ЖИРНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ ЛИПИДОВ МУЖСКИХ СОЦВЕТИЙ BETULA PENDULA ROTH В ПЕРИОД ВЕСЕННЕГО РАЗВИТИЯ

Оксана Серебрякова, Лидия Васильевна Ветчинникова, Oksana Serebryakova, Lidia Vetchinnikova

Аннотация


Показано, что смена фенологической фазы развития Betula pendula Roth в весенний период сопровождается значительными изменениями в жирнокислотном составе отдельных фракций липидов в мужских соцветиях. Так, в начальную фазу их цветения (освобождение от наружного покрова), когда наблюдается возврат низких положительных или отрицательных температур, сумма ненасыщенных жирных кислот преобладает над насыщенными во всех фракциях, и особенно в мембранных липидах, где ненасыщенные превышают насыщенные вдвое. По мере накопления положительных температур, к фазе разрыхления тычиночных соцветий, наоборот, происходит накопление насыщенных жирных кислот в запасных (нейтральных) липидах (до 70 % и выше от суммы жирных кислот) и в гликолипидах (до 50 % и выше от суммы жирных кислот). При этом в фосфолипидах отмечено устойчивое соотношение между жирными кислотами в сторону ненасыщенных, и в большей степени – линолевой кислоты (до 65 % и выше от суммы жирных кислот) независимо от фазы развития мужских соцветий. Установлено, что в гликолипидах у березы повислой преобладает линоленовая кислота (до 50 % от суммы жирных кислот и выше). Высказано предположение, что в весенний период в липидном обмене мужских соцветий у березы повислой реализуются две взаимосвязанные стратегии, направленные, с одной стороны, на успешное прохождение этапа цветения и формирование фертильной пыльцы, а с другой, – на предохранение мужского гаметофита от воздействия возвратных весенних заморозков, которые часто наблюдаются в конце апреля-начале мая в границах ее ареала.

Ключевые слова


Betula pendula Roth; мужские соцветия; погодно-климатические условия; нейтральные липиды; гликолипиды; фосфолипиды; жирные кислоты.

Полный текст:

PDF

Литература


Алаудинова Е. В. Экологические особенности низкотемпературной адаптации лесообразующих хвойных видов Сибири: структурно-химические изменения меристем почек: автореф. дис. … докт. биол. наук. Красноярск, 2011. 36 с.

Алаудинова Е. В., Миронов П. В. Липиды меристем лесообразующих хвойных пород Центральной Сибири в условиях низкотемпературной адаптации. 2. Особенности метаболизма жирных кислот фосфолипидов меристем Larix sibirica Ledeb., Picea obovata L. и Pinus sylvestris L. // Химия растительного сырья. Russian Journal of Bioorganic Chemistry. 2009. № 2. С. 71–76.

Ветчинникова Л. В., Серебрякова О. С., Ильинова М. К. Динамика содержания липидов и жирнокислотного состава отдельных фракций в женских сережках березы повислой Betula pendula Roth // Труды КарНЦ РАН. Серия «Экспериментальная биология». 2013. № 3. С. 74–81.

Войников В. К. Митохондрии растений при температурном стрессе. 2011. Новосибирск: академическое изд-во «Гео». 163 с.

Кайгородова М. С. Экология цветения и опыления Betula nana L. на Полярном Урале // Ботанический журнал. 1975. Т. 60. № 10. С. 1466–1470.

Каледа В. М. Биология плодоношения березы в условиях Новосибирской области // В кн.: Плодоношение лесных пород Сибири. Новосибирск: Наука. 1982. С. 117–129.

Каледа В. М. Биология плодоношения березы повислой (Betula pendula Roth) в лесостепных районах Западной Сибири: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. Красноярск, 1984. 20 с.

Лось Д. А. Молекулярные механизмы холодоустойчивости растений // Вестник РАН. Т. 75. № 4. 2005. С. 338–345.

Лось Д. А. Десатуразы жирных кислот. М.: Научный мир. 2014. 372 с.

Любушкина И. В., Кириченко К. А., Грабельных О. И., Побежимова Т. П., Федяева А. В., Степанов А. В., Войников В. К. Роль изменений жирнокислотного состава клеток в процессе повышения морозоустойчивости суспензионной культуры озимой пшеницы // Jurnal of Stress Physiology&Biochemistry. 2013. No 4. P. 220–229.

Мауринь A. M. Семеношение древесных экзотов в Латвийской ССР. Рига: Звайгзне, 1967. 207 с.

Махнев А. К. Внутривидовая изменчивость уральских берез по биологическим свойствам семян // В кн.: Структура популяций и устойчивость растений на Урале. Свердловск: УНЦ АН СССР. 1978. С. 11–62.

Некрасова Т. П. Пыльца и пыльцевой режим хвойных Сибири. Новосибирск: Наука. 1983. 169 с.

Николаевская Т. С., Ветчинникова Л. В., Титов А. Ф., Лебедева О. Н. Изучение пыльцы у аборигенных и интродуцированных в условия Карелии представителей рода Betula L. // Труды КарНЦ РАН. № 4. Серия “Биогеография”. 2009. № 9. C. 90–95.

Пардаева Е. Ю., Машкина О. С., Попов В. Н. Состояние генеративной сферы Pinus sylvestris L. по данным цитогенетического анализа в условиях изменяющегося климата на территории Воронежской области // Сиб. экол. журн. 2017. С. 313–320.

Погиба С. П., Погиба П. А. Особенности плодоношения карельской березы при интродукции в Московской области // Лесной вестник. 2006. № 5. С. 109–112.

Романова И. М., Живетьева М. А., Дударева Л. В., Граскова И. А. Динамика жирнокислотного состава и активности ацил-липидных десатураз в хвое Pinus sylvestris L., произрастающей в Иркутской области // Химия растительного сырья. Russian Journal of Bioorganic Chemistry. 2016. № 2. С. 61–66. https://doi.org/10.14258/jcprm.201602732.

Сиймер Э. Х., Таутс О. В., Мейстер К. Э. Рассчитанные значения ЭДЦ cis-полиеновых метилен-разделенных жирных кислот // Тр. Таллинского политехн. ин-та. Серия А. 1971. № 300. С. 73–78.

Тихонов А. Н. Защитные механизмы фотосинтеза // Соросовский образоват. журнал. 1999. № 11. С. 16–21.

Третьякова И. Н., Носкова Н. Е. Пыльца сосны обыкновенной в условиях экологического стресса // Экология. 2004. № 1. С. 26–33.

Фролова Г. Д. Вопросы биологии цветения некоторых берез // Ботанический журнал. 1956. Т. 41, № 6. С. 1834–1844.

Bonome L., Moreira S., Oliveira L., Sotero A. Metabolism of carbohydrates during the development of seeds of the Brazilian rubber tree (Hevea brasiliensis (Willd. Ex Adr. De Juss) Muell.-Arg.) // Acta Physiologiae Plantarum. 2011. Vol. 33. Is. 1. P. 211–219. https://doi.org/10.1007/s11738-010-0540-8.

Famiani, F., Casulli, V., Baldicchi, A., Battistelli, A., Moscatello, S., Walker, R. P. Development and metabolism of the fruit and seed of the Japanese plum Ozark premier (Rosaceae) // Journal of Plant Physiology. 2012. Vol. 169. Is. 6. P. 551–560. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2011.11.020

Hawkins Ch. D. B., Dhar A. Spring bud phenology of Betula papyrifera populations in British Columbia // Scandinavian Journal of Forest Research. 2012. Vol. 27. Is. 6. P. 507–519.

Heslop-Harrison J. Pollen-stigma interaction and cross-incompatibility in the grasses // Science. 1982. V. 215. № 4538. P. 1358–1364.

Lyons J. M., Wheaton T. A., Pratt H. K. Relationship between the physical nature of mitochondrial membranes and chilling sensitivity in plants // Plant Physiol. 1964. V. 39. № 2. P. 262–268.

Niemistö P., Viherä-Aarnio A., Velling P., Heräjärvi H., Verkasalo E. Koivun karvatus ja käyttö. Hämeenlinna: Karisto Oy, 2008. 254 s.

Piispanen R., Saranpää P. Neutral lipids and phospholipids in Scots pine (Pinus sylvestris) sapwood and heartwood // Tree Physiology. 2002. V. 22. P. 661–666. https://doi.org/10.1093/treephys/22.9.661

Rousi M., Heinonen Ja. Temperature sum accumulation effects on within-population variation and long-term trends in date of bud burst of European white birch (Betula pendula) // Tree Physiology. 2007. Vol. 27. P. 1019–1025. https://doi.org/10.1093/treephys/27.7.929

Sarvas R. On the flowering of birch and quality of seed crop // Commun. Inst. Forest. Fenn. Helsinki. 1952. V. 40. U. 7. P. 1–38.

Schaffer А. А., Petreikov М. Sucrose-to-Starch Metabolism in Tomato Fruit Undergoing Transient Starch Accumulation // Plant Physiol. 1997. Vol. 113. No 3. P. 739–746.

Shivanna K. R. Recognition and rejection phenomena during pollen-pistil interaction // Proc. Indian Acad. Sci. B. 88, No 2. Part 2. 1979. P. 115–141.

Simola L. K., Koskimies-Soininen K. Comparison of Glycolipids and Plastids in Callus Cells and Leaves of Alnus and Betula // Plant and Cell Physiol. 1984. Vol. 25. No 8. P. 1329–1340.

References in English

Alaudinova E. V. Ekologicheskie osobennosti nizkotemperaturnoi

adaptatsii lesoobrazuyushchikh khvoinykh vidov Sibiri: strukturno-khimicheskie izmeneniya meristem pochek [Ecological features of low-temperature adaptation of forest-forming coniferous species in Siberia: structural and chemical changes in bud meristems]: Summary of DSc (Dr. of Biol.) thesis. Krasnoyarsk, 2011. 36 p.

Alaudinova E. V., Mironov P. V. Lipidy meristem lesoobrazuyushchikh khvoinykh porod Tsentralnoi Sibiri

v usloviyakh nizkotemperaturnoi adaptatsii. 2. Osobennosti

metabolizma zhirnykh kislot fosfolipidov meristem Larix sibirica Ledeb., Picea obovata L. i Pinus sylvestris L. [Lipids of forest-forming coniferous species meristems of the Central Siberia under low-temperature adaptation. 2. Features of fatty acids metabolism of Larix sibirica Ledeb., Picea obovata L. and Pinus sylvestris L. meristems phospholipids]. Khimiya rastitel’nogo syria [Chem. of Plant Raw Material]. 2009. No. 2. P. 71–76.

Frolova G. D. Voprosy biologii tsveteniya nekotorykh berez [Issues of biology of some birches flowering]. Bot. zhurn. [Bot. J.]. 1956. Vol. 41, no. 6. P. 1834–1844. Kaigorodova M. S. Ekologiya tsveteniya i opyleniya Betula nana L. na Polyarnom Urale [Ecology of flowering and pollination of Betula nana L. in the Polar Urals]. Bot. zhurn. [Bot. J.]. 1975. Vol. 60, no. 10. P. 1466–1470.

Kaleda V. M. Biologiya plodonosheniya berezy v usloviyakh

Novosibirskoi oblasti [Biology of birch fruiting in the conditions of the Novosibirsk Region]. Plodonosheniye lesnykh porod Sibiri [Fruiting of Forest Species of Siberia]. Novosibirsk: Nauka, 1982. P. 117–129.

Kaleda V. M. Biologiya plodonosheniya berezy povisloi (Betula pendula Roth) v lesostepnykh raionakh Zapadnoi Sibiri [Biology of fruiting of the silver birch (Betula pendula Roth) in forest-steppe areas of Western Siberia]: Summary of PhD (Cand. of Agr.) thesis. Krasnoyarsk, 1984. 20 p.

Los’ D. A. Molekulyarnye mekhanizmy kholodoustoichivosti

rastenii [Molecular mechanisms of plant cold tolerance]. Vestnik RAN [Herald of the RAS]. Vol. 75, no. 4. 2005. P. 338–345.

Los’ D. A. Desaturazy zhirnykh kislot [Desaturases of fatty acids]. Moscow: Nauchnyy mir, 2014. 372 p.

Lyubushkina I. V., Kirichenko K. A., Grabel’nykh O. I.,

Pobezhimova T. P., Fedyaeva A. V., Stepanov A. V., Voinikov V. K. Rol’ izmenenii zhirnokislotnogo sostava kletok v protsesse povysheniya morozoustoichivosti suspenzionnoi kul’tury ozimoi pshenitsy [Role of changes in cell fatty acids composition in the increasing of frost resistance of winter wheat suspension culture]. J. of Stress Physiol. and Biochem. 2013. No. 4.

P. 220–229.

Maurin’ A. M. Semenosheniye drevesnykh ekzotov v Latviiskoi SSR [Seed production of exotic forest species in the Latvian SSR]. Riga: Zvaygzne, 1967. 207 p.

Makhnev A. K. Vnutrividovaya izmenchivost’ ural’skikh berez po biologicheskim svoistvam semyan [Intraspecies variability of the Urals birches by biological properties of seeds]. Struktura populyatsii i ustoichivost’ rastenii na Urale [Structure of Plant Population and Resistance in the Urals]. Sverdlovsk: UNTs AN SSSR, 1978. P. 11–62.

Nekrasova T. P. Pyl’tsa i pyl’tsevoi rezhim khvoinykh Sibiri[Pollen and pollen regime of conifers in Siberia]. Novosibirsk: Nauka, 1983. 169 p.

Nikolaevskaya T. S., Vetchinnikova L. V., Titov A. F., Lebedeva O. N. Izuchenie pyl’tsy u aborigennykh i introdutsirovannykh

v usloviya Karelii predstavitelei roda Betula L. [Study of pollen in native and introduces Betula L. species in Karelia]. Trudy KarNTs RAN [Trans. KarRC RAS]. 2009. No. 9. P. 90–95.

Pardayeva E. Yu., Mashkina O. S., Popov V. N. Sostoyanie

generativnoi sfery Pinus sylvestris L. po dannym tsitogeneticheskogo analiza v usloviyakh izmenyayushchegosya

klimata na territorii Voronezhskoi oblasti [State of Pinus sylvestris L. generative sphere according to cytogenetic analysis in changing climate conditions in the territory of Voronezh Oblast]. Sib. ekol. zhurn. [Contemporary Probl. of Ecol.]. 2017. No. 3. P. 313–320.

Pogiba S. P., Pogiba P. A. Osobennosti plodonosheniya karel’skoi berezy pri introduktsii v Moskovskoi oblasti[Fructification specifics of Karelian birch introduced in the Moscow Region]. Lesnoi vestnik [Forestry Bull.]. 2006. No. 5. P. 109–112.

Romanova I. M., Zhivet’eva M. A., Dudareva L. V., Graskova I. A. Dinamika zhirnokislotnogo sostava i aktivnosti atsil-lipidnykh desaturaz v khvoe Pinus sylvestris L., proizrastayushchei v Irkutskoi oblasti [Variation of fatty acid composition and activity of acyl-lipid desaturases of Pinus sylvestris L. needles growing in the Irkutsk Region]. Khimiya rastitel’nogo syria [Chem. of Plant Raw Material]. 2016. No. 2. P. 61–66. doi: 10.14258/jcprm.

Siimer E. Kh., Tauts O. V., Meister K. E. Rasshchitannye znacheniya EDTs cis-polienovykh metilenrazdelennykh

zhirnykh kislot [Calculated ELC values of cis-polyen methylene divided fatty acids]. Tr. Tallinskogo politekhn. in-ta. Ser. A [Proceed. Tallin Polytech. Inst. Ser. A]. 1971. No. 300. P. 73–78.

Tikhonov A. N. Zashchitnye mekhanizmy fotosintez [Protection mechanisms of photosynthesis]. Sorosovskii obrazovat. zhurn. [Soros Educ. J.]. 1999. No. 11. P. 16–21.

Tret’yakova I. N., Noskova N. E. Pyl’tsa sosny obyknovennoi

v usloviyakh ekologicheskogo stressa [Pollen of the Scots pine under ecological stress]. Ekologiya [Russ. J. Ecol.]. 2004. No. 1. P. 26–33.

Vetchinnikova L. V., Serebryakova O. S., Ilinova M. K. Dinamika soderzhaniya lipidov i zhirnokislotnogo sostava otdel’nykh fraktsii v zhenskikh serezhkakh berezy povisloi Betula pendula Roth [Dynamics of the lipid content and the fatty acid composition of some lipid fractions in female catkins of Betula pendula Roth]. Trudy KarNTs RAN [Trans. KarRC RAS]. 2013. No. 3. P. 74–81.

Voinikov V. K. Mitokhondrii rastenii pri temperaturnom stresse [Mitochondria of plants under temperature stress]. Novosibirsk: Geo, 2011. 163 p.

Yusufov A. G. Znachenie vegetativnogo razmnozheniya v progressivnoi evolyutsii rastenii [Role of vegetative reproduction in progressive plant evolution]. Zakonomernosti

progressivnoi evolyutsii [Patterns of Progressive Evolution]. Leningrad, 1972. P. 393–399.

Bonome L., Moreira S., Oliveira L., Sotero A. Metabolism

of carbohydrates during the development of seeds of the Brazilian rubber tree (Hevea brasiliensis (Willd. Ex Adr. De Juss) Muell.‑Arg.). Acta Physiologiae Plantarum. 2011. Vol. 33, iss. 1. P. 211–219. doi: 10.1007/s11738‑010‑0540‑8

Famiani F., Casulli V., Baldicchi A., Battistelli A., Moscatello S., Walker R. P. Development and metabolism of the fruit and seed of the Japanese plum Ozark premier (Rosaceae). Journal of Plant Physiology. 2012. Vol. 169, iss. 6. P. 551–560. doi 10.1016/j.jplph.2011.11.020

Hawkins Ch. D. B., Dhar A. Spring bud phenology of Betula papyrifera populations in British Columbia. Scandinavian Journal of Forest Research. 2012. Vol. 27, iss. 6. P. 507–519.

Heslop-Harrison J. Pollen-stigma interaction and cross-incompatibility in the grasses. Science. 1982. Vol. 215, no. 4538. P. 1358–1364.

Lyons J. M., Wheaton T. A., Pratt H. K. Relationship between the physical nature of mitochondrial membranes and chilling sensitivity in plants. Plant Physiol. 1964. Vol. 39, no. 2. P. 262–268.

Niemistö P., Viherä-Aarnio A., Velling P., Heräjärvi H., Verkasalo E. Koivun karvatus ja käyttö. Hämeenlinna: Karisto Oy, 2008. 254 p.

Piispanen R., Saranpää P. Neutral lipids and phospholipids in Scots pine (Pinus sylvestris) sapwood and heartwood. Tree Physiology. 2002. Vol. 22. P. 661–666. doi: 10.1093/treephys/22.9.661

Rousi M., Heinonen Ja. Temperature sum accumulation effects on within-population variation and longterm trends in date of bud burst of European white birch (Betula pendula). Tree Physiology. 2007. Vol. 27. P. 1019–1025. doi: 10.1093/treephys/27.7.929

Sarvas R. On the flowering of birch and quality of seed crop. Commun. Inst. Forest. Fenn. Helsinki. 1952. Vol. 40(7). P. 1–38.

Schaffer А. А., Petreikov М. Sucrose-to-Starch Metabolism in Tomato Fruit Undergoing Transient Starch Accumulation. Plant Physiol. 1997. Vol. 113, no. 3. P. 739–746.

Shivanna K. R. Recognition and rejection phenomena during pollen-pistil interaction. Proc. Indian Acad. Sci. B. 1979. Vol. 88, no. 2. Part 2. P. 115–141.

Simola L. K., Koskimies-Soininen K. Comparison of Glycolipids and Plastids in Callus Cells and Leaves of Alnus and Betula. Plant and Cell Physiol. 1984. Vol. 25, no. 8. P. 1329–1340.




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/eb835

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019