Генетический контроль анатомии древесины видов хвойных в разных условиях водного режима почвы

Проведен анализ анатомического строения ксилемыхвойных в контролируемых контрастных условиях почвенной влаги. Показаны особенности анатомических элементов годичного кольца древесины ели сибирской и кедра сибирского....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2010
1. Verfasser:	Кузьмин, С.Р.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут молекулярної біології і генетики НАН України 2010
Schriftenreihe:	Фактори експериментальної еволюції організмів
Schlagworte:	Аналіз та оцінка генетичних ресурсів
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/177480
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Генетический контроль анатомии древесины видов хвойных в разных условиях водного режима почвы / С.Р. Кузьмин // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 8. — С. 174-179. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-177480
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1774802021-02-18T01:26:10Z Генетический контроль анатомии древесины видов хвойных в разных условиях водного режима почвы Кузьмин, С.Р. Аналіз та оцінка генетичних ресурсів Проведен анализ анатомического строения ксилемыхвойных в контролируемых контрастных условиях почвенной влаги. Показаны особенности анатомических элементов годичного кольца древесины ели сибирской и кедра сибирского. Analysis of anatomical structure of coniferous xylem in controlled contrast conditions of soil moisture was conducted. The features of tree ring anatomy of Siberian spruce and Siberian stone pine were shown. 2010 Article Генетический контроль анатомии древесины видов хвойных в разных условиях водного режима почвы / С.Р. Кузьмин // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 8. — С. 174-179. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 2219-3782 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/177480 ru Фактори експериментальної еволюції організмів Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Аналіз та оцінка генетичних ресурсів Аналіз та оцінка генетичних ресурсів
spellingShingle	Аналіз та оцінка генетичних ресурсів Аналіз та оцінка генетичних ресурсів Кузьмин, С.Р. Генетический контроль анатомии древесины видов хвойных в разных условиях водного режима почвы Фактори експериментальної еволюції організмів
description	Проведен анализ анатомического строения ксилемыхвойных в контролируемых контрастных условиях почвенной влаги. Показаны особенности анатомических элементов годичного кольца древесины ели сибирской и кедра сибирского.
format	Article
author	Кузьмин, С.Р.
author_facet	Кузьмин, С.Р.
author_sort	Кузьмин, С.Р.
title	Генетический контроль анатомии древесины видов хвойных в разных условиях водного режима почвы
title_short	Генетический контроль анатомии древесины видов хвойных в разных условиях водного режима почвы
title_full	Генетический контроль анатомии древесины видов хвойных в разных условиях водного режима почвы
title_fullStr	Генетический контроль анатомии древесины видов хвойных в разных условиях водного режима почвы
title_full_unstemmed	Генетический контроль анатомии древесины видов хвойных в разных условиях водного режима почвы
title_sort	генетический контроль анатомии древесины видов хвойных в разных условиях водного режима почвы
publisher	Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Аналіз та оцінка генетичних ресурсів
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/177480
citation_txt	Генетический контроль анатомии древесины видов хвойных в разных условиях водного режима почвы / С.Р. Кузьмин // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 8. — С. 174-179. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
series	Фактори експериментальної еволюції організмів
work_keys_str_mv	AT kuzʹminsr genetičeskijkontrolʹanatomiidrevesinyvidovhvojnyhvraznyhusloviâhvodnogorežimapočvy
first_indexed	2025-07-15T15:38:41Z
last_indexed	2025-07-15T15:38:41Z
_version_	1837727924417986560
fulltext	174 7.Никитин В.М. Справочник методов биохимической экспресс-индикации микробов.— Кишенев: Картя Молдовескэ, 1989.— 296 с. 8.Плохинский Н.А. Математические методы в биологии: Учеб.-метод. пособие для студентов биол. фак. ун-тов.— М.: Изд-во МГУ, 1978.— 265 с. 9. George Y. Liu, Anthony Essex, John T. Buchanan Staphylococcus aureus golden pigment impairs neutrophil killing and promotes virulence through its antioxidant activity // J. Exp. Med.— 2005.— Vol.202(2).— P. 209–215. 10. Katzif Samuel, Lee Eun-Hee, Law Anthony B. CspA Regulates Pigment Production in Staphylococcus aureus through a SigB-Dependent Mechanism // Journal of Bacteriology.— 2005.— Vol.187, №23.— P. 8181–8184. 11. Wieland B, Feil C, E Gloria-Maercker, Thumm G, Lechner M. Genetic and biochemical analyses of the biosynthesis of the yellow carotenoid 4,4'-diaponeurosporene of Staphylococcus aureus // Journal of Bacteriology.— 1994, Vol.176.— P. 7719–7726. 12. Wu S., H. De Lencastre, and A. Tomasz. Sigma-B, a putative operon encoding alternate sigma factor of Staphylococcus aureus RNA polymerase: molecular cloning and DNA sequencing // Journal of Bacteriology.— 1996, Vol.178.— P. 6036–6042. Резюме В работе изучали влияние ультрафиолета на разные штаммы стафилококков. Воздействие УФ-излучения на клетки S. aureus вызывает изменение свойств бакте- рий по признакам патогенности. Это приводит к затруднению в идентификации патогена, но не снижает его агрессивность. У роботі вивчали вплив ультрафіолету на різні штами стафілококів. Дія УФ- опромінення на клітини S. aureus викликає зміну властивостей бактерій за ознаками патогенності. Це призводить до труднощів у ідентифікації патогена, але не знижує його агресивність. We studied the effect of ultraviolet radiation on different strains of staphylococci. Impact of UV radiation on cells of S. aureus causes a change in the properties of bacteria on the grounds of pathogenicity. This leads to difficulties in identification of the pathogen, but does not reduce its aggressiveness. КУЗЬМИН С.Р. Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, Россия, 660036 Красноярск, Академгородок, 50/28;e-mail: sergio7@akadem.ru ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ АНАТОМИИ ДРЕВЕСИНЫ ВИДОВ ХВОЙНЫХ В РАЗНЫХ УСЛОВИЯХ ВОДНОГО РЕЖИМА ПОЧВЫ Рост древесных растений чаще ослабляется вследствие водного дефи- цита, чем из-за какого-либо другого отдельного фактора. Литературные данные, обобщенные Р. Занером [1], показывают наличие корреляции между ростом растений в высоту, по диаметру и количеством доступной воды. Отмечается, что 70–80% изменений ширины годичных колец во влажных районах и 90% в сухих местообитаниях можно отнести за счет различий в напряженности водного режима. Водный дефицит изменяет анатомию, мор- 175 фологию, физиологию и биохимию выращиваемых растений. Неблаго- приятное действие могут оказывать как дефицит, так и избыток почвенной влаги. Цель данной работы — оценить влияние изменений контролируемого водного режима почвы на анатомическую структуру древесины хвойных видов Сибири. Материалы и методы Исследования проводились на территории Погорельского опытного экспериментального хозяйства Института леса им. В.Н. Сукачева, располо- женного в лесостепной зоне Красноярского края. Эксперимент сопровож- дался разработкой и совершенствованием методики организации долго- срочных исследований контролируемого водного режима почв. В данной работе приводятся результаты исследования анатомии древесины у ели си- бирской и сосны кедровой сибирской (кедр сибирский). В течение двух вегетационных периодов на каждом из вариантов экспе- римента необходимо было поддерживать влажность почвы, соответствую- щую определенной почвенно-гидрологической константе (ПГК). Поскольку удерживать влажность на уровне констант в течение всего вегетационного периода в силу различных причин было невозможно, поэтому почвенные влагозапасы удерживались в диапазонах влажности почвы, соответствующих различным уровням водообеспеченности, границами которых являлись ПГК: вариант №1 или “ВЗ — труднодоступная влага”, вариант №2 или “ВРК — среднедоступная влага”, вариант №3 или “НВ — легкодоступная влага” и контрольный вариант. Исследование анатомических признаков проводилось на системе анали- за изображения (микроскоп фирмы “Карл Цейсс” — “Axio Imager A1m”, видеокамера “Axiocam”) с использованием пакета программ “Карл Цейсс”, в том числе специально разработанных [2]. Оборудование позволяло прово- дить измерения анатомических признаков с точностью до 0,24–0,25 мкм (размеры пиксела). У взятых образцов древесины элементы годичного кольца измерялись по четырем радиусам. Проводилось измерение радиального и тангенциаль- ного размера трахеид, толщины клеточной стенки с учетом существующих методов и подходов [3, 4]. Расчет площади клеточной стенки (ПКС) и площади просвета клетки (ПП) проводился по следующим формулам: ПКС = 2ТКС(ТД+PД-2ТКС); ПП = РДТД-ПКС, где РД — радиальный диаметр, TД — тангентальный диаметр, ТКС — толщина клеточной стенки. Результаты и обсуждение Ель сибирская. Анализ структуры годичного кольца древесины ели сибирской показал, что формирование наибольшего числа клеток отмечается у деревьев в третьем варианте с легкодоступной почвенной влагой (НВ) и контрольном варианте в течение двух лет эксперимента. Максимальная ши- рина годичного кольца (1334 мкм) в эти годы отмечается в варианте с легко- доступной почвенной влагой и несколько меньше в контроле и во втором 176 варианте со среднедоступной почвенной влагой. Схожее уменьшение числа клеток и ширины годичного кольца под действием водного дефицита отме- чается у сосны обыкновенной в работах М.Д. Мерзленко [5], Н.Е. Судачко- вой [6] и др. По площади просвета трахеид наибольшие различия проявляются во второй год эксперимента (2008 г.) между контрастными, по условиям доступ- ности влаги вариантами. Например, в варианте с легкодоступной почвенной влагой у деревьев в середине годичного кольца отмечается увеличение пло- щади просвета трахеид, в то время как в варианте с дефицитом влаги отмеча- ется постоянное уменьшение этого признака (рис. 1). Отмеченная динамика площади просвета трахеид позволяет деревьям в варианте с легкодоступной почвенной влагой иметь значительно большее значение признака во второй половине годичного кольца (поздняя древесина), чем у деревьев в варианте с дефицитом влаги. По площади просвета трахеид различия начинают прояв- ляться в поздней древесине. В варианте с легкодоступной почвенной влагой отмечается увеличение просвета трахеид в годичных кольцах, вызванное активной водопроводимостью деревьев ели сибирской. Наиболее существенные различия по площади клеточной стенки между вариантами проявляются во второй год эксперимента (рис. 2). В варианте с легкодоступной почвенной влагой площадь клеточной стенки у деревьев значительно больше, чем у деревьев в варианте с трудно- доступной влагой. Таким образом, у ели сибирской в условиях трудно- доступной влаги параметры анатомических элементов древесины имеют меньшие значения, чем в варианте с легкодоступной влагой. Так, число кле- ток меньше на 54%, толщина клеточной стенки на 11%, радиальный размер трахеид и доля поздней древесины на 9%, площадь клеточной стенки в ранней и поздней древесине на 20% и 17% соответственно, площадь про- света трахеид в поздней древесине на 24%. Во всех вариантах и контроле у деревьев ели сибирской средняя пло- щадь клеточной стенки годичного кольца значительно превышает среднюю Рис. 1. Площадь просвета трахеид в нормированном к 15 клеткам ряду годичного кольца (2008 г.) у деревьев 1-го (дефицит влаги) и 3-го (легкодоступная влага) вариантов 177 площадь просвета трахеид, а доля ранней древесины не превышает 40% от всего годичного кольца. Увеличение площади просвета трахеид у деревьев из варианта с легкодоступной влаги не приводит к изменению этой консер- вативной модели, так как вместе с увеличением площади просвета трахеид в поздней древесине отмечается увеличение площади клеточной стенки, а большее число клеток способствует большей доле поздней древесины. Эти факты свидетельствуют об экономных темпах проведения воды в древесине ели сибирской, у которой приоритетным направлением развития трахеид является сохранение прочностных свойств древесины. Синхронное измене- ние признаков происходит благодаря строгому генетическому контролю. Кедр сибирский. У деревьев кедра сибирского в течение двух лет экспе- римента во всех вариантах в основном отмечается уменьшение числа клеток и ширины годичного кольца. В варианте с засушливыми условиями число клеток уменьшается на 63–74% по отношению к варианту с легкодоступной влагой, в варианте со среднедоступной влагой на 53–48%. Всего сформиро- вано у них 5–7 клеток. В условиях легкодоступной влаги в 2008 году происходит незначительное уменьшение числа клеток — на 5%, всего сфор- мировано 19 клеток. По радиальному размеру трахеид у кедра сибирского в 2007 году каких- либо существенных колебаний по вариантам не выявлено. В 2008 году про- исходит увеличение размера трахеид у дерева в варианте с легкодоступной влагой, однако площадь просвета трахеид у него не увеличивается, относи- тельно деревьев в варианте с дефицитом влаги. Причиной этого является резкое увеличение толщины и площади клеточной стенки у дерева третьего варианта. Как видно из графика (рис. 3), во второй год эксперимента по площади клеточной стенки между деревьями отмечаются различия. Наиболь- шее значение отмечается в этот год у дерева третьего варианта с легкодо- ступной влагой, а наименьшие — у деревьев в первом варианте с труднодо- ступной влагой (засушливые условия). Легкодоступная почвенная влага приводит к увеличению толщины и площади клеточной стенки. Так, у дерева третьего варианта на протяжении Рис. 2. Динамика площади клеточной стенки у деревьев 1-го (дефицит влаги) и 3-го (легкодоступная влага) вариантов в 2008 г. 178 всего нормированного ряда годичного кольца 2008 года отмечается постоян- ное и более интенсивное увеличение толщины клеточной стенки по сравне- нию с деревьями первого варианта. Деревья второго варианта со среднедо- ступной почвенной влагой занимают промежуточное положение на графике. Выводы В эксперименте ель сибирская отличается от деревьев других видов наиболее постоянной характеристикой элементов годичного кольца, устой- чивыми к стрессовым условиям водного режима почвы. Это подтверждается низким варьированием доли ранней древесины, которая не превышает 40%, а также преобладанием средней площади клеточной стенки над средней площадью просвета в годичных кольцах деревьев, что способствует повы- шенной прочности древесины. Несмотря на консервативность анатомиче- ской модели годичного кольца у ели сибирской, созданные контрастные условия по доступности почвенной влаги выявили некоторые особенности в ее реакции. В варианте с легкодоступной почвенной влагой деревья ели сибирской имеют большее число клеток (как в контроле), чем в варианте с труднодоступной почвенной влагой. У них отмечается увеличение площади просвета трахеид во второй половине годичного кольца, а также большая площадь клеточной стенки. Молодые деревья кедра сибирского имеют самые низкие радиальные приросты за последние три года в эксперименте. Продукция числа клеток у них наименьшая. В варианте с легкодоступной влагой у кедра сибирского число клеток, радиальные размеры и толщина клеточной стенки трахеид больше, чем в варианте с труднодоступной влагой. Утолщение клеточной стенки приводит к большей ее площади в ранней и поздней древесине. Стра- тегия развития ели сибирской и кедра сибирского направлена на поддер- жание прочности древесины, поэтому, в варианте с легкодоступной влагой, при увеличении числа клеток и радиального размера трахеид, происходит увеличение толщины и площади клеточных стенок, а также доли поздней древесины. Рис. 3. Площадь клеточной стенки у деревьев сосны кедровой сибирской в 2008 г. 179 Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ №07- 04-00292, федерального агентства по образованию (проект СФУ 1.7.09). Литература 1. Zahner R. Site quality and wood quality in upland hardwoods: theoretical consideration of wood density // For Soils Conf. Raleigh, North Carolina, 1968. 43 p. 2. Силкин П.П. Рентгенографический и гистометрический анализ структуры годичных колец древесины хвойных: дис. канд. физ.-мат. наук: 03.00.02. Красноярск, 2005. 248 с. 3. Ваганов Е.А., Шашкин А.В. Рост и структура годичных колец хвойных. Но- восибирск: Наука, 2000. 232 с. 4. Vaganov E.A., Hughes M.K., Shashkin A.V. Growth dynamics of conifer tree rings: an image of past and future environments. Berlin, Heidelberg, 2005. 343 p. 5. Мерзленко М.Д. Влияние засухи на строение годичного кольца сосны в куль- турах // Лесоведение. 1977. №4.— С. 29–32. 6. Судачкова Н.Е., Милютина И.Л., Романова Л.И. Влияние стрессовых воздействий на ксилогенез сосны обыкновенной в условиях Сибири // Лесоведение. 2007. №6.— С. 101–106. Резюме Проведен анализ анатомического строения ксилемы хвойных в контролируемых контрастных условиях почвенной влаги. Показаны особенности анатомических элементов годичного кольца древесины ели сибирской и кедра сибирского. Analysis of anatomical structure of coniferous xylem in controlled contrast conditions of soil moisture was conducted. The features of tree ring anatomy of Siberian spruce and Siberian stone pine were shown. КУЗЬМИНА Н.А. Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, Россия, 660036 Красноярск, Академгородок, 50/28, e-mail: kuz@ksc.krasn.ru ОЦЕНКА РОСТА И СОХРАННОСТИ КЛИМАТИПОВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В ГЕОГРАФИЧЕСКИХ КУЛЬТУРАХ В СРЕДНЕЙ СИБИРИ Реализация большинства генетически обусловленных хозяйственно ценных признаков древесных растений зависит от внешних факторов и лучше всего проявляется в определенных условиях среды. Географические культуры, созданные в 70-х годах в 36 пунктах бывшего Советского союза по программе ВНИИЛМ [1] содержат большие генетические коллекции популяций сосны обыкновенной. Результаты исследования этих тестов зна- чительно расширяют информацию о географической изменчивости вида, ее закономерностях, позволяют выявить сорта-популяции и уточнить лесосе- менное районирование, являющееся одним из резервов повышения продук- тивности искусственных насаждений.

Генетический контроль анатомии древесины видов хвойных в разных условиях водного режима почвы

Institution

Ähnliche Einträge