Главная » 2014 » Июль » 28 » Скачать Особенности системы семенного размножения у представителей семейства Asteraceae Саратовской области. Кочанова, Ирина Сергеевна бесплатно
3:14 AM
Скачать Особенности системы семенного размножения у представителей семейства Asteraceae Саратовской области. Кочанова, Ирина Сергеевна бесплатно
Особенности системы семенного размножения у представителей семейства Asteraceae Саратовской области
Диссертация
Автор: Кочанова, Ирина Сергеевна
Название: Особенности системы семенного размножения у представителей семейства Asteraceae Саратовской области
Справка: Кочанова, Ирина Сергеевна. Особенности системы семенного размножения у представителей семейства Asteraceae Саратовской области : диссертация кандидата биологических наук : 03.00.05 / Кочанова Ирина Сергеевна; [Место защиты: Сарат. гос. ун-т им. Н.Г. Чернышевского] Саратов, 2008 140 c. : 61 08-3/392
Объем: 140 стр.
Информация: Саратов, 2008
Содержание:
1 ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ СЕМЕННОГО РАЗМНОЖЕНИЯ У ЦВЕТКОВЫХ (обзор литературы)
11 Разнообразие способов семенного размножения у цветковых
111 Амфи- и апомиктичный способы семенного размножения
112 Степень изученности цветковых в отношении способа семенного размножения
113 Широта распространения гаметофитного апомиксиса у цветковых
1131 Степень распространения гаметофитного апомиксиса в семействе Asteraceae
114 Адаптивный потенциал амфи- и апомиксиса у цветковых
12 Особенности системы семенного размножения у цветковых в отношении способа скрещивания
2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
21 Материал
22 Методы исследования
221 Метод ферментативной мацерации семязачатков и выделения зародышевых мешков
222 Метод приготовления препаратов из «просветлённых» семязачатков
223 Метод исследования семенной продуктивности при различных режимах цветения
3 СЕМЕННАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ В ПОПУЛЯЦИЯХ ВИДОВ СЕМЕЙСТВА ASTERACEAE
31 Семенная продуктивность при свободном цветении
32 Семенная продуктивность при цветении в условиях изоляции некастрированных цветков
33 Семенная продуктивность при беспыльцевом режиме цветения
34 Частота гаметофитного апомиксиса в исследованных популяциях видов семейства Asteraceae
341 Характер изменчивости частоты гаметофитного апомиксиса на популяционном и межпопуляционном уровнях
35 Частота алло- и автогамии в исследованных популяциях видов семейства Asteraceae
4 ЦИТОЭМБРИОЛОГИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ СПОСОБНОСТИ К ГАМЕТОФИТНОМУ АПОМИКСИСУ У РАСТЕНИЙ ВИДОВ СЕМЕЙСТВА ASTERACEAE
41 Развитие эуспорического мегагаметофита
42 Исследование женской генеративной сферы у растений популяции Aster bessarabicus
43 Исследование женской генеративной сферы у растений популяций рода Bidens
44 Исследование женской генеративной сферы у растений популяции Galatella linosyris
45 Исследование женской генеративной сферы у растений популяции Artemisia vulgaris
46 Исследование женской генеративной сферы у растений видов рода Chondrilla
47 Исследование женской генеративной сферы у растений популяции Tragopogon dubius
48 Исследование женской генеративной сферы у растений популяции Scorzonera ensifolia
49 Исследование женской генеративной сферы у растений популяции Jurinea cyanoides
410 Исследование женской генеративной сферы у растений популяции Pilosella echioides
411 Исследование женской генеративной сферы у растений популяции Inula britanica
412 Исследование женской генеративной сферы у растений популяции Lactuca serriola
5 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ШИРОТЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ Г А М Е Т О Ф И Т Н О Г О А П О М И К С И С А У ЦВЕТКОВЫХ (НА ПРИМЕРЕ СЕМЕЙСТВА ASTERACEAE)
6 ТОЛЕРАНТНОСТЬ РАСТЕНИЙ АМФИ- И АПОМИКТИЧНЫХ ВИДОВ СЕМЕЙСТВА ASTERACEAE К УСЛОВИЯМ ОБИТАНИЯ НА АНТРОПОГЕННО ТРАНСФОРМИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ
Введение:
Актуальность темы. Размножение - универсальное свойство всего живого, позволяющее преодолеть противоречие между конечностью существования отдельного организма и бесконечностью жизни на Земле (Гюнтер и др., 1982). Процесс размножения, как и любой другой процесс жизнедеятельности, был объектом эволюционных преобразований, в результате которых совершенствовалась и система репродукции тех или иных групп живых организмов. Однако неизменным требованием к ней оставалось обязательность передачи из поколения в поколение основных биологических свойств вида, т.е. сохранение преемственности развития. От эффективности системы размножения, в значительной мере, зависит то, будет ли данный вид находиться в состоянии биологического прогресса или же он обречен на вымирание (Рэфф, Кофмен, 1986).У цветковых растений высшую ступень эволюции систем размножения представляет семенное размножение. Семя явилось очень ценным эволюционным приобретением, обеспечившим растениям целый ряд несомненных преимуществ, прежде всего, в расселении и переживании неблагоприятных условий (Терехин, 1996; Steeves, 1983).Однако на протяжении длительной истории семенных растений семенное воспроизводство само подвергалось существенным эволюционным преобразованиям (Мэйнард Смит, 1981), приобретая характер системы репродукции со сложной временной и пространственной структурой и поливариантностью путей реализации. Структурно и функционально усложнились и достигли чрезвычайного разнообразия системы скрещивания и половой структуры цветка, способы расселения и структуры диаспор, типы покоя и прорастания семян (Faegri, Pijl van der, 1980). Наконец, на базе собственно полового (амфимиктичного) воспроизводства у целого ряда групп цветковых растений возникли различные формы апомиксиса (Левина, 1981; Рубцова, 1989; Шишкинская, Тырнов, 2000; Carman, 2000;). б Важной проблемой репродуктивной биологии является изучение особенностей процессов воспроизводства в различных таксонах и экологически дифференцированных группах растений на всех уровнях их организации (Терёхин, 1988; 2000; Salisbury, 1942; Wilson, 1983). Эти процессы во многом определяют генетическую структуру популяций, а также адаптационные возможности и эволюционный потенциал растений (Grant.Механизмы, или элементы систем размножения, изменение которых оказывает существенное влияние на генетическую структуру популяций вида и характер протекающих в них генетических процессов называют параметрами систем размножения (Куприянов, 1989). Особенно важными для системы семенного размножения оказываются такие основные параметры, как способ опыления (аллогамия, автогамия) и способ образования семян (амфимиксис, апомиксис). Степень изученности этих параметров в популяциях покрытосеменных растений остаётся недостаточной. Например, цитоэмбриологически исследовано менее 20% видов цветковых. К тому же многие из этих видов изучены явно недостаточно для того, чтобы с уверенностью судить о способах опыления и образования семян.От полноты знаний о параметрах системы семенного размножения зависит сама возможность и эффективность использования этих знаний для решения различных фундаментальных и прикладных проблем. В этом отношении особенно нагляден пример с изучением природы гаметофитного апомиксиса. В последние годы значительно возрос интерес к проблеме гаметофитного апомиксиса в связи с тем, что генетический анализ показал относительно простую генетическую природу апомейоза (Savidan, 1982; Nogler, 1984). Были начаты интенсивные исследования по локализации гена(ов) апомиксиса с целью их передачи методами генной инженерии культурным растениям (Bicknell, Borst, 1994; Kindiger et al., 1996; Grossniklaus et al., 2001; ) и широкого использования апомиксиса в селекции и растениеводстве. Это важно, в частности, для решения задач сохранения гетерозисного эффекта в ряду поколений, стабилизации отдаленных гибридов и уникальных генных комбинаций, что обещает настоящую революцию в растениеводстве (Koltunov et al., 1995; Savidan, 1995, 2001; Vielle Calzada et al., 1996). Однако существенных успехов в этой области достигнуто не было. Прежде всего, это связано с: 1) почти полным отсутствием близких сородичей культурных растений, у которых был бы известен гаметофитный апомиксис и которые могли бы послужить донорами генов апомиксиса; 2) фрагментарностью знаний о закономерностях распространения этого явления в природе и своеобразия его проявления на уровне системы семенного размножения.Связь работы с научными программами, темами. Работа выполнялась в рамках проекта № 05-04-49001 РФФИ «Исследование закономерностей изменчивости основных параметров системы семенного размножения растений в популяциях видов Asteraceae в различных условиях обитания» и темы «Закономерности антропогенной модификации флоры и растительности в связи с биоэкологическими особенностями видов на примере г. Саратова и его окрестностей» аналитической ведомственной целевой программы МО РФ «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 годы)».Цели и задачи исследования. Цель настоящей работы заключалась в выявлении частоты апо- и амфимиксиса, авто- и аллогамии в популяциях видов семейства Asteraceae во флоре Саратовской области с оценкой толерантности апомиктов к условиям обитания на антропогенно трансформированных территориях и широты распространения апомиктичных видов в семействе. В задачи работы входило: - анализ семенной продуктивности растений при разных режимах цветения: свободном опылении, в условиях изоляции некастрированных цветков и беспыльцевом режиме; - цитоэмбриологическое исследование популяций и выявление у растений цитоэмбриологических признаков гаметофитного апомиксиса; - выявление адаптивного потенциала апомиктичных видов при освоении ими антропогенно трансформированных территорий.Научная новизна работы. Впервые проведено широкомасштабное исследование видов семейства Asteraceae в региональной флоре с целью выявления апомиктичных форм. Гаметофитный апомиксис впервые обнаружен у 13 видов {Hieracium largum, Pilosella echioides, Tragopogon dubius, Scorzonera ensifolia, Chondrilla latifolia, C. canescens, Aster bessarabicus, Bidens tripartita, Inula britanica, Jurinea cyanoides, J. arachnoidea, Galatella linosyris, Artemisia vulgaris) и в 5 родах {Tragopogon, Scorzonera, Jurinea, Inula и Galatella) семейства Asteraceae.Показано, что для выявления способности растений вида формировать семена апомиктичным путем необходимо неоднократное изучение данного параметра в популяциях, так как у многих видов апомиксис проявляется не во все годы и не во всех популяциях.Показано, что толерантность апомиктичных видов к условиям обитания на антропогенно трансформированных территориях не уступает, а, скорее, оказывается выше толерантности к ним амфимиктичных видов.Научно-практическая значимость работы. Полученные данные могут использоваться для уточнения списка и характера распространения апомиктичных видов у цветковых, а также для подбора доноров генов апомиксиса с целью передачи их культурным сородичам. Разработанная методика выявления частоты амфи- апомиксиса и авто-аллогамии в популяциях может быть использована при определении этих параметров у других представителей цветковых. Материалы диссертации могут быть использованы при разработке спецкурсов по репродуктивной биологии, эмбриологии растений, экологии видов цветковых, биоразнообразию.Исследованные видообразцы будут включены в уникальную коллекцию апомиктичных видов Ботанического сада СГУ. Апробация работы. Результаты работы были доложены на: Международной научной конференции «Вопросы общей ботаники: традиции и перспективы», посвященной 200-летию Казанской ботанической школы (Казань, 2006); Международной конференции молодых ботаников (Санкт-Петербург, 2006); III съезде ВОГиС «Генетика в XXI веке: современное состояние и перспективы развития» (Москва, 2004); XII молодежной научной конференции «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2005); II Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Биоразнообразие. Экология. Эволюция. Адаптация», посвященной 140-летию Одесского национального университета им.И.И. Мечникова (Одесса, 2005); V и VI Международных научнопрактических конференциях «Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии» (Барнаул, 2006, 2007); ежегодных конференциях студентов и аспирантов биологического факультета СГУ им. Н.Г. Чернышевского (Саратов, 2006, 2007); Всероссийской научной конференции «Ботанические исследования в Поволжье и на Урале», посвященной 50-летию Ботанического сада СГУ им. Н.Г. Чернышевского (Саратов, 2006); VIII Съезде украинского общества генетиков и селекционеров им. Н.И. Вавилова (Алушта, Украина, 2007), II Международной школе молодых ученых «Эмбриология, генетика и биотехнология» (Уфа, 2007).Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения. Общий объем работы составляет 140 страниц, работа содержит 26 таблиц и 12 рисунков. Список литературы включает 228 источник, в том числе 128 на иностранном языке.Основные положения, выносимые на защиту: - у видов семейства Asteraceae во флоре Саратовской области имеет место широкое распространение гаметофитного апомиксиса; - апомикты не уступают амфимиктам в толерантности к условиям обитания на антропогенно трансформированных территориях; методика определения частоты апомиксиса по семенной продуктивности при беспыльцевом режиме цветения в популяциях автономных апомиктов позволяет выявлять гаметофитный апомиксис с высокой надёжностью. и
