Везде

RAS BiologyРастительные ресурсы Vegetation Resources

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

Characteristics of the generative sphere of Danae racemosa (Asparagaceae) under introduction in the Crimea peninsula

You can
PII
S3034572325010049-1
DOI
10.7868/S3034572325010049
Publication type
Article
Status
Published
Authors
T. N. Kuzmina
  • Affiliation: Nikita Botanical Garden – National Scientific center RAS
Volume/ Edition
Volume 61 / Issue number 1
Pages
50-65
Abstract
The article presents the analysis of the genesis of the flower reproductive structures of Danae racemosa (L.) Moench (Asparagaceae) – an evergreen shrub introduced to the Southern coast of Crimea. The natural range of the species covers Turkey, Syria, Transcaucasia and Iran. The inflorescences of D. racemosa contain flowers of three types: staminate, bisexual and pistillate. Cytoembryological analysis of the development of reproductive structures of D. racemose has shown that the main features of the male generative sphere of D. racemosa are the centripetal type of microsporangium wall formation; secretory tapetum; a successive type of microsporogenesis, microspore tetrads are isobilateral or tetrahedral. The wall of the mature anther has a layer of flattened epidermal cells and endothecium with fibrous thickenings. Pollen grains in D. racemosa are tricellular. The female generative sphere of D. racemosa is represented by anatropic, bitegmic, medionucellate ovules. Megasporogenesis takes place with the formation of a linear tetrad of megaspores. The embryo sac develops by Polygonum-type. In all D. racemosa flowers, regardless of the type, the rudiments of anthers and ovules are formed in the early stages. Fully functional male and female generative structures (anthers and ovules) develop in bisexual flowers. Morphologically normal pollen grains (about 70%) predominate in the pollen of such flowers. In staminate flowers, the female generative sphere undergoes reduction. Ovules degenerate at megasporocyte stage. In the pistillate flowers, anthers abortion occurs at microsporocyte stage, however, the anthers remain, and in some cases, a small amount of pollen is formed in them.
Keywords
микроспорогенез мегаспорогенез типы цветков Danae racemosa
Date of publication
03.03.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
56

References

  1. 1. WFO (World Flora Online). 2025. Asparagaceae Juss. http://www.worldfloraonline.org/taxon/wfo-7000000050 (доступ 29.11.2024)
  2. 2. Bussmann R. W., Batsatsashvili K., Kikvidze Z., Paniagua-Zambrana N. Y., Khutsishvili M., Maisaia I., Sikharulidze Sh., Tchelidze D. 2020. Danae racemosa (L.) Moench, Ruscus hyrcanus Woron., Ruscus hypophyllum L. Asparagaceae. — In: Ethnobotany of the Mountain Regions of Far Eastern Europe. Springer Nature. https://doi.org/10.1007/978-3-319-77088-8_120-2
  3. 3. Akhani H. 2006. Flora Iranica: Facts and figures and a list of publications by K. H. Rechinger on Iran and adjacent areas. — Rostaniha. 7(S2). 19–61. https://rostaniha.areeo.ac.ir/article_105943.html
  4. 4. Masoudi M., Maivan H. Z., Mehrabian A. 2022. Abundance and occurrence of Danae racemosa growing in Hyrcanian forest understory in relation to static and dynamic environmental variables. — J. Wildlife Biodivers. 6(2): 1–21. https://wildlife-biodiversity.com/index.php/jwb/article/view/178
  5. 5. Коба В. П., Герасимчук В. Н., Папельбу В. В., Сахно Т. М. 2018. Аннотированный каталог дендрологической коллекции Никитского ботанического сада. Симферополь. 304 с. https://www.elibrary.ru/mhoxkx
  6. 6. Насудари А. А., Оганесян Э. Т., Коммпанцев В. А., Керимов Ю. Б. 1972. Полифенольные соединения Danae racemosa. — Химия природных соединений. 5: 647.
  7. 7. Shahreari Sh., Khaki A., Ahmadi-Ashtiani H. R., Rezazadeh Sh., Hajiaghaei R. 2010. Effects of Danae racemosa on testostrone hormone in experimental diabetic rats. — J. Med. Plant. 9(35): 114–119. https://jmp.ir/article-1-275-en.html
  8. 8. Fathiazad F., Hamedeyazdan S. 2015. Phytochemical analysis of Danae racemosa L. Moench leaves. — Pharm. Sci. 20(4): 135–140. https://ps.tbzmed.ac.ir/Article/PHARM_667_20140628085701
  9. 9. Тарховский Ю. С., Ким Ю. А., Абдрасилов Б. С., Музафаров Е. Н. 2013. Флавоноиды: биохимия, биофизика, медицина. 2013. Пущино. 310 с.
  10. 10. Maleki-Dizaji N., Fatemeh F., Garjani A. 2008. Antinociceрtive properties of extracts and two flavonoids isotated from leaves of Danae racemosa. — Arch. Pharm. Res. 30(12): 1536–1542. https://doi.org/10.1007/BF02977322
  11. 11. Шевченко С. В., Плугатарь Ю. В. 2019. Исследования репродуктивной биологии семенных растений в Никитском ботаническом саду. — Сборник научных трудов ГНБС. 149: 177–198. https://doi.org/10.36305/0201-7997-2019-149-177-198
  12. 12. Плугатарь Ю. В., Коба В. П., Герасимчук В. Н., Папельбу В. В. 2015. Дендрологическая коллекция арборетума Никитского ботанического сада – состояние и перспективы развития. — Достижения науки и техники АПК. 29(12): 50–54. http://www.agroapk.ru/70-archive/12-2015/1192-2015-12-15-ru
  13. 13. Кордюм Е. Л., Глущенко Г. И. 1976. Цитоэмбриологические аспекты проблемы пола покрытосеменных. Киев. 199 с.
  14. 14. Сравнительная эмбриология цветковых растений. Однодольные. Butomaceae–Lemnaceae. 1990. Ленинград. 332 c.
  15. 15. Rudall P. J., Campbell G. 1999. Flower and pollen structure of Ruscaceae in relation to Aspidistreae and other Convallariaceae. — Flora. 194(2): 201–214. https://doi.org/10.1016/S0367-2530 (17)30908-8
  16. 16. Камелина О. П. 2011. Систематическая эмбриология цветковых растений. Однодольные. Барнаул. 192 с.
  17. 17. Жинкина Н. А., Воронова О. Н. 2000. К методике окраски эмбриологических препаратов. — Бот. журн. 85(6): 168–171.
  18. 18. Терехин Э. С., Батыгина Т. Б., Шамров И. И. 1993. Классификация типов стенки микроспорангия у покрытосеменных растений. Терминология и концепции. — Бот. журн. 78(6): 16–24.
  19. 19. Шамров И. И. 1999. Семязачаток как основа воспроизведения цветковых растений: классификация структур. — Бот. журн. 84(10): 3–35.
  20. 20. Шамров И. И. 2017. Морфологические типы семязачатков цветковых растений. — Бот. журн. 102(2): 129–146. https://doi.org/10.1134/S0006813617020016
  21. 21. Шамров И. И., Анисимова Г. М., Бабро А. А. 2019. Формирование стенки микроспорангия пыльника и типизация тапетума покрытосеменных растений. — Бот. журн. 104 (7): 1001–1032. https://doi.org/10.1134/S0006813619070093
  22. 22. Круглова Н. Н. 2023. Системный подход к морфогенезу пыльника цветковых растений. — Plant Biology and Horticulture: theory, innovation (Биология растений и садоводство: теория, инновации). 1(166): 7–15. https://elibrary.ru/gzukqp
  23. 23. Шевченко С. В., Ругузов И. А., Ефремова Л. М. 1986. Методика окраски постоянных препаратов метиловым зеленым и пиронином. — Бюллетень ГНБС. 60: 99–101.
  24. 24. The confidence interval of a proportion. http://vassarstats.net/prop1.html (доступ 29.11.2024)
  25. 25. Галушко Р. В. 1988. Ритм внутрипочечного развития средиземноморских древесных растений. — Сборник научных трудов Государственного Никитского ботанического сада. 106: 46–54.
  26. 26. Кузьмина Т. Н. 2024. Морфология цветков и половой статус Danae racemosa (L.) Moench (Asparagaceae). — Субтропическое и декоративное садоводство. 54–65. https://elibrary.ru/iklhbn
  27. 27. Song Y.-Y., Zhao Y.-Y., Liu J. X. 2018. Embryology of Polygonatum (Asparagaceae) and its systematic significance. — Phytotaxa. 350(3): 235–246. https://doi.org/10.11646/phytotaxa.350.3.3
  28. 28. Ahmad N. M., Martin P. M., Vella J. M. 2008. Embryology of the dioecious Australian endemic Lomandra longifolia (Lomandraceae). — Aust. J. Bot. 56(8): 651–665. https://doi.org/10.1071/BT07222
  29. 29. Rudall P. J. 1999. Flower Anatomy and Systematics of Comospermum (Asparagales). — Syst. Geogr. Pl. 68(1/2): 195–202. https://doi.org/10.2307/3668600
  30. 30. Комар Г. А. 1983. Морфология семяпочек семейства Лилейных. — Бот. журн. 68(4): 417–427.
  31. 31. Caporali E., Testolin R., Pierce S., Spada A. 2019. Sex change in kiwifruit (Actinidia chinensis Planch.): a developmental framework for the bisexual to unisexual floral transition. — Plant Reprod. 32(3): 323–330. https://doi.org/10.1007/s00497-019-00373-w
  32. 32. Caporali E., Carboni A., Galli M. G., Rossi G., Spada A., Marziani Longo G. P. 1994. Development of male and female flower in Asparagus officinalis. Search for point of transition from hermaphroditic to unisexual developmental pathway. — Sex. Plant Reprod. 7(4): 239–249. https://doi.org/10.1007/BF00232743
  33. 33. Ide M., Masuda K., Tsugama D., Fujino K. 2019. Death of female flower microsporocytes progresses independently of meiosis-like process and can be accelerated by specific transcripts in Asparagus officinalis. — Sci. Rep. 9: 2703. https://doi.org/10.1038/s41598-019-39125-1
  34. 34. Резникова C. А. 1984. Цитология и физиология развивающегося пыльника. М. 272 с.
  35. 35. Chawla M., Verma V., Kapoor M., Kapoor S. 2017. A novel application of periodic acid–Schiff (PAS) staining and fluorescence imaging for analysing tapetum and microspore development. — Histochem. Cell Biol. 147(1): 103–110. https://doi.org/10.1007/s00418-016-1481-0
  36. 36. Suzuki K., Takeda H., Tsukaguchi T., Egawa Y. 2001. Ultrastructural study on degeneration of tapetum in anther of snap bean (Phaseolus vulgaris L.) under heat stress. — Sex. Plant Reprod. 13(6): 293–299. https://doi.org/10.1007/s004970100071
  37. 37. Oshino T., Abiko M., Saito R., Ichiishi E., Endo M., Kawagishi-Kobayashi M., Higashitani A. 2007. Premature progression of anther early developmental programs accompanied by comprehensive alterations in transcription during high-temperature injury in barley plants. — Molecular Genetics and Genomics. 278(1): 31–42. https://doi.org/10.1007/s00438-007-0229-x
  38. 38. Экспериментальная цитоэмбриология растений. 1971. Кишинев. 145 с.
  39. 39. Nugent J. M., Byrne T., McCormack G., Quiwa M., Stafford E. 2019. Progressive programmed cell death inwards across the anther wall in male sterile flowers of the gynodioecious plant Plantago lanceolata. — Planta. 249(3): 913–923. https://doi.org/10.1007/s00425-018-3055-y
  40. 40. Yang X., Liang W., Chen M., Zhang D., Zhao X., Shi J. 2017. Rice fatty acyl-CoA synthetase OsACOS12 is required for tapetum programmed cell death and male fertility. — Planta 246(1): 105–122. https://doi.org/10.1007/s00425-017-2691-y
  41. 41. Gothandam K. M., Kim E. S., Chung Y. Y. 2007. Ultrastructural study of rice tapetum under low-temperature stress. — J. Plant Biol. 50(4): 396–402. https://doi.org/10.1007/BF03030674
  42. 42. Vijayaraghavan M. R., Ratnaparkhi Sh. 1979. Histological dynamics of anther tapetum in Heuchera micrantha. — Proc. Indian Acad. Sci. 88B-II(4): 309–316. https://www.ias.ac.in/public/Volumes/plnt/088/04/0309-0316.pdf
  43. 43. Du K., Xiao Y., Liu Q., Wu X., Jiang J., Wu J., Fang Y., Xiang Y., Wang Y. 2019. Abnormal tapetum development and energy metabolism associated with sterility in SaNa-1A CMS of Brassica napus L. — Plant Cell Rep. 38(5): 545–558. https://doi.org/10.1007/s00299-019-02385-2
  44. 44. Avalos A. A., Zini L. M., Ferrucci M. S., Lattar E. C. 2019. Anther and gynoecium structure and development of male and female gametophytes of Koelreuteria elegans subsp. formosana (Sapindaceae): Phylogenetic implications. — Flora. 255: 98–109. https://doi.org/10.1016/j.flora.2019.04.003
  45. 45. Орел Л. И., Казачковская Е. Б. 1991. Эмбриологическая гетерогенность как причина снижения семенной продуктивности Medicado sativa (Fabaceae). — Бот. журн. 76(2): 161–172.
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