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

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

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

Об авторах

Татьяна Валерьевна Жуйкова

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

Email: hbfnt@rambler.ru

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

Россия, Нижний Тагил

Анна Андреевна Коваленко

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

Email: aak.bio.chim@mail.ru

студент факультета естествознания, математики и информатики

Россия, Нижний Тагил

Анна Владимировна Мезина

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

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

магистрант кафедры естественных наук и физико-математического образования

Россия, Нижний Тагил

Список литературы

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

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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