 89(9): 1510–1522. https://doi.org/10.3732/ajb.89.9.1510
- Stefanovic S., Kuzmina M., Costea M. 2007. Delimitation of major lineages within Cuscuta subgenus Grammica (Convolvulaceae) using plastid and nuclear DNA sequences. – Am J. Bot. 94(4): 568–589.
- Stefanovic S., Olmstead R.G. 2004. Testing the Phylogenetic Position of a Parasitic Plant (Cuscuta, Convolvulaceae, Asteridae): Bayesian Inference and the Parametric Bootstrap on Data Drawn from Three Genomes. – Systematic Biology. 53(3): 384–399. https://doi.org/10.1080/10635150490445896
- Takhtajan A. 2009. Flowering Plants. Second Edition. Netherlands. 872 р.
- Тахтаджян А.Л. 1964. Основы эволюционной морфологии покрытосеменных. М.–Л. 236 с.
- Тахтаджян А.Л. 1987. Система магнолиофитов. Л. 439 с.
- Терехин Э.С. 1977. Паразитные цветковые растения: эволюция онтогенеза и образ жизни. Л. 220 с.
- Терехин Э.С., Котов В.А. 1988. Эмбриология Cuscuta japonica (Cuscutaceae). – Бот. журн. 73(2): 222–230.
- Ворошилов В.Н. 1966. Флора советского Дальнего Востока (конспект с таблицами для определения видов). М. 479 с.
- Ворошилов В.Н. 1982. Определитель растений советского Дальнего Востока. М. 672 с.
- Ворошилов В.Н. 1985. Список сосудистых растений советского Дальнего Востока. Флористические исследования в разных районах СССР. M. С. 139–200.
- Welsh M., Stefanovic S., Costea M. 2010. Pollen evolution and its taxonomic significance in Cuscuta (dodders, Convolvulaceae). – Plant Systematics and Evolution. 285: 83–101. https://doi.org/10.1007/s00606-009-0259-4
- Yuncker T.G. 1932. The genus Cuscuta. – Torrey Botanical Society. 18: 113–331.
- Zare G., Dönmez Ali.A. 2020. Cuscuta campestris Yunck. Morphology, anatomy and traditional use in Turkey. – Hacettepe University Journal of the Faculty of Pharmacy. 40(1): 1–10.
Дополнительные файлы
