Везде

RAS BiologyРастительные ресурсы Vegetation Resources

  • ISSN (Print) 0033-9946
  • ISSN (Online) 3034-5723

Morphogenesis and growth of Picea schrenkiana (Pinaceae) shoots in relation to the high-altitude ecological zonality in the mountains of the Northern Tien Shan

You can
PII
10.31857/S0033994624040027-1
DOI
10.31857/S0033994624040027
Publication type
Article
Status
Published
Authors
V. B. Skupchenko
  • Affiliation: St. Petersburg State Forestry Engineering University named after S.M. Kirov
Volume/ Edition
Volume 60 / Issue number 4
Pages
26-47
Abstract
A comparative study of the shoot apical meristem morphogenesis and shoot growth in Schrenk’s spruce (Picea schrenkiana F. et M.) from the provenances at different elevations within its natural distribution range in the mountains of the Trans-Ili Alatau mountains of the Northern Tien Shan was conducted. Each year, the apical meristem undergoes a stage of forming a shortened shoot with covering scales of a new bud, and the stage of initiation of the meristematic primordium of an elongated needle shoot. Before each stage of morphogenesis, the apex goes through an independent growth phase associated with the formation of the mother cell groups of the bud scale and needle phytomers from the peripheral meristem. The initiation of the bud scales primordia in trees growing at elevations of 1600 m, 2045 m, and 2600 m above sea level occurs when positive accumulated temperatures reach 330, 275, and 185℃ respectively. In trees growing at 1600 m, 2045 m, and 2600 m, the stage of the initiation of new meristematic primordial needle-bearing shoots begins when the accumulated effective temperature (above + 5℃) reaches 650, 527, and 210℃ respectively. With the site elevation increase from 1600 m to 2600 m, the number of the initiated rows of primordial needles decreases from 12.0 to 7.5. In spring, during the proliferative longitudinal growth of the meristematic stem primordia, the rate of ground tissue cell division can be estimated by the rate of the stem length doubling. At 5℃, in trees growing at 1,600 m, the stem growth rate of needle-bearing shoots is 0.0066 length doubling cycles per day, while it is 6.3 times greater at 2 600 m. According to the equations for the linear relationship between the average daily rate of stem length doubling and temperature, the temperature of the initiation of primordial shoot cell division decreases with an increase in the provenance elevation from 4.62℃ at 1 600 m to 2.82℃ at 2 600 m. The adaptation of the meristematic cell division process to low temperatures helps to reduce the inhibitory effect of altitudinal environmental factors on the morphogenesis and shoot growth in Schrenk’s spruce.
Keywords
Picea schrenkiana вегетативный побег апикальная меристема адаптация к низким температурам Заилийский Алатау Северный Тянь-Шань
Date of publication
15.12.2024
Year of publication
2024
Number of purchasers
0
Views
53

References

  1. 1. Козубов Г. М., Муратова Е. Н. 1986. Современные голосеменные (морфолого-систематический обзор и кариология). Л.: 192 с.
  2. 2. Крюсман Г. 1986. Хвойные породы. М. 256 с.
  3. 3. Березин Э. Л. 1969. Об изменчивости в систематике елей Казахстана и Средней Азии в связи с задачами селекции. – В кн.: Лесная селекция, семеноводство и интродукция в Казахстане. Алма-Ата. С. 28–30.
  4. 4. Гудочкин М. В., Чабан П С. 1958. Леса Казахстана. Алма-Ата. 323 с.
  5. 5. Вайнерт Э., Вальтер Р., Ветцель Т., Егер Э., Клауснитцер Б., Клоц С., Ман Э. Г., Прассе И., Ручке Э., Темброк Г., Титце Ф., Фриче В., Хенчель П., Хильбиг В., Шлее Д., Шу Й., Штёккер Г., Шуберт Р. 1988. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем. Перевод с нем. М. 350 с.
  6. 6. Серебряков И. Г. 1962. Экологическая морфология растений. М. 378 с.
  7. 7. Скупченко В. Б. 1985. Органогенез вегетативных и репродуктивных структур ели. Л. 80 с.
  8. 8. Скупченко В. Б. 1998. Формирование побегов и репродуктивных органов ели в связи с эндогенными и экологическими факторами. Сыктывкар. 62 с.
  9. 9. Серебряков И. Г. 1952. Морфология вегетативных органов высших растений. М. 334 с.
  10. 10. Мэзия Д. 1963. Митоз и физиология клеточного деления. Перевод с англ. М. 427 с.
  11. 11. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Д. 1994. Молекулярная биология клетки. 2-е изд. Т. 1. Пер. с англ. М. 517 с. http://biology.org.ua/files/lib/Alberts_et_al_vol1.pdf
  12. 12. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Д. 1994. Молекулярная биология клетки: 2-е изд. Т. 2. Пер. с англ. М. 539 с. http://biology.org.ua/files/lib/Alberts_et_al_vol2.pdf
  13. 13. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Д. 1994. Молекулярная биология клетки. 2-е изд. Т. 3. Пер. с англ. М. 504 с. http://biology.org.ua/files/lib/Alberts_et_al_vol3.pdf
  14. 14. Hall J. L., Flowers T. J., Roberts R. M. 1981. Plant cell structure and metabolism. Ed. 2. London, New York. 543 p.
  15. 15. Galston A. W., Davies P. J., Satter R. L. 1980. The life of the green plant. Ed. 3. Englewood Cliffs. NJ. 552 p.
  16. 16. Гамалей Ю. В. 1972. Цитологические основы дифференциации ксилемы. Л. 144 с.
  17. 17. Гриф В. Г. 1956. О возможности деления клеток у растений при отрицательных температурах. – Докл. АН СССР. 108(4): 734–737.
  18. 18. Гриф В. Г. 1963. Действие низких температур на митоз и хромосомы растений. – Цитология. 5(4): 404–413.
  19. 19. Гриф В. Г. 1981. Применение коэффициента температурной зависимости при изучении митотического цикла у растений. – Цитология. 23(2): 166–173.
  20. 20. Гриф В. Г., Валович Е. М. 1973а. Действие низких положительных температур на рост и деление клеток при прорастании семян. – Цитология. 15(11): 1362–1369.
  21. 21. Гриф В. Г., Валович Е. М. 1973б. Митотический цикл клеток растений при минимальной температуре митоза. – Цитология. 15(12): 1510–1514.
  22. 22. Ben-Haj-Salah H., Tardieu F. 1995. Temperature effects expansion rate of maize leaves without change in spatial distribution of cell length (analysis of the coordination between cell division and cell expansion). – Plant Physiol. 109(3): 861–870. https://doi.org/10.1104/pp.109.3.861
  23. 23. Granier C., Tardieu F. 1998. Is thermal time adequate for expressing the effects of temperature on sunflower leaf development? – Plant Cell Environ. 21(7): 695–703. https://doi.org/10.1046/j.1365-3040.1998.00319.x
  24. 24. Granier C., Massonnet C., Turc O., Muller B., Chenu K., Tardieu F. 2002. Individual leaf development in Arabidopsis thaliana: a stable thermal-time-based programme. – Ann Bot. 89(5): 595–604. https://doi.org/10.1093/aob/mcf085
  25. 25. Гриф В. Г., Иванов В. Б., Мачс Е. М. 2002. Клеточный цикл и его параметры у цветковых растений. – Цитология. 44(10): 936–980.
  26. 26. Справочник по климату СССР. 1966. Вып. 17. Температура воздуха и почвы. Л. Гидрометеоиздат. 327 с.
  27. 27. Соколов С. И., Ассинг И. А., Бурмангалиев А. Б., Сериков С. Н. 1962. Почвы Алма-Атиской области. Алма-Ата. 251 с.
  28. 28. Уваров Ю. П. 1971. Эколого-физиологическая характеристика основных форм и экотипов ели Шренка. – Автореф. дис. канд. биол. н. Алма-Ата. 28 с.
  29. 29. Скупченко В. Б. 1979. Вибрационная микротомия мягких тканей. Сер. препринт. сообщ. «Новые научные методики». Коми фил. АН СССР. Вып. 2. Сыктывкар. 56 с.
  30. 30. Пирс Э. 1962. Гистохимия. Теоретическая и прикладная. Пер. с англ. М. 963 с.
  31. 31. Einarson L. 1951. On the theory of gallocyanin-chromalum staining and its application for quantitative estimation of basophilia. A selective staining of exuisite progressivity. — Acta Pathol. Microbiol. Scand. 28(1): 82–102. https://doi.org/10.1111/j.1699-0463.1951.tb05005.x
  32. 32. Зандриттер В., Кифер Г., Рик В. 1969. Галлоциани-хромовые квасцы. – В кн.: Введение в количественную гистохимию. М. С. 240–264.
  33. 33. Лакин Г. Ф. 1980. Биометрия. М. 293 с.
  34. 34. Pillai S. K., Chacko B. 1978. Growrth periodicity and structure of the shoot apex of Picea smithiana (Wall) Boiss.: An anatomical and histochemical study. – Flora. 167(6): 515–524. https://doi.org/10.1016/S0367-2530 (17)31149-0
  35. 35. Скупченко В. Б. 2019. Клеточный рост основной паренхимы стебля в морфогенезе побега Piceа abies (Pinaceae). – Раст. ресурсы. 55(2): 195–212. https://doi.org/10.1134/S0033994619020092
  36. 36. Скупченко В. Б. 2022. Морфогенез и рост вегетативного побега Pseudotsuga menziesii (Pinaceae), интродуцированной в Санкт-Петербурге. – Раст. ресурсы. 58(1): 43–57. https://elibrary.ru/llbltv
  37. 37. Мирославов Е. А., Кислюк И. М., Шухтина Г. Г. 1984. Ультраструктура клеток, дыхание и фотосинтез листьев озимой пшеницы, выращенной в контролируемых условиях при разной температуре. – Цитология. 26(6): 672–677.
  38. 38. Иванова Т. И., Васьковский М. Д. 1976. Дыхание растений острова Врангель. – Бот. журн. 68(3): 324–331.
  39. 39. Глаголева Т. А., Филиппова Л. А. 1965. Особенности фотосинтеза растений в условиях высокогорий Памира. – Пробл. Бот. 7: 121–132.
  40. 40. Измайлова Н. Н. 1965. Интенсивность транспирации высокогорных растений в зависимости высоты произрастания. – Пробл. Бот. 7: 205–212.
  41. 41. Гамалей Ю. В. 1996. Отток ассимилятов в природных и экспериментальных условиях. – Физиология растений. 43(3): 328–343.
  42. 42. Курсанов А. Л. 1976. Транспорт ассимилятов в растении. М. 647 с.
  43. 43. Вознесенская Е. В. 1996. Структура фотосинтетического аппарата представителей древесной флоры высокогорий Восточного Памира. – Физиология растений. 43(3): 391–398.
  44. 44. Чиков В. И. 1987. Фотосинтез и транспорт ассимилятов. М. 185 с. https://elibrary.ru/item.asp?id=35298635
  45. 45. Медведев С. С. 2013. Полярность и ее роль в регуляции роста и морфогенеза растений. 73-е Тимирязевские чтения. Издательство «Наука». 77 с.
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library