Вестник Оренбургского государственного педагогического университета. Электронный научный журнал

2303-9922

10.32516/2303-9922.2024.49.3

Other

Биометрические показатели, доброкачественность и жизнеспособность пыльцы можжевельника высокого (Juniperus excelsa M. Bieb.) в условиях Горного Крыма

Biometric indicators, degree of quality and viability of high juniper pollen (Juniperus excels M. Bieb.) in the conditions of the Crimean Mountains

Коренькова

Олеся Олеговна

Korenkova

Olesya O.

o.o.korenkova@mail.ru

https://orcid.org/0000-0001-6482-7312

Moscow State University Of Civil Engineering (National Research University)MoscowRussia

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университетМоскваРоссия

25032024

1(49)32452410202320022024https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

CC BY 4.0

https://www.vestospu.ru/archive/2024/articles/49/3_1_2024.html

Формирование мужской генеративной сферы является одним из наиболее важных этапов репродуктивного цикла. В среднем диаметр пыльцевых зерен J. excelsa в Горном Крыму составляет 28,70±0,72 мкм. Среди ведущих факторов, оказывающих воздействие на развитие пыльцы, можно выделить климатические условия и высоту мест произрастания над уровнем моря (сила их влияния составляет 11,78 и 12,52% соответственно). Доля прокрашенной пыльцы J. excelsa в Горном Крыму варьирует от 20,21±1,99 до 84,10±3,74%, что в 2—8 раз больше, чем число реально жизнеспособных пыльцевых зерен. К числу проросших пыльцевых зерен в среднем относится лишь 16,28±1,07%. Среди основных факторов, оказывающих воздействие на реальную жизнеспособность пыльцевых зерен J. excelsa в Горном Крыму, можно выделить высоту мест произрастания над уровнем моря, экспозицию склона и антропогенное воздействие. Заметным фактором является степень антропогенного воздействия на развитие мужской генеративной сферы J. excelsa в Горном Крыму. На наиболее нарушенных территориях доля проросшей пыльцы в среднем в 1,7 раза меньше, чем на особо охраняемых природных территориях.

The formation of the male generative sphere is one of the most important stages of the reproductive cycle. On average, the diameter of pollen grains of J. excelsa in the Crimean Mountains is 28.70±0.72 µm. Among the leading factors influencing the development of pollen, one can highlight the climatic conditions and the height of the growing areas above sea level (the strength of their influence is 11.78% and 12.52%, respectively). The proportion of colored J. excelsa pollen in the Crimean Mountains varies from 20.21±1.99 to 84.10±3.74%, which is 2—8 times more than the number of actually viable pollen grains. On average, only 16.28±1.07% belong to the number of sprouted pollen grains. Among the main factors influencing the actual viability of J. excelsa pollen grains in the Crimean Mountains are the height of the growing areas above sea level, slope exposure and anthropogenic impact. The degree of anthropogenic impact on the development of the male generative sphere of J. excelsa in the Crimean Mountains is noticeable. In the most disturbed areas the proportion of sprouted pollen is on average 1.7 times less than in specially protected natural areas.

Juniperus excelsa M. Bieb.пыльцевые зернажизнеспособность пыльцыГорный Крымфакторы окружающей среды

Juniperus excelsa M. Bieb.pollen grainspollen viabilityMountain Crimeaenvironmental factors

1. Байдарский // ООПТ России. 2023. URL: http://www.oopt.aari.ru/oopt/Байдарский (дата обращения: 06.10.2023).

2. Бессонова В. Н. Состояние пыльцы как показатель загрязнения среды тяжелыми металлами // Экология. 1993. № 3. С. 45—50.

3. Всероссийская перепись населения 2020 года // Росстат. 2023. URL: https://rosstat.gov.ru/vpn/2020 (дата обращения: 06.10.2023).

4. Геодакян В. А. Количество пыльцы как показатель эволюционной пластичности перекрестноопыляющихся растений // Доклады Академии наук СССР. 1977. Т. 234 (6). С. 1460—1463.

5. Глотов Н. В. Оценка генетической гетерогенности природных популяций: количественные признаки // Экология. 1983. № 1. С. 3—10.

6. Исиков В. П., Плугатарь Ю. В., Коба В. П. Методы исследований лесных экосистем Крыма. Симферополь : ИТ «АРИАЛ», 2014. 252 с.

7. Коба В. П. Исследование некоторых особенностей морфогенеза и прорастания пыльцы Pinus pallasiana D. Don. // Цитология и генетика. 2004. № 3. С. 38—45.

8. Корсакова С. П., Саркина И. С., Багрикова Н. А. Биология опыления Juniperus excelsa и J. deltoides (Cupressaceae) на Южном берегу Крыма // Ботанический журнал. 2019. Т. 104, № 10. С. 1574—1587. DOI: 10.1134/S0006813619100077.

9. Котелова Н. В. Проращивание пыльцы на искусственных средах и способы хранения пыльцы сосны обыкновенной // Научно-техническая информация МЛТИ. 1956. № 23. С. 13—20.

10. Лакин Г. Ф. Биометрия. М. : Высшая школа, 1990. 350 с.

11. Магомедмирзаев М. М. Введение в количественную морфогенетику. М. : Наука, 1990. 230 с.

12. Мамаев С. А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений. М. : Наука, 1973. 284 с.

13. Некрасова Т. П. Пыльца и пыльцевой режим хвойных Сибири. Новосибирск : Наука, Сибирское отделение, 1983. 169 с.

14. Осинцева Л. А. Реализация биологического потенциала пыльцы растений и пыльцевой обножки в мониторинге гаметопатогенных факторов окружающей природной среды // Инновации и продовольственная безопасность. 2017. № 4 (18). С. 85—95. DOI: 10.31677/2311-0651-2017-0-4-85-95.

15. Паушева З. П. Практикум по цитологии растений. М. : Агропромиздат, 1988. 271 с.

16. Ругузов И. А., Склонная Л. У. Эколого-генетические закономерности адаптации хвойных растений Крыма // Бюллетень Никитского ботанического сада. 1988. Т. 104. С. 6—25.

17. Ругузова А. И. Биологические особенности можжевельника красного (Juniper oxycedrus L.) в Крыму в связи с его охраной : дис. … канд. биол. наук. Ялта, 2006. 163 с.

18. Сергеев П. Н. Лесная таксация. М. : Гослесбумиздат, 1953. 311 с.

19. Сунцов А. В. Микроспорогенез и качество пыльцы у сосны обыкновенной в Центральной Туве // Плодоношение лесных пород Сибири. Новосибирск : Наука, 1982. С. 60—69.

20. Сурсо М. В. Адаптация мужской репродуктивной сферы можжевельника обыкновенного к климату // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2018. № 6 (366). С. 57—69. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.6.57.

21. Сурсо М. В. Микроспорогенез, опыление и микрогаметогенез у Juniperus communis (Cupressaceae) // Ботанический журнал. 2012. Т. 97, № 2. С. 211—221. DOI: 10.1134/S1234567812020061.

22. Сурсо М. В. Опыление и рост пыльцевых трубок у можжевельника обыкновенного (Juniperus communis L.: Cupressaceae Rich. ex Bartl.) // Журнал Сибирского федерального университета. Сер. Биология. 2019. Т. 12, № 1. С. 48—70. DOI: 10.17516/1997-1389-0288.

23. Сурсо М. В. Оценка доброкачественности пыльцы хвойных видов методом окрашивания пыльцевых зерен флуоресцеин диацетатом // Journal of Agriculture and Environment. 2022. № 5 (25). DOI: 10.23649/jae.2022.5.25.05.

24. Сурсо М. В., Селиванова Н. В. Опыление у можжевельника обыкновенного (Juniperus communis L.): механизм вовлечения пыльцы и влияние мужского гаметофита на развитие семязачатков и «шишкоягод» // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2016. № 4 (352). С. 40—53. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2016.4.40.

25. Сурсо М. В., Чухчин Д. Г. Рост и развитие пыльцевой трубки можжевельника обыкновенного (Juniperus communis): роль ядра клетки трубки // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2020. № 2 (374). С. 20—34. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-2-20-34.

26. Сурсо М. В., Чухчин Д. Г., Хвиюзов С. С., Покрышкин С. А. Механизм прорастания пыльцы и рост пыльцевых трубок у можжевельника обыкновенного (Juniperus communis L.) in vitro // Онтогенез. 2020. Т. 51, № 5. С. 351—362. DOI: 10.31857/S0475145020050079.

27. Christopoulou A., Sazeides C. I., Fyllas N. M. Size-mediated effects of climate on tree growth and mortality in Mediterranean Brutia pine forests // Science of The Total Environment. 2022. Vol. 812. Art. 151463. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.151463.

28. Dias M. C., Oliveira J. M. P. F., Marum L., Pereira V., Almeida T., Nunes S., Araújo M., Moutinho-Pereira J., Correia C. M., Santos C. Pinus elliottii and P. elliottii × P. caribaea hybrid differently cope with combined drought and heat episodes // Industrial Crops and Products. 2022. Vol. 176. Art. 114428. DOI: 10.1016/j.indcrop.2021.114428.

29. Duhoux E. Mechanism of exine rupture in hydrated taxoid type of pollen // Grana. 1982. Vol. 21, N 1. P. 1—7. URL: https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/00173138209427673. DOI: 10.1080/00173138209427673.

30. Krichevsky A., Kozlovsky S. V., Tian G.-W., Chen M.-H., Zaltsman A., Citovsky V. How Pollen Tubes Grow (Review) // Developmental Biology. 2007. Vol. 303. P. 405—420. DOI: 10.1016/j.ydbio.2006.12.003.

31. López-Orozco R., García-Mozo H., Oteros J., Galán C. Long-term trends in atmospheric Quercus pollen related to climate change in southern Spain: A 25-year perspective // Atmospheric Environment. 2021. Vol. 262. Art. 118637. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2021.118637.

32. Vergotti M. J., Fernández-Martínez M., Kefauver S. C., Janssens I. A., Penuelas J. Weather and trade-offs between growth and reproduction regulate fruit production in European forests // Agricultural and Forest Meteorology. 2019. Vol. 279. Art. 107711. DOI: 10.1016/j.agrformet.2019.107711.

33. Williams J. H., Reese J. B. Chapter Twelve — Evolution of development of pollen performance // Ueli Grossniklaus, Current Topics in Developmental Biology. 2019. Vol. 131. P. 299—336. DOI: 10.1016/bs.ctdb.2018.11.012.

1. Baidarskii [Baydarsky]. OOPT Rossii [Protected natural areas of Russia]. 2023. Available at: http://www.oopt.aari.ru/oopt/Baidarskii. Accessed: 06.10.2023. (In Russian)

2. Bessonova V. N. Sostoyanie pyl’tsy kak pokazatel’ zagryazneniya sredy tyazhelymi metallami [The state of pollen as an indicator of environmental pollution with heavy metals]. Ekologiya, 1993, no. 3, pp. 45—50. (In Russian)

3. Vserossiiskaya perepis’ naseleniya 2020 goda [All-Russian population census 2020]. Rosstat [Rosstat]. 2023. Available at: https://rosstat.gov.ru/vpn/2020. Accessed: 06.10.2023. (In Russian)

4. Geodakyan V. A. Kolichestvo pyl’tsy kak pokazatel’ evolyutsionnoi plastichnosti perekrestnoopylyayushchikhsya rastenii [Pollen quantity as an indicator of evolutionary plasticity of cross-pollinating plants]. Doklady Akademii nauk SSSR [Reports of the USSR Academy of Sciences], 1977, vol. 234 (6), pp. 1460—1463. (In Russian)

5. Glotov N. V. Otsenka geneticheskoi geterogennosti prirodnykh populyatsii: kolichestvennye priznaki [Assessment of genetic heterogeneity of natural populations: quantitative traits]. Ekologiya, 1983, no. 1, pp. 3—10. (In Russian)

6. Isikov V. P., Plugatar’ Yu. V., Koba V. P. Metody issledovanii lesnykh ekosistem Kryma [Research methods for Crimea forest ecosystems]. Simferopol, IT “ARIAL” Publ., 2014. 252 p. (In Russian)

7. Koba V. P. Issledovanie nekotorykh osobennostei morfogeneza i prorastaniya pyl’tsy Pinus pallasiana D. Don. [Study of some characters of morphogenesis and germination of Pinus pallasiana D. Don. pollen]. Tsitologiya i genetika — Cytology and Genetics, 2004, no. 3, pp. 38—45. (In Russian)

8. Korsakova S. P., Sarkina I. S., Bagrikova N. A. Biologiya opyleniya Juniperus excelsa i J. deltoides (Cupressaceae) na Yuzhnom beregu Kryma [Pollination biology of Juniperus excelsa and J. deltoides (Cupressaceae) in the South coast of the Crimea]. Botanicheskii zhurnal, 2019, vol. 104, no. 10, pp. 1574—1587. DOI: 10.1134/S0006813619100077. (In Russian)

9. Kotelova N. V. Prorashchivanie pyl’tsy na iskusstvennykh sredakh i sposoby khraneniya pyl’tsy sosny obyknovennoi [Germination of pollen on artificial media and methods of storing Scots pine pollen]. Nauchno-tekhnicheskaya informatsiya MLTI [Scientific and technical information MLTI]. 1956, no. 23, pp. 13—20. (In Russian)

10. Lakin G. F. Biometriya [Biometrics]. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1990. 350 p. (In Russian)

11. Magomedmirzaev M. M. Vvedenie v kolichestvennuyu morfogenetiku [Introduction to Quantitative Morphogenetics]. Moscow, Nauka Publ., 1990. 230 p. (In Russian)

12. Mamaev S. A. Formy vnutrividovoi izmenchivosti drevesnykh rastenii [Forms of intraspecific variability of woody plants]. Moscow, Nauka Publ., 1973. 284 p. (In Russian)

13. Nekrasova T. P. Pyl’tsa i pyl’tsevoi rezhim khvoinykh Sibiri [Pollen and pollen regime of Siberian conifers]. Novosibirsk, Nauka, Sibirskoe otdelenie Publ., 1983. 169 p. (In Russian)

14. Osintseva L. A. Realizatsiya biologicheskogo potentsiala pyl’tsy rastenii i pyl’tsevoi obnozhki v monitoringe gametopatogennykh faktorov okruzhayushchei prirodnoi sredy [Siberian bee pollen load biological resource of antioxidants. The factors that determine their content]. Innovatsii i prodovol’stvennaya bezopasnost’ — Innovations and Food Safety, 2017, no. 4 (18), pp. 85—95. DOI: 10.31677/2311-0651-2017-0-4-85-95. (In Russian)

15. Pausheva Z. P. Praktikum po tsitologii rastenii [Workshop on plant cytology]. Moscow, Agropromizdat Publ., 1988. 271 p. (In Russian)

16. Ruguzov I. A., Sklonnaya L. U. Ekologo-geneticheskie zakonomernosti adaptatsii khvoinykh rastenii Kryma [Ecological and genetic patterns of adaptation of coniferous plants of Crimea]. Byulleten’ Nikitskogo botanicheskogo sada — Bulletin of the State Nikitsky Botanical Gardens, 1988, vol. 104, pp. 6—25. (In Russian)

17. Ruguzova A. I. Biologicheskie osobennosti mozhzhevel’nika krasnogo (Juniper oxycedrus L.) v Krymu v svyazi s ego okhranoi: dis. … kand. biol. nauk [Biological features of red juniper (Juniper oxycedrus L.) in the Crimea in connection with its protection. Cand. Dis.]. Yalta, 2006. 163 p. (In Russian)

18. Sergeev P. N. Lesnaya taksatsiya [Forest taxation]. Moscow, Goslesbumizdat Publ., 1953. 311 p. (In Russian)

19. Suntsov A. V. Mikrosporogenez i kachestvo pyl’tsy u sosny obyknovennoi v Tsentral’noi Tuve [Microsporogenesis and pollen quality in Scots pine in Central Tuva]. Plodonoshenie lesnykh porod Sibiri [Fruiting of forest species of Siberia]. Novosibirsk, Nauka Publ., 1982, pp. 60—69. (In Russian)

20. Surso M. V. Adaptatsiya muzhskoi reproduktivnoi sfery mozhzhevel’nika obyknovennogo k klimatu [Adaptation of Male Reproductive Sphere of Common Juniper to Climate]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Lesnoi zhurnal — Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2018, no. 6 (366), pp. 57—69. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.6.57. (In Russian)

21. Surso M. V. Mikrosporogenez, opylenie i mikrogametogenez u Juniperus communis (Cupressaceae) [Microsporogenesis, pollination and microgametogenesis in Juniperus communis (Cupressaceae)]. Botanicheskii zhurnal, 2012, vol. 97, no. 2, pp. 211—221. DOI: 10.1134/S1234567812020061. (In Russian)

22. Surso M. V. Opylenie i rost pyl’tsevykh trubok u mozhzhevel’nika obyknovennogo (Juniperus communis L.: Cupressaceae Rich. ex Bartl.) [Pollination and Growth of Pollen Tubes in Common Juniper (Juniperus communis L.: Cupressaceae Rich. ex Bartl.)]. Zhurnal Sibirskogo federal’nogo universiteta. Ser. Biologiya — Journal of Siberian Federal University. Biology, 2019, vol. 12, no. 1, pp. 48—70. DOI: 10.17516/1997-1389-0288. (In Russian)

23. Surso M. V. Otsenka dobrokachestvennosti pyl’tsy khvoinykh vidov metodom okrashivaniya pyl’tsevykh zeren fluorestsein diatsetatom [Quality evaluation of coniferous species pollen by staining pollen grains with fluorescein diacetate]. Journal of Agriculture and Environment, 2022, no. 5 (25). DOI: 10.23649/jae.2022.5.25.05. (In Russian)

24. Surso M. V., Selivanova N. V. Opylenie u mozhzhevel’nika obyknovennogo (Juniperus communis L.): mekhanizm vovlecheniya pyl’tsy i vliyanie muzhskogo gametofita na razvitie semyazachatkov i “shishkoyagod” [Pollination in Common Juniper (Juniperus communis L.): Involving of Pollen and the Male Gametophyte Influence on the Ovules and “Cypress Cones” Development]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Lesnoi zhurnal — Bulletin of Higher Educational Institutions. Russian Forestry Journal, 2016, no. 4 (352), pp. 40—53. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2016.4.40. (In Russian)

25. Surso M. V., Chukhchin D. G. Rost i razvitie pyl’tsevoi trubki mozhzhevel’nika obyknovennogo (Juniperus communis): rol’ yadra kletki trubki [Growth and Development of Pollen Tubes in Common Juniper (Juniperus communis): The Role of the Tube Cell Nucleus]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Lesnoi zhurnal — Bulletin of Higher Educational Institutions. Russian Forestry Journal, 2020, no. 2 (374), pp. 20—34. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-2-20-34. (In Russian)

26. Surso M. V., Chukhchin D. G., Khviyuzov S. S., Pokryshkin S. A. Mekhanizm prorastaniya pyl’tsy i rost pyl’tsevykh trubok u mozhzhevel’nika obyknovennogo (Juniperus communis L.) in vitro [Mechanism of Pollen Germination and Pollen Tubes’ Growth in Common Juniper (Juniper communis L.) In Vitro]. Ontogenez — Russian Journal of Developmental Biology “Ontogenez”, 2020, vol. 51, no. 5, pp. 351—362. DOI: 10.31857/S0475145020050079. (In Russian)

27. Christopoulou A., Sazeides C. I., Fyllas N. M. Size-mediated effects of climate on tree growth and mortality in Mediterranean Brutia pine forests. Science of The Total Environment, 2022, vol. 812, art. 151463. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.151463.

28. Dias M. C., Oliveira J. M. P. F., Marum L., Pereira V., Almeida T., Nunes S., Araújo M., Moutinho-Pereira J., Correia C. M., Santos C. Pinus elliottii and P. elliottii × P. caribaea hybrid differently cope with combined drought and heat episodes. Industrial Crops and Products, 2022, vol. 176, art. 114428. DOI: 10.1016/j.indcrop.2021.114428.

29. Duhoux E. Mechanism of exine rupture in hydrated taxoid type of pollen. Grana, 1982, vol. 21, no. 1, pp. 1—7. Available at: https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/00173138209427673. DOI: 10.1080/00173138209427673.

30. Krichevsky A., Kozlovsky S. V., Tian G.-W., Chen M.-H., Zaltsman A., Citovsky V. How Pollen Tubes Grow (Review). Developmental Biology, 2007, vol. 303, pp. 405—420. DOI: 10.1016/j.ydbio.2006.12.003.

31. López-Orozco R., García-Mozo H., Oteros J., Galán C. Long-term trends in atmospheric Quercus pollen related to climate change in southern Spain: A 25-year perspective. Atmospheric Environment, 2021, vol. 262, art. 118637. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2021.118637.

32. Vergotti M. J., Fernández-Martínez M., Kefauver S. C., Janssens I. A., Penuelas J. Weather and trade-offs between growth and reproduction regulate fruit production in European forests. Agricultural and Forest Meteorology, 2019, vol. 279, art. 107711. DOI: 10.1016/j.agrformet.2019.107711.

33. Williams J. H., Reese J. B. Chapter Twelve — Evolution of development of pollen performance. Ueli Grossniklaus, Current Topics in Developmental Biology, 2019, vol. 131, pp. 299—336. DOI: 10.1016/bs.ctdb.2018.11.012.