Pigments and ultrastructural peculiaries of cell organelles of fern Polystichum aculeatum (L.) Roth. at different stages of development

Abstract

Встановлено якісний і кількісний склад фотосинтетичних пігментів у ваях спорофіта Р. aculeatum у різні фази онтогенезу. Максимальний вміст фотосинтетичних пігментів зафіксовано у фази спороношення і зимової вегетації. Специфічною ознакою вай спорофіта P. aculeatum є відносно високий вміст каротиноїдів. У фазу формування сорусів (травень-червень) у клітинах мезофілу вай P. aculeatum наявні хлоропласти округлої та видовженої, лінзоподібної форми. Хлоропласти округлої форми мають відносно електронно-нещільну строму і грани, сформовані малою кількістю тилакоїдів. Хлоропласти лінзоподібної форми -з електроннощільною стромою і гранами, які наповнюють їхній об'єм. Ці хлоропласти містять великі крохмальні зерна і зрідка пластоглобули. Диференціація хлоропластів за ультраструктурою не пов'язана з певними анатомічними ділянками вай. Наприкінці весни в клітинах паренхіми хлоропласти розташовуються в безпосередній близькості до плазмалеми. На ультраструктурну впорядкованість внутрішньої мембранної системи хлоропластів мезофілу вай P. aculeatum впливають сезонні температурні зміни, а також зміни умов освітлення. У фазу осінньої вегетації у хлоропластів клітин асимілюючої паренхіми іноді формуються вирости. Зафіксовано часткове руйнування їхньої внутрішньої мембранної системи і поява численних пластоглобул. Кількість крохмальних зерен у пластидах значно зменшується. У клітинах паренхіми кореневища P. aculeatum міститься значна кількість амілопластів, як навесні, у фазу формування сорусів, так і в період осінньої вегетації. Ці органели щільно наповнені крохмальними зернами і практично не мають розвиненої внутрішньої мембранної системи. Відсутність суттєвих змін їхньої ультраструктури насамперед пов'язана з оптимальними умовами існування рослини в умовах відкритого ґрунту (експозиційні ділянки спорових рослин Ботанічного саду ім. акад. О. В. Фоміна КНУ імені Тараса Шевченка). Ключові слова:Polystichum aculeatum (L.) Roth., онтогенез, пігменти, хлоропласти, ультраструктура Biol. Stud. 2017: 11(2); 91-102 •

Endogenous cytokinins dynamics during development of sporophytes of perennial ferns Dryopteris filix-mas and Polystichum aculeatum (Dryopteridaceae)

“…In fronds and rhizomes of this fern high levels of endogenous abscisic acid were found during the winter vegetation (Voytenko, Kosakivska, 2017), which probably compensate for the presence of cytokinins, restraining their growth-stimulating effect. It should be noted that it was during the winter vegetation when the maximum content of photosynthetic pigments (chlorophylls a and b and carotenoids) was detected in P. aculeatum (Shcherbatiuk et al, 2017). Previously, the ability of cytokinins to control the accumulation of chlorophyll and to regulate the activity of genes responsible for the stability of the ratio of a/b chlorophylls was demonstrated in rice seedlings (Talla et al, 2016).…”

Photosynthetic pigments and ultrastructure of chloroplasts of the fern Dryopteris filix-mas (L.) Schott in various phenological phases of development

“…), у клітинах паренхіми якого містяться лінзоподібні хлоропласти з електроннощільною стромою і розвиненими гранальними комплексами, утвореними великою кількістю тилакоїдів. Водночас у багаторядника шипуватого є округлі хлоропласти, котрі за ультраструктурою більше нагадують фотосинтетичні органели хвоща польового [19]. З настанням осінніх похолодань у фазу завершення вегетації й відмирання надземної частини в клітинах вай відбуваються природні фізіологічні та структурні зміни, зумовлені поступовим відмиранням надземної частини.…”

“…Порівняно з покритонасінними рослинами нижнього ярусу [2,21], загальний вміст пігментів у ваях D. filix-mas нижчий. За нашими даними, вміст пігментів у відповідних фенологічних фазах розвитку в D. filix-mas був також нижчим, ніж у папороті P. aculeatum [19]. Таку різницю можна пояснити особливостями будови листко вої пластинки літньозелених і зимозелених видів.…”