Астраханские популяции ириса низкого распространение, морфологические особенности
Galina Cokolova
Астраханские популяции ириса низкого распространение, морфологические особенности. Автор : Сапрыкина Олеся , ученица 8 класса,МБОУ «Лицей №2», работа выполнена на базе МБОУ ДОД ДДТ»Успех» г. Астрахани.Руководитель : Соколова Галина Алексеевна
Для успешной интродукционной, а в дальнейшем и гибридизационной работы следует изучать виды в природе, чтобы попытаться прогнозировать их адаптационную реакцию на новые для них условия культивирования. В первую очередь это касается экологической оценки растений природной флоры. Она необходима для определения путей интродукции растений на основе их требований к условиям существования [4]. Немаловажное значение имеет и комплексное морфологическое изучение видов. Многообразие форм ирисов открывает широкие возможности их использования в озеленении города. Ирис подходит для отдельной посадки на фоне газона или кустарника, в группе растений, цветущих в одно или разное время. Низкорослый ирис прекрасно выглядит в рокариях. Объект нашего исследования - Ирис низкий - Iris pumila . Необходима организация заказника. Начала исследование в 2014 году в районе Бэровских бугров.
Цель: исследовать особенности биологии, экологии и фитоценологии редкого растения Касатик (Ирис) карликовый (Iris pumila L/) на основе собранного материала.Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи: Подобрать и адаптировать существующие методики исследования биологии и экологии популяций редких видов растений.Выполнить морфометрические измерения, определить возрастной спектр и изучить показатели семенной продуктивности популяции; Сделать заключение о нынешнем состоянии популяции Касатик (Ирис) карликовый (Iris pumila L/). Разработать условия для организации заказника ириса низкого, оценить семенную продуктивность, оценить жизненное состояние популяции.
Об Ирисе низком известно не много. Так в статье И.В.Шевченко «Цветение ирисов на юго-западе Черноземья» даны методики фенологических наблюдений, которые мы сможем использовать. Много сказано об охране ирисов и как этим заниматься, что непременно используем в своей работе. В книге об ирисах Родионенко описаны в основном бородатые ирисы, но полезным явилась методика искусственного выращивания ириса . Род Iris L. - самый большой и наиболее сложный из семейства Iridaceae Juss.[(Родионенко, 1988; Родионенко, Тихонова, 1996], виды которого произрастают в Европе, Азии, Северной Америке, Северной Африке. Проблеме сохранения и изучения видов рода Iris посвящены работы многих российских и зарубежных авторов (Родионенко, 1961; Yabuya et al., 2004; Алексеева, 2005; Доронькин, 2006; Долганова, 2008; Миронова, 2008).
Методика.В результате поездки в район Бэровских бугров ЦККА на правобережье реки Волги были отобраны природные виды и интересные формы ряда растений, в том числе и ириса низкого. Помимо этого было уточнено распространение I. pumila на Бэровских буграх и изучены его макро- и микроморфологические особенности.Описание климата, осадков, температуры, почвы, фенологические сроки замерзания и оттаивания , водный режим. Изучение календарных сроков цветения проводили по методике фенологических наблюдений в ботанических садах.Изучение биоморфологии проводилось согласно методу В.Н. Голубева. На 20-ти средневозрастных генеративных растениях ценопопуляции отмечались 15 параметров.
Материал по изучению ультраскульптуры зрелой пыльцы из сухого материала отдельные пыльцевые зерна взяла у Г.И. Родионенко[5]. Сама исследованием пыльцы займусь в апреле-мае 2015 года. Помощь ожидаю от межкафедральной лаборатории электронной микроскопии АГУ. Для описания пыльцевых зерен используется терминология, предложенная Л.А. Куприяновой и Л.А. Алешиной (1967) и G. Erdtman (1945) с некоторыми изменениями. Для карпологического изучения семена Iris pumila были собраны в природе. Описания морфологии, измерения плодов и семян проводили при помощи бинокуляра МБС-9 согласно общепринятым методикам [3]. Скульптура поверхности семян была изучена с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) Camscan S-2 при увеличениях 10х - 30х и 100 х. Подготовка материала осуществлялась по описанной выше методике.
Метод геоботанических описаний.В течение июня месяца 2013 года выполнено 5 геоботанических описаний растительных сообществ с участием ириса низкого на пробных площадках площадью 3х3 м² в районе АЦКК .Выяснено что обилие вида соответствует2 баллам.
Обилие видов оценивалось по шкале Ж. Браун-Бланке:
7-балльная шкала Браун-Бланке
5 баллов – обилие вида свыше 75 %; 4 балла – обилие вида от 50 до 75 %;
3 балла – обилие вида от 25 до 50 %; 2 балла – обилие вида от 5 до 25 %;
1 балл – обилие вида от 1 до 5 %; + - вид встречается несколько раз;
r – вид встречается единично.
Результаты исследования
Описание ириса.Род Iris L. - самый большой и наиболее сложный из семейства Iridaceae Juss.Слово «ирис» в переводе с греческого означает «радуга». Растение, цветок которого олицетворяет собой красивейшее явление природы - радугу, у русского народа зовется касатиком (Родионенко, 1961). За последние два столетия человек создал несметное количество сортов касатика. Сорта Iris ensata Thunb. ценят за красоту цветка, раннелетний срок цветения, декоративность листвы в течение сезона. Многообразие сортов Iris hybrida hört, восхищают самых искушенных любителей ириса. В настоящее время известно более 500 сортов сибирских ирисов (Iris sibirica L.). Это наиболее пластичная ирисовая культура. Скорректировав комплекс агротехнических мероприятий, ее можно успешно выращивать едва ли не во всех климатических зонах России, от холодного севера до жаркого юга. С 1978 г. интродукцией и селекцией ириса в ГНУ НИИСС им. М.А. Лисавенко занимается З.В. Долганова. К 2008 г. создан гибридный фонд из 3682 сеянцев, отобрано 164 элитных гибрида, сохраняется коллекция из 248 сортов иностранной и отечественной селекции и создано 25 алтайских сортов [Долганова, 2008].Представителей рода Iris относят в группу основных многолетников, используемых в озеленении наряду с пионом, лилейником, флоксом, тюльпаном и нарциссом. Доля цветочной продукции отечественного производства на российском рынке, по оценкам экспертов, составляет не более 10% [Средин и др., 2010].Сорта ириса, как и сорта многих других многолетников, размножают только вегетативно. Низкий коэффициент вегетативного размножения усложняет или делает невозможным производство посадочного материала в промышленных масштабах. В этом случае необходимо увеличивать площади под маточные насаждения, что экономически не выгодно, или находить альтернативный вегетативному способ размножения.
Ирис (касатик) карликовый (Iris pumila L.) - степной геофит, распространен в степях на каменистых, травянистых и песчаных склонах Центральной и Южной Европы, юга европейской части России, Северного Кавказа, в Закавказье, в Украине, в Молдавии и Казахстане. I.. pumila относится к европейско-кавказской ареалогической группе, в которую входит и I.. pseudacorus [1]. Полиморфный вид I.. pumila относится к подроду н секции Iris, ряду Pumilae Lawrence (который представлен также и другими видами: I.. timofejewii Woron, I... glaucescens Bunge, I.. scariosa Willd. ex Link.) [1]. Диплоидный набор I.. pumila имеет 32 хромосомы (2n=2x=32)Многолетнее корневищное растение из семейства ирисовых. Стебель обычно совсем не развит, реже до 12 см высотой, с 1-м, реже с 2-мя цветками. Трубочка околоцветника в несколько раз длиннее завязи. Произрастает на глинистых почвах в правобережье р. Волги.
Построение моделей ириса осуществляю по 18 основным признакам, включающих показатели генеративного побега (высота и толщина стебля, число цветков в соцветии), околоцветника (горизонтальный и вертикальный диаметр цветка, длина и ширина пластинки верхних долей околоцветника (стандартов), длина и ширина пластинки нижних долей околоцветника (фолсов), пространственное расположение стандартов и фолсов, длина и ширина бородки) и листьев (число листьев вегетативного побега, длина и ширина листа генеративного и вегетативного побега. Все данные будут собраны весной 2015 года.Для преодоления покоя семян в условиях in vitro использовала три варианта повреждения семенной оболочки1. Скарификация.2. Надрез в зоне семенного рубчика.3. Полное удаление семенной кожуры.
Контролем будут служить семена без нарушения целостности семенной оболочки. Результативность получения регенерантов ирисов оценивать, используя метод культуры in vitro незрелых зародышей, изолированных в периоды до 40 дней после опыления (ДПО), 40-50, 50-60, 60-70 и после 70 ДПО, а также на зародышах, изолированных из зрелых семян. Для культивирования эксплантов использовать среду Murashige, Skoog (1962) с добавлением БАП.
Математическую обработку данных проведу стандартными методами (Доспехов, 1985, Зайцев, 1984) с использованием пакета программ Microsoft Office.
В июне 2014 года вовремя экспедиции на Бэровские бугры в районе АЦКК были найдены ирисы низкие.В ходе исследования выяснила , что ирисы растут на верхушке Бэровского бугра , занимая площадь в 20-25 м кв. Растут они образуя куртинки в 50-8- см. Высота ириса низкого 10-15 см.
В ноябре 2014 года уже этого бугра не обнаружила, так как весь грунт увезли к новой строящейся бензозаправке. Так исчезли ирисы в полном составе.
Характеристика популяции ириса низкого в Астраханской области
Дальнейшее исследование связываю с фенологическими наблюдениями за цветением и произрастанием ирисов на Бэровском бугре возле ерика Безымянный Астраханская область.
Фенологические наблюдения за цветением ириса низкого
|
Вид |
Дата цветения |
Равномерность зацветания |
Продолжительность цветения |
|
|
Начало |
конец |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из научных источников стало известно , что цветение продолжается 2-3 недели. Цветки опадают , а листья остаются зелеными и декоративными. Весной листья зеленые, летом темнеют, а к осени на них образуется восковой налет голубовато-серого цвета. Свое исследование начала в сентябре 2014 года , когда ирисы готовились к зимовке. На поверхности встретили растения с 2 -3 листьями с восковым налетом голубовато-серого цвета , длинной до 13 см. Таких растений было не много по 2-3 на 1 м², корневищ не было видно.Длительный декоративный эффект ирисов – высокий аргумент для введения их в культуру. Особенно интересны те ирисы, которые цветут в разные сроки.Вставить таблицу Осадки весной-летом, температура за 2-3 года
Исследование микроструктуры пыльцевых зерен ириса низкого .В различных источниках встретила данные об исследовании пыльцы ириса низкого. Свое исследование начну весной 2015 года и при помощи лаборатории электронного микроскопирования АГУ. Анализируя данные полученные Г.И. Родионенко выяснила , что он характеризует пыльцевые зерна Iris pumila как однобороздные, сфероидальной формы, структура экзины имеет своеобразный бородавчатый вид. Исследованные пыльцевые зерна I.. pumila L. - дистально 1-бороздные, апертура четко выражена, в полярном положении сплюснуто-сфероидальной или сфероидальной формы (рис. 1), в экваториальном сплюснуто-округлые или округлые, (рис. 2) соотношение длин полярной оси и экваториального диаметра (Р/Е)=0.61 (0.50-1.00). Пыльцевые зерна средние и крупные по размеру, длина полярной оси 59.23 мкм (35.59 мкм - 80.4 мкм), экваториальный диаметр 70.61 мкм (72.28 мкм 90.08 мкм). В образце попадаются пыльцевые зерна разной формы и размера. Скульптура поверхности пыльцевых зерен бугорчато-шиповатая (рис. 3).Уникальность и своеобразие ультраскульптуры поверхности пыльцевых зерен часто используется для систематики, представляя весьма консервативные структуры. К таким структурам относятся и плоды, часто сохраняющие в морфологическом и анатомическом строении исходные признаки предков, а это, в свою очередь, имеет чрезвычайно важное значение для решения вопросов систематики и филогении различных групп покрытосеменных растений.
Рис1. Микрофотография скульптуры поверхности пыльцевого зерна
Рис. 4. Микрофотография (СЭМ) скульптуры поверх-ности семени Iris pumila - крупно-морщииисто-ямчатая.
Практическая значимость исследования. Практическая значимость исследования популяции ириса болотного, являющегося видом-индикатором полупустынных биоценозов , заключается в разработке эффективных способов охраны. Данные наших исследований могут быть включены в централизованный информационный ресурс общего доступа, о создании которого принята резолюция на международном симпозиуме "IRIS L. – 2011".
Вывод. Проведенное изучение ириса карликового (Iris pumila) в разных районах Астраханской области , выявили его полиморфность в зависимости от почвенно-климатических условий. Наибольшая изменчивость отмечена в окраске долей околоцветника.
В результате изучения и сборов в природе, а также на основании данных гербария АГУ уточнены места произрастания I.. pumila на территории Астраханской области. Вследствие уязвимости популяций Iris pumila, особенно вблизи населенных пунктов, рекомендуется включить вид в Красную книгу Астраханской области.Планируются исследования макроморфологических признаков ириса карликового, а также при помощи световой и электронной сканирующей микроскопии изучить микроморфологию, в частности структуру поверхности пыльцевых зерен и семян I. pumila. В будущем можно создать сорт ириса низкого , который будет участвовать в озеленении нашего города.
Список литературы
1. Алексеева Н.Б. Виды рода Iris L. во флоре России. Проблемы охраны в природе и интродукции / Н.Б. Алексеева // Дисс. ... канд. биол. наук. - Санкт-Петербург, 2005. 15
2. Культиасов М.В. Эколого-исторический метод в интродукции растений / М.В. Культиасов // Бюлл. ГБС. Вып. 15, 1953. - С. 24-39.
3. Родионенко Г.И. Род Касатик (Ирис) - Iris / Г.И. Родионенко. - Декоративные травянистые растения для открытого грунта СССР. - Л.: Наука, 1977. - Т. 1. - С. 225-273.
4. Шевченко Г.Т. Распространение касатиков секции Iris в Ставропольском крае и южных районах Калмыцкой АССР / Г.Т. Шевченко // Материалы по изучению Ставропольского края. - 1976. - Вып. 14.- С.351-357.
5. 2. Куприянова Л.А. Сем. Iridaceae Juss. – Касатиковые / Л.А. Куприянова // Споры папоротникообразных, пыльца голосеменных и однодольных растений флоры европейской части СССР. – Л.: Наука, 1983. – С. 114–120.4. Родионенко Г.И. Род Ирис – Iris L. / Г.И. Родионенко. – М.–Л.: Изд-во АН СССР, 1961. – 215 с.
.