АНАТОМІЧНА БУДОВА ЛИСТКІВ ДЕКОРАТИВНИХ ОЧИТКІВ РОДІВ SEDUM L. ТА HYLOTELEPHIUM H. OHBA В УМОВАХ РІЗНОГО РІВНЯ ОСВІТЛЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.31861/biosystems2024.01.139Ключові слова:
родина Crassulaceae, анатомія листка, рівень освітлення, степова зона, Криворіжжя, сезонний розвитокАнотація
В роботі наведені результати визначення кількісних та якісних ознак анатомічної будови листка декоративних очитків родів Sedum L. та Hylotelephium H. Ohba протягом сезонного розвитку за різного рівня освітлення в умовах Криворізького ботанічного саду НАН України, який розташований в степовій зоні України (посушлива агрокліматична зона). Об’єктами дослідження виступали рослини Hylotelephium ewersii (Ledeb.) H. Ohba, Hylotelephium spectabile (Boreau) H. Ohba, Sedum album L., Sedum reflexum L. та Sedum spurium M. Bieb.. Дослідження проводилися на ділянках з різним рівнем освітлення: добре освітлене місце зростання (контрольна ділянка) – рівень освітленості в обідній час досягав 39 000–56 500 люкс в ясну погоду і 14 500–23 500 люкс в похмурий день; тіньова ділянка – рівень освітленості в обідній час в ясну погоду досягав 2 500–3 500 люкс, а в похмурий день 1 200–2 000 люкс. Дослідження проводили у три етапи: кінець травня, кінець липня, кінець вересня. Було використано по 5 особин кожного виду, які вирощувалися у відкритому ґрунті (чорнозем звичайний) за природного рівня вологозабезпечення. Анатомічні дослідження проводили на живих зразках за стандартними методиками. Матеріалом для досліджень слугували препарати морфологічно зрілих листків відібраних із середнього ярусу особини.
Встановлено, що протягом сезонного розвитку рослин в анатомічній будові листків відбуваються зміни. У рослин H. ewersii, H. spectabile, S. reflexum і S. spurium товщина листків була більшою в умовах достатнього освітлення і відбувалося зменшення товщини листкової пластинки протягом сезонного розвитку (від травня до вересня), як на сонці, так і в тіні. В умовах тіні в кінці сезону товщина листка найістотніше зменшувалася у H. spectabile та S. spurium – майже у два рази. Натомість у S. spurium за недостатнього освітлення збільшувалася більше ніж вдвічі товщина нижнього і верхнього епідермісу, а у H. spectabile збільшувалася товщина кутикули в обох варіантах досліду – на сонці в 2,1 рази, в тіні у 1,4 рази. У очитків з пласкими листками діаметр центрального провідного пучка протягом сезону в сонячних умовах був більшим ніж в тіні на 26 % (S. spurium) – 52 % (H. spectabile). Тільки у S. album з травня по вересень товщина листка і діаметр центрального провідного пучка, за абсолютними показниками, були більшими в умовах тіні, а не на сонці. Отримані результати вказують на високу пластичність досліджуваних видів та особливості фенотипічних змін анатомічної будови листків.
Посилання
Weather archive: Kryvyi Rih airport [Internet]. [cited 2024 Mar. 3]. [Arkhiv pohody: aeroport m. Kryvyy Rih [Internet]. [tsytovano 2024 berez. 3]. Available at: (in Ukrainian). https://www.meteoblue.com/uk/weather/forecast/week
Berezkina, V.I. (2003). Biological features of introduced species of the genus Sedum L. (Crassulaceae DC.) and prospects for their use in Ukraine [Biolohichni osoblyvosti introdukovanykh vydiv rodu Sedum L. (Crassulaceae DC.) ta perspektyvy yikh vykorystannya v Ukrayini]: [Text]: autoref. thesis for obtaining sciences. candidate degree biological Sciences: 03.00.05. Kyiv, (in Ukrainian).
Berezkina, V. (2013). Peculiarities of the anatomical and morphological structure of the vegetative organs of species of the section Sedum of the genus Sedum L. (Crassulaceae DC.) [Osoblyvosti anatomo-morfolohichnoyi budovy vehetatyvnykh orhaniv vydiv sektsiyi Sedum rodu Sedum L. (Crassulaceae DC.)]. Modern Phytomorphology, 4, 299–301. (in Ukrainian). https://zenodo.org/record/166572/files/Vol4full.pdf.
Berezkina, V., Nuzhina, N. (2013). Biological features of Sedum borissovae Balk. (Crassulaceae DC.) in the conditions of the Botanical Garden named after Acad. O. V. Fomin [Biolohichni osoblyvosti Sedum borissovae Balk. (Crassulaceae DC.) v umovakh Botanichnoho sadu im. akad. O. V. Fomina]. Bulletin of Kyiv National University named after Taras Shevchenko. Introduction and conservation of plant diversity, 31, 33–35. (in Ukrainian). http://nbuv.gov.ua/UJRN/VKNU_ItZ_2013_31_14.
Bryon, O.V., Chikalenko, V.G. (1992). Anatomy of plants [Anatomiya roslyn]. Kyiv: Higher school. (in Ukrainian).
Voytiuk, Y. O., Kucheryava, L.F., Badanina, V.A., Brion, O.V. (1998). Plant morphology with the basics of anatomy and cytoembryology [Morfolohiya roslyn z osnovamy anatomiyi ta tsytoembriolohiyi]. Kyiv: Phytosocial Center. (in Ukrainian).
Vorobey, P.M., Futorn, O.A., Olshanskyi, I.G., Zhigalova, S.L., Bezsmertna, O.O. (2020). Micromorphological features (anatomical structure of leaves and stems, ultrastructure of seeds) Sempervivum globiferum L. [Mikromorfolohichni oznaky (anatomichna struktura lystkiv ta stebel, ulʹtrastruktura nasinyn) Sempervivum globiferum L.]. Ecological Sciences, 1 (28), 316–323. (in Ukrainian). https://doi.org/10.32846/2306-9716/2020.eco.1-28.51.
Glukhov, O. Z., Safonov, A. I., Khizhnyak, N. A. (2006). Phytoindication of metal persing in an anthropogenically transformed environment [Fitoindykatsiya metalopersynhu v antropohenno transformovanomu seredovyshchi]. Donetsʹk: Nord-Pres. (in Ukrainian).
Didukh, Y.P. (2009). Ecological aspects of global climate changes: Causes, consequences, actions [Ekolohichni aspekty hlobalʹnykh zmin klimatu: Prychyny, naslidky, diyi]. Bulletin of the NAS of Ukraine, 2, 34–44. (in Ukrainian). http://nbuv.gov.ua/UJRN/vnanu_2009_2_12.
Yehorshin, O.O., Lisovyi, M.V. (2005). Mathematical planning of field experiments and statistical processing of experimental data [Matematychne planuvannya polʹovykh doslidiv ta statystychna obrobka eksperymentalʹnykh danykh]. Kharkiv: Publishing House of the Institute of Soil Science and Agrochemistry named after O.N. Sokolovsky. (in Ukrainian).
Zubrovska, O.M. (2022). Peculiarities of the introduction of species of the genus Sedum L. in the conditions of the steppe zone of Ukraine [Osoblyvosti introduktsiyi vydiv rodu Sedum L. v umovakh stepovoyi zony Ukrayiny]. Environmental sciences, 5 (44), 191–196. (in Ukrainian). https://doi.org/10.32846/2306-9716/2022.eco.5-44.28.
Ivanyuta, S.P., Kolomiets, O.O., Malinovska, O.A., Yakushenko, L.M. (2020). Climate Change: Consequences and Adaptation Measures: Analytical Report. [Zmina klimatu: naslidky ta zakhody adaptatsiyi: analitychna dopovid]. Kyiv: NISD. http://www.niss.gov.ua/.
Kirylenko, N.A. (2016). Peculiarities of the anatomical and morphological structure of Crassulaceae, their taxonomic and evolutionary significance [Osoblyvosti anatomo-morfolohichnoyi budovy Crassulaceae, yikh taksonomichne ta evolyutsiyne znachennya]. Bulletin of Odessa National University. Biology, T. 20, 1 (36), 37–46. (in Ukrainian). https://doi.org/10.18524/2077-1746.2015.1(36).56663.
Levon, F.M. (2008). Green plantations in an anthropogenically transformed environment: Monograph [Zeleni nasadzhennya v antropohenno transformovanomu seredovyshchi: Monohrafiya]. Kyiv: NNC IAE. (in Ukrainian).
Makrushin, M.M., Makrushina, E.M., Peterson, M.V., Melnikov, M.M. (2006). Physiology of plants [Fiziolohiya Roslyn]. Vinnytsia: New Book. (in Ukrainian).
Neduha, O.M. (2015). Cell membrane and environmental factors [Klitynna obolonka i faktory seredovyshcha]. Kyiv: Alterpress. (in Ukrainian).
Panyuta, O.O., Olkhovich, O.P. (2007). Anatomy of plants [Anatomiya Roslyn]. Kyiv: Libyd. (in Ukrainian).
Paranko, I.S., Kazakov, V.L., Kalinichenko, O.O., Kotsyruba, V.V., Ostapchuk, I.O., Savosko, V.M., Shipunova, V.O., Yarkov, S.V. (2015). Physical geography of Kryvyi Rih: monographic educational book [Fizychna heohrafiya Kryvorizhzhya: monohrafichna navchalʹna knyha]. Kryvyi Rih: Ed. R. A. Kozlov. (in Ukrainian).
Prylutskyi, Yu.I., Ilchenko, O.V., Tsymbalyuk, O.V., Kosterin, S.O. (2017). Statistical methods in biology [Statystychni metody v biolohiyi]. Kyiv: Scientific opinion. (in Ukrainian).
Prikhodko, M.M. (2013). Ecological safety of natural and anthropogenically modified geosystems: Monograph [Ekolohichna bezpeka pryrodnykh i antropohenno modyfikovanykh heosystem: Monohrafiya]. Kyiv: Center for Environmental Education and Information. (in Ukrainian).
Pushka, I.M., Velychko Yu.A., Osipov, M.Yu., Kozachenko, I.V. (2019). Ecological and biological features of introduced species of the genus Sedum L. in the conditions of the Right Bank Forest Steppe of Ukraine [Ekoloho-biolohichni osoblyvosti introdukovanykh vydiv rodu Sedum L. v umovakh Pravoberezhnoho Lisostepu Ukrayiny]. Taurian Scientific Herald, 109 (1), 212–218. (in Ukrainian). https://doi.org/10.32851/2226-0099.2019.109-1.31.
Chipylyak, T.F., Zubrovska, O.M., Shol, G.N. (2022). Plants in the urbotechnogenic environment of the steppe zone of Ukraine [Roslyny v urbotekhnohennomu seredovyshchi stepovoyi zony Ukrayiny]. Kyiv: Talkom. (in Ukrainian). https://www.researchgate.net/publication/376488819_Roslini_v_urbotehnogennomu_seredovisi_stepovoi_zoni_Ukraini
Yakovleva-Nosar, S.O., Totska, T.V. (2018). Evaluation of the success of the introduction of species of the genus Sedum L. under the conditions of the city of Energodar [Otsinka uspishnosti introduktsiyi vydiv rodu Sedum L. za umov m. Enerhodar]. Current issues of biology, ecology and chemistry. Electronic scientific publication, 2. (in Ukrainian). https://sites.znu.edu.ua/bio-eco-chem-sci/issues/index.php?action=url/view&url_id=6786.
Anjum, Sh.A., Xie, X.-Уu, Wang, L.-Сh. et al. (2011). Morphological, physiological and biochemical responses of plants to drought stress. African Journal of Agricultural Research., 6(9), 2026–2032. https://doi.org/10.5897/AJAR10.027.
Butler, C., Orians, C.M. (2011). Sedum cools soil and can improve neighboring plant performance during water deficit on a green roof. Ecological Engineering, 37(11), 1796–1803. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2011.06.025.
Borland, A. M., Griffiths, H. (1996). Variations in the Phases of Crassulacean acid metabolism and regulation of carboxylation patterns determined by carbon‐isotope‐discrimination techniques. In: Winter, K., Smith, J.A., eds. Crassulacean acid metabolism. Biochemistry, ecophysiology and evolution. Berlin, Springer‐Verlag. https://doi.org/10.1007/978-3-642-79060-7_16.
Castaneda-Ovando, A. M., Pacheco-Hernández, de Lourdes, Paez-Hernandez, M. E. [et al.]. (2009). Chemical studies of anthocyanins: A review. Food Chem. 113, 859–871. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.09.001.
Hart, H., Bleij, B. (2003). Sedum. Illustrated handbook of succulent plants: Crassulaceae / ed. Eggli U. Berlin, Heidelberg & New York: Springer, 235–332. http://www.springer.com/978-3-540-41965-5.
Herrera, A. (2008). "Crassulacean acid metabolism and fitness under water deficit stress: if not for carbon gain, what is facultative CAM good for?". Annals of Botany, 103 (4), 645–653. https://doi.org/10.1093/aob/mcn145, PMC 2707347, PMID 18708641.
Fischer, G, Ramírez, F., Casierra-Posada, F. (2016). Ecophysiological aspects of fruit crops in the era of climate change Agronomía Colombiana, 34(2), 190–199. https://doi.org/10.15446/agron.colomb.v34n2.56799.
Monterusso, M.A., Rowe, D.B., Rugh, C.L. (2005). Establishment and persistence of Sedum spp. and native taxa for green roof applications. Hort Science, 40 (2), 391–396. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.40.2.391.
Uphof, J.C.T. (1962). Plant hairs / Encyclopedia of Plant Anatomy, 5, 1–206.
Gray, S. B., Brady, S. M. (2016). Plant developmental responses to climate change. Developmental Biology. 419, 64-77. https://doi.org/10.1016/j.ydbio.2016.07.023.
Schuber, M., Kluge, M. (1981). In situ studies on Crassulacean acid metabolism in Sedum acre L. and Sedum mite Gil. Biology Environmental Science, 1, 82-87. https://doi.org/10.1007/BF00378797.
Silvera, K., Neubig, K.M., Whitten, W.M., Williams, N.H., Winter, K., Cushman, J.C. (2010). "Evolution along the Сrassulacean acid metabolism continuum". Functional Plant Biology, 37 (11), 995–1010. http://www.publish.csiro.au/journals/fpb.
Tena, N., Martín, J., Asuero, A.G. (2020). State of the art of anthocyanins: Antioxidant activity, sources, bioavailability, and therapeutic effect in human health. Antioxidants (Basel). 9 (5), 451. https://doi.org/10.3390/antiox9050451.
