Тема: ИЗУЧЕНИЕ ГЕНЕРАТИВНЫХ ОРГАНОВ У ЛИСТВЕННИЦЫ СИБИРСКОЙ В УСЛОВИЯХ РАЗЛИЧНЫХ МЕСТООБИТАНИЙ

Исполнитель: Нурушева Ляйсан, воспитанница объединения «Экспериментальная биология», МОУ ДОД ДООЦТКиЭ «Зенит» Научный руководитель: Калашник Н.А. канд. биол. наук Работа выполнена на базе лаборатории генетики и цитологии растений БСИ УНЦ РАН

Актуальность темы: Лиственница является самой распространенной древесной породой России и всей планеты в целом. Лиственничные леса Урала и прилегающих территорий, благодаря важному средообразующему и хозяйственному значению, являются постоянным объектом лесоводственных, геоботанических и ресурсоведческих исследований. Лиственница является самой распространенной древесной породой России и всей планеты в целом. Лиственничные леса Урала и прилегающих территорий, благодаря важному средообразующему и хозяйственному значению, являются постоянным объектом лесоводственных, геоботанических и ресурсоведческих исследований. Морфологические признаки генеративных органов имеют важное таксономическое и филогенетическое значение, изменчивость генеративных органов у лиственницы подразделяется исследователями на группы количественных и качественных признаков. Морфологические признаки генеративных органов имеют важное таксономическое и филогенетическое значение, изменчивость генеративных органов у лиственницы подразделяется исследователями на группы количественных и качественных признаков.

Количественные признаки обусловлены совместным действием многих генов (полигенов) и факторов среды. Поскольку различия между организмами, носящие количественный характер, имеют важное значение в популяционной дифференциации и эволюции, а также в практической генетике и селекции, то изучение этих различий является важным направлением современных популяционно-генетических исследований. Количественные признаки обусловлены совместным действием многих генов (полигенов) и факторов среды. Поскольку различия между организмами, носящие количественный характер, имеют важное значение в популяционной дифференциации и эволюции, а также в практической генетике и селекции, то изучение этих различий является важным направлением современных популяционно-генетических исследований. Рассматривая экологическую изменчивость генеративных органов хвойных видов, следует отметить, что большинство исследователей подтверждают отрицательное воздействие на них загрязнения среды. В условиях загрязнения наблюдается снижение морфометрических показателей шишек, выхода и качества семян (Луганский и др., 1990; Подзоров, 1965; Федорков, 1992; Барабин, 1995), отмечено влияние загрязнение на морфоструктуру кроны и генеративную сферу в целом (Третьякова и др.,1996). Рассматривая экологическую изменчивость генеративных органов хвойных видов, следует отметить, что большинство исследователей подтверждают отрицательное воздействие на них загрязнения среды. В условиях загрязнения наблюдается снижение морфометрических показателей шишек, выхода и качества семян (Луганский и др., 1990; Подзоров, 1965; Федорков, 1992; Барабин, 1995), отмечено влияние загрязнение на морфоструктуру кроны и генеративную сферу в целом (Третьякова и др.,1996).

Цель работы: Цель настоящей работы – изучение генеративных органов у лиственницы сибирской в условиях различных местообитаний.

Задачи исследования В задачи наших исследований входило сравнительное изучение следующих количественных признаков генеративных органов лиственницы сибирской из различных местообитаний: длина и ширина шишки;длина и ширина шишки; число семенных чешуй и число рядов чешуй;число семенных чешуй и число рядов чешуй; длина семени с крылаткой и длина семени без крылатки;длина семени с крылаткой и длина семени без крылатки; ширина семени и ширина крылатки;ширина семени и ширина крылатки; число семян в шишке и масса 100 обескрыленных семян.число семян в шишке и масса 100 обескрыленных семян.

Объекты исследований: В настоящей работе в качестве объектов исследования использованы средневозрастные искусственные насаждения лиственницы сибирской, произрастающие в Бирском и Благовещенском районах Республики Башкортостан, а также на территории города Уфы. Первая пробная площадь (Бирская) расположена на расстоянии 15 км южнее г. Бирска, на холмистой местности, в экологически чистом районе, в год сбора материала была подвержена низовому пожару. Первая пробная площадь (Бирская) расположена на расстоянии 15 км южнее г. Бирска, на холмистой местности, в экологически чистом районе, в год сбора материала была подвержена низовому пожару. Вторая пробная площадь (Благовещенская) расположена в районе г. Благовещенска, вдоль автотрассы. Вторая пробная площадь (Благовещенская) расположена в районе г. Благовещенска, вдоль автотрассы. Третья пробная площадь (Уфимская) представлена отдельными деревьями из коллекционного фонда Ботанического сада-института УНЦ РАН. Третья пробная площадь (Уфимская) представлена отдельными деревьями из коллекционного фонда Ботанического сада-института УНЦ РАН.

Материалы и методы исследований: В качестве материала использовались шишки с семенами, собранные с нижней части кроны трех деревьев на каждой пробной площади. Сбор материала производился в начале октября 2010 года, отличающегося аномально жарким летом. В процессе работы исследовали по 25 шишек с каждого дерева. При помощи циркуля и линейки измеряли длину и ширину каждой шишки, путем подсчета определяли число семенных чешуй, число рядов чешуй, число семян в шишке. Длину семени с крылаткой, длину семени без крылатки, ширину семени, ширину крылатки измеряли у четырех семян с каждой шишки и, соответственно, у 100 семян с одного дерева. Массу 100 обескрыленных семян с каждого дерева определяли при помощи взвешивания на аналитических весах. Вычисляли средние значения каждого показателя по дереву и по пробе, а также определяли диапазоны их изменчивости.

Фотография пробных площадей лиственницы сибирской: 1 – Бирский район; 2 – г. Благовещенск; 3 – Ботанический сад 1 2 3

Фотографии ветвей с шишками лиственницы сибирской.

Фотографии шишек, собранных с деревьев на пробных площадях: 1 – Бирской; 2 – Благовещенской; 3 – Уфимской. 12 3

Фотография шишек отдельных деревьев Уфимской пробной площади.

Фотография, отражающая процесс изучения материала.

Фотография, отражающая процесс взвешивания семян.

Результаты исследования: В результате обобщения первичных измерений и подсчетов дана характеристика средних значений и диапазонов изменчивости количественных признаков генеративных органов лиственницы сибирской из различных местообитаний как по отдельным деревьям так и по пробам в целом.

Характеристика средних значений количественных признаков генеративных органов лиственницы сибирской из различных местообитаний по отдельным деревьям Название пробной площади дер ева Длина шишки, мм Ширина шишки, мм Число семенных чешуй Число рядов чешуй Длина семени с крылаткой, мм Длина семени без крылатки, мм Ширина семени, мм Ширина крылатки, мм Число семян на шишку Масса 100 семян, г Бирская (низовой пожар) 132,327,934,09,010,784,253,654,375,51, ,526,433,08,712,274,602,524,874,01, ,827,330,28,411,304,353,822,576,01,056 Благовещенс кая (автодорога) 129,529,134,08,511,574,253,154,757,51, ,023,528,47,412,304,843,114,612,91, ,031,032,58,312,354,773,404,107,01,476 Уфимская (коллекцион ный участок) 130,928,630,67,210,924,653,174,657,01, ,132,334,88,912,354,253,524,528,01, ,229,530,58,211,874,753,505,0012,01,305

Характеристика диапазона изменчивости количественных признаков генеративных органов лиственницы сибирской из различных местообитаний по отдельным деревьям. Название пробной площади дер ева Длина шишки, мм Ширина шишки, мм Число семенных чешуй Число рядов чешуй Длина семени с крылаткой, мм Длина семени без крылатки, мм Ширина семени, мм Ширина крылатки, мм Бирская (низовой пожар) Благовещенс кая (автодорога) Уфимская (коллекционн ый участок)

Характеристика средних значений количественных признаков генеративных органов лиственницы сибирской из различных местообитаний. Название пробной площади Длина шишки, мм Ширина шишки, мм Число семенных чешуй Число рядов чешуй Длина семени с крылаткой, мм Длина семени без крылатки, мм Ширина семени, мм Ширина крылатки, мм Число семян на шишку Масса 100 семян, г Бирская (низовой пожар) 29,827,232,48,711,454,43,33,95,11,121 Благовещенская (автодорога) 30,127,831,68,012,104,63,34,55,81,245 Уфимская (коллекционный участок) 32,430,131,98,111,704,53,44,69,01,308

Характеристика диапазона изменчивости средних значений количественных признаков генеративных органов лиственницы сибирской из различных местообитаний. Название пробной площади Длина шишки, мм Ширина шишки, мм Число семенных чешуй Число рядов чешуй Длина семени с крылаткой, мм Длина семени без крылатки, мм Ширина семени, мм Ширина крылатки, мм Число семян на шишку Масса 100 семян, г Бирская (низовой пожар) ,056- 1,291 Благовещенская (автодорога) ,9-7,5 1,006- 1,476 Уфимская (коллекционны й участок) ,305- 1,314

Выводы: По результатам проведенной научно-исследовательской работы можно сделать следующие выводы: Исследования генеративных органов лиственницы сибирской из различных местообитаний выявили высокую изменчивость многих количественных признаков внутри дерева, между деревьями и между пробами, особенно заметна она по числу и массе семян. Исследования генеративных органов лиственницы сибирской из различных местообитаний выявили высокую изменчивость многих количественных признаков внутри дерева, между деревьями и между пробами, особенно заметна она по числу и массе семян. Наиболее высокие морфометрические показатели генеративных органов наблюдаются у лиственницы сибирской из коллекционного фонда Ботанического сада-института УНЦ РАН (Уфимская пробная площадь). Наиболее высокие морфометрические показатели генеративных органов наблюдаются у лиственницы сибирской из коллекционного фонда Ботанического сада-института УНЦ РАН (Уфимская пробная площадь). Наиболее высокий диапазон изменчивости количественных признаков генеративных органов лиственницы сибирской из различных местообитаний характерен для Бирской пробной площади, средний – для Благовещенской пробной площади и самый низкий – для Уфимской. Наиболее высокий диапазон изменчивости количественных признаков генеративных органов лиственницы сибирской из различных местообитаний характерен для Бирской пробной площади, средний – для Благовещенской пробной площади и самый низкий – для Уфимской. Полученные результаты свидетельствуют о том, что в экологически неблагоприятных условиях у лиственницы сибирской наблюдается снижение морфометрических параметров генеративных органов и повышенние уровня их изменчивости. Полученные результаты свидетельствуют о том, что в экологически неблагоприятных условиях у лиственницы сибирской наблюдается снижение морфометрических параметров генеративных органов и повышенние уровня их изменчивости.