АНАТОМІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ЛИСТКА РЕЛІКТОВИХ ВИДІВ РОСЛИН У ЗВ’ЯЗКУ З ПОСУХОСТІЙКІСТЮ

  • Н.В. Нужина
  • Р.М. Палагеча
Ключові слова: Magnolia, Ginkgo, анатомія листка, посухостійкість

Анотація

Внаслідок інтенсивного техногенного розвитку темпи глобальних кліматичних змін зростають. Зокрема це проявляється в різких перепадах температур, зростанні кількості аномально високих температур, тривалих періодах з малою кількістю опадів. Вивчення реліктових видів рослин, які неодноразово перенесли глобальні кліматичні зміни, може допомогти зрозуміти напрямок розвитку адаптивних механізмів, спрямованих зокрема на подолання проблеми посухи. Досліджено анатомічну будову листків реліктових рідкісних видів Magnolia obovata, M. denudatа, M. kobus, Ginkgo biloba. Визначено відносну посухостійкість даних видів за оводненістю тканин, водним дефіцитом та втратою води за 1 годину в’янення. Всі досліджені рослини можна вважати достатньо посухостійкими. Дані види можна розмістити у порядку зменшення посухостійкості: G. biloba →Mkobus →M. obovata→ Mdenudatа. Разом з цим, захист від умов з недостатньою кількістю води на анатомічному рівні проявлений по-різному. Зокрема, у Mkobus та M. obovata ксерофітними ознаками є менше кутикулярне випаровування за рахунок дрібноклітинності епідерми, велика кількість продихів, що дає змогу інтенсивніше поглинати воду, більший відсоток палісадного мезофілу, в якому клітини щільно розташовані. Листки M. denudatа мають потовщену епідерму з обох боків, проте зовнішня клітинна стінка потовщена лише з адаксіального боку. Адаптивними ознаками G. biloba до посушливих умов є потовщення листкової пластинки, епідерм з обох боків та особливо їх зовнішніх оболонок, заглиблення продихів, зменшення розмірів листкової пластинки, більша, порівняно з магноліями, оводненість листків. Отже, рослини G. biloba, що мають глибоку стрижневу кореневу систему і менше залежать від опадів, більше пристосовані на рівні листка до утримання наявної води, а у магнолій, що мають поверхневу кореневу систему, листок адаптований в напрямку швидкого інтенсивного поглинання води під час випадання опадів.

Посилання

1. Baker E.A. Chemistry and morphology of plant epicuticular waxes. In The plant cuticle (D.F. Cutler, K.L. Alvin and C.E. Price, eds.). Academic Press, London, 1982;139-165.
2. Beering DJ, Kelly CK. Evolutionary comparative analyses of the relationship between leaf structure and function. New Phytologist. 1996;134:35-5I.
3. Bercu R. Anatomy of Ginkgo biloba L. leaf (Ginkgoaceae). Annals of the Romanian Society for Cell Biology. 2013; 18(1):223-227.
4. Chen L, Zhang Ch, Han Y, Meng X, Zhang Y, Chu H, Ma H. Gingko biloba Extract (EGb) Inhibits Oxidative Stress in Neuro 2A Cells Overexpressing APPsw. BioMed Research International. 2019; 1: Article ID 7034983, 9 p. DOI.org/10.1155/2019/7034983
5. Chen LQ, Li CS. The epidermal characters and stomatal development of Ginkgo biloba. Bull Bot Res. 2004;24:418-422.
6. Сicuzza D, Newton A, Oldfield S. The Red List of Magnoliaceae. Cambridge, UK; 2007. 56 p.
7. Deng Sh, Ma J, Zhang L, Chen F, Sang Z, Jia Zh, Ma L. De novo transcriptome sequencing and gene expression profiling of Magnolia wufengensis in response to cold stress. BMC Plant Biology. 2019;19:321. DOI: 10.1186/s12870-019-1933-5.
8. Deroin T. Floral anatomy of Magnolia decidua (Q.Y.Zheng) V.S.Kumar (Magnoliaceae): recognition of a partial pentamery. Adansonia. 2010; 32 (1): 39-55. https://doi.org/10.5252/a2010n1a3.
9. Ginkgo Biloba, ed. by Teris A. van Beek. Amsterdam: Harwood Academic, 2000.
10. Gunning BES, Steer MW. Plant Cell Biology: Structure and Function, Jones and Bartlett, Boston, Mass, USA: 1996; 120 pp.
11. Hongbing G, Huan W, Fengguo D. Determination of free phenolics and combined phenolics in foliage of Magnolia sieboldii K. Koch Functional Materials. 2016; 23(3): 437-442. https://doi.org/10.15407/fm23.03.437.
12. Hui L, Qiu-Yuan X, Marjorie R. Lundgren D, Qing Ye. Different water relations between flowering and leaf periods: a case study in flower-before-leaf-emergence Magnolia species. Functional Plant Biology. 2016; 44(11): 1098-1110. https://doi.org/10.1071/FP16429.
13. Larcher W. Physiological Plant Ecology. Third edition, Springer-Verlag, New York: 1995; 504 pp.
14. Palagecha R. Culture of magnolias in Ukraine. Magnolia. 2014; 49(95):11-30.
15. Romeis B. 1948. Mikroskopische Technik. München, R. Oldenbourg.
16. Rudall PJ, Rowland A, Bateman R. Ultrastructure of Stomatal Development in Ginkgo biloba. International Journal of Plant Sciences. 2012; 173(8): 849-860. DOI: 10.1086/667230.
17. Xu F, Rudall PJ. Comparative floral anatomy and ontogeny in Magnoliaceae. Plant Systematics and Evolution. 2006; 258(1-2): 1-15. DOI: 10.1007/s00606-005-0361-1.
18. Wang G, Cao F, Wang G, El-Kassaby YA. Role of temperature and soil moisture conditions on flavonoid production and biosynthesis-related genes in ginkgo (Ginkgo biloba L.) leaves. Open Natural Products Chemistry and Research. 2015; 3(1): 1000162. DOI: 10.4172/2329-6836.1000162.
19. Wang Zh, Perumalsamy H, Wang X, Ahn YJ. Toxicity and possible mechanisms of action of honokiol from Magnolia denudata seeds against four mosquito species. Scientific Reports. 2019; 9:Article number: 411. DOI: 10.1038/s41598-018-36558-y.
20. Wen-Zhe L, Khidir H, Ya-Ling W. From leaf and branch into a flower: Magnolia tells the story. Bot Stud. 2014; 55: 28. doi: 10.1186/1999-3110-55-28
21. Zarinkamar F. Stomatal observations in Dicotyledons. Pakistan Journal Biology Science. 2007; 2: 199-219. DOI:10.3923/pjbs.2007.199.219.
22. Yoshizawa N, Inami A, Miyake S, Ishiguri F, Yokota S. Anatomy and lignin distribution of reaction wood in twoMagnolia species. Wood Science and Technology. 2000; 34(3): 183-196. DOI:10.1007/s002260000046
23. Жанг ДХ, Тохтарь ВК. Исследование засухоустойчивости перспективных видов Momordica charantia L. и M. Balsamina L. (Cucurbitaceae) Научные ведомости. Серия Естественные науки. 2011; 9 (104): Вып. 15: 43-47.
24. Коршук ТП, Палагеча РМ. Магнолії (Magnolia L.). Київ. нац. ун-т ім. Т.Шевченка. К., 2007;208.
25. Нужина НВ, Палагеча РМ. Особливості анатомічної будови пагонів різних за походженням видів магнолій. Інтродукція рослин. 2011;1:81-86.
26. Палагеча Р, Лісняк І. Визначення протипухлинної активності екстрактів поліфенолів групи флавоноїдів: магнололу, гонокіолу та обоватолу отриманих з кори магнолій (Magnolia L.). Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Інтродукція та збереження рослинного різноманіття. 2014;1:47-51.
Опубліковано
2020-07-15
Сторінки
75-84
Номер
Розділ
Статті