Почтовый адрес: САФУ, Редакция «Arctic Environmental Research», наб. Северной Двины, 17, г. Архангельск, Россия, 163002
Местонахождение: Редакция «Arctic Environmental Research», наб. Северной Двины, 17, ауд. 1410а, г. Архангельск

Тел: (818-2) 21-61-21 
Сайт: http://aer.narfu.ru/
e-mail: vestnik_est@narfu.ru;
            vestnik@narfu.ru

О журнале

Фенология репродуктивных циклов и качество семян хвойных (Pinaceae, Cupressaceae) в северной тайге. С. 355–367

Версия для печати

Рубрика: Биология

УДК

581.162-581.141:582.475-582.477

Сведения об авторах

М.В. Сурсо*
*Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова РАН (г. Архангельск)
Контактное лицо: Сурсо Михаил Вольдемарович, адрес: 163000, г. Архангельск, наб. Северной Двины, д. 23; e-mail: surso@fciarctic.ru

Аннотация

Методами световой микроскопии изучена микрофенология репродуктивных циклов сосны (Pinus sylvestris L.), ели (Picea abies (L.) Karst. × P. obovata Ledeb.), лиственницы (Larix sibirica Ledeb.) и можжевельника (Juniperus communis L.) в северной тайге. Приведены результаты многолетних наблюдений за феноритмикой развития женских репродуктивных структур и эмбриогенеза хвойных видов. Выявлены и описаны нарушения в морфогенезе репродуктивных структур и дана оценка вклада этих нарушений в общую структуру урожая семян и их влияния на качество семян. На примере сосны и лиственницы показана роль условий опыления в формировании структуры урожаев семян хвойных видов. Потенциальная семенная продуктивность и соотношение семян по категориям качества в структуре общего урожая вида, популяции и каждого отдельного дерева определяются большим количеством факторов и сильно варьируют. Показано, что опыление является одним из наиболее значимых факторов в формировании структуры урожаев хвойных видов. Отсутствие опыления и опыление нежизнеспособной пыльцой приводит к деструктивному типу развития семязачатков на ранних стадиях у большинства видов, что является одной из причин формирования недоразвитых семян. Низкая энергия роста пыльцевых трубок, стерильность мужского гаметофита, а также гибель эмбрионов в раннем эмбриогенезе приводят к некрозу семязачатков на более поздних стадиях их развития, следствием чего является образование «пустых» семян. Высказано предположение, что наиболее высокими адаптивными возможностями к репродукции в условиях Европейского Севера России обладает можжевельник. Менее всех среди изученных видов адаптирован к холодному климату репродуктивный цикл сосны.

Ключевые слова

северная тайга, хвойные виды, репродуктивные структуры, феноритмика, качество семян, структура урожая семян, условия опыления
Скачать статью (pdf, 3.2MB )

Список литературы

  1. Козубов Г.М. Биология плодоношения хвойных на Севере. Л.: Наука, 1974. 135 с. 
  2. Elliott D.L. The Occurrence of Bisexual Strobiles on Black Spruce (Picea mariana (Mill.) B.S.P. in the Forest- Tundra Ecotone: Keewatin, Northwest Territories // Canadian Journal of Forest Research. 1979. Vol. 9, № 2. P. 284–286. 
  3. Kirkwood J.E. Bisporangiate Cones of Larix // Botanical Gazette. 1916. Vol. 61, № 3. P. 256–257. 
  4. Chandler C. Bisporangiate Cones in Larch // Contributions of the Boyce Thompson Inst. 1959. Vol. 20. P. 107–110. 
  5. Renner O. Uber Zwitterblüten bei Juniperus communis // Flora. 1904. Vol. 93. P. 297–300. 
  6. Singh H. Embryology of Gymnosperms // Encyclopedia of Plant Anatomy. Vol. X. Berlin: Gebrüder Borntraeger, 1978. 302 p. 
  7. Williams C.G. Conifer Reproductive Biology. Berlin: Springer, 2009. 172 p. 
  8. Allen G.S. Parthenocarpy, Parthenogenesis and Self-Sterility in Douglas Fir // Journal of Forestry. 1942. Vol. 40, № 8. P. 642–644. 
  9. Sarvas R. Investigations into the Flowering and Seed Quality of Forest Trees // Commun. Inst. Forest. Fenn. 1955. Vol. 45, № 7. P. 1–37. 
  10. Третьякова И.Н. Аномалии в эмбриологических процессах и возможные пути эволюции полового размножения хвойных // Проблемы макроэволюции. М., 1989. С. 95–96. 
  11. Mŭntzing A. Hybrid Incompatibility and the Origin of Polyploidy // Hereditas. 1933. Vol. 18, iss. 1-2. P. 33–55. 
  12. Kriebel H.B. Embryo Development and Hybridity Barriers in the White Pines (Section Strobus) // Silvae Genetica. 1972. Vol. 21, iss. 1-2. P. 39–44. 
  13. Kormuták A. Cytological Evidence for Incompatibility in the Genus Pinus // Biológia (Bratislava). 1975. Vol. 30, № 10. P. 765–769. 
  14. Kormuták A. Some Cytological and Biochemical Aspects of Interspecific Incompatibility in Pines (Pinus sp.) // Acta Dendrobiologica. 1984. Vol. 7. 93 p. 
  15. Bingham R.T., Squillace A.E. Self-Compatibility and Effects of Self-Sterility in Western White Pine // Forest Science. 1955. Vol. 1, № 2. P. 121–129. 
  16. Orr-Ewig A.L. A Cytological Study of the Effects of Self-Pollination on Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco // Silvae Genetica. 1957. Vol. 6, iss. 6. P. 179–185. 
  17. Sarvas R. Investigations on the Flowering and Seed Crop of Pinus sylvestris // Commun. Inst. Forest. Fenn. 1962. Vol. 53, № 4. P. 1–198. 
  18. Mergen F., Burley J., Furnival G.M. Embryo and Seedling Development in Picea glauca (Moench.) Voss. after Self-, Cross-, and Wind-Pollination // Silvae Genetica. 1965. Vol. 14, iss. 6. P. 188–194. 
  19. Forshell P.C. Seed Development after Self-Pollination and Cross-Pollination of Scots Pine, Pinus sylvestris L. // Studia Forestalia Suecica 1974. Vol. 118. P. 1–37. 
  20. Hagman M., Mikkola L. Observations on Cross-, Self-, and Interspecific Pollinations in Pinus peuce Griseb. // Silvae Genetica. 1963. Vol. 12, iss. 3. P. 73–79. 
  21. Dieckert H. Einige Untersuchungen zur Selbststerilität und Inzucht bei Fichte und Lärche // Silvae Genetica. 1964. Vol. 13, iss. 3. P. 77–86. 
  22. Koski V. On Self-Pollination, Genetic Load, and Subsequent Inbreeding in Some Conifers // Commun. Inst. Forest. Fenn. 1973. Vol. 78. P. 1–42. 
  23. Cram W.H. Some Effects of Self-, Cross-, and Open-Pollinations in Picea pungens // Canadian Journal of Botany. 1984. Vol. 62, № 2. P. 392–395. 
  24. Moulalis D. Self-Incompatibility and Inbreeding of European Fir (Abies alba Mill.) // Forstwissenschaftliches Centralblatt. 1986. Vol. 105. P. 487–494. 
  25. Zavada M.S., Taylor T.N. The Role of Self-Incompatibility and Sexual Selection in the Gymnosperm – Angiosperm Transition: a Hypothesis // American Naturalist. 1986. Vol. 128, № 4. P. 538–550. 
  26. Kormuták A., Lindgren D. Mating System and Empty Seeds in Silver Fir (Abies alba Mill.) // Forest Genetics. 1996. Vol. 3, № 4. P. 231–235. 
  27. Slobodník B. Pollination Success and Full Seed Percentage in European Larch (Larix decidua MILL.) // Journal of Forest Science. 2002. Vol. 48, № 6. P. 271–280. 
  28. Fowler D.P., Park Y.S. Population Studies of White Spruce. I. Effects of Self-Pollination // Canadian Journal of Forest Research. 1983. Vol. 13, № 6. P. 1133–1138. 
  29. Morton N.E., Crow J.F., Muller H.J. An Estimate of the Mutational Damage in Man from Data on Consanguineous Marriages // Proc. National Academy of Science USA. 1956. Vol. 42, № 11. P. 855–863. 
  30. Тренин В.В. Особенности репродукции видов семейства Pinaceae Lindl. в условиях северо-запада таежной зоны России (на примере Карелии): автореф. дис. … д-ра биол. наук. Петрозаводск, 2010. 34 с. 
  31. Franklin E.C. Genetic Load in Loblolly Pine // American Naturalist. 1972. Vol. 106, № 948. P. 262–265. 
  32. Koski V. Embryonic Lethals of Picea abies and Pinus sylvestris // Commun. Inst. Forest. Fenn. 1971. Vol. 75, № 3. P. 1–30. 
  33. Sorensen F.C., Miles R.S. Self-Pollination Effects of Douglas Fir and Ponderosa Pine Seeds and Seedlings // Silvae Genetica. 1974. Vol. 23, iss. 5. P. 135–138. 
  34. Park Y.S., Fowler D.P. Effects of Inbreeding and Genetic Variances in a Natural Population of Tamarack (Larix laricina (Du Roi) K. Koch) in Eastern Canada // Silvae Genetica. 1982. Vol. 31, iss. 1. P. 21–26.