Андродиэция у Caltha palustris (Ranunculaceae)

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Впервые детально описана андродиэция у Caltha palustris L. – короткокорневищного кистекорневого травянистого многолетника. Исследования проведены в Московской области с 2021 по 2023 г. Установлено образование двух типов цветков: обоеполых и тычиночных (сохраняются остатки плодолистиков с нефункционирующими рыльцами). Большинство изученных показателей обоеполых цветков и их структурных элементов всегда больше, чем у тычиночных цветков. Ценопопуляции включают три типа особей: только с обоеполыми цветками, с обоеполыми и тычиночными цветками и только с тычиночными цветками. Синфлоресценция C. palustris представляет собой закрытый тирс, субъединицами которого являются дихазии. У андромоноэцичных особей обоеполые цветки занимают терминальное положение на оси тирса и в дихазиях паракладиев, а тычиночные цветки формируются исключительно на боковых осях дихазиев. В половом спектре изученных пяти ценопопуляций преобладают особи с обоеполыми цветками (от 87.3 до 95.0%). За трехлетний период наблюдений особи разных половых форм не меняли пол цветков, а половая структура ценопопуляций не менялась.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Н. Годин

Центральный сибирский ботанический сад СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: vn.godin@mpgu.su
Россия, ул. Золотодолинская, 101, Новосибирск, 630090

Список литературы

  1. Akimoto J., Fukuhara T., Kikuzawa K. 1999. Sex ratios and genetic variation in a functionally androdioecious species, Schizopepon bryoniaefolius (Cucurbitaceae). – Amer. J. Bot. 86(6): 880–886. https://doi.org/10.2307/2656708
  2. [Barykina, Chubatova] Барыкина Р.П., Чубатова Н.В. 2000. Калужница болотная. – В кн.: Биологическая флора Московской области. Вып. 14. М. С. 87–100.
  3. Bell G. 1985. On the function of flowers. – Proc. R. Soc. Lond. B. 224(1235): 223–265. http://doi.org/10.1098/rspb.1985.0031
  4. Burkill I.H. 1895. On some variations in the number of stamens and carpels. – Bot. J. Linn. Soc. 31(214): 216–245. https://doi.org/10.1111/j.1095-8339.1895.tb00805.x
  5. Charlesworth B., Charlesworth D. 1978. Model for evolution of dioecy and gynodioecy. – Amer. Nat. 112(988): 975–997. https://doi.org/10.1086/283342
  6. Charlesworth D. 1984. Androdioecy and the evolution of dioecy. – Biol. J. Linn. Soc. 22(4): 333–348. https://doi.org/10.1111/j.1095-8312.1984.tb01683.x
  7. Cieślak E. 2004. Morphological variability of the Caltha palustris L. complex (Ranunculaceae) in Poland. – Acta Soc. Bot. Poloniae. 73(3): 193–201. https://doi.org/10.5586/asbp.2004.026
  8. Cronk Q. 2022. The distribution of sexual function in the flowering plant: from monoecy to dioecy. – Phil. Trans. R. Soc. B 377: 20210486. https://doi.org/10.1098/rstb.2021.0486
  9. Cruden R.W., Lloyd R.M. 1995. Embryophytes have equivalent sexual phenotypes and breeding systems: why not a common terminology to describe them? – Amer. J. Bot. 82(6): 816–825. https://doi.org/10.2307/2445622
  10. [Dagaeva] Дагаева В.К. 1929. Об аномалии цветка у Caltha palustris L. – Изв. ГБС СССР. 28: 345–356.
  11. Darwin C. 1877. The different forms of flowers on plants of the same species. London. 352 p.
  12. Delph L.F., Galloway L.F., Stanton M.L. 1996. Sexual dimorphism in flower size. – Amer. Nat. 148(2): 299–320. https://doi.org/10.1086/285926
  13. [Demyanova] Демьянова Е.И. 2013. О половом полиморфизме некоторых андродиэцичных растений. – Бот. журн. 98(9): 1139–1146.
  14. Diels L. 1912. Plantae Chinenses Forrestianae. – Notes Roy. Bot. Gard. Edinburgh. 5(25): 161–308.
  15. Duan Y., Li W., Zheng S., Sylvester S.P., Li Y., Cai F., Zhang C., Wang X. 2019. Functional androdioecy in the ornamental shrub Osmanthus delavayi (Oleaceae). – PLoS ONE. 14(9): e0221898. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0221898
  16. Emms S.K. 1993. Andromonoecy in Zigadenus paniculatus (Liliaceae): spatial and temporal patterns of sex allocation. – Amer. J. Bot. 80(8): 914–923. https://doi.org/10.1002/j.1537-2197.1993.tb15312.x
  17. Endress P.K. 1994. Diversity and evolutionary biology of tropical flowers. Cambridge. 511 p.
  18. Endress P.K. 1995. Floral structure and evolution in Ranunculanae. – In: Systematics and Evolution of the Ranunculiflorae. Springer. Vol. 9. P. 47–61. https://doi.org/10.1007/978-3-7091-6612-3_5
  19. [Fedorov, Artyushenko] Фёдоров Ал.А., Артюшенко З.Т. 1975. Атлас по описательной морфологии высших растений. Цветок. Л. 351 с.
  20. Gertz O. 1913. Om variationen i antalet kalkblad hos Caltha palustris L. – Bot. notis.: 281–289.
  21. [Godin] Годин В.Н. 2024. Андродиэция у Ranunculus ficaria ssp. ficaria (Ranunculaceae). – Бот. журн. 109(2): 176–187. https://doi.org/10.31857/S0006813624020058
  22. [Godin, Perkova] Годин В.Н., Перкова Т.В. 2017. Биология цветения и половой полиморфизм у видов семейства Apiaceae (Московская область). – Бот. журн. 102(1): 35–47. https://doi.org/10.1134/S0006813617010033
  23. [Godin et al.] Годин В.Н., Архипова Т.В., Тагиева А.Н. 2021. Андромоноэция и ее проявление в соцветиях Chaerophyllum aromaticum (Apiaceae) в Московской области // Бот. журн. 106(4): 382–396. https://doi.org/10.31857/S0006813621040049
  24. Godin V.N., Arkhipova T.V., Vetlova M.A., Kuranova N.G. 2022. Andromonoecy and floral protandry of Oenanthe aquatica (Apiaceae). – Tomsk State University Journal of Biology. 58: 96–112. https://doi.org/10.17223/19988591/58/5
  25. Hagerup O. 1950. Rain-pollination. – Det Kgl. Danske Videnskabernes Selskab. Biol Medd. 18(5): 1–19.
  26. Han Y., He Y., Yue S., Guo B., Zhu Q., Zhang H., Hai X., Shang F. 2023. Floral bud differentiation and mechanism underlying androdioecy of Osmanthus fragrans. – Ornamental Plant Research. 3(1): 11. https://doi.org/10.48130/OPR-2023-0011
  27. Haughn G.W., Somerville C.R. 1988. Genetic control of morphogenesis in Arabidopsis. – Developmental Genet. 9(2): 73–89. https://doi.org/10.1002/dvg.1020090202
  28. Hegi G. 1912. Caltha L. – In: G. Hegi (ed.) Illustrierte Flora von Mittel-Europa. B. 3. T. 1. München. P. 457–459.
  29. Hill A.W. 1918. The genus Caltha in the Southern Hemisphere. – Ann. Bot. 32(3): 421–435. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aob.a089683
  30. Husse L., Billiard S., Lepart J., Vernet P., Saumitou-Laprade P. 2013. A one-locus model of androdioecy with two homomorphic self-incompatibility groups: expected vs. observed male frequencies. – J. Evol. Biol. 26(6): 1269–1280. https://doi.org/10.1111/jeb.12124
  31. [Kartashova] Карташова Н.Н. 1965. Строение и функции нектарников цветка двудольных растений. Томск. 194 с.
  32. [Kleopov] Клеопов Ю.Д. 1990. Анализ флоры широколиственных лесов Европейской части СССР. Киев. 352 с.
  33. Knuth P. 1898. Handbuch der Blütenbiologie. Bd. II. T. I. Leipzig. 697 S.
  34. [Kordyum, Glushchenko] Кордюм Е.Л., Глущенко Г.И. 1976. Цитоэмбриологические аспекты проблемы пола покрытосеменных. Киев. 197 с.
  35. Laugier F., Saumitou-Laprade P., Vernet P., Lepart J., Cheptou P.-O., Dufay M. 2023. Male fertility advantage within and between seasons in the perennial androdioecious plant Phillyrea angustifolia. – Ann. Bot.: mcad169. https://doi.org/10.1093/aob/mcad169
  36. Lecoq H. 1855. Étude sur la géographie botanique de l'Europe et, en particulier, sur la végétation du plateau central de la France. Paris. T. 4. 536 p.
  37. Liston A., Rieseberg L., Elias T. 1990. Functional androdioecy in the flowering plant Datisca glomerata. – Nature. 343: 641–642. https://doi.org/10.1038/343641a0
  38. Liu J., Li C.-Q., Dong Y., Yang X., Wang Y.-Z. 2018. Dosage imbalance of B- and C-class genes causes petaloid-stamen relating to F1 hybrid variation. – BMC Plant Biol. 18(1): 341. https://doi.org/10.1186/s12870-018-1562-4
  39. Lloyd D.G. 1975. The maintenance of gynodioecy and androdioecy in angiosperms. –Genetica. 45(3): 325–339. https://doi.org/10.1007/BF01508307
  40. Loew E. 1894. Blütenbiologische Floristik des mittleren und nördlichen Europa sowie Grönlands. Systematische Zusammenstellung des in den letzten zehn Jahren veröffentlichten Beobachtungsmaterials. Stuttgart. 424 S.
  41. [Maltseva, Savinykh] Мальцева Т.А., Савиных Н.П. 2008. Биоморфология Caltha palustris L. – Вестник Челябинского гос. педагогического ун-та. 12: 257–271.
  42. Manicacci D., Després L. 2001. Male and hermaphrodite flowers in the alpine lily Lloydia serotina. – Can. J. Bot. 79(9): 1107–1114. https://doi.org/10.1139/b01-087
  43. Mucina L., Bültmann H., Dierßen K., Theurillat J.-P. et al. 2016. Vegetation of Europe: hierarchical floristic classification system of vascular plant, bryophyte, lichen, and algal communities. – Appl. Veg. Sci. 19(S1): 3–264. https://doi.org/10.1111/avsc.12257
  44. Pannell J. 1997. Mixed genetic and environmental sex determination in an androdioecious population of Mercurialis annua. – Heredity. 78(1): 50–56. https://doi.org/10.1038/hdy.1997.6
  45. Pannell J.R. 2002. The evolution and maintenance of androdioecy. – Ann. Rev. Ecol. Syst. 33: 397–425. https://doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.33.010802.150419
  46. Pannell J.R., Eppley S.M., Dorken M.E., Berjano R. 2014. Regional variation in sex ratios and sex allocation in androdioecious Mercurialis annua. – J. Evol. Biol. 27(7): 1467–1477. https://doi.org/10.1111/jeb.12352
  47. Philbrick C.T. 1983. Contributions to the reproductive biology of Panax trifolium L. (Araliaceae). – Rhodora. 85(841): 97–113.
  48. POWO. 2023. Plants of the World Online. Facilitated by the Royal Botanic Gardens, Kew. http://www.plantsoftheworldonline.org/
  49. Ronse de Craene L.P. 2010. Floral diagrams. An aid to understanding flower morphology and evolution. Cambridge. 441 p.
  50. Ross M.D. 1982. Five evolutionary pathways to subdioecy. – Amer. Nat. 119(3): 297–318. https://doi.org/10.1086/283911
  51. Sakio H., Nirei T. 2022. Is the high proportion of males in a population of the self-incompatible Fraxinus platypoda (Oleaceae) Indicative of true androdioecy or cryptic-dioecy? – Plants. 11(6): 753. https://doi.org/10.3390/plants11060753
  52. Saumitou-Laprade P., Vernet P., Vassiliadis C., Hoareau Y., Magny G., Dommée B., Lepart J. 2010. A self-incompatibility system explains high male frequencies in an androdioecious plant. – Science. 327(5973): 1648–1650. https://doi.org/10.1126/science.1186687
  53. Schuettpelz E., Hoot S.B. 2004. Phylogeny and biogeography of Caltha (Ranunculaceae) based on chloroplast and nuclear DNA sequences. – Amer. J. Bot. 91(2): 247–253. https://doi.org/10.3732/ajb.91.2.247
  54. Schulz A. 1890. Beiträge zur Kenntniss der Bestäubungseinrichtungen und der Geschlechtsvertheilung bei den Pflanzen. II. – Bibliotheca Botanica. 17: 1–224.
  55. [Sennikov] Сенников А.Н. 2001. Род 2. Калужница – Caltha L. – В: Флора Восточной Европы. Т. 10. СПб. С. 43–44.
  56. Shwe E., Wu B., Huang S.Q. 2020. Both small and large plants are likely to produce staminate (male) flowers in a hermaphrodite lily. – Plant Divers. 42(3): 142–147. https://doi.org/10.1016/j.pld.2020.01.004
  57. Skipworth J.P. 1970. Floral anatomy of Helleborus niger and Caltha palustris and its bearing on the gonophyll theory. – Phytomorphology. 20(3): 222–228.
  58. Smets E.F., Cresens E.M. 1988. Types of floral nectaries and the concepts ‘character’ and ‘character-state’ – a reconsideration. – Acta Bot. Neerl. 37(1): 121–128. https://doi.org/10.1111/j.1438-8677.1988.tb01586.x
  59. Smit P.G. 1973. A revision of Caltha (Ranunculaceae). – Blumea. 21(1): 119–150.
  60. Sokal R.R., Rohlf F.J. 2012. Biometry: the principles and practice of statistics in biological research. 4th edition. New York. 937 p.
  61. Solomon B.P. 1986. Sexual allocation and andromonoecy, resource investment in male and hermaphrodite flowers of Solanum carolinense (Solanaceae). – Amer. J. Bot. 73(8): 1215–1221. https://doi.org/10.1002/j.1537-2197.1986.tb08568.x
  62. Song J.-H., Oak M.-K., Hong S.-P. 2016. Morphological traits in an androdioecious species, Chionanthus retusus (Oleaceae). – Flora. 223: 129–137. https://doi.org/10.1016/j.flora.2016.05.009
  63. [Sukaczev] Сукачев В.Н. 1919. О Caltha palustris L. var. Stebutiana m. в связи с вопросом об изменчивости ее и типичной формы. – Журн. Русс. бот. о-ва. 4(1–4): 111–132.
  64. Tamura M. 1993. Ranunculaceae. – In: The families and genera of vascular plants. II. P. 563–583. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-662-02899-5_67
  65. Tedder A., Helling M., Pannell J.R., Shimizu-Inatsugi R., Kawagoe T., van Campen J., Sese J., Shimizu K.K. 2015. Female sterility associated with increased clonal propagation suggests a unique combination of androdioecy and asexual reproduction in populations of Cardamine amara (Brassicaceae). – Ann. Bot. 115(5): 763–776. https://doi.org/10.1093/aob/mcv006
  66. Theißen G. 2001. Development of floral organ identity: stories from the MADS house. – Curr. Opin. Pl. Biol. 4(1): 75–85. https://doi.org/10.1016/S1369-5266(00)00139-4
  67. Troll W. 1969. Die Infloreszenzen: Typologie und Stellung im Aufbau des Vegetationskörpers. Bd. II. Jena.630 S.
  68. Vassiliadis C., Saumitou-Laprade P., Lepart J., Viard F. 2002. High male reproductive success of hermaphrodites in the androdioecious Phillyrea angustifolia. – Evolution. 56(7): 1362–1373. https://doi.org/10.1111/j.0014-3820.2002.tb01450.x
  69. Woodell S.R., Kootin-Sanwu M. 1971. Intraspecific variation in Caltha palustris L. – New Phytol. 70(1): 173–186. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.1971.tb02522.x
  70. Zhang Z.-Q., Zhu X.-F., Sun H., Yang Y.-P., Barrett S.C.H. 2014. Size-dependent gender modification in Lilium apertum (Liliaceae): does this species exhibit gender diphasy? – Ann. Bot. 114(3): 441–453. https://doi.org/10.1093/aob/mcu140
  71. [Ziman] Зиман С.Н. 1980. Эколого-морфологический анализ семейства Ranunculaceae. – Бот. журн. 65(8): 1120–1130.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024