Morphological characteristics of seeds of four species of the genus Cuscuta (Cuscutaceae) of the Amur Region
- Autores: Lesik E.V.1, Kreshchenok I.A.2, Leusova N.Y.3, Darman G.F.1
-
Afiliações:
- Amur Branch of Botanical Garden-Institute FEB RAS
- Amur State Medical Academy
- Institute of Geology and Nature Management FEB RAS
- Edição: Volume 109, Nº 8 (2024)
- Páginas: 780-792
- Seção: COMMUNICATIONS
- URL: https://ogarev-online.ru/0006-8136/article/view/273714
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0006813624080048
- EDN: https://elibrary.ru/PBISDU
- ID: 273714
Citar
Texto integral
Resumo
The genus Cuscuta is one of the complex taxonomic groups of flowering plants. This paper presents the results of the study of the seed morphology and the seed coat sculpture of the Cuscuta campestris Yanck., C. tinei Inzenga, C. japonica Choisy, C. europaea L., occurring in the Amur Region. The study of the seed external structure has shown that the color, shape, the characteristics of the seed surface and the shape of the hilum are species-specific. The seed hilum in C. japonica, C. campestris, C. europaea is clearly visible, while in C. tinei it is barely noticeable, slightly depressed. Based on morphological characteristics, a short key has been compiled to identify the studied species of the genus Cuscuta by their seeds.
Texto integral
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).
Sobre autores
E. Lesik
Amur Branch of Botanical Garden-Institute FEB RAS
Autor responsável pela correspondência
Email: stork-e@yandex.ru
Rússia, Ignatievskoye Hwy., 2nd km, Blagoveshchensk, 675000
I. Kreshchenok
Amur State Medical Academy
Email: ikreshhenok@yandex.ru
Rússia, Gor’kogo Str., 95, Blagoveshchensk, 675000
N. Leusova
Institute of Geology and Nature Management FEB RAS
Email: leusova@mail.ru
Rússia, Relochny Lane, 1, Blagoveshchensk, 675000
G. Darman
Amur Branch of Botanical Garden-Institute FEB RAS
Email: gfdarman@yandex.ru
Rússia, Ignatievskoye Hwy., 2nd km, Blagoveshchensk, 675000
Bibliografia
- Aistova E.V., Leusova N.Yu. 2015. Genus Cuscuta L. in East Asia. – Turczaninowia. 18(2): 111–128 (In Russ.).
- 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.
- 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.
- Ayrapetyan A.M. 2010. Morfologiya pyl'tsy roda Cuscuta L. [Pollen morphology of the genus Cuscuta L.]. – Uchenyye zapiski Yerevanskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya khimiya i biologiya. 1: 42–49 (In Russ.).
- Barkalov V.J. 1995. Semeystvo Povilikovyye – Cuscutaceae Dum. 1995. Sosudistyye rasteniya sovetskogo Dal'nego Vostoka [Family Cuscutaceae Dum. Vascular plants of the Soviet Far East]. Saint-Petersburg. Vol. 7. P. 279–284 (In Russ.).
- 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. 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 M.F., Kirpichnikov M.E. 1985. Slovar' terminov. Sravnitel'naya anatomiya semyan [Dictionary of terms. In: Comparative Anatomy of Seeds]. Monocotyledons. Vol. 1. L. 317 p. (In Russ.).
- Dobrohotov V.N. 1961. Semena sornykh rasteniy. Opredelitel' (spravochnik) [Weed seeds. Determinant (reference book)]. Moscow. 464 p. (In Russ.).
- 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
- 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
- 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.
- 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 ong, 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
- Komarov V.L., Klobukova-Alisova E.N. 1932. Opredelitel' rastenij Dal'nevostochnogo kraya [Key for plants of the Far Eastern region of the USSR]. Leningrad. Vol. 2. P. 623–1175 (In Russ.).
- 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
- Maak R.K. 1861. Puteshestviye po doline reki Ussuri, sovershennoye po porucheniyu sibirskogo otdela Imperatorskogo russkogo geograficheskogo obshchestva [Journey through the valley of the Ussuri River, commissioned by the Siberian Department of the Imperial Russian Geographical Society]. Saint-Petersburg. Vol. 1. 240 p. (In Russ.).
- 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
- Nikitin V.V. 1983. Sornyye rasteniya flory SSSR [Weeds of the flora of the USSR.]. Leningrad. 454 p. (In Russ.).
- 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
- Opredelitel' rasteniy Primor'ya i Priamur'ya [Key to plants of Primorye and Amur region.]. 1966. Moscow–Leningrad. 491 p. (In Russ.).
- Plisko М.А. Semeystvo Cuscutaceae. Sravnitel'naya anatomiya semyan. Dvudol'nye. Lamiidae, Asteridae. 2010 [Family Cuscutaceae. Comparative anatomy of seeds. Dicotyledonous. Lamiidae, Asteridae]. Saint-Petersburg. Vol. 7. P. 183–191 (In Russ.).
- 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. – American Journal of Botany. 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 p.
- Takhtajan A.L. 1964. Osnovy evolyucionnoj morfologii pokrytosemennyh [Fundamentals of evolutionary morphology of angiosperms]. Moscow–Leningrad. 236 p. (In Russ.).
- Takhtajan A.L. 1987. Sistema magnoliofitov [Magnolyophyte system]. Leningrad. 439 p. (In Russ.).
- Terekhin E.S. 1977. Parazitnyye tsvetkovyye rasteniya: evolyutsiya ontogeneza i obraz zhizni [Parasitic flowering plants: the evolution of ontogeny and lifestyle]. Leningrad. 220 p. (In Russ.).
- Terekhin E.S., Kotov V.A. Embryology of Сuscuta japonica (Cuscutaceae). – Bot. Zhurn. 73(2): 222–230 (In Russ.).
- Voroshilov V.N. 1966. Flora sovetskogo Dal'nego Vostoka (konspekt s tablicami dlya opredeleniya vidov) [Flora of the Soviet Far East (compendium with tables for identifying species)]. Moscow. 479 p. (In Russ.).
- Voroshilov V.N. 1982. Opredelitel' rasteniy sovetskogo Dal'nego Vostoka [Key to plants of the Soviet Far East]. Moscow. 672 p. (In Russ.).
- Voroshilov V.N. 1985. Spisok sosudistyh rastenij sovetskogo Dal'nego Vostoka. Floristicheskie issledovaniya v raznyhrajonah SSSR [List of vascular plants of the Soviet Far East. Floristic research in different regions of the USSR.]. Moscow. P. 139–200 (In Russ.).
- 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.
Arquivos suplementares
