О Рубцова - Анатомічні показники як критерій зимостійкості витких троянд роду rosa l в умовах лісостепу - страница 1

Страницы:
1  2 

ISSN 0206-5657. Вісник Львівського університету. Серія біологічна. 2011. Випуск 56. С. 245-249 Visnyk of the Lviv University. Series BIology. 2011. Issue 56. P. 245-249

УДК: 581.1.581.4

АНАТОМІЧНІ ПОКАЗНИКИ ЯК КРИТЕРІЙ ЗИМОСТІЙКОСТІ ВИТКИХ ТРОЯНД РОДУ ROSA L. В УМОВАХ ЛІСОСТЕПУ

О. Рубцова, Т. Рожок, Н. Джуренко, І. Коваль

Національний ботанічний сад ім. М. М. Гришка ИЛИ України вул. Тімірязєвська, 1, Київ 01014, Україна e-mail: nbg@nbg.kiev.ua

Проведено анатомічні дослідження стебел витких троянд у передзимовий період на вміст у них запасних та структурних компонентів, таких як крохмаль і лігнін. З метою збагачення сортименту стійких витких троянд для використання їх у зеленому будівництві Лісостепу України були проаналізовані та виділені найзимостійкіші види і сорти, які рекомендуються для використання.

Ключові слова: лігнін, крохмаль, зимостійкість, стебло.

Серед умов навколишнього середовища важливу роль відіграє температура, яка впливає на всі процеси, що відбуваються у живому організмі [4]. В умовах лісостепу Украї­ни здатність пристосування рослин до цих умов значною мірою залежить від зимостійкості виду, тобто можливості рослин переносити різноманітні несприятливі умови навколиш­нього середовища у зимовий і ранньовесняний періоди. Але, окрім умов зимового пері­оду, важливе значення має підготовка рослин [7]. Троянди завдяки своїм декоративним властивостям, рясному, довгому цвітінню, гарній формі квітки, яскравому забарвленню та різним формам вирощування і використання займають провідне місце у квітникарстві та декоративному садівництві [6]. Для вертикального озеленення територій, декорування стін, створення арок можуть бути використані виткі троянди. Але в умовах лісостепової зони вони потребують додаткового захисту від низьких температур, який досягається шля­хом укриття. Важливим завданням є відбір зимостійкіших сортів для впровадження їх у зелене будівництво в умовах лісостепу України. Мета даної роботи - провести анатомо-гістохімічне дослідження стебел різних видів витких троянд і встановити локалізацію за­пасних та структурних речовин, таких як крохмаль і лігнін «Ф», як критерій зимостійкості витких троянд.

Матеріал і методи досліджень

Для проведення досліджень із колекційного фонду Національного ботанічного саду ім. М.М. Гришка було відібрано 2 види і 10 сортів витких троянд, характеристика яких на­ведена у табл. 1.

До експерименту були залучені види та сорти, які, згідно з візуальними спостереженнями, відрізнялися за показником зимостійкості.

Як відомо, морозостійкість рослин у більшості випадків залежить від ступеня лігні-фікації деревини і твердості пагона [1]. Здерев'яніла, тобто просочена лігніном клітковина добре забарвлюється основними барвниками. Для виявлення лігніну «Ф» проводили спеці­альну реакцію із використанням флороглюцину та соляної кислоти. Підготовлений зріз спо­чатку занурювали у краплю флороглюцину, а потім додавали 1-2 краплі соляної кислоти, реакцію спостерігали за допомогою світлового мікроскопа «Біолам ЛОМО» зі збільшенням 7^20. У результаті здерев'янілі оболонки клітин забарвлювалися у вишневий колір. Ступінь здерев'яніння клітинних структур визначали за інтенсивністю забарвлення [3].

© Рубцова О., Рожок Т., Джуренко Н., Коваль І., 2011

Таблиця 1

Коротка характеристика витких троянд роду Rosa L.

Сорт (вид)

Коротка характеристика

1

Rosa indica L.

Ліана, до 2-3 м, квітки рожеві, напівмахрові

2

Rosa multiflora Thumb.

Кущ, до 2,5 м, квітки білі, плоди маленькі, червоні

3

Alchemist

Ліана, до 3,5 м, квітки жовті з відтінком помаранчевого, рожеві,

 

 

червоні, махрові, ароматні

4

Due de Constantine

Ліана, до 2,5 м, квітки ніжно-рожеві, великі, махрові, ароматні

5

Excelsa

Ліана, до 3—1,5 м, квітки дрібні, червоні, махрові, слабкий аромат

6

Flammentanz

Ліана, до 3-м, квітки червоні, великі, ароматні

7

Krymskoe Solnyshko

Ліана, до 2,5 м, квітки світло-помаранчеві, великі, густо-махрові

8

New Dawn

Ліана, до 3 м, квітки світло-рожеві, великі, махрові, ароматні, квітки

 

 

дають насіння

9

Symphathie

Ліана, до 2 м, квітки темно-червоні, великі, махрові, слабкий аромат

10

Veilchenblau

Ліана, до 3 м, квітки фіалкові з білим центром, дрібні, напівмахрові,

 

 

ароматні

11

Wartburg

Ліана, сильнорослий, до 3 м, квітки рожеві, дрібні, цвітіння

 

 

однократне, слабкий аромат

І2_

Krasnyi Maiak

Ліана, до 2,5-3 м, квітки помаранчево-червоні, середні, махрові

Йодна реакція є єдиною кольоровою реакцією на крохмаль. Для її проведення ви­користовували розчин Люголя (розчин йоду в йодиді калію за Грамом), у який поміщали зріз на 5 хвилин. Крохмаль забарвлювався в синій, синьо-фіолетовий або майже чорний колір [3].

Щоб запобігти пересиханню та руйнуванню структур кислотою, препарати поміщали у гліцерин. Для експерименту брали 10 зрізів кожного сорту, тобто мали 10 повторностей.

Математичну обробку проводили за Г.Н. Зайцевим [2] і з застосуванням комп'ютерної програми Excel.

Результати досліджень і їхнє обговорення

За нашими спостереженнями, анатомічна будова стебел витких троянд загалом визначається такими характеристиками: значну частину об'єму пагона становить серцевина, у всіх видів та сортів добре виражена перимедулярна зона, щільність і судинність деревини є видовою та сортовою особливостями.

Вважається [1], що лігнін «Ф», на відміну від лігніну «М», надає специфічних якостей оболонкам клітин. Він забезпечує їм значно більшу жорсткість, а пагон - крихкість. Тому при проведенні фенологічних спостережень, які визначають визрівання деревини за зовнішніми ознаками, головним чином за гнучкістю та ламкістю пагона, встановлюють вміст у деревині лігніну «Ф», що пов'язано із зимостійкістю.

Результати досліджень показали, що у всіх сортів дерев'яніють клітини ксилеми, лубу, перимедулярної зони. Виявлено, що найбільший ступінь здерев'яніння характерний для елементів ксилеми. Спираючись на експеримент (табл. 2), усі досліджувані види та сорти нами було запропоновано розділити на три групи за ступенем лігніфікації:

До високолігніфікованих (5,0-4,5 бала) ми віднесли R. multiflora Thumb. і сорти: Krymskoe Sol^sM™, Alchemist, Wartburg, Veilchenblau.

До середньолігніфікованих (4,4-3,5 бала) - R. indica L., сорти Flammentanz, Duc de Constantine, Symphathie.

До малолігніфікованих - сорти, лігніфікація яких не перевищує 3,4 бала - Krasnyi Maіak, Excelsa, New Dawn.

Виходячи з даних табл. 2 можна стверджувати, що вміст лігніну в середньому за варіантами коливається в межах від 3,1 до 4,9 бала. Сорт Krasnyi Маіак достовірно не від­

О. Рубцова, Т. Рожок, Н. Джуренко, І. Коваль

різняється від сортів Flammentanz та Due de Constantine; Flammentanz достовірно не від­різняється від виду R. indica L., Alehemist від Krymskoe Sol^sM™. У свою чергу, Krymskoe Sol^sM™ достовірно відрізняється від сортів Krasnyi Maіak, Exeelsa, New Dawn. Отримані показники критерію Стьюдента свідчать, що середнє арифметичне достатньо достовірне. В цілому, по сортах варіювання нормальне і належить до 2 і 3 балів варіабельності. Точ­ність даного досліду задовільна, оскільки всі показники не перевищують 5%.

Таблиця 2

Вміст лігніну «Ф» у тканинах стебел витких троянд

І Статистичні показники

Сорт (вид)

Середнє арифметичне (X±m ),бали

Дисперсія (S2)

Стандартне відхилення (a± m )

Коефіцієнт варіації (V± m)

Достовірність досліду (Q± m„)

Критерій Стьюдента (t)

1

R. indica L.

3,7±0,08

0,07

0,26±0,0б

6,98±1,56

2,21±0,07

45,32

2

R. multiflora Thumb.

4,9±0,07

0,04

0,21±0,05

4,30±0,96

1,36±0,04

73,50

3

Alchemist

4,9±0,07

0,04

0,21±0,05

4,30±0,96

1,36±0,04

73,50

4

Duc de Constantine

3,9±0,07

0,04

0,21±0,05

5,41±1,21

1,71±0,05

58,50

5

Excelsa

3,2±0,11

0,12

0,35±0,08

10,93+2,44

3,45±0,14

28,95

6

Flammentanz

3,5±0,15

0,22

0,47±0,11

13,47±3,01

4,26±0,20

23,48

7

Krasnyi Maiak

3,1±0,07

0,04

0,21±0,05

6,80±1,52

2,15±0,07

46,50

8

Krymskoe Solnуshko

4,95±0,05

0,03

0,16±0,04

3,19±0,71

1,01±0,02

99,00

9

New Dawn

3,4±0,15

0,21

0,46±0,10

13,51±3,02

4,27±0,20

23,40

10

Symphathie

4,15±0,08

0,06

0,24±0,05

5,82±1,30

1,84±0,06

54,34

11

Veilchenblau

4,65±0,11

0,11

0,34±0,08

7,26±1,62

2,30±0,08

43,57

12

Wartburg

4,55±0,14

0,19

0,44±0,10

9,62±2,15

3,04±0,12

32,87

Таким чином, більш високий бал здерев'яніння відзначений у сорту Krymskoe Sol^sM™ (4,95 бала), сорту Alehemist і виду R. multiflora Thumb. (4,9 бала). Найменший бал спостерігався нами у сорту Krasnyi Maіak (3,1 бала), що свідчить про його найнижчу зимостійкість.

Накопичення крохмалю в тканинах пагонів і його гідроліз пов'язані з підготовкою до зимового періоду. Відомо, що кількість запасного крохмалю у передзимовий період (перший крохмальний максимум) [5] може слугувати показником зимостійкості пагонів. Дані про вміст крохмалю у стеблах досліджуваних видів і сортів наведені у табл. 3.

Виходячи з цих даних, вміст крохмалю в середньому за варіантами коливається в межах від 3,0 до 4,95 бала. Сорти Exeelsa, Veilehenblau та Due de Constantine достовір­но не відрізняються. Сорт Wartburg достовірно не відрізняється від сорту New Dawn. У свою чергу, R. indica L. та Krymskoe SoI^sM^) достовірно відрізняються від сорту Exeelsa, Veilehenblau. Отримані показники критерію Стьюдента свідчать, що середнє арифметичне достатньо достовірне і належить до 2 і 3 балів варіабельності. Точність даного досліду за­довільна, оскільки всі показники не перевищують 5%.

На основі гістохімічних реакцій на крохмаль виявлено, що у всіх досліджуваних сортів і видів витких троянд зберігається певна закономірність: найбільша кількість крох­малю накопичується у серцевинних променях, перимедулярній зоні, у групах клітин сер­цевини, при цьому найменша кількість крохмальних зерен спостерігалась нами у корі. У таких сортів, як Symphathie, New Dawn, Krasnyi Maіak та виду R. indica L. накопичення крохмалю в серцевині взагалі не виявлено.

Досліджені сорти і види значно варіюють за локалізацією крохмалю в різних тка­нинах. Нами було встановлено, що локалізація крохмалю в серцевинних променях і пери-медулярній зоні спостерігалася у більшості зрізів тканин і досягала 4-5 балів. У той же час його вміст у серцевині можна оцінити в 3-4 бали. У таких сортів, як Symphathie, New

Таблиця 3

Вміст крохмалю у тканинах стебел витких троянд

Статистичні показники

-1-г

Сорт (вид)

Середнє арифметичне (X±mx), бали

Дисперсія (S2)

Стандартне відхилення (°± m„)

Коефіцієнт варіації (V± m.)

Достовірність досліду

(Q± mJ

Критерій Стьюдента (t)

1

R. indica L.

3,0±0,07

0,06

0,24±0,05

7,86±1,76

2,48±0,09

40,25

2

R.multiflora Thumb.

4,25±0,13

0,18

0,42±0,10

10,0±2,24

3,16±0,13

31,63

3

Alchemist

3,95±0,05

0,03

0,16±0,04

4,00±0,90

1,27±0,03

79,00

4

Duc de Constantine

3,45±0,12

0,14

0,37±0,08

10,69±2,39

3,38±0,14

29,57

5

Excelsa

4,95±0,05

0,03

0,16±0,04

3,19+0,71

1,01±0,02

99,00

6

Flammentanz

4,65±0,11

0,11

0,34±0,08

7,26±1,62

2,30±0,08

43,57

7

Krasnyi Maіak

4,0±0,07

0,06

0,24±0,05

5,89±1,32

1,86±0,06

53,67

8

Krymskoe Solnуshko

3,25±0,08

0,07

0,26±0,06

8,11±1,81

2,56±0,09

39,00

9

New Dawn

3,54±0,12

0,14

0,37±0,08

10,50±2,35

3,32±0,14

30,11

10

Symphathie

3,85+0,11

0,11

0,34±0,08

8,77±1,96

2,77±0,10

36,08

11

Veilchenblau

4,9±0,07

0,04

0,21±0,05

4,30±0,96

1,36±0,04

73,50

12

Wartburg

3,5±0,11

0,11

0,33± 0,07

9,52±2,13

3,01±0,12

33,20

Dawn, Krasnyi Maіak та у виду R. indica L. крохмаль у серцевині взагалі був відсутній. У виду R. multiflora Thumb. і сорту Exeelsa він не спостерігався у корі. Це залежить від сор­тових і видових особливостей витких троянд. У паренхімних тяжах деревини дослідних рослин його вміст становив приблизно 2-3 бали.

Найбільший сумарний показник накопичення крохмалю нами був відзначений у сортів Veilehenblau (4,90 бала) та Exeelsa (4,95 бала). Достатньо високий рівень крохмалю (4,65 бала) також має сорт Flammentanz. Він за своїми показниками суттєво не відрізня­ється від зазначених вище сортів. Такі показники є свідченням найвищого рівня зимо­стійкості цих сортів. Група рослин, до яких належать сорти Wartburg, Due de Constantine, Symphathie, Alehemist, New Dawn, Krasnyi Maіak і вид R. multiflora Thumb., характеризу­ється середнім вмістом крохмалю, що свідчить про середній рівень зимостійкості. Відзна­чено, що у виду R. indica L. та сорту Krymskoe Sou^hto спостерігався найменший вміст крохмалю, відповідно 3,0 і 3,25 бала, що є найгіршим показником зимостійкості.

Встановлено, що розподіл лігніну «Ф» у деревині досліджуваних видів і сортів мав певні особливості. Найбільший вміст було зафіксовано у сортів Krymskoe Sou^hto, Duc de Constantine, Veilehenblau і виду R. multiflora Thumb. Середній вміст лігніну «Ф» мають такі сорти витких троянд, як Flammentanz, Duc de Constantine, Symphathie і вид R. indica L. Були виділені і такі, що мають найнижчий його вміст: Krasnyi Maіak, Excelsa, New Dawn. Показано, що ступінь лігніфікації деревини є характерною особливістю сорту. За вмістом лігніну були виділені групи: високолігніфіковані, середньолігніфіковані, малолігніфіковані.

Нерівномірний (окремими ділянками, плямами) розподіл лігніну «Ф» по зрізу є особливістю сортів Wartburg, New Dawn.

Встановлено, що найбільша кількість крохмалю у стеблах всіх досліджуваних сортів накопичується у серцевинних променях, перимедулярній зоні та у групах клітин серцевини.

Найбільший сумарний показник накопичення крохмалю відзначений у сортів Veilehenblau (4,90 бала) та Exeelsa (4,95 бала). Сорт Flammentanz має достатньо високий рі­вень крохмалю (4,65 бала). Найменший вміст крохмалю було відзначено у виду R. indica L. (3,0 бала) та сорту Krymskoe Solnуshko - ( 3,25 бала).

На основі дослідження вмісту лігніну «Ф» і крохмалю можна рекомендувати для вертикального озеленення та ландшафтного будівництва в умовах лісостепу України такі сорти, як Veilehenblau Excelsa, Krymskoe Son^Mao, Flammentanz, Alehemist.

0. Рубцова, Т. Рожок, Н. Джуренко, І. Коваль

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Барская E. И. Изменение хлоропластов и вызревание побегов в связи с морозоустойчи­востью древесных растений. М.: Наука, 1967. 290 с.

2. Зайцев Г. Н. Математика в экспериментальной ботанике. М.: Наука, 1990. 296 с.

3. Паламарчук И. А., Веселова Г. Д. Изучение растительной клетки. М.: Просвещение, 1969. 297 с.

4. Проценко Д. Ф. Морозостойкость плодовых культур. К.: Изд-во КГУ, 1958. 55 с.

5. Сергеева К. А. Физиологические и биохимические основы зимостойкости древесных растений. М.: Наука, 1971. 176 с.

6. Тимошенко Н. М. Биология, экология, сортовой состав вьющихся роз в Крыму: Авто-реф. дис. ... канд. биол. наук. К., 1972. 20 с.

Страницы:
1  2 


Похожие статьи

О Рубцова - Анатомічні показники як критерій зимостійкості витких троянд роду rosa l в умовах лісостепу