МОРФОЛОГИЯ  ПЫЛЬЦЕВЫХ  ЗЕРЕН  САДОВЫХ  ТЮЛЬПАНОВ  (TULIPA)

Глубшева  Татьяна  Николаевна

канд.  сел.-хоз.  наук,  доцент  НИУ  «БелГУ»,  г.  Белгород

E-mail:  glubsheva@mail.ru

Ковалева  Ольга  Николаевна

Зимина  Валерия  Юрьевна

студенты  НИУ  «БелГУ»,  г.  Белгород

E-mail:  olkov1991@mail.ru

E-mail:  zimina.91@bk.ru

Морфологами  и  систематиками  давно  была  отмечена  консервативность  морфологических  признаков  пыльцевых  зерен  в  пределах  семейства.  Постоянный  комплекс  морфологических  признаков,  знания  по  сравнительной  морфологии  пыльцевых  зерен  позволяют  разрешить  трудности  в  разграничении  близких  видов,  с  наибольшей  точностью  отнести  пыльцу  к  соответствующим  таксоном.  В  связи  с  чем,  в  последнее  время,  весьма  актуальным  стало  изучение  морфологии  пыльцевых  зерен,  а  именно  размеров,  формы  пыльцы,  числа,  расположения  апертур,  особенностей  строения  экзины  и  интины  [3,  с.  1]. 

Род  Tulipa  L.  является  одним  из  наиболее  крупных  в  семействе  Liliaceae  и  одновременно  малоизученным  [2,  с.  931].  Работы  по  морфологии  пыльцевых  зерен  ранее  проводились  лишь  в  отдельных  классах  или  на  примере  некоторых  исходных  (диких)  видов  тюльпанов  [4,  с.  1695].  Морфологические  особенности  пыльцы  садовых  тюльпанов  в  настоящее  время  слабо  изучены  и  результаты  подобных  исследований  практически  не  представлены  в  литературных  источниках,  что  составляет  новизну  данного  исследования.  Практическая  значимость  данной  работы  заключается  в  том,  что  предварительное  определение  качества  пыльцы  (оценка  размеров,  форм)  может  существенно  повысить  успех  селекционной  работы,  разрешить  имеющиеся  трудности  в  систематике  и  филогенезе  растений. 

Материал  и  методика

Исследовали  пыльцу  садовых  сортов  тюльпанов,  источником  необходимого  нам  материала  (пыльцевых  зерен)  послужили  садовые  тюльпаны,  произрастающие  на  опытном  участке  в  ботаническом  саду  НИУ  «БелГУ».  Исследуемые  растения  были  выращены  по  стандартной  методике  [1,  с.  65—71].  Пыльца  была  собрана  по  мере  цветения  садовых  тюльпанов:  апрель-май  2011  года.  Морфология  пыльцы  исследовалась  при  помощи  светового  микроскопа  МИКМЕД-1  на  увеличении  1,5x15x40,  измерения  проводили  при  помощи  окуляр-микрометра  (x15)c  точностью  до  1  мкм.  Исследовано  37  сортов  тюльпанов,  относящихся  к  14  классам  из  15  известных.  При  помощи  аппаратно-программного  комплекса  «ВидеоТест-Размер  5.0»  определяли  размер  пыльцевых  зерен.  Результаты  измерений  статистической  обработки  были  переданы  для  дальнейшей  обработки  в  MS  Exсel.

Результаты  и  обсуждение

При  помощи  аппаратно-программного  комплекса  «ВидеоТест-Размер  5.0»  нами  были  определены  линейные  размеры  пыльцы  37  садовых  сортов  тюльпанов.  Длина  пыльцевых  зерен  варьирует  у  садовых  тюльпанов  от  36,1  мкм  (Valery  Gergiev)  до  61,1  мкм  (Pink  Impression).  Преобладающая  длина  пыльцы  составила  в  среднем  50,4  мкм,  что  соответствует  границе  разделения  двух  классов.  Ширина  пыльцевых  зерен  варьирует  у  садовых  тюльпанов  от  25,8  мкм  (Little  Princess)  до  48,7  мкм  (Ollioules).  Преобладающая  ширина  пыльцы  составила  в  среднем  37,9  мкм.  Согласно  классификации  Г.  Эрдтмана  [5,  с.  50],  исследуемая  нами  пыльца,  представлена  средними  и  крупными  пыльцевыми  зернами.  К  первому  классу  (20—50  мкм)  относится  пыльца  18  сортов,  ко  второму  (50—100  мкм)  —  пыльца  19  сортов.  Полученные  результаты  представлены  в  таблице  1. 

Форма  пыльцы  определялась  соотношением  длины  полярной  оси  к  длине  экваториального  диаметра  пыльцевого  зерна  [5,  с.  50].  Согласно  полученным  результатам,  форма  пыльцевых  зерен  тюльпанов  весьма  разнообразна:  почти  продолговатая,  продолговатая,  сверхпродолговатая.  Пыльца  24  сортов  имеет  почти  продолговатую  форму,  11  сортов  тюльпанов  имеют  пыльцевые  зерна  продолговатой  формы.  Сверхпродолговатая  форма  пыльцевых  зерен  была  выявлена  только  в  двух  сортах:  Little  Princess  и  Praesstans  Fusilier.

Таблица  1.

Размеры  пыльцы  садовых  тюльпанов

Продолжение  таблицы  1.

Примечание:  П  —  продолговатая,  ПП  —  почти  продолговатая,  СП  —  сверхпродолговатая

При  сравнении  морфометрических  признаков  (ширина,  длина)  пыльцевых  зерен  садовых  сортов  тюльпанов  было  выявлено,  что  для  пыльцы  большинства  сортов  в  пределах  класса  характерно  среднее  варьирование  признаков.

По  литературным  данным  известно  существование  прямой  корреляционной  зависимости  между  размером  пыльцы  и  плоидностью  [4,  с.  1698].  Существование  данной  зависимости  нами  не  было  подтверждено,  о  чем  свидетельствует  полученный  нами  коэффициент  корреляции  (r=-0,25). 

Взаимосвязь  между  средней  длиной  пыльцы  и  средним  размером  цветка  (r=  –0,38),  между  средней  длиной  пыльцевых  зерен  и  средней  высотой  растения  (r=  –0,49)  в  рассматриваемых  нами  классах,  зависимость  между  длиной  пыльцы  и  средней  продолжительностью  цветения  исследуемых  сортов  тюльпанов  (r=0,38)  не  была  обнаружена,  о  чем  свидетельствуют  полученные  коэффициенты  корреляции.

При  помощи  критерия  Стьюдента  была  оценена  однородность  пыльцы  сортов  внутри  классов.  В  результате  было  выявлено  отсутствие  достоверных  различий  по  обоим  признакам  (длина,  ширина)  у  отдельных  сортов  в  пределах  4-х  из  14  классов.  Остальные  сорта  в  пределах  классов  достоверно  различаются.

Согласно  полученным  результатам  кластерного  анализа,  рассматриваемые  сорта  садовых  тюльпанов  весьма  разнородны  и  представлены  в  пределах  двух  выделенных  групп  (первая  группа:  сорта  №  1—№  37,  вторая:  сорта  №  2—№  30)  всеми  четырьмя  группами  тюльпанов  по  срокам  цветения  (рис.  1.).  Оригинальными  оказались  4  сорта  садовых  тюльпанов:  Purissima  (№  29),  Little  Princess  (№  34),  Praesstans  Fusilier  (№  35)  и  Little  Beauty  (№  36).

Рисунок  1.  Кластерный  анализ  садовых  сортов  тюльпанов  по  морфометрическим  признакам

Обозначения:  по  вертикали  —  сорта  садовых  тюльпанов,  по  горизонтали  —  мера  удаленности  (Евклидово  расстояние)

Методом  однофакторного  дисперсионного  анализа  статистически  достоверно  установлено,  что  при  указанном  уровне  значимости  (Р=0,05),  в  рассматриваемых  нами  классах  садовых  тюльпанов,  изменчивость  морфометрических  параметров  внутри  сортов  выше,  чем  между  ними.  Различия  линейных  параметров  пыльцы  в  пределах  групп  (внутри  и  между  группами  сортов  тюльпанов  по  срокам  цветения)  отсутствуют  (табл.2).

Таблица  2.

Результаты  однофакторного  дисперсионного  анализа  морфометрических  признаков  садовых  сортов  тюльпанов

Примечание.  SS  —  сумма  квадратов  отклонений,  Df  —  число  степеней  свободы,  MS  —  средний  квадрат  отклонений,  F  —  отношение  выборочных  дисперсий  (критерий  Фишера),  Р  —  уровень  значимости,  F_крит.  —  критические  значения  критерия  Фишера

Таким  образом,  результаты  критерия  Стьюдента,  кластерного  анализа  и  однофакторного  дисперсионного  анализа  свидетельствуют  о  разнородности  пыльцевых  зерен  садовых  сортов  тюльпанов  в  пределах  рассматриваемых  классов.

В  результате  проведенного  исследования  пыльцевых  зерен  37  сортов  садовых  тюльпанов,  были  определены  морфометрические  параметры  (длина,  ширина)  и  степень  их  варьирования,  форма  пыльцы.  Отмечена  разнородность  пыльцевых  зерен  в  пределах  рассматриваемых  классов,  что  подтверждают  результаты  критерия  Стьюдента,  кластерного  анализа,  однофакторного  дисперсионного  анализа.  Установлено  отсутствие  прямой  корреляционной  зависимости  между  размером  пыльцы  и  плоидностью,  средней  длиной  пыльцы  и  средним  размером  цветка,  средней  длиной  пыльцевых  зерен  и  средней  высотой  растения,  длиной  пыльцы  и  средней  продолжительностью  цветения  исследуемых  сортов  тюльпанов.

Список  литературы:

1.Глубшева  Т.Н.  Каталог  тюльпанов  коллекции  ботанического  сада  БелГУ  /  Т.Н.  Глубшева,  О.В.  Нецветаева.  —  Белгород:  Константа,  2011.  —  72  с.

2.Косенко  В.Н.  Возможные  направления  эволюции  оболочки  пыльцевого  зерна  в  роде  Tulipa  (Liliaceae).  //  Ботанический  журнал.  —  Л.:  Наука.  —  1990.  —  Т.  75.  —  №  7.  —  С.  929—941.

3.Косенко  В.Н.  Морфология  пыльцы  и  вопросы  систематики  семейства  Liliaceae.  //  Ботанический  журнал.  —  Л.:  Наука.  —  1992.  —  Т.  77.  —  №  3.  —  С.  1—15.

4.Кутлунина  Н.А.,  Жеребцова  М.И.,  Зимницкая  С.А.  Размер  и  качество  пыльцевых  зерен  видов  Tulipa  (Liliaceae)  и  Saxifraga  (Saxifragaceae)  разной  плоидности.  //  Ботанический  журнал.  —  Л.:  Наука.  —  2006.  —  Т.  91.  —  №  11.  —  С.  1695—1702.

5.Сладков  А.Н.  Введение  в  споро-пыльцевой  анализ.  М.:  Наука,  1967.  —  269  с.