Развитие женских и мужских репродуктивных структур у Borodinia macrophylla (Brassicaceae)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Впервые представлены результаты цитоэмбриологического исследования формирования женских и мужских репродуктивных структур у восточносибирского эндемика Бородинии крупнолистной – Borodinia macrophylla (Turcz.) O.E. Schulz, порядок Капустоцветные (Capparales), семейство Крестоцветные (Brassicaceae), триба Boechereae. Общий план развития репродуктивных структур происходит аналогично исследованным видам из рода Boechera. Пыльник 4-гнездный, в начале развития с 4-слойной стенкой, которая по мере созревания пыльника становится 2-слойной; Тапетум пыльника неравномерно 2-слойный. Микроспорогенез симультанного типа, большинство пыльцевых зерен в зрелых пыльниках 2-клеточные. Семязачаток орто-кампилотропный, битегмальный, медионуцеллятный. Зародышевый мешок 7-клеточный, 8-ядерный, формируется согласно моноспорическому Polygonum-типу. Полярные ядра центральной клетки в зрелом зародышевом мешке не сливаются. Развитие женских гаметофитов происходит во всех исследованных семязачатках. У B. macrophylla наблюдался половой способ воспроизводства, апомиктичного развития не отмечено.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Г. Ю. Виноградова

Ботанический институт им. Комарова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: vinogradova-galina@binran.ru
Россия, ул. Проф. Попова, 2, Санкт-Петербург, 197376

Д. Г. Чимитов

Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН

Email: dabac@mail.ru
Россия, ул. Сахьяновой, 6, Улан-Удэ, 670047

В. Б. Брюхин

Ботанический институт им. Комарова РАН

Email: vbrukhin@gmail.com
Россия, ул. Проф. Попова, 2, Санкт-Петербург, 197376

Список литературы

  1. Alexander P.J., Windham M.D., Beck J.B., Al-Shehbaz I.A., Allphin L., Bailey C.D. 2013. Molecular phylogenetics and taxonomy of the genus Boechera and related genera (Brassicaceae: Boechereae). – Syst. Bot. 38(1): 192–209. https://doi.org/10.1600/036364413X661917
  2. Al-Shehbaz I.A. 2003. Transfer of most North American species of Arabis to Boechera (Brassicaceae). – Novon. 13(4): 381–391. https://doi.org/10.2307/3393366.
  3. Al-Shehbaz I.A. 2005. Nomenclatural notes on Eurasian Arabis (Brassicaceae). – Novon. 15(4): 519–524.
  4. Al-Shehbaz I.A., German D.A. 2010. Proposal to conserve the name Boechera against Borodinia (Cruciferae). – Taxon. 59: 648–649. https://doi.org/10.1002/tax.592037
  5. Al-Shehbaz I.A., Windham M.D. 2010. Boechera. Flora of North America: north of Mexico. 7: Magnoliophyta. Salicaceae to Brassicaceae. Oxford, UK.
  6. Anenkhonov O.A., Chimitov D.G. 2023. Large-leaved Borodinia (Borodinia macrophylla (Turcz.) O.E. Schulz). – Red Book of the Republic of Buryatia: Plants and Mushrooms. 4th ed., add. and processed. Belgorod. P. 219 (In Russ.).
  7. Brukhin V., Osadtchiy J.V., Florez-Rueda A.M., Smetanin D., Bakin E., Nobre M.S., Grossniklaus U. 2019. The Boechera genus as a resource for apomixis research. – Front. Plant Sci. 10: article 392 (P. 1–19). https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00392
  8. Carman J.G., Mateo de Arias M., Gao L., Zhao X., Kowallis B., Sherwood D.A., et al. 2019. Apospory in addition to diplospory is common in Boechera where it may facilitate speciation by recombination-driven apomixis-to-sex reversals. – Front. Plant Sci. 10: article 724 (P. 1–14). https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00724
  9. Chimitov D.G., Imetkhenova O.V. 2019. Findings of rare and endemic plant species in the Republic of Buryatia. – Bot. Zhurn. 104(2): 118–121 (In Russ.). https://doi.org/10.1134/S0006813619020030
  10. Hay N.M., Windham M.D., Mandáková T., Lysak M.A., Hendriks K.P., Mummenhoff K., Lens F., Pryer K.M., Bailey C.D. 2023. A Hyb-Seq phylogeny of Boechera and related genera using a combination of Angiosperms353 and Brassicaceae-specific bait sets. –Am. J. Bot. 110(10): e16226. https://doi.org/10.1002/ajb2.16226
  11. Iljina G.M. 1962. Embriologicheskoe issledovanie gorchitsy Brassica juncea (L.) Czern. (Embryological study of mustard, Brassica juncea (L.) Czern. – Vestnik Moscow State University. 1: 34–45 (In Russ.).
  12. Kiefer C., Dobeš C., Koch M. A. 2009. Boechera or not? Phylogeny and phylogeography of eastern North American Boechera species (Brassicaceae). – Taxon. 58: 1109–1121. https://doi.org/10.1002/tax.584005
  13. Kuzmina T.N. 2007. Development of the anther and male gametophyte of Cardamine graeca L. (family Brassicaceae). – Bulletin of the Nikitsky Botanical Garden. 95: 66–69 (In Russ.).
  14. Kuzmina T.N., Shevchenko S.V. 2008. Formation of male and female generative spheres in Brassica taurica (Tzvel.) Tzvel. (family Brassicaceae). – Proceedings of the Nikitsky Botanical Garden. 129: 71–86 (In Russ.).
  15. Li F.-W., Rushworth C.A., Beck J.B., Windham M.D. 2017. Boechera microsatellite website: an online portal for species identification and determination of hybrid parentage. – Database 2017: baw169. https://doi.org/10.1093/database/baw169
  16. Mandáková T., Hloušková P., Windham M.D., Mitchell-Olds T., Ashby K., Price B., Carman J., Lysak M. 2020. Chromosomal evolution and apomixis in the cruciferous tribe Boechereae. – Front. Plant Sci. 11: article 514 (P. 1–17). https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00514
  17. Mandáková T., Ashby K., Price B.J., Windham M.D., Carman J.G., Lysak M.A. 2021. Genome structure and apomixis in Phoenicaulis (Brassicaceae; Boechereae). – J. Syst. Evol. 59(1): 83–92. https://doi.org/10.1111/jse.12555
  18. Rodionova G.B. 1966а. Megasporogenez u Hesperis steveniana DC. (Megasporogenesis in Hesperis steveniana DC.). – Vestnik Moscow State University. 5: 68–72 (In Russ.).
  19. Rodionova G.B. 1966b. Embriologicheskoe issledovanie Eruca sativa Lam. (Embryological study of Eruca sativa Lam.). – Vestnik Moscow State University. 1: 61–68 (In Russ.).
  20. Rodionova G.B. 1979. Razvitie zhenskikh embrionalnykh struktur, endosperma i zarodysha u sverbigi vostochnoi (Development of female embryological structures, endosperm and embryo in Bunias orientalis). – Bull. Glavnogo Bot. Sada. 113: 90–96 (In Russ.).
  21. Pausheva Z.P. 1980. Praktikum po tsitologii rastenii (Manuals for plant cytology]. Moscow. 255 p. (In Russ.).
  22. Shamrov I.I. 2002. Ovule and seed morphogenesis in Capsella bursa-pastoris (Brassicaceae) in connection with peculiar mode of endothelium formation. – Bot. Zhurn. 87(2): 1–18 (In Russ.).
  23. Shamrov I.I. 2007. The ovule and seed morphogenesis in Arabidopsis thaliana (Brassicaceae). – Bot. Zhurn. 92(7): 945–964 (In Russ.).
  24. Shamrov I.I. 2008. Ovule of flowering plants: structure, functions, origin. Moscow. 350 p. (In Russ.).
  25. Shamrov I.I. 2017. Morphological types of ovules in flowering plants. – Bot. Zhurn. 102(2): 129–146 (In Russ.).
  26. Vinogradova G.Yu., Sinelnikova N.V., Taskin K.M., Brukhin V.B. 2023. Development of female reproductive structures in Boechera species (Brassicaceae) during sexual and apomictic modes of reproduction. – Bot. Zhurn. 108(12): 1100–1118 (In Russ.).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Borodinia macrophylla в Бурятии. 1 – цветущее растение, 2 – растение с плодами.

Скачать (65KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Строение пыльника и развитие мужского гаметофита у Borodinia macrophylla: 1 – гнездо пыльника на стадии мейоза в микроспороцитах (видны 4 ядра в одной клетке до заложения клеточных стенок); 2 – микроспоры; 3 – строение стенки пыльника на стадии микроспор; 4 – 2-клеточные пыльцевые зерна; 5 – зрелые пыльцевые зерна, в некоторых видно деление генеративной клетки (указано стрелкой); 6 – строение стенки зрелого пыльника. * – стерильное пыльцевое зерно; ep – эпидерма; en – эндотеций; g c – генеративная клетка; m – микроспора; m l – средний слой; p g – пыльцевое зерно, t – тетрада ядер в микроспороците; tp – тапетум, v c – вегетативная клетка. Шкала, мкм: 10 (1–2, 4–5), 20 (3, 6).

Скачать (84KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Развитие семязачатка и женского гаметофита у Borodinia macrophylla. 1–3 – строение семязачатка на стадиях: мегаспороцита, развивающегося без париетальной клетки (1) и с париетальной клеткой (2), тетрады мегаспор (3), 4 – тетрада мегаспор с дифференциацией халазальной мегаспоры и дегенерацией трех микропилярных мегаспор; 5 – деление функциональной мегаспоры с образование 2-ядерного ценоцита, микропилярные мегаспоры сохраняются; 6 – 2-ядерный зародышевый мешок; 7 – 4-ядерный зародышевый мешок; 8 – строение сформированного семязачатка; 9, 10 – последовательные срезы сформированного зародышевого мешка: антиподы на халазальном полюсе и одна синергида на микропилярном (9), яйцевой аппарат из яйцеклетки и второй синергиды на микропилярном полюсе, вблизи располагаются два полярных ядра центральной клетки (10). a – антиподы; e c – яйцеклетка; e s – зародышевый мешок; f – фуникулус; h – гипостаза; i i – внутренний интегумент; m – мегаспороцит; n – нуцеллус; o i – наружный интегумент; p – париетальная клетка; p n – полярные ядра; s – синергида; v b – проводящий пучок. Шкала, мкм: 10 (1, 2, 4–7, 9, 10), 20 (3, 8).

Скачать (84KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024