Акмуллинская олимпиада

Тютюнова Наталья Михайловна1, Маслова Наталья Владимировна2

1 – магистрант ФГБОУ ВПО БГПУ им. М. Акмуллы, г. Уфа, Россия

2 – к.б.н., доцент, с.н.с. ФГБУН Институт биологии УНЦ РАН

ИЗУЧЕНИЕ ПЛОДООБРАЗОВАНИЯ У РЕДКОГО ВИДА OxytropishippolytiBoriss. (Fabaceae) в условиях интродукции

Актуальность исследования. Регулярность плодоношения и жизнеспособность семян, производимых растением, определяют жизнеспособность видов. Активность семенного возобновления вида в местах естественного обитания или в условиях интродукции связана с количеством продуцируемых растением жизнеспособных семян [6]. Детальное изучение плодоношения и семенной продуктивности редких и исчезающих видов – важная задача при интродукции их в ботанические сады с целью сохранения. Эти данные необходимы для оценки успешности интродукционного эксперимента, разработки методов сохранения, размножения и увеличения численности редких видов.

Цель исследования: изучение плодообразования у Oxytropishippolyti в условиях интродукции.

Задачи исследования. В рамках общепринятой методики изучения семенной продуктивности [7] были поставлены следующие задачи:

1. определить количественные и качественные показатели плодообразования;

2. выявить степени редукции и пораженности плодов;

3. провести статистическую обработку данных.

Объект и методы исследования

Объект исследования– редкий эндемик Заволжья остролодочник Ипполита OxytropishippolytiBoriss. [5], включенный в Красные книги Республики Башкортостан (РБ, [4], категория 3 – редкий вид, в РБ на восточной границе ареала), Российской Федерации ([5], категория 3а – редкий вид), МСОП (R, [4]). В РБ встречается в 43 пунктах в Башкирском Предуралье (Бугульмино-Белебеевская возвышенность), охраняется insitu и exsitu (интродукция, реинтродукция) [4, 8]. Oxytropishippolyti цветет в июне – июле, опыляется насекомыми, плоды созревают в августе, размножается семенами [5, 6, 9]. Репродуктивная биология вида (сезонный ритм развития, особенности цветения, семенная продуктивность, биология прорастания семян, размножение) изучается в условиях интродукции с 2000 г. [8, 9, 10].

Методы исследования. Материалом для работы послужили соцветия с плодами, собранные в 2011-2013 гг. в фазу полной спелости с растений в питомнике редких и исчезающих видов флоры РБ лаборатории геоботаники и охраны растительности Института биологии УНЦ РАН, который находится на территории Ботанического сада-института УНЦ РАН (г. Уфа) (коллекторы к.б.н. Н.В. Маслова, к.б.н. О.А. Елизарьева). Происхождение образца: РБ, Давлекановский р-н, окрестности озера Аслыкуль, коллектор к.б.н. М.С. Князев; интродуцирован семенами в 2000 г., интродуктор Н.В. Маслова.

Определение плодообразования (в расчете на одно соцветие) проводили в рамках общепринятой методики изучения семенной продуктивности [7]. Анализировали соцветия и плоды. Определяли количественные показатели (число цветков, плодов, пораженных плодов, опавших генеративных органов – бутонов, цветков, плодов), по которым вычисляли качественные показатели (плодообразование, степень редукции, пораженность плодов). В работе использована стандартная статистическая обработка [2].

Результаты исследования и их обсуждение

Плодообразование.Соцветие у Oxytropishippolyti – многоцветковая кисть. В условиях интродукции число цветков в соцветии составляет 6-40 шт. (табл. 1). Плодов образуется в среднем в 2-3 раза меньше.

Самое высокое плодообразование отмечено в 2012 г. (в среднем 45,2 %), самое низкое в 2013 г. (27,2 %), что меньше в сравнении с 2012 г. в 1,7 раза (табл. 1). Различия по уровню плодообразования по годам наблюдения достоверны (табл. 2) [8, 10].

Плодообразование зависит от положения цветов на соцветии (верхняя, средняя и нижняя трети соцветия); следует отметить, что цветение и образование плодов в соцветии у Oxytropishippolyti происходит в акропетальном порядке. Наименьшие показатели плодообразования характерны для верхней трети соцветия, наибольшие для нижней трети (максимальное плодообразование отмечено в 2011 г. – 42,5 %) и средней трети (максимальное значение было в 2012 г. – 52,2 %; табл. 3).

Соцветия различаются по плодообразованию в пределах одного растения и между растениями, что связано с разными сроками цветения (фазы цветения и плодоношения продолжительные и перекрываются).

Соотношение соцветий по уровню плодообразования меняется по годам наблюдения. Меньше всего образуется соцветий в группе с самым высоким плодообразованием 75,0-100 %: их доля по годам наблюдений составляет 2,7-12,3 % (табл. 4) [8, 10].

Степень редукции. У Oxytropishippolyti ежегодно наблюдается опад (редукция; по [1]) генеративных органов на всех стадиях развития (бутоны, цветки, плоды). Опадают в основном цветки. Наибольший опад наблюдался в 2013 г. (в среднем 15,3 шт.). По числу опавших генеративных органов имеются достоверные различия между 2013 г. с одной стороны и 2011 г. и 2012 г. с другой стороны (табл. 1). Редукция на соцветие составляет 0 (4,5)-100 %, наиболее высокая редукция отмечена в 2013 г. (72,8 %). Различия по степени редукции по годам наблюдения достоверны (табл. 2). Редукция генеративных органов наблюдается преимущественно в акропетальной части соцветия – 64,1-79,0 %, в средней части соцветия она составила 47,8-69,8 %, в нижней части – 54,4-69,6 % (табл. 3). Редукция приводит к снижению плодообразования [8, 10].

Снижение плодообразования связано с неблагоприятными метеоусловиями в период цветения и плодоношения [1, 6, 3]. Так, в 2011 и 2013 г. отмечалась сухая и жаркая погода в период наблюдений. Погодные условия оказывают влияние на редукцию и лет насекомых-опылителей (плодообразование является показателем эффективности опыления [7]).

Пораженность плодов. Число пораженных плодов на соцветие варьирует от 0 (1) до 11 шт. Максимальное число пораженных плодов отмечено в 2012 г. (в среднем 2,3 шт.), что выше по сравнению с 2011 г. и 2013 г. соответственно в 3,3 и 7,7 раз (табл. 1). По числу пораженных плодов имеются достоверные различия между 2012 г. с одной стороны и 2011 г. и 2013 г. с другой стороны (табл. 2). Доля пораженных плодов варьирует от 0 (2,9) до 100 %. Наибольшая пораженность отмечена в 2012 г. – 24,9 %, что выше по сравнению с 2011 г. и 2013 г. соответственно в 1,6 и 4,7 раза. Различия по пораженности плодов по годам наблюдения достоверны [8, 10].

Заключение

Таким образом, у Oxytropishippolyti, как и у других бобовых [1, 3 и др.], наблюдается значительный разрыв между потенциальной и реальной величиной плодообразования (27,2-45,2 %), что является одной из причин низкой реальной семенной продуктивности.

Исследования поддержаны грантом Президиума РАН по Программе фундаментальных исследований «Живая природа: современное состояние и проблемы развития» в 2012-2014 гг.

Литература

1. Ахундова В.А., Туркова Е.В. Биологические особенности репродуктивного развития бобовых растений в связи с продуктивностью // Проблемы репродуктивной биологии растений. Пермь, 1996. С. 15-17.

2. Зайцев Г.Н. Математический анализ биологических данных. М.: Наука, 1991. 184 с.

3. Каршибаев Х.К. Особенности семенного размножение некоторых видов сем. Fabaceae в аридной зоне Узбекистана // Раст. ресурсы. 2002. Т. 38, вып. 1. С. 65-72.

4. Краснаякнига Республики Башкортостан. Т. 1. Растения и грибы. 2-е изд., доп. и перераб. Уфа: МедиаПринт, 2011. 384 с.

5. Красная книга Российской Федерации (растения и грибы). М.: Товарищество науч. изданий КМК, 2008. 855 с.

6. Левина Р.Е. Репродуктивная биология семенных растений (Обзор проблемы). М.: Наука, 1981, 96 с.

7. Методические указания по семеноведению интродуцентов. М.: Наука, 1980. 63 с.

8. Тютюнова Н.М. Плодообразование у редкого вида Oxytropis hippolyti Boriss. (Fabaceae) в условиях интродукции // Экологические проблемы регионов. Уфа, 2013. С. 63-65.

9. Маслова Н.В., Каримова О.А., Абрамова Л.М. Коллекция редких видов семейства FabaceaeLindl. в Ботаническом саду // Биоразнообразие растений на Южном Урале в природе и при интродукции. Тр. БСИ УНЦ РАН к 75-летию образования. Уфа: Гилем, 2009. С. 65-80.

10. Маслова Н.В., Тютюнова Н.М., Елизарьева О.А. Характеристика плодообразования у эндемика Oxytropis hippolyti Boriss. (Fabaceae) в условиях интродукции // Растительные ресурсы: опыт, проблемы и перспективы. Бирск, 2014. С. 48-52.

                                       

       Предыдущая

Следующая