odesa national university herald Вестник...

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИОдЕСьКИй НАцІОНАльНИй УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ І. І. МЕчНИКОВА

Odesa National University Herald

Вестник Одесского национального университета

ВІСНИКОдЕСьКОГО НАцІОНАльНОГОУНІВЕРСИТЕТУСерія: БіологіяНауковий журналВиходить 2 рази на рік Серія заснована у липні 2007 р.

Том 21, випуск 1(38) 2016

ОдесаОНУ2016

Засновник та видавець: Одеський національний університет імені І. І. Мечникова

Редакційна колегія журналу:І. М. Коваль (головний редактор), В. О. Іваниця (заступник головного редактора),

О. В. Александров, С. М. Андрієвський, Ю. Ф. Ваксман, В. В. Глє бов, л. М. Голубенко, л. М. дунаєва, В. В. Заморов, О. В. Запорожченко, В. Є. Круглов, В. Г. Кушнір, В. В. Мен-чук, М. О. Подрезова, О. В. Сминтина, В. І. Труба, В. М. Хмарський, О. В. чай ковський, Є. А. черкез, Є. М. черноіваненко

Редакційна колегія серії:В. О. Іваниця, д.б.н, професор; Б. М. Галкін, д.б.н, професор; л. М. Карпов, д.б.н,

професор; О. М. Слюсаренко, д.б.н, професор; В. П. Стойловський, д.б.н, професор; С. А. Петров, д.б.н, професор; Ф. П. Ткаченко, д.б.н, професор; В. М. Тоцький, д.б.н, професор; Т. О. Філіпова, д.б.н, професор; С. В. чеботар, д.б.н., член-кор. НАНУ; І. л. Вовчук, д.б.н.; Н. л. любимова, к.філол.наук, доцент; Б. Г. Александров, д.б.н, про-фесор (науковий редактор); Г. В. Майкова, к.б.н., доцент – (відповідальний секретар)

Відповідно до постанови Президії ВАК України № 1021 від 07.10.2015 р. науковий журнал «Вісник Одеського національного університету. Біологія»

входить до Переліку наукових фахових видань України

Українською, російською та англійською мовами

Свідоцтво про державну реєстрацію друкованого засобу інформаціїСерія КВ № 11455-328Р від 7.07.2006 р.

Затверджено до друку Вченою радою Одеського національного університету

імені І. І. Мечникова. Протокол № 9 від 31.06.2016 р.

Адреса редакції: 65082, м. Одеса, вул. дворянська, 2Одеський національний університет імені І.І. Мечникова,

Тел: (+380-48) 68-79-32E-mail:[email protected]

© Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, 2016

Зміст

БіОХіміЯ мотрук Н. В.ВИдІлЕННЯ МАТРИКСНОЇ МЕТАлОПРОТЕЇНАЗИ–2 З НЕТРАНСФОРМОВАНОЇ ТКАНИНИ МОлОчНОЇ ЗАлОЗИ ЖІНОК ............................................................................... 11

БОтАНіКА тА ФіЗіОЛОГіЯ РОсЛИНБондаренко О. Ю.БІОМОРФОлОГІчНА СТРУКТУРА ФлОРИ лИМАНІВ МЕЖИРІччЯ дНІСТЕР – ТИлІГУл (УКРАЇНА) .............................................................................................. 23

Васильєва т. В., Коваленко с. Г., Немерцалов В. В.РОСлИНИ СЕРЕдЗЕМНОМОРСьКОГО ПОХОдЖЕННЯ В УРБАНОФлОРІ М. ОдЕСИ ........................................................................................................................ 33

Дармостук В. В.лИШАйНИКИ ТА лІХЕНОФІльНІ ГРИБИ ЗАПОВІдНОГО УРОчИЩА «НЕдОГІРСьКИй лІС» (ВЕлИКООлЕКСАНдРІВСьКИй РАйОН, ХЕРСОНСьКА ОБлАСТь, УКРАЇНА) .................................................................................................................. 43

Кириленко Н. А., Ружицька О. м., Борисова О. В.АНАТОМО-МОРФОлОГІчНІ ОСОБлИВОСТІ СТЕБЕл ТА лИСТКІВ ПлІВчАСТИХ ПШЕНИць TRITICUM SPELTA L. ТА T. DICOCCUM (ScHraNk) ScHUEBL ................... 50

слюсаренко О. м., Кривицька т. м., Кулак Ю. О., Ляховецька О. Б.МІКРОМІцЕТИ РИЗОСФЕРИ SALvIA SPLEnDEnS L. ПРИ ВНЕСЕННІ СПОР PEnICILLIUM ROSEO – PURPUREUM DiErckx, ІММОБІлІЗОВАНИХ НА АНАльцИМІ ......................................................................................................................... 62

ГЕНЕтИКА тА мОЛЕКУЛЯРНА БіОЛОГіЯБакума А. О., Булавка Н. В., Чеботар с. В.ГЕНОТИПИ СУчАСНИХ МИРОНІВСьКИХ СОРТІВ ОЗИМОЇ М’ЯКОЇ ПШЕНИцІ ЗА Ppd-A1-, Ppd-B1-, Ppd-D1-ГЕНАМИ ТА ЇХ чУТлИВІСТь дО ФОТОПЕРІОдУ ........... 75

Гончарова А. і., моцний і. і., Чеботар с. В.ВПлИВ АлЕлІВ ГЕНІВ КОРОТКОСТЕБлОВОСТІ НА дОВЖИНУ КОлЕОПТИлЯ ПШЕНИцІ М’ЯКОЇ В УМОВАХ ОСМОТИчНОГО СТРЕСУ ............................................... 89

топтіков В. А., тоцький В. м., Алєксєєва т. Г., Ковтун О. О.ОСОБлИВОСТІ АСОцІАТИВНИХ ЗВ’ЯЗКІВ МІЖ НЕГОМОлОГІчНИМИ АлЕлЯМИ ГЕН-ЕНЗИМНИХ СИСТЕМ В РІЗНИХ УГРУПОВАННЯХ R. vEnOSA чОРНОГО МОРЯ .100

ГіДРОБіОЛОГіЯ тА ЗАГАЛЬНА ЕКОЛОГіЯГоворін і. О., Шацілло Е. і.МІЖРІчНІ ЗМІНИ чИСЕльНОСТІ ТА БІОМАСИ МІдІЇ MYTILUS GALLOPROvInCIALIS Lam. ТА МІТІлЯСТЕРУ MYTILASTER LInEATUS GmEL. У ПЕРІФІТОННИХ ПОСЕлЕННЯХ БІлЯ ОдЕСьКОГО УЗБЕРЕЖЖЯ чОРНОГО МОРЯ ................................ 117

Герасим’юк В. П., Долінська А. О.МІКРОСКОПІчНІ ВОдОРОСТІ БЕНТОСУ ХАдЖИБЕйСьКОГО лИМАНУ (ОдЕСА, УКРАЇНА) ................................................................................................................... 130

міКРОБіОЛОГіЯ тА БіОтЕХНОЛОГіЯФілімонов В. м., мерліч А. Г., Ліманська Н. В.ВПлИВ КОНСОРцІУМА ШТАМІВ LACTOBACILLUS PLAnTARUM НА РОСТОВІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАРОСТКІВ САлАТУ LACTUCA SATIvA L. ..................................... 143

ФіЗіОЛОГіЯ ЛЮДИНИ тА тВАРИНмельничук О. А., Швайко с. Є.ФАКТОРНА СТРУКТУРА ПАРАМЕТРІВ ІЗОМЕТРИчНОГО СКОРОчЕННЯ EX vIvO М'ЯЗУ GASTROCnEMIUS MEDIALIS У лАБОРАТОРНИХ ЩУРІВ З ГОСТРОЮ ІШЕМІЄЮ ТАЗОВИХ КІНцІВОК ........................................................................................... 155

ПРАВИлА длЯ АВТОРІВ ........................................................................................................ 164

сОДЕРЖАНИЕ

БИОХИмИЯмотрук Н. В.ВЫдЕлЕНИЕ МАТРИКСНОй МЕТАллОПРОТЕИНАЗЫ-2 ИЗ НЕТРАНСФОРМИРОВАННОй ТКАНИ МОлОчНОй ЖЕлЕЗЫ ЖЕНЩИН ............... 11

БОтАНИКА И ФИЗИОЛОГИЯ РАстЕНИЙБондаренко Е. Ю.БИОМОРФОлОГИчЕСКАЯ СТРУКТУРА ФлОРЫ лИМАНОВ МЕЖдУРЕчьЯ дНЕСТР – ТИлИГУл .................................................................................................................. 23

Васильева т. В., Коваленко с. Г., Немерцалов В. В.РАСТЕНИЯ СРЕдИЗЕМНОМОРСКОГО ПРОИСХОЖдЕНИЯ В УРБАНОФлОРЕ Г. ОдЕССЫ ................................................................................................................................... 33

Дармостук В. В.лИШАйНИКИ И лИХЕНОФИльНЫЕ ГРИБИ ЗАПОВЕдНОГО УРОчИЩА «НЕдОГОРСКИй лЕС» (ВЕлИКОАлЕКСАНдРОВСКИй РАйОН, ХЕРСОНСКАЯ ОБлАСТь, УКРАИНА) ................................................................................................................ 43

Кириленко Н. А., Ружицкая О. Н., Борисова О. В.АНАТОМО-МОРФОлОГИчЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СТЕБлЕй И лИСТьЕВ ПлЁНчАТЫХ ВИдОВ ПШЕНИц TRITICUM SPELTA L. И T. DICOCCUM (ScHraNk) ScHUEBL ...................................................................................................................................... 50

слюсаренко А. Н., Кривицкая т. Н., Кулак Ю. А., Ляховецкая О. БМИКРОМИцЕТЫ РИЗОСФЕРЫ SALvIA SPLEnDEnS L. ПРИ ВНЕСЕНИИ СПОР PEnICILLIUM ROSEO – PURPUREUM DiErckx, ИММОБИлИЗИРОВАННЫХ НА АНАльцИМЕ ............................................................................................................................... 62

ГЕНЕтИКАИ мОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯБакума А. А., Булавка Н. В., Чеботарь с. В.ГЕНОТИПЫ СОВРЕМЕННЫХ МИРОНОВСКИХ СОРТОВ ОЗИМОй МЯГКОй ПШЕНИцЫ ПО Ppd-A1-, Ppd-B1-, Ppd-D1-ГЕНАМ И ИХ чУВСТВИТЕльНОСТь К ФОТОПЕРИОдУ ...................................................................................................................... 75

Гончарова А. И., моцный И. И., Чеботарь с. В. ВлИЯНИЕ АллЕлЕй ГЕНОВ КОРОТКОСТЕБЕльНОСТИ НА длИНУ КОлЕОПТИлЯ ПШЕНИцЫ МЯГКОй В УСлОВИЯХ ОСМОТИчЕСКОГО СТРЕССА .. 89

топтиков В. А., тоцкий В. Н., Алексеева т. Г., Ковтун О. А.ОСОБЕННОСТИ АССОцИАТИВНЫХ СВЯЗЕй МЕЖдУ НЕГОМОлОГИчНЫМИ АллЕлЯМИ ГЕН-ЭНЗИМНЫХ СИСТЕМ В РАЗНЫХ ГРУППИРОВКАХ РАПАНЫ чЕРНОГО МОРЯ ....................................................................................................................... 100

ГИДРОБИОЛОГИЯ И ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯГоворин И. А., Шацилло Е. И.МЕЖГОдОВЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ чИСлЕННОСТИ И БИОМАССЫ МИдИИ MYTILUS GALLOPROvInCIALIS Lam. И МИТИлЯСТЕРА MYTILASTER LInEATUS GmEL. В ПЕРИФИТОННЫХ ПОСЕлЕНИЯХ У ОдЕССКОГО ПОБЕРЕЖьЯ чЕРНОГО МОРЯ .... 117

Герасимюк В. П., Долинская А. О.МИКРОСКОПИчЕСКИЕ ВОдОРОСлИ БЕНТОСА ХАдЖИБЕйСКОГО лИМАНА (ОдЕССА, УКРАИНА) ............................................................................................................... 130

мИКРОБИОЛОГИЯ И БИОтЕХНОЛОГИЯФилимонов В. м., мерлич А. Г., Лиманская Н. В.

ВлИЯНИЕ КОНСОРцИУМА ШТАММОВ LACTOBACILLUS PLAnTARUM НА РОСТОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ САлАТА LACTUCA SATIvA L. .............................. 141

ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОтНЫХмельничук А. А., Швайко с. Е.ФАКТОРНАЯ СТРУКТУРА ПАРАМЕТРОВ ИЗОМЕТРИчЕСКОГО СОКРАЩЕНИЯ EX vIvO МЫШцЫ GASTROCnEMIUS MEDIALIS У лАБОРАТОРНЫХ КРЫС С ОСТРОй ИШЕМИЕй ТАЗОВЫХ КОНЕчНОСТЕй .......................................................... 155

ПРАВИлА длЯ АВТОРОВ ....................................................................................................... 164

CONTENTS

BIOCHEMISTRYMotruk N. V.iSOLatiON Of matrix mEtaLLOprOtEiNaSE-2 frOm NONmaLiGNaNt BrEaSt tiSSUES iN WOmEN ................................................................................................... 11

BOTANY AND PLANT PHYSIOLOGYBondarenko O. Yu.BІOmOrfOLOGІcHNa StrUctUrE Of fLOra Of tHE DNІStEr – tiLІGUL iNtErfLUVE ................................................................................................................................ 23

Vasylyeva T. V., Kovalenko S. G., Nemertsalov V. V.pLaNtS Of mEDitErraNEaN OriGiN iN ODESSa’ UrBaNOfLOra .......................... 33

Darmostuk V. V.LicHENS aND LicHENicOLOUS fUNGi Of rESErVED tractS «NEDOHirSkyy fOrESt» (VELykOOLEkSaNDriVka DiStrict, kHErSON rEGiON, UkraiNE) ...... 43

Kirilenko N. A., Ruzhitska O. м., Borysova O. V.aNatOmicaL aND mOrpHOLOGicaL fEatUrES Of StEmS aND LEaVES Of fiLmy typES Of TRITICUM SPELTA L. aND T. DICOCCUM (ScHraNk) ScHUEBL ..... 50

Slyusarenko А. N., Кrivitskaya т. N., Кulak Ju. А., Lyahоvetskaya О. B.micrOmyHcEtES Of SALvIA SPLEnDEnS L. rHiZОSpHErE at BriNGiNG Of PEnICILLIUM ROSEO - PURPUREUM DiErckx SpOrES, immOBiLiZED ON aNaLcimE ................................................................................................................................... 62

GENETICS AND MOLECULAR BIOLOGYBakuma A. O., Bulavka N. V., Chebotar S. V.tHE GENOtypES Of mODErN myrONiVSky VariEtiES Of WiNtEr WHEat fOr Ppd-A1, Ppd-B1, Ppd-D1 GENES aND tHEir SENSitiVity tO pHOtOpEriOD ............... 75

Honcharova A. I., Motsny I. I., Chebotar S. V.EffEctS Of tHE DWarfiNG GENE aLLELES ON cOLEOptiLE LENGtH Of BrEaD WHEat UNDEr OSmOtic StrESS cONDitiONS ........................................... 89

Toptikov V. A., Tots’kiy V. M., Alieksieieva T. G., Kovtun O. O.fEatUrES Of aSSOciatiVE LiNkS BEtWEEN NONHOmOLOGOUS aLLELES Of tHE GENE-ENZymE SyStEmS iN DiffErENt rapaNa GrOUpS Of tHE BLack SEa... 100

HYDROBIOLOGY AND GENERAL ECOLOGYGovorin I. A., Shatsillo E. I.tHE iNtEr-aNNUaL cHaNGES Of tHE QUaNtitatiVE aND BiOmaSS iNDicES Of mUSSELS MYTILUS GALLOPROvInCIALIS Lam. aND mytiLaStErS MYTILASTER LInEATUS GmEL. iN tHE pEripHytON SEttLEmENtS NEar ODESa cOaSt Of tHE BLack SEa ................................................................................................................................ 117

Gerasimiuk V. P., Dolynska A. O.micrOScOpic aLGaE Of BENtHOS Of tHE kHaDZHiBEy EStUary (ODESa, UkraiNE) .................................................................................................................. 130

MYCROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGYFilimonov V. M., Merlich A. G., Limanska N. V.EffEct Of cONSOrtia Of LACTOBACILLUS PLAnTARUM StraiNS ON GrOWtH cHaractEriSticS Of LACTUCA SATIvA L. SEEDLiNGS ................................................. 141

PHYSIOLOGY HUMAN AND ANIMALSMelnichuk O. A., Shvaiko S. Ye.factOr StrUctUrE Of paramEtErS Of EX vIvO mUScLE GASTROCnEMIUS MEDIALIS iSOmEtric cONtractiON iN LaBOratOry ratS WitH acUtE pELVic LimB iScHEmia ......................................................................................................... 155

rULES fOr tHE aUtHOrS .................................................................................................... 164

БіОХіміЯ

1111

iSSN 2077-1746. Вісник ОНУ. Біологія. 2016. Т. 21, вип. 1(38)

© Н. В. Мотрук, 2016

УДК 577.156:152.3.4*24’142 DOI 10.18524/2077-1746.2016.1(38).72064

Н. В. мотрук, соискательОдесский национальный университет имени И. И. Мечникова, кафедра биохимии,ул. дворянская, 2, Одесса, 65082, Украина, тел.: (0482) 68-78-75, [email protected]

ВЫДЕЛЕНИЕ мАтРИКсНОЙ мЕтАЛЛОПРОтЕИНАЗЫ-2 ИЗ НЕтРАНсФОРмИРОВАННОЙ тКАНИ мОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ЖЕНЩИН

Матриксная металлопротеиназа-2 (ММП-2) – цинксодержащая, кальций-зависимая внеклеточная протеиназа (КФ 3.4.24.24), которая участвует в реор-ганизации внеклеточного матрикса. Проведена разработка метода выделения ММП-2 из нетрансформированной ткани молочной железы женщин. Макси-мальная удельная активность ММП-2 установлена во фракции, 60 % насыще-ния (NH4)2SO4 в присутствии ионов Zn2+ и Са2+. Наибольшая очистка ММП-2 (в 231,77 раза) и максимальный процент выхода ММП-2 (349,41 %) получены во фракции 60 % насыщения (NH4)2SO4 в присутствии ионов Са2+.

Ключевые слова: матриксная металлопротеиназа-2; молочная железа; фрак-ционирование; сульфат аммония.

Матриксная металлопротеиназа-2 (ММП-2) – цинксодержащая, кальций-зависимая внеклеточная протеиназа (КФ 3.4.24.24) [6, 17]. Этот фермент играет важную роль в нормальных физиологических процессах: эмбриональном раз-витии, морфогенезе, репродукции и ремоделировании ткани, и в патологичес-ких процессах: при артритах, злокачественном росте и сердечно-сосудистых заболеваниях [11]. Нормальное протекание процессов реорганизации внекле-точного матрикса обеспечивается равновесием между активностью ММП-2 межклеточного матрикса и ее тканевого ингибитора ТИМП-2 [16].

Очищенные ферментные препараты ММП-2 были получены с помощью гель-фильтрации из полиморфонуклеарных лейкоцитов человека [20], афинной хроматографии на коллаген-сефарозе из остеобластов кролика [19], на дЕАЕ-целлюлозе из культуры ревматоидных фибробластов синовиальной жидкости человека [22]. ММП-2 из фибробластов десны человека была выделена с по-мощью комбинированного метода, который включал ионообменную хрома-тографию, гель-фильтрацию и аффинную хроматографию [15]. Однако нами не было обнаружено данных о выделении ММП-2 из ткани молочной железы женщин.

В связи с этим, цель данного исследования состояла в разработке метода выделения ММП -2 из нетрансформированной ткани молочной железы.

1212


материалы и методыМатериалом для выделения ММП-2 служила резецированная в ходе опера-

тивного вмешательства ткань молочной железы женщин, которая прилегала к новообразованию, и в которой по данным гистоморфологических исследований было подтверждено отсутствие атипических клеток. Гистологический матери-ал был верифицирован по требованиям ВООЗ [2] сертифицированной и лицен-зированной патоморфологической лабораторией Одесского областного онколо-гического диспансера с определением морфологического состояния и степени дифференцирования трансформированных клеток опухолевой ткани согласно договору о совместных исследованиях.

Взятие анатомического материала для исследований проводили с соблюде-нием этических и правовых норм Хельсинской декларации 1964 г., Конвенции о защите прав и достоинств человека в связи с использованием достижений биологии и медицины (Конвенция о правах человека и биомедицине 1996 г.), закона Украины «О трансплантации органов и других анатомических материа-лов человеку» 1999 г. За основу была взята методика cawston and tyler (1979), модифицированная для получения ММП-2 из ткани молочной железы [12]. Модификация заключалась в поэтапном осаждении с помощью 20 %, 40 %, 60 % и 80 % растворов (NH4)2SO4 и использовании 2,0 мМ (конечная концен-трация) растворов хлоридов Zn2+ и Са2+ для активации и стабилизации актив-ности фермента.

Образцы тканей замораживали при -18 °С непосредственно после опера-тивного вмешательства. Ткань молочной железы гомогенизировали в дистил-лированной воде (в соотношении 1 : 10) с последующим центрифугированием при 9000 g в мин при +4 оС в течение 45 минут. Супернатанты диализировали на мембранах при +4 оС против 20-кратного объема дистиллированной воды без добавления солей, а также с добавлением 2,0 мМ растворов Zncl2, cacl2 или смеси этих солей. диализаты подвергали поэтапному фракционированию (NH4)2SO4 при постоянном встряхивании с последующим центрифугировани-ем при 9000 g в течение 45 минут [9]. для удаления избытка (NH4)2SO4 фрак-ции подвергали повторному диализу в тех же условиях. Активность ММП-2 определяли по гидролизу 0,001 % раствора желатины по методу Вовчук [7] и содержание белка по методу лоури [18]. Активность ММП-2 выражали в ми-кромолях глицина на мг белка за 1 минуту инкубации при 37 ˚С. Статистичес-кую обработку результатов проводили с помощью t – критерия Стьюдента [3].

Результаты исследованийБыло установлено, что диализ белковых фракций в условиях отсутствия

ионов Zn2+ или Са2+ приводил к существенной очистке белкового раствора и

увеличению активности ММП-2 в 5,0 раз (табл.), что совпадает с данными литературы [1, 5].

1313


Табл

ица

Акт

ивно

сть

мм

П-2

, про

цент

вы

хода

, коэ

фф

ицие

нт о

чист

ки н

а эт

апах

вы

деле

ния

(м ±

m, n

= 3

)

Эта

п вы

деле

ния

Удел

ьная

акт

ивно

сть

фер

мен

таП

роце

нт в

ыхо

даК

оэф

фиц

иент

очи

стки

без

ионо

вс

иона

ми

Zn2+

с ио

нам

и C

a2+

с ио

нам

и Z

n2+ и

C

a2+

без

ионо

вс

иона

ми

Zn2+

с ио

нам

и C

a2+

с ио

нам

и Z

n2+ и

C

a2+

без

ионо

вс

иона

ми

Zn2+

с ио

нам

и C

a2+

с ио

нам

и Z

n2+ и

C

a2+

Исх

одны

й бе

лков

ый

раст

вор

0,00

08

±0,

0001

0,00

1 ±

0,00

010,

001

±0,

0001

0,00

1 ±

0,00

01-

--

--

--

-

Раст

вор

посл

е ди

ализ

а0,

004

±0,

0003

0,03

1 ±

0,00

20,

011±

0,00

10,

012

± 0,

001

100,

0010

0,00

100,

0010

0,00

1,00

1,00

1,00

1,00

20 %

на

сыщ

ение

(NH

4) 2SO

4

0,06

7 ±

0,00

50,

080

±0,

007

0,10

7 ±

0,09

00,

026

±0,

002

102,

1315

,72

61,6

613

,09

16,6

52,

5610

,05

2,14

40 %

на

сыщ

ение

(NH

4) 2SO

4

0,02

3 ±

0,00

30,

110

±0,

010

0,01

5 ±

0,00

20,

005

± 0,

001

156,

2196

,93

39,2

911

,57

5,67

3,52

1,43

0,42

60 %

насы

щен

ие(N

H4) 2S

O4

0,32

5 ±

0,02

20,

650

±0,

063

2,47

2 ±

0,21

92,

277

± 0,

190

121,

8731

,24

349,

4128

4,28

80,8

320

,72

231,

7718

8,57

80 %

на

сыщ

ение

(NH

4) 2SO

4

0,24

7 ±

0,02

10,

988

±0,

094

0,49

4 ±

0,03

60,

741

±0,

070

51,6

726

,50

38,9

951

,67

61,3

331

,47

46,3

261

,38

При

меча

ние:

уде

льна

я ак

тивн

ость

ММ

П-2

ука

зана

в м

икро

моля

х гл

ицин

а/мг

бел

ка за

1 м

ин и

нкуб

ации

при

37˚

С; п

роце

нт в

ыхо

да и

коэ

ффи-

циен

т оч

истк

и ук

азан

ы п

о от

нош

ению

к ф

ракц

ии п

осле

диа

лиза

, при

нято

й за

100

% и

1,0

соо

твет

стве

нно

1414


По отношению к раствору белка после диализа во фракции, получен-ной при 20 %-ом насыщении (NH4)2SO4 удельная активность (УА) ММП-2 и коэффициент (К) очистки фермента увеличились в 16,75 раз, а процент выхода фермента практически не изменился (табл.). Во фракции, полученной при 40 %-ом насыщении (NH4)2SO4, по сравнению с раствором после диализа, УА и К очистки ММП-2 увеличились в среднем в 5,7 раза, а процент выхода фер-мента увеличился в 1,56 раза (табл.). После диализа фракции, полученной при 60 %-ом насыщении (NH4)2SO4, был получен фермент, очищенный в 80,8 раз. При этом насыщении сульфатом аммония УА ММП-2 увеличилась более чем в 20 раз по сравнению с белковым раствором после диализа и выход фермен-та составил 121,87 %. УА и К очистки фермента, фракционированного при 80 %-ом насыщении (NH4)2SO4 увеличились более чем в 60 раз, однако процент выхода фермента снизился в 1,94 раза по сравнению с белковым раствором пос ле диализа.

Известно, что матриксная металлопротеиназа-2 относится к Zn2+-содер-жащим протеиназам [19], активность и пространственное строение которых стабилизируется в присутствии ионов cа2+ [13,14]. Было установлено, что про-ведение диализа в присутствии 2,0 мМ раствора Zncl2 как первичного белко-вого раствора, так и фракций, полученных при осаждении (NH4)2SO4 в присут-ствии 2,0 мМ раствора Zncl2, приводило к увеличению УА и процента выхода ММП-2.

УА ММП-2 исходного белкового раствора, полученного в присутствии ионов Zn2+, по отношению к показателям этого же раствора белка без ионов Zn2+, была выше в 1,25 раза. диализ исходного белкового раствора, который проводили в присутствии ионов Zn2+ (по сравнению с результатами диализа, проведенного без ионов Zn2+), приводил к увеличению УА ММП-2 в 7,75 раз. диализ в присутствии ионов Zn2+ приводил к увеличению более чем в 31 раз УА фермента по сравнению с первичным белковым раствором.

После диализа в присутствии ионов Zn2+ (по отношению к раствору белка после диализа), во фракции полученной при 20 %-ом насыщении (NH4)2SO4 активность ММП-2 увеличилась в 2,58 раза, процент выхода фермента соста-вил 15,72 %, а К очистки увеличился в 2,56 раза. По сравнению с белковым раствором после диализа, который был проведен в присутствии ионов Zn2+, УА фракции, полученной при 40 %-ом насыщении (NH4)2SO4 увеличилась в 3,55 раза. В этой фракции был установлен наибольший выход фермента – 96,93 %. При диализе в присутствии ионов Zn2+ во фракции, полученной при 60 %-ом насыщении (NH4)2SO4 был получен очищенный в 20,72 раза фермент, процент выхода которого составил 31,24 % (относительно показателей белкового раст-вора после диализа). Во фракции 80 %-го насыщения (NH4)2SO4, полученной после диализа в присутствии ионов Zn2+ по отношению к показателям белково-го раствора после диализа УА ММП-2 возросла более чем в 30 раз, К очистки увеличился в 31,47 раза, а процент выхода фермента составил 26,50 %.

1515


диализ, в присутствии ионов cа2+ (табл.), приводил к увеличению УА ММП-2 в 2,75 раза, по сравнению с результатами диализа без добавления этого иона.

Во фракции, полученной при 20 %-ом насыщении (NH4)2SO4, после диализа в присутствии ионов cа2+ (по отношению к раствору белка после диализа) УА ММП-2 увеличилась в 9,72 раза, а выход фермента составил 61,66 %.

Во фракции 40 %-го насыщения (NH4)2SO4, полученной после диализа в присутствии ионов cа2+, по сравнению с раствором белка после диализа, К очистки ММП-2 увеличился в 1,43 раза, а выход фермента составил 39,29 %. При 60 %-ом насыщении (NH4)2SO4 при диализе в присутствии ионов cа2+ был получен фермент, очищенный в 231,77 раза с выходом 349,41 % (относительно показателей белкового раствора после диализа). При диализе фракции, полу-ченной при 80 %-ом насыщении (NH4)2SO4 УА ММП-2 увеличилась в 44,9 раз, выход фермента составил 38,99 %, а К очистки увеличился в 46,32 раза.

При исследовании совместного влияния ионов Zn2+ и cа2+ было установле-но, что ферментативная активность исходного раствора белка после диализа в присутствии смеси ионов Zn2+ и cа2+ не отличалась от показателей активности исходного раствора белка, полученной без добавления этих ионов по отдель-ности. диализ, проводимый в присутствии и ионов Zn2+ и ионов cа2+, по срав-нению с исходным белковым раствором, приводил к увеличению УА ММП-2 в 12,0 раз.

При диализе в присутствии ионов Zn2 + и cа2+ во фракции, полученной при 20 %-ом насыщении (NH4)2SO4 (по отношению к раствору белка после диали-за) УА ММП-2 увеличилась в 2,17 раза, а выход фермента составил 13,09 %. По сравнению с раствором белка после диализа УА ММП-2 фракции, полученной при 40 %-ом насыщении (NH4)2SO4, диализ которой проводили в присутствии смеси солей, снизилась в 2,40 раза, а выход фермента составил 11,57 %. При 60 %-ом насыщении (NH4)2SO4 во фракции, полученной после диализа в при-сутствии ионов Zn2+ и cа2+, был получен фермент, очищенный в 188,57 раз, выход которого составил 284,28 % относительно показателей белкового раство-ра после диализа. Во фракции, полученной при 80 %-ом насыщении (NH4)2SO4, диализ которой проводили в присутствии ионов Zn2+ и cа2+, выход ММП-2 со-ставил 51,67 %, а УА увеличилась в 61,75 раза (по отношению к показателям белкового раствора после диализа).

Анализ результатовТаким образом, при фракционировании (NH4)2SO4 и последующем диали-

зе без добавления ионов Zn2+ и cа2+ были установлены наибольшие: процент выхода фермента при 40 %-ом насыщении (NH4)2SO4 – 156,21 %, а К очистки (в 80,83 раза) – при 60 %-ом насыщении (NH4)2SO4 по сравнению с исходным белковым раствором.

1616


Проведение диализа фракционированного фермента в присутствии 2,0 мМ растворов Zncl2, cаcl2 или смеси этих солей приводило к существенному уве-личению УА, процента выхода и очистки ММП-2. Наибольшее увеличение УА ММП-2 (в 31,0 раза) был установлен при диализе против 2,0 мМ раствора Zn2+. Это свидетельствует, вероятнее всего, о потере ионов Zn2+ в процессе выделения фермента при диализе без ионов цинка (за 12 часов при +4 °С). добавление ионов Са2+ во время диализа также способствовало повышению активности ММП-2, но эффект по сравнению с ионами Zn2+ был в 2,82 раза меньшим.

При 20 %-ом насыщении (NH4)2SO4 в условиях диализа против ионов наи-больший эффект установлен в случае использования ионов Са2+ – повышение УА в 9,73 раз, по отношению к показателям активности фермента после ди-ализа. Во фракции 40 %-го насыщения (NH4)2SO4 в условиях диализа в при-сутствии ионов наибольший эффект установлен в случае использования ионов Zn2+ – повышение активности в 3,55 раза. При 60 %-ном насыщении сульфатом аммония в условиях диализа против ионов металлов наибольший эффект был установлен в случае использования ионов Са2+ и смеси ионов (повышение ак-тивности фермента в 224,72 и 189,75 раз, соответственно). Это свидетельству-ет, во-первых, о том, что при длительном выделении (более 10 часов) ионы Са2+

являются необходимыми для стабилизации структуры фермента. Во-вторых, значительное увеличение УА ММП-2, установленное при 60 %-ом насыщении (NH4)2SO4 свидетельствует о том, что фермент является гидрофильным и мак-симально осаждается при этом насыщении. Во фракции 80 %-го насыщения (NH4)2SO4 при диализе против ионов металлов значительный эффект уста-новлен в случае использования ионов Zn2+ – однако этот эффект был суще-ственно ниже, чем при фракционировании фермента при 60 %-ом насыщении (NH4)2SO4.

При диализе в присутствии только ионов Zn2+ наибольший процент выхода фермента (96,93 %) был установлен при 40 %-ом насыщении (NH4)2SO4, а наи-больший К очистки (в 31,47 раз) – при 80 %-ом насыщении (NH4)2SO4. В при-сутствии только ионов Са2+ наибольший выход фермента – 349,41 % и К очист-ки – в 231,77 раза были установлены во фракции, полученной при 60 %-ом насыщении (NH4)2SO4. При добавлении смеси ионов Zn2+ и Са2+ наибольший выход фермента – 284,28 % и К очистки – (в 188,57 раза) установлены также во фракции, полученной при 60 %-ом насыщении (NH4)2SO4 .

Значительное увеличение процента выхода фермента свидетельствует о том, что во время поэтапного фракционирования сульфатом аммония происхо-дит либо отделение свободной формы ММП-2 из комплекса с ее эндогенным тканевым ингибитором ТИМП-2, либо происходит активация проформы фер-мента. С другой стороны, значительное увеличение К очистки, (то есть УА фермента) во время фракционирования в присутствии ионов Zn2+ и Са2+, свиде-тельствует о необходимости добавления этих ионов для активации и стабили-зации структуры фермента.

1717


Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что поэтап-ное осаждение сульфатом аммония приводит к фракционированию ММП-2 нетрансформированной ткани молочной железы преимущественно при 60 %–80 %-ом насыщении (NH4)2SO4 (85,0 % всей активности). Наличие про-теиназной активности во фракциях, полученных при других насыщениях (NH4)2SO4, что составляет всего 15,0 % суммарной активности фермента, сви-детельствует, вероятнее всего, о наличии множественных форм ММП-2 [4, 8].

Выводы

1. Максимальная удельная активность ММП-2 установлена во фракции, по-лученной при 60 %-ом насыщении (NH4)2SO4 в присутствии ионов Са2+.

2. Наибольший коэффициент очистки ММП-2 установлен в белковой фрак-ции, полученной при диализе в присутствии ионов Zn2+ и Са2+ при 60 %-ом насыщении сульфатом аммония.

3. Максимальный процент выхода ММП-2 установлен во фракции 60 %-го насыщения (NH4)2SO4 в присутствии ионов Са2+.

список использованной литературы1. Виноградова Р. П. Молекулярные механизмы действия ферментов / Р. П. Виноградова. – Киев: Вища

школа, 1978. – 280 с.2. Всемирная Организация Здравохранения / Материалы ежегодных отчетов. – Санкт-Петербург. 1981. –

286 с.3. Гланц С. Медико-биологическая статистика: Пер. с англ. / С. Гланц. – М.: Практика, 1998. – 495 с.4. Диксон М. Ферменты / М. диксон, Э. Уэбб. – М: Мир, 1966. – 816 c.5. Кочетов Г. А. Практическое руководство по энзимологии / Г. А. Кочетов – М.: Высшая школа, 1971. –

352 с.6. Луценко С. В. Молекулярные механизмы опухолевого ангиогенеза / С. В. луценко, С. М. Кисилев,

С. Е. Северин. – Биохимия. – 2003. – t. 68. – № 3. – С. 349 – 365.7. Патент на корисну модель № 46633 Україна, МПК (2009), c12N 9/50, c12N 9/64. Спосіб визначення

активності матриксної металопротеїнази-2 / І. л. Вовчук; заявник та патентодержатель Вовчук І. л. – № u 2009 08087; заявл. 31.07.2009; опубл. 25.12.2009, Бюл. № 24.

8. Плакунов В. К. Основы энзимологии / В. К. Плакунов. – М.: логос, 2001. – 128 с.9. Практическая химия белка: Пер с англ. [ Под ред. А. дабре]. – М.: Мир, 1989. – 623 с.10. Скоупс Р. Методы очистки белков: Пер с англ. / Р. Скоупс. – М.: Мир, 1985. – 358 с.11. Хасигов З. П. Металлопротеиназы матрикса нормальных тканей человека / З. П. Хасигов, О. В. Подобед,

С. А. Кцоева [и др.] // Биохимия. –2001. – t. 66. – № 2. – С. 167–179.12. Cawston T. E. purification of pig synovial collagenase to high specific activity / t. E. cawston, J. a tyler //

Biochem J. – 1979. – V. 183, № 3. – p. 647–656.13. Das S. identification, purification and partial characterization of tissue inhibitor of matrix metalloproteinase-2 in

bovine pulmonary artery smooth muscle / S. Das, m. mandal, a. mandal [et al] // mol. cell. Biochem. – 2003. – V. 254, № 1–2. – Р. 275–287.

14. Díaz n. molecular dynamics simulations of matrix metalloproteinase 2: role of the structural metal ions / N. Díaz, D. Suarez // Biochemistry. – 2007. – V. 46, № 31. – Р. 8943–8952.

15. Hipps D. S. purification and characterization of human 72-kDa gelatinase (type iV collagenase). Use of immunolocalisation to demonstrate the non-coordinate regulation of the 72-kDa and 95-kDa gelatinases by human fibroblasts / D. S. Hipps, r. m. Hembry, a. J. Docherty [et al] // chem. Hoppe. Seyler. – 1991. – V. 372, № 4. – Р. 287–296.

1818


16. Kandalam v. timp-2 deficiency accelerates adverse post-myocardial infarction remodeling because of enhanced mt1 -mmp activity despite lack of mmp2 activation / V. kandalam, r. Basu, t. abraham [et al] // circ. res. – 2010. – Vol. 106, № 4. – Р. 796–808.

17. Kanomata n. Expression and localization of mrNas for matrix metalloproteinases and their inhibitors in mixed bronchioloalveolar carcinomas with invasive components / n. Kanomata // modern pathology. – 2005. – № 18. – Р. 828–837.

18. Lowry O.H. protein measurement with the folin-phenol reagent / O. H. Lowry, N. i. rosenbrough, a. Z. fan, r. J. randol // J. Biol. chem. – 1951. – V. 194, № 1. – p. 265–271.

19. Murphy G. purification and characterization of a bone metalloproteinase that degrades gelatin and types iV and V collagen / G. murphy, c. G. mcalpine, c. t. poll, J. J. reynolds // Biochim. Biophys. acta. –1985. – V. 831, № 1. – Р. 49–58.

20. Murphy G. partial purification of collagenase and gelatinase from human polymorphonuclear leucocytes. analysis of their actions on soluble and insoluble collagens / G. murphy, J. J. reynolds, U. Bretz, m. Baggiolini // Biochem J. – 1982. – V. 203, № 1. – Р. 209–221.

21. nagase H. Structure and function of matrix metalloproteinases and timps / H. Nagase, r. Visse, G. murphy // cardiovasc. res. – 2006. – V. 69, № 3. – Р. 562–573.

22. Okada Y. matrix metalloproteinase 2 from human rheumatoid synovial fibroblasts. purification and activation of the precursor and enzymic properties / y. Okada, t. morodomi, J. J. Enghild [et al] // Eur. J. Biochem. – 1990. – V. 194, № 3. – Р. 721–730.

Статья поступила в редакцию 26.01.2016

Н. В. мотрукОдеський національний університет імені І. І. Мечникова, кафедра біохімії,вул. дворянська, 2, Одеса, 65082, Україна, тел.: (0482) 68-78-75, [email protected]

ВИДіЛЕННЯ мАтРИКсНОЇ мЕтАЛОПРОтЕЇНАЗИ–2 З НЕтРАНсФОРмОВАНОЇ тКАНИНИ мОЛОЧНОЇ ЗАЛОЗИ ЖіНОК

РезюмеМатриксна металопротеїназа-2 (ММП-2) – кальцій-залежна та цинквмісна позаклітинна протеїназа (КФ 3.4.24.24), яка бере активну участь у реорганізації позаклітинного матриксу при багатьох фізіологічних і патологічних процесах.Мета дослідження – розробка методу виділення ММП-2 з нетрансформованої тканини молочної залози жінок.для отримання ММП-2 з тканини молочної залози була використана модифікована методика cawston and tyler (1979). Модифікація полягала в по-етапному осадженні (NH4)2SO4 і використанні іонів Zn2+ і Са2+ для активації та стабілізації активності ферменту.Відбір анатомічного матеріалу для досліджень проводили з дотриманням етичних і правових норм. Гомогенати досліджуваних тканин діалізували про-ти дистильованої води без солей, а також з 2,0 мМ розчинами Zncl2, cacl2 або їх суміші. діалізати піддавали поетапному фракціонуванню (осадження при 20, 40, 60 та 80 %-му насиченні) (NH4)2SO4 з подальшим центрифугуван-ням при 9000g впродовж 45 хв. для видалення надлишку (NH4)2SO4 фракції піддавали повторному діалізу у тих же умовах. Активність ММП-2 визначали за гідролізом 0,001 % розчину желатини, вміст білку – методом лоурі.Максимальна питома активність ММП-2 встановлена у фракції, отриманої при 60 %-му насиченні (NH4)2SO4 у присутності суміші іонів Zn2+ і Са2+. Найбільша очистка ММП-2 (у 231,77 рази) і максимальний відсоток виходу ферменту (349,41 %) отримані у фракції 60 %-го насичення (NH4)2SO4 у присутності

1919


іонів Са2+. Значне збільшення коефіцієнта очистки під час фракціонування (NH4)2SO4 у присутності іонів Zn2+ і Са2+ свідчить про необхідність додавання цих іонів для активації і стабілізації структури ферменту.Результати проведених досліджень свідчать про те, що поетапне осадження сульфатом амонію призводить до фракціонування ММП-2 нетрансформованої тканини молочної залози жінок переважно при 60 % – 80 %-му насиченні (NH4)2SO4 (85,0 % усієї активності). Наявність протеїназної активності у фракціях, отриманих при інших насиченнях (NH4)2SO4, що складає 15,0 % сумарної активності ферменту, свідчить, найімовірніше, про наявність мно-жинних форм ММП-2.Ключові слова: матриксна металопротеїназа-2; молочна залоза; фрак-ціонування; сульфат амонія.

N. V. MotrukOdesa National mechnykov University, Department of Biochemistry2, Dvoryanska str., Odesa, 65082, Ukraine, e-mail: [email protected]

ISOLATION OF MATRIx METALLOPROTEINASE-2 FROM NONMALIGNANT BREAST TISSUES IN WOMEN

Abstractmatrix metalloproteinase – 2 (ММР-2) is zinc- and calcium-dependent extracellular proteinase which takes part in reorganizations of extracellular matrix in many physi-ological and pathological processes. the research aim is to develop the method of ММp-2 isolation from the nonmalignant tissue mammary gland in women.to obtain mmp-2 from breast tissues a modified method of cawston and tyler (1979) was used. modification consisted in gradual precipitation of (NH4)2SO4 and application of Zn2+ and Са2+ ions for activation and stabilization of enzyme activity.Sampling of anatomical materials for research was conducted with compliance of ethical and legal standards. the homogenates of the resected tissues were dialyzed against the distilled water without salts and also with 2.0 mm solutions of Zncl2, cacl2 or mixtures of these salts. Dialysates were subjected to step-by-step fraction-ating (besieging at 20, 40, 60 and 80 % saturation) of (NH4)2SO4 with subsequent centrifugation at 9000g for 45 minutes. resulting fractions were subjected to the repeated dialysis under the same conditions to remove the excess of (NH4)2SO4. ac-tivity of ММp-2 was detected by hydrolysis of 0.001 % gelatin solution, the protein content – by the Loury method.the maximal specific activity of ММp-2 was determined in the fraction obtained at 60 % saturation by (NH4)2SO4 in presence of mixture of Zn2+ and Са2+ ions. the highest purification of ММp-2 (231.77 times) and maximal percentage of enzyme yield (349.41 %) were obtained in fraction with 60 % (NH4)2SO4 saturation in pres-ence of Са2+ ions. the substantial increase of purification coefficient during fraction-ating by (NH4)2SO4 in presence Zn2+ and Са2+ ions testifies to the necessity of adding these ions for activation and stabilization of the enzyme structure.the results of the research indicate that the step-by-step sedimentation by (NH4)2SO4 leads to the fractionation of ММp-2 of untransformed female breast tissues at 60-80 % (NH4)2SO4 saturation (85.0 % of the entire activity). presence of proteinase activity in the fractions obtained at other (NH4)2SO4 saturations, that is only 15.0 %

2020


of the total activity of enzyme, testifies, probably, to presence of multiple forms of ММp-2.Key words: matrix metalloproteinase-2; breast; fractionation; ammonium sulfate.

References:1. Vinogradova rp (1978) molecular mechanisms action of enzymes [molekulyarnyie mekhanizmy deystviya

fermentov], kiev: Vyshcha shkola, 280 p.2. the World Health Organization. proceedings of the annual reports [Vsemirnaya Organizaciya Zdravokhraneni-

ya. materialy ezhegodnykh otchetov], Sankt-peterburg, 1981, 286 p.3. Glantz S (1998) Biomedical Statistics [mediko – biologicheskaya statistika], moskva: praktika, 495 p.4. Dixon m, Webb E (1966) Enzymes [fermenty], moskva: Мir, 816 p.5. kochetov Ga (1971) practical handbook of enzymology [prakticheskoye rukovodstvo po enzimologii], mosk-

va: Vysshaya shkola, 352 p.6. Lutsenko SV, kiselev Sm, Severin SE (2003) “molecular mechanisms of tumor angiogenesis” [“moleku-

lyarnye mekhanizmy angiogeneza opukholi”], Biochemistry J, № 68, 3, pp 349 – 365.7. Vovchuk i L Sposib vyznachennya aktyvnosti matryksnoi metaloproteinazy-2 [the method of determination of

activity matrix metalloproteinase-2]. patent № u 2009 08087, Ukraine, 2009.8. plakunov Vk (2001) foundation of enzymology [Osnovy enzimologii], moskva: Logos, 128 p.9. practical chemistry of albumen: per. s angl. in editor Darbre a [prakticheskaya khimiya belka] moskva: Мir,

1989, 623 p.10. Scoups r (1985) protein purification methods [metody ochistki belkov], moskva: Мir, 358 p.11. khasigov Z p, podobed OV, ktsoeva Sa (2001) “matrix metalloproteinase of normal human tissues” [“metal-

loproteinazy matriksa normalnykh tkaney cheloveka”], Biochemistry J, № 66, 2, pp 167–179.12. cawston tE, tyler Ja (1979) “purification of pig synovial collagenase to high specific activity”, Biochem J, №

183, 3, pp 647 – 656.13. Das S, mandal m, mandal a (2003) “identification, purification and partial characterization of tissue inhibitor

of matrix metalloproteinase-2 in bovine pulmonary artery smooth muscle”, mol cell Biochem, № 254, 1-2, pp 275 – 287.

14. Díaz N, Suarez D (2007) “molecular dynamics simulations of matrix metalloproteinase 2: role of the structural metal ions”, Biochemistry J, № 46, 31, pp 8943 – 8952.

15. Hipps DS, Hembry rm, Docherty aJ (1991) “purification and characterization of human 72-kDa gelatinase (type iV collagenase). Use of immunolocalisation to demonstrate the non-coordinate regulation of the 72-kDa and 95-kDa gelatinases by human fibroblasts”, chem Hoppe Seyler, № 372, 4, pp 287 – 296.

16. kandalam V, Basu r, abraham t (2010) “timp-2 deficiency accelerates adverse post-myocardial infarction remodeling because of enhanced mt1 -mmp activity despite lack of mmp2 activation”, circ. res, № 106, 4, pp 796 – 808.

17. kanomata N (2005) “Expression and localization of mrNas for matrix metal loprote inases and their inhibitors in mixed bronchioloalveolar carcinomas with invasive components”, modern. pathology, № 18, pp 828–837.

18. Lowry O H, rosenbrough N i, fan a Z, randol r J (1951) “protein measurement with the folin-phenol re-agent”, J Biol chem, № 194, 1, pp 265 – 271.

19. murphy G, mcalpine cG, poll ct, reynolds JJ (1985) “purification and characterization of a bone metallopro-teinase that degrades gelatin and types iV and V collagen”, Biochim Biophys acta, № 831, 1, pp 49 – 58.

20. murphy G, reynolds JJ, Bretz U, Baggiolini m (1982) “partial purification of collagenase and gelatinase from human polymorphonuclear leucocytes. analysis of their actions on soluble and insoluble collagens”, Biochem J, № 203, 1, pp 209 – 221.

21. Nagase H, Visse r, murphy G (2006) “Structure and function of matrix metalloproteinases and timps”, car-diovasc. res, № 69, 3, pp 562 – 573.

22. Okada y, morodomi t, Enghild JJ (1990) “matrix metalloproteinase 2 from human rheumatoid synovial fi-broblasts. purification and activation of the precursor and enzymic properties”, Eur J Biochem, № 194, 3, pp 721–730.

БОтАНіКА тА ФіЗіОЛОГіЯ РОсЛИН

2323


УДК 581.9 (477.74) DOI 10.18524/2077-1746.2016.1(38).68010

О. Ю. Бондаренко, к.б.н., ст. викладачОдеський національний університет імені І. І. Мечникова, кафедра ботанікивул. дворянська, 2, Одеса, 65082, Україна, e-mail: [email protected]

БіОмОРФОЛОГіЧНА стРУКтУРА ФЛОРИ ЛИмАНіВ мЕЖИРіЧЧЯ ДНістЕР – тИЛіГУЛ (УКРАЇНА)

На основі флористичних досліджень 2001–2014 рр. у пониззі межиріччя дністер – Тилігул, встановлено спектр життєвих форм для флор долин лиманів. За кількістю гемікриптофітів та фанерофітів флора наближається до показників для флор Середньої Європи. Значну частку терофітів (є близькою до аналогічної для флор напівпустель), пов’язуємо із значною кількістю синан-тропних видів рослин.

Ключові слова: життєві форми; долини лиманів; межиріччя дністер – Тилігул, Україна.

Оскільки біоморфологічна структура флори відображає характер адаптацій рослин до умов середовища окремих екотопів, вивчення життєвих форм (ЖФ) рослин є одним із суттєвих етапів аналізу регіональних флор, що дозволяє ви-рішувати і теоретичні, і практичні нагальні питання [1, 9, 17, 23].

Різномаїття ЖФ привертало увагу дослідників здавна. Встановлено, що ЖФ – категорія морфологічна та екологічна і власне структура флори певної території залежить від ґрунтово-кліматичних, екологічних та ценотичних умов середовища [13, 17]. Тому окремі аспекти невідповідності спектра життєвих форм, коливання співвідношення груп рослин є суттєвою ознакою значних, можливо короткочасних, подекуди чітко визначених змін на окремих терито-ріях.

Мета роботи – з’ясувати сучасну біоморфологічну структуру локальних флор лиманів пониззя межиріччя дністер – Тилігул.

матеріали та методи дослідження

до флористичної різноманітності, виявленої у долинах окремих лиманів та невеликих річок в межах Одеського геоботанічного округу, вживаємо термін «локальна флора» [7]. Пошук видів рослин межиріччя проводили маршрутним методом за рекомендаціями В. В. Альохіна [2] на основі багаторічних польових експедиційних виїздів. Географічні назви наведені за топографічною картою [26], назви водойм й річок – за «Каталогом…» [27]. Складовими частинами долини лиману вважаємо, за аналогією до термінології для долин річок: дно або ложе долини, тальвег, русло, заплаву, схили долини, тераси і бровки [27]. Розглянуто долини таких лиманів: Тилігульський, дністровський, Куяльниць-

© О. Ю. Бондаренко, 2016

2424


кий, Хаджибейський, Сухий, Кучурганський, Малий Аджалицький (Григорів-ський), Великий Аджалицький (дофінівський).

Види визначали відповідно [18]. ЖФ рослин встановлювали за біоморфо-логічною класифікацією К. Раункієра (спрощений варіант), в основу якої по-кладено характер положення бруньок поновлення і здатність виду до способу їх захисту протягом несприятливого періоду [23].

Територія межиріччя відноситься до Одеського геоботанічного округу зла-кових і полиново-злакових степів, засолених лук, солончаків та рослинності карбонатних відслонень [10].

Ґрунти межиріччя представлені чотирма основними типами, з яких зональ-ними є південні чорноземи та каштанові ґрунти. Інтразональні ґрунти пред-ставлені у заплавах річок, на днищах балок (лучні, солончакуваті, лучні со-лончаки), на узбережжях, косах та біля лиманів (солончаки, солонці) [6, 19].

лимани межиріччя – типові закриті водойми, в минулому повністю від-ділені від моря пересипами, але нині частина з них порушена людиною (Су-хий, Малий Аджалицький лимани та ін.). Геоморфологічні особливості долин лиманів є типовими для півдня України: правий берег крутий, лівий – поло-гий. Схили долин лиманів сформовані переважно вапняковими, глинистими та глинисто-піщаними відкладами. Солоність визначається випаровуванням, річковим стоком, зв’язком з морем тощо. лимани живляться переважно весня-ними паводками [19, 27, 29]. З гідрологічними ресурсами в Одеській області пов’язана низка проблем і їх сучасний екологічний стан характеризується як надзвичайний [11, 12, 22].

Природна рослинність у пониззі межиріччя дністер – Тилігул залишилася тільки на непридатних для господарювання землях. Зональна степова рослин-ність представлена різними ланками пасовищно-дигресивного сукцесійного ряду: від таких, що зберегли дерново-злакову основу за участю представників роду Stipa L. (ковила), до тонконогово-полинових збоїв [8, 11, 28].

Флора і рослинність території свого часу вивчалася досить ретельно, проте є потреба оновити, поглибити та проаналізувати окремі питання у зв’язку із постійним впливом антропогенного чинника [5, 6, 8, 16, 20].

Результати досліджень та їх обговоренняОсновна частина видів флори пониззя межиріччя дністер – Тилігул є

трав’янистими рослинами – 87,3 % [5]. У загальній флорі лиманів межиріччя наявні 88,7 % видів трав’янистих рослин. В цілому, показник близький до тако-го у флорі степів та відслонень Правобережного Злакового Степу – 87,6 % [14].

Провідною групою ЖФ у загальній флорі лиманів є гемікриптофіти – 52,6 % (табл. 1). Їх частка практично не різниться від такої для флори пониззя меж-иріччя дністер – Тилігул (51,6 %), а також – є близькою до аналогічної у флорі Північної і Середньої Європи [5, 25]. Проте, є меншою від такої для флори сте-пів та вапнякових відслонень Правобережного Злакового Степу – 43,1 % [14].

2525


Відсоток гемікриптофітів у локальних флорах лиманів дещо вищий, ніж у загальній флорі лиманів. Наприклад, у флорі значного за площею водозбору і довжині Тилігульського, де гемікриптофітів, порівняно з іншими лиманами, найменше, їх частка становить 52,9 %. А у флорі Сухого лиману, одного з най-менших за площею, поблизу якого розташований порт із значною транспорт-ною розв’язкою, спостерігається найбільше гемікриптофітів – 56,6 %.

Таблиця 1Розподіл біоморф локальних флор пониззя межиріччя Дністер – тилігул

Життєві форми м

ежир

іччя

Лимани

Зага

лом

Дні

стро

вськ

ий

Куч

урга

нськ

ий

сух

ий

Хад

жиб

ейсь

кий

Куя

льни

цьки

й

Адж

алиц

ький

В.А

джал

ицьк

ий

тилі

гуль

ськи

й

Абсолютне число / %

Гемікриптофіти 445/ 51,6

385/ 52,6

280/ 53,5

107/ 53,5

137/ 56,6

232/ 56,6

179/ 55,9

152/ 55,9

178/ 56,3

193/ 52,9

Гемікриптофіти/Терофіти

7/ 0,8

7/ 1,0

4/ 9,8

2/ 1,0

2/ 0,8

2/ 9,5

2/ 0,6

2/ 0,7

3/ 1,0

6/ 1,6

Криптофіти 54/ 6,3

45/ 6,2

17/ 4,9

4/ 3,5

8/ 3,3

16/ 5,1

9/ 2,8

7/ 2,6

8/ 2,5

12/ 3,3

- геофіти 44/ 5,1

35/ 4,8

17/ 3,4

4/ 2,0

8/ 3,3

16/ 3,9

9/ 2,8

7/ 2,6

8/ 2,5

12/ 3,3

- гідрофіти 10/ 1,2

10/ 1,4

8/ 1,5

3/ 1,5 – 5/

1,2 – – – –

Терофіти 249/ 28,9

211/ 28,9

157/ 30,3

71/ 35,5

72/ 29,8

109/ 26,7

97/ 30,3

86/ 31,6

102/ 32,3

110/ 30,1

Фанерофіти 84/ 9,6

63/ 8,6

40/ 7,5

9/ 4,5

11/ 4,6

30/ 7,3

21/ 6,6

12/ 4,4

13/ 4,1

27/ 7,4

Хамефіти 24/ 2,8

21/ 2,9

17/ 3,2

4/ 2,0

12/ 5,0

16/ 3,9

12/ 3,8

13/ 4,8

12/ 3,8

17/ 4,7

Загалом видів 862 732 535 200 242 410 320 272 316 365

Кількість терофітів для загальної флори лиманів суттєво менша, ніж гемі-криптофітів, та наближається до 30,0 % – показника, що є особливістю флор Середземномор’я. це є меншим від аналогічного для флори степів та вапняко-

2626


вих відслонень Правобережного Злакового Степу – 25,9 % [14]. Встановлений показник є ідентичним до такого у флорі пониззя межиріччя дністер – Тилі-гул [5]. Значну частку терофітів пов’язуємо із присутністю великої кількості бур’янових рослин, серед яких багато синантропних видів, особливо тих, що не є представниками аборигенної фракції [20].

Порівняно з іншими лиманами, найбільше терофітів виявлено у флорі Ку-чурганського лиману (35,5 %). Вочевидь, це пов’язано зі значною часткою бур’янових видів, зростання яких є наслідком надзвичайно високого рівня ан-тропогенної трансформації його узбережжя зі сторони України. Тут відміча-лися численні пасовищні збої різного ступеня деградації. На більшій частині узбережжя Кучурганського лиману розміщені селітебні території сіл Кучурган, лиманське, Градениці, що пов’язані між собою автошляхами.

Найменша частка терофітів відмічена для локальної флори Хаджибейського лиману – 26,7 %. Поблизу водойми знаходяться численні селища – Холодна Балка, Єгорівка, Алтестове та інші, серед яких багато – дачних. Узбережжя лиману привабливе для рекреації. Вздовж узбережжя лиману проходить важ-ливий автобан Одеса – Київ. У пониззі лиману розміщені селища Усатове та Пересип Одеси. Візуально, ліве узбережжя, лівого відрогу лиману більш пе-ретворене, на значних територіях узбережжя тут спостерігається значна па-сквальна дигресія, практично до повного знищення трав’янистого покриву. Як наслідок, корінна степова флора представлена лише у віддалених від населених пунктів ділянках. Однак, не зважаючи на докорінні перебудови у флористично-му покриві окремих ділянок узбережжя лиману, тут відмічається, порівняно з іншими локальними флорами, найменша частка терофітів, вочевидь, через на-явність досить збережених ділянок правобережжя правого відрогу лиману, де розміщується низка ділянок, що мають природоохоронне значення [21].

У локальних флорах лиманів відмічено порівняно невелику кількість видів, які залежно від умов середовища та зростання у певній ботаніко-географічній зоні, здатні змінювати життєву форму – гемікриптофіти/терофіти: Elisanthe viscosa (L.) rupr. (елізанта клейка), Reseda lutea L. (резеда жовта) та ін.

для степової зони, в цілому, деревно-чагарникові види рослин не характер-ні. Проте, види корінних чагарникових ценозів, які є залишками степових це-нозів минулого, по балках та на схилах долин лиманів фіксувалися багатьма авторами [24]. Крім цього, для регіону характерна наявність штучних деревно-чагарникових насаджень різного призначення. часто вони знаходяться у за-недбаному стані, внаслідок різнопланового впливу людини. Крім того, види корінного типу рослинності у Степу, шляхом конкуренції, несприятливо діють на лісові насадження.

При вивченні флори долин лиманів, знайдено досить багато видів, що є фанерофітами та хамефітами. Вони приурочені, в основному, до штучних деревно-чагарникових насаджень. Такі насадження зазвичай створювалися комбінуванням різних порід дерев і чагарників. Тому для долин окремих лима-

2727


нів, зокрема Тилігульського, дністровського та Хаджибейського, де розміщені масиви фітомеліоративних насаджень, відмічено досить високу частку фане-рофітів та хамефітів (табл. 1).

В цілому для загальної флори лиманів, порівняно із флорою межиріччя, фіксується дещо менша частка фанерофітів та практично рівна кількість ха-мефітів. У локальних флорах кількість фанерофітів та хамефітів варіює. Так, найбільше видів хамефітів знайдено на схилах Тилігульського, Малого Аджа-лицького, Сухого лиманів: 4,7–5,0 %. Вони представлені в основному рештка-ми заростей Amygdalus nana L. (мигдаль степовий), Astragalus odessanus Besser (астрагал одеський); Caragana frutex (L.) c. koch. (карагана кущова), Ephedra distachya L. (ефедра двоколоскова), Jurinea multiflora (L.) B. fedtsch. (юринея багатоквіткова), Kochia prostrata (L.) Schrad. (віниччя сланке) – ці види наявні майже у всіх флорах. Сучасними даними [3, 4] підтверджується наявність неве-ликих корінних заростей чагарників на схилах лиманів межиріччя. Проте нині вони сильно потерпають, особливо від випасання худоби.

Слід відзначити, що частка фанерофітів у локальних флорах є меншою від аналогічного показника для загальної флори долин лиманів межиріччя: від 4,1 % (у флорі В. Аджалицького лиману) до 7,4 % (Тилігульський) та 7,5 % (дністровський). За величиною водного дзеркала та водозбірній площі останні два лимани є найбільшими у пониззі межиріччя дністер – Тилігул. для дні-стровського лиману характерна велика заплавна частина, що додатково уріз-номанітнює фіторізномаїття. Крім того, тут розміщується Національний при-родний парк «Нижньодністровський». На території долини Тилігульського лиману також наявні як природні, так і штучні деревно-чагарникові насаджен-ня. Їх часткова охорона здійснюється на території низки заповідних територій.

частка криптофітів, які представлені переважно геофітами: Allium rotundum L. (цибуля круглоголова), Corydalis solida (L.) clairv. (ряст ущільне-ний) та іншими, у флорах всіх лиманів лишається приблизно рівною, але у до-лині Кучурганського лиману їх найменше, що пов’язуємо з високим освоєнням степових схилів. Виявлення гідрофітів у флорах Куяльницького (має найвищу солоність з поміж інших лиманів регіону), Малого Аджалицького, Великого Аджалицького (найменші за площею, з мінливим гідрологічним режимом) та Тилігульського лиманів потребує додаткових досліджень.

Зважаючи, що ЖФ є результатом адаптації видів рослин до перенесення не-сприятливих періодів року (холоду або посухи), для різних кліматичних об-ластях будуть характерні певні співвідношення кількості видів у групах ЖФ. Зокрема К. Раункієром, на основі статистичного методу, встановлено біологіч-ний спектр для різних природних зон Земної кулі [13].

Нині, внаслідок аллогенних сукцесій, особливо гологенезу [15], межі клі-матичних зон варіюють, тобто, окремі показники кількості видів у групах ЖФ можна вважати наслідками цих процесів, а також – проявами зв’язків між окре-

2828


мими зонами, активним занесенням нових видів та викорінення інших, нети-пових для зони, видів.

На основі встановлених результатів, з’ясовано, що за кількістю гемікрип-тофітів та фанерофітів флора лиманів близька до флори Середньої Європи (51,0 % та 7,0 % відповідно). За К. Раункієром (1934), домінування гемікрипто-фітів, з-поміж інших груп ЖФ, вказує на «клімат гемікриптофітів» – у більшій частині помірної та холодних зон [13].

За показниками для групи хамефітів, флора долин лиманів представлена дещо меншою кількістю видів, ніж флора Середньої Європи (4,0 %). Спо-стерігається мінімальна частка криптофітів – 6,2 % (у флорі Середньої Єв-ропи – 20,0 %). Отримані результати, вочевидь, є результатом надзвичайного перетворення природних фітоценозів регіону у зв’язку із суттєвим розвитком сільського господарства. Проміжними даними представлена і група терофітів. Видів тут суттєво більше ніж у флорі Середньої Європи (15,0 %), але менше, ніж у флорі Середземномор’я (42,0 %). Вочевидь, ці результати також пов’язані із руйнацією природного рослинного покриву та створенням різномаїття штуч-них екотопів, де поширюються антропотолерантні види із широкою екологіч-ною амплітудою. Значна їх частина є терофітами [20].

Аналізуючи отримані результати відповідно до уявлень Р. Уіттекера (1980), можна зробити висновок, що кількісне співвідношення видів у групах ЖФ вкрай неоднозначне [13]. Так, кількість гемікриптофітів та фанерофітів є близь-кою до результатів для лісів помірно холодної зони (54,0 % та 10,0 % відповід-но), частка терофітів – до показників зони напівпустель (27,0 %), криптофітів та хамефітів – до спектру пустельної зони (6,0 % та 4,0 % відповідно) [13].

Висновки1. За кількістю видів, гемікриптофіти є провідною групою у загальній флорі

лиманів. Ранг груп основних ЖФ у локальних флорах лиманів не змінюється; кількість видів тут здебільшого пов’язана з топографічними особливостями, зі ступенем антропогенної трансформації ділянок тощо. Зокрема, участь видів фанерофітів та хамефітів у значній мірі визначається їх культивуванням у на-садженнях і залишками корінних чагарникових ценозів.

2. Розподіл видів рослин у групах ЖФ, в цілому відображає регіональні осо-бливості, проте, наявна значна частка терофітів може бути ознакою суттєвої зміни природних ландшафтів, що особливо проявляється на вододілах межи-річчя. Саме з таких ділянок до природних фітоценозів потрапляє значна частка синантропних, зокрема, адвентивних видів.

3. для флори долин лиманів пониззя межиріччя дністер – Тилігул, можна припустити нівелювання регіональних ознак, та прояву нових рис, внаслідок докорінної зміни існуючих природних ландшафтів.

4. В долинах лиманів, на схилах яких зберігаються ділянки з природною флорою, важливо проводити заходи із організації господарства (розорювання, випасання, сінокосіння тощо). Отримані результати є важливою основою для подальших флористичних досліджень, пошуку шляхів оптимізації довкілля тощо.

2929


список використаної літератури 1. Айпеисова С. А. Анализ жизненных форм растений Актюбинского флористического округа / С. А. Ай-

пеисова // Вестник ОГУ. – апрель 2009. – № 4. – С. 107–111.2. Алёхин В. В. Методика полевого изучения растительности и флоры / В. В. Алёхин. – 2-е изд. – Москва:

Наркомпрос. – 1938. – 204 с.3. Бондаренко О. Ю. дендрофлора межиріччя дністер – Тилігул у межах Одеського геоботанічного округу

/ О. Ю. Бондаренко, В. В. Немерцалов // Наукові основи збереження біотичної різноманітності: тематич-ний збірник Інституту екології Карпат НАН України. – львів: «ліга-Прес», 2006. – Вип. 7. С. 12–17.

4. Бондаренко О. Ю. деякі відомості щодо дерев’янисто-чагарникових видів межиріччя дністер – Тилігул в межах Одеського геоботанічного округу / О. Ю. Бондаренко, Т. В. Васильєва // Актуальні проблеми ботаніки, екології та біотехнології: мат. міжнар. конф. молодих учених-ботаніків: 27-30 вересня, 2006 р.: тез. доп. – К.: Фітосоціоцентр, 2006. – С. 40–41.

5. Бондаренко О. Ю. Флора пониззя межиріччя дністер – Тилігул: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. біол. наук: спец. 03.00.05 “Ботаника” / О. Ю. Бондаренко. – Київ, 2015. – 24 с.

6. Войтюк Б. Ю. Рослинність засолених ґрунтів Північно-Західного Причорноморя (сучасний стан, класифікація, напрямки трансформації, охорона) / Б. Ю. Войтюк. – К.: Фітосоціоцентр, 2005. – 224 с.

7. Гнатюк Е. П. Методы исследования ценофлор (на примере растительных сообществ вырубок Карелии) / Е. П. Гнатюк, А. М. Крышень. – Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2005. – 68 с.

8. Григора І. М. Рослинність України (еколого-ценотичний, флористичний та географічний нарис) / І. М. Григора, В. А. Соломаха. – К.: Фітосоціоцентр, 2005. – 452 с.

9. Дидух Я. П. Растительный покров Горного Крыма (структура, динамика, эволюция и охрана). – К.: Нау-кова думка, 1992. – С. 132–138.

10. Дідух Я. П. Геоботанічне районування України та суміжних територій / Я. П. дідух, Ю. Р. Шеляг-Сосонко // Укр. ботан. журн. – 2003. – Т. 60, № 1. – С. 6–17.

11. Дубына Д. В. Плавни Причерноморья / д. В. дубына, Ю. Р. Шеляг-Сосонко. – К.: Наук. думка, 1989. – 272 с.

12. Екологічна ситуація в області. Звіт про стан навколишнього природного середовища в Одеській області у 2004 році // Причорноморський екологічний бюлетень. – 2005. – № 2 (16). – С. 5–8.

13. Жукова Л. А. лекарственные растения: разнообразие жизненных форм: учебное пособие / л. А. Жуко-ва, О. П. Ведерникова, Т. М. Быченко, Г. О. Османова. – йошкар-Ола: ООО ИПФ «СТРИНГ», 2015. – С. 7–20.

14. Крицкая Л. И. Флора степей и известняковых обнажений Правобережной Злаковой Степи: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. біол. наук : спец. 03.00.05 “Ботаника” / л. И. Крицкая. – К., 1987. – 16 с.

15. Миркин Б. М. Современная наука о растительности: [учебник для студ. высш. уч. зав.] / Б. М. Миркин, л. Г. Наумова, А. И. Соломещ. – М.: логос, 2002. – 264 с.

16. Мойсієнко І. І. Флора Північного Причорномор’я (структурний аналіз, синантропізація, охорона): ав-тореф. дисертації на здобуття наук. ступеня док. біол. наук: 03.00.05 «ботаніка» / І. І. Мойсієнко. – К., 2011. – 35 c.

17. Новосад В. В. Биоморфологическая структура флоры Равнинного Крыма и её анализ / В. В. Новосад // Вісник Національного науково-природничого музею. – 2010. – № 8. – С. 99–110.

18. Определитель высших растений Украины / д. Н. доброчаева, М. И. Котов, Ю. Н. Прокудин и др.; под ред. Ю. Н. Прокудина. – К.: Наук. думка, 1987. – 548 с.

19. Природа Одесской области. Ресурсы, их рациональное использование и охрана / Ю. А. Амброз, Т. д. Ва-сютинская, Я. В. Захаржевский и др. – К. – Одесса: Вища шк., 1979. – 144 с.

20. Протопопова В. В. Синантропная флора Украины и пути её развития / В. В. Протопопова. – К.: Наук. думка, 1991. – 192 с.

21. Реєстр природно-заповідного фонду Одеської області / О. М. Попова, С. П. Ужевська, Ю. Ю. Юрченко; Південний науковий центр НАН; МОН України. – Одеса: Федяев, 2006. – 112 с.

22. Русев И. Т. Эволюция антропогенного воздействия на водно-болотные угодья дельты днестра / И. Т. Ру-сев, Т. д. Русева // Причорноморський екологічний бюлетень. – 2005. – № 3-4 (17-18). – С. 276–326.

23. Серебряков И. Г. Экологическая морфология растений / И. Г. Серебряков. – М.: Высшая школа, 1962. – 378 с.

24. Ткаченко В. С. Ретроспекція та прогноз змін степів півдня УРСР під впливом іригації / В. С. Ткаченко, О. Т. Артюшенко // Укр. ботан. журн. – 1984. – Т. 41, № 4. – С. 1–5.

25. Толмачев А. И. Введение в географию растений / А. И. Толмачев. – л.: Изд-во ленингр. гос. ун-та, 1974. – 244 с.

3030


26. Топографическая карта. Украина. Одесская обл. 1 : 200 000. – К.: Аспект, 1992.27. Швебс Г. І. Каталог річок і водойм України : навчально-довідковий посібник / Г. І. Швебс, М. І. Ігошин. –

Одеса: Астропринт, 2003. – 392 с28. Шеляг-Сосонко Ю. Р. Степова рослинність схилів Тилігульського лиману / Ю. Р. Шеляг-Сосонко,

О. В. Костильов // Укр. ботан. журн. – 1981. – Т. 38, № 4. – С. 10–13.29. Шуйский Ю. Д. Природа Причерноморских лиманов: [монография] / Ю. д. Шуйский, Г. В. Выхованец. –

Одесса: Астропринт, 2011. – 276 с.

Стаття надійшла до редакції 03.03.2016Е. Ю. БондаренкоОдесский национальный университет имени И. И. Мечниковаул. дворянская, 2, Одесса, 65082, Украина, e-mail: [email protected]

БИОмОРФОЛОГИЧЕсКАЯ стРУКтУРА ФЛОРЫ ЛИмАНОВ мЕЖДУРЕЧЬЯ ДНЕстР – тИЛИГУЛ

РезюмеНа основании флористических исследований 2001–2014 годов в низовьях меж-дуречья днестр – Тилигул, установлен перечень жизненных форм растений флор долин лиманов. По количеству гемикриптофитов и фанерофитов, флора приближается к аналогичным показателям для Средней Европы. Большое ко-личество терофитов, которое является близким к подобным для флор полупу-стынь, связываем с большим количеством синантропных видов растений.Ключевые слова: жизненные формы; долины лиманов; междуречье днестр – Тилигул.

O. Yu. BondarenkoOdesa National mechnykov University, Department of Botany, 2, Dvoryanska str., Odessa 65082, Ukraine, e-mail: [email protected]

BіOMORFOLOGіCHNA STRUCTURE OF FLORA OF THE DNіSTER – TILіGUL INTERFLUVE

the analysis of biomorphological structure of flora is possible to set the features of ecological terms of the particular region. On the basis of floristic researches in the period of 2001 – 2014 in the lower reaches of the Dniester – tiligul the spectrum of vital forms for the flora of the valleys of the estuaries was determined. Domination of hemicryptophytes (52.6 %) and therophytes (28.9 %) was deter-mined. in local flora of the valleys of the estuaries grades of dominant groups do not change; there are insignificant variation of species amount of the said vital forms in comparison with a similar to index for the general flora of estuaries. By the amount of hemicryptophytes, and phanerophytes, the flora of the valleys of the inspected estuaries approaches the indexes for the middle European flora. the presence of artificial arboreal-shrub planting of different plantation has a con-siderable influence on the amount of species of phanerophytes and hamephytes.a great amount of therophytes can be related with synantropical species of plants which are distinctive for the region from transformation of its territory. it is possible to assume the presence of leveling of regional signs of the flora of the valleys of the estuaries and appearance of new lines due to the change of natural landscapes.

3131


On the basis of our investigation it is possible to indicate the leveling of valleys and estuaries flora and appearance of new signs due to the change of natural landscapes.Key words: life forms; the valleys of the estuaries; the Dniester – tiligul interfluve.

References1. alyokhin VV (1938) method of the field study of vegetation and flora [metodika polevogo izucheniya rastitel-

nosti i flory], moskva: Narkompros, 204 p.2. Bondarenko Oyu, Nemertsalov VV (2006) “Dendroflora lower reaches of Dniester – tiligul within the limits

Odessa geobotanical district” Scientific bases of saving of biotic variety, thematic collection of institute of ecology of carpathians of NaN of Ukraine, publ. 7 [“Dendroflora mezhyrichcha Dnister – tyligul v mezhakh Odeskogo geobotanichnogo okrygy’’, Naukovi osnovy z,ehezhennya biotychnoi riznimanitnosti, tematychnyj zbirnyk instytutu ekologii karpat NaN Uktainy], Lviv: “Liga-pres”, pp. 12 – 17.

3. Voituk Byu (2005) Vegetation in salts of the soil the North-western’s prichernomorya (modern state, classifica-tion, directions of transformation, protection) [roslynnist zasolenykh gruntiv pivnichno-Zakhidnoho prychor-nomorya (suchasnyy stan, klasyfikatsia, napryamky transformatsii, okhorona)], k.: phitosociotsentr, 224 p.

4. Bondarenko Oyu (2015) flora of lower Dniester – tiligul interfluves’ [flora ponyzzya mezhyrichcha Dnister – tyligul. dis. …kand. boil. nauk], kiev, 24 p.

5. Bondarenko Oyu, Vasyleva tV (2006) “Some information in relation to the woody-shrub species of the lower Dniester – tiligul within the limits of the Odessa geobotanical district”, actuality problems of botany, ecol-ogy and biotechnology, mater. of internat. conf. of young scientists-botanists, 27-30 September, thesis of lect. [“Deyaki vidomodti shchodo derevyanysto-chagarnykovykh vydiv mezhyrichcha Dnister – tyligul v mezhakh Odeskogo geobotanichnogo okrygy”, aktyalni problemy botaniky, ekologii ta boitekhnologii, mat. mizhnar. konf. molodykh uchenykh-botanikiv, 27-20 veresnya, tez. dop.], k.: phitosociocentr, pp. 40–41.

6. Ecological situation in a region. a report about the state of natural environment in the Odessa region in the 2004 [Ekologichna sytuatsiya v oblasti. Zvit pro stan navkolyshnogo pryrodnogo seredovyshcha v Odeskii oblasti u 2004 rotsi] (2005)], prichernomorski ecological bulletin, № 2(16), pp. 5–8.

7. Didukh yap, Shelyag-Sosonko yur (2003) the geobotani’s districts of Ukraine and contiguous territories [Geo-bitanichne raionuvannya Ukrainy ta sumizhnykh terytorii], Ukr. botan. J., № 1, 60, pp. 6–17.

8. Grigora im, Solomakha Va (2005) Vegetation of Ukraine (ecologo-tzenotic, floristic and geographical essay) [roslynist Ukrainy (ekologo-taenotychnyi, florystychnyi ta geografichnyi narys)], k.: phitosociotsentr, 452 p.

9. Gnatyuk Ep, kryshen am (2005) methods of research of tsenoflor (on the example of vegetable associations of clearing karelia’ [metody issledovaniya tsenoflor (na primere rastitelnykh soobshestv vyrubok karelii], petrozavodsk, karelia scientific center of WOUNDS, 68 p.

10. kritskaya Li (1987) flora steppes and limestone baring of right-bank cereal Steppe [flora stepej i izvestnya-kovykh obnazhenij pravoberezhnoj Zkovoj Stepi. dis. … doct. boil. nauk], k., 16 p.

11. Zhukova La (2015) medical plants: variety of vital forms: manual [Lekarstvennye rasteniya: raznoobrazie zhiznennykh form], Joshkar-Ola: OOO ipf “String”, pp. 7–20.

12. Dubyna DV, Schelyag-Sosonko yur (1989) plavni of prichernomorya [plavni prichernomorya], k.: Nauk. dumka, 272 p.

13. Didukh iap (1992) Vegetable cover of mountain crimea (structure, dynamics, evolution and protect) [rastitel-nyj pokrov Gornogo kryma (struktura, dinamika, evolyutsiya i okhrana)], k.: Nauk. dumka, 256 p.14. rusev it, ruseva tD (2005) “Evolution of antropogenic’s influence on water-bog lands of delta Dnestr’s” [“Evolutsiya antropogennogo vozdejstviya na vodno-bolotnye ugodya delty Dnestra:], prichernomorski eco-logical bulletin, № 3-4 (17-18), pp. 276–326.

15. Novosad VV (2010) “Biomorphological structure of flora of flat crimea and him analysis” [“Biomorfologiches-kaya stryktura flory ravninnogo kryma i eyo analiz”], Bulletin of the National scientific-natural museum, № 8, pp. 99–110.

16. mirkin Bm, Naumova LG, Solomesh ai (2002) the modern science about vegetation: textbook for high schools [Sovremennaya nauka o rastitelnosti], m.: Logos, 264 p.

17. popova Om, Uzhevska Sph, yurchenko yuyu “register of the naturally-protected fund of the Odessa regionL” (2006) [reyestr pryrodno-zapovidnogo fondu Odeskoi oblasti], Odessa: fedyaev, p. 112.

18. moisiyenko ii (2011) the flora of the pivnichne prychornomoria (structural analysis, synantropization, conser-vation [flora pivnichnogo prychornomorya (strukturnyi analiz, synantropizatsiya, okhorona). dis. … doct. boil. nauk], k., 35 p.

3232


19. protopopova VV (1991) Synantropical flora of Ukraine and way of its development [Sinantropnaya flora Ukrainy i puti eyo razvitiia], k.: Nauk. dumka, 192 p.

20. Dobrochaeva DN, kotov mi, prokudim yuN (1987) the determinant of higher plants of Ukraine [Opredelitel vysshikh rastenij Ukrainy], kiev, 548 p.

21. Schvebs Gi, igoshin mi (2003) catalogue of rivers and reservoirs of Ukraine: Educational-certificate reference book [katalog richok i vodoim Ukrainy. Navchalno-dovidkovyi posibnyk], Odessa: astropynt, 392 p.

22. tkachenko VS, artyushenko Ot (1984) “retrospective view and prognosis of changes steppes’ of south UkraiNE’S under act” [retrospektsiya ta prognoz zmin stepiv pivdnya Urr pid vplyvom iryhatsii], Ukr. botan. J., № 4, 41, pp. 1–5.

23. Shelyag-Sosonko yur, kostylov OV (1981) “Steppe vegetation of slopes of the tiligul estuary” [“Stepova roslynnist skhyliv tyligulskogo lymanu”], Ukr. botan. J., № 4, 38, pp. 10–13.

24. Nature of the Odessa region. resources, their rational use and protection (1979) [priroda Odesskoy oblasti. resursy, ich ratsionalnoe ispolzovanie i ochrana], kiev-Odessa: High school, 144 p.

25. Serebriakov iG (1962) Ecological morphology of plants [Ekolohicheskaia morfolohiya rastenij], m.: High school, 378 p.

26. tolmachov ai (1974) introduction to geography of plants [Vvedenie v geohrafiyu rastenij], L.: izd-vo Leninhr. hos. un-ta 244 p.

27. “topographical map. Ukraine. Odessa region” (1992) [topograficheskaya karta. Ukraina. Odesskaya obl. 1 : 200000], tO aspect.

28. Shujskik yuD, Bychovanets GV (2011) Nature the estuaries’ of the prychernomor’ya: monograph [pryroda prichernomorskich limanov], Odessa: astroprint, 276 p.

29. aipeisova Sa (2009) the analysis of vital forms of plants the aktybinsks floristically district [analiz zhiznen-nykh form aktyubinskogo floristicheskogo okruga], Bulletin OGU, № 4, pp. 107–111.

3333


УДК 581.9 (477.74-47) DOI 10.18524/2077-1746.2016.1(38).68009

т. В. Васильєва, к.б.н., доцент,с. Г. Коваленко, к.б.н., доцент, В. В. Немерцалов, к.б.н., доцент,Одеський національний університет ім. І. І. Мечникова, кафедра ботаніки, вул. дворянська, 2, Одеса, 65082, Україна, e-mail: [email protected]; [email protected]

РОсЛИНИ сЕРЕДЗЕмНОмОРсЬКОГО ПОХОДЖЕННЯ В УРБАНОФЛОРі м. ОДЕсИ

Виявлено участь рослин середземноморського походження в урбанофлорі м. Одеси. Визначено 282 види насінних рослин з 184 родів та 60 родин. Вказані провідні родини та найбільші роди. Вісім родин включають види лише Се-редземноморського походження. Проаналізовано склад життєвих форм, екобіоморф, час потрапляння на територію міста, особливості господарської цінності рослин.

Ключові слова: урбанофлора; Одеса; Середземномор’я; систематичний спектр; екобіоморфи; життєві форми; господарська цінність.

Флори населених пунктів розвиваються під впливом природних та антро-погенних факторів. Тому у кожному конкретному випадку для аналізу таких флор слід використовувати багатофакторні дослідження, які враховують вік міста або селища, його розташування у певних кліматичних умовах, історичні та торговельні шляхи, і активність озеленювачів тощо. Важливим елементом є видовий склад рослин, який по суті являє собою конгломерат вихідців із різних регіонів землі, що створюють неповторний обрис флори.

В місцевості, де зараз розташовано місто Одеса, жили племена ямної та ка-такомбної культур (2 тис. років до н. е.) [6]. Протягом багатьох століть тут зна-ходились кочові та осілі народи: кіммерійці, скіфи, сармати, слов’яни, гуни, пе-ченіги, половці, існували давньогрецькі (V–Viii ст. до н. е.) та пізніші (ХІІІ ст. н. е.) генуезькі поселення. Потім ці землі належали Кримському ханству, а далі Туреччині. Тоді ж було збудовано фортецю з невеликою гаванню, звідки виво-зили хліб, що надходив з Подолії та Придністров’я.

Одеса як портове місто відома з 1794 р. до цього часу існують окремі відо-мості про фортеці і міста Генуезького, Османського та Польсько-литовського періоду, що були на цьому ж місці [9].

Первинні сухі степи при будові міста вкривались насадженнями рослин, дуже часто завезених з інших регіонів. Одним з них було Середземномор’я, звідки приїжджали торговельні судна, що привозили різні вантажі, та люди, що освоювали нові території.

Метою досліджень було виявлення та аналіз ролі рослин середземномор-ського походження у сучасній флорі м. Одеси. дослідження урбанофлори

© Т. В. Васильєва, С. Г. Коваленко, В. В. Немерцалов, 2016

3434


проводили у 1985–2015 рр. на території різних районів міста. Систематичний склад визначали за Визначником [10], уточнювали за [16]. Аналіз життєвих форм проводили за [12], гігроморф та геліоморф – за [5], хронотип адвентив-них рослин за [11], господарсько цінних рослин – за [2; 7, 8]. Походження рос-лин уточнювали за [3, 4, 11;15].

У сучасній флорі міста є 282 види насінних рослин з 184 родів та 60 ро-дин, що мають середземноморське походження. Рослини середземномор-ського походження належать до давньосередземноморського підцарства, яке тягнеться від Макаронезії на заході через усе Середземномор’я, Передню та Середню Азію до пустелі Гобі на сході [13]. При цьому для різних видів регі-он походження різниться: крім Середземномор’я, звідки походить найбільша кількість видів, вказується древнє Середзем’я, Східне Середзем’я, Західне Середзем’я, Середземноморсько-Ірансько-Туранська, Ірансько-Туранська, Се редземноморсько-Туранська, Середземноморсько-Азійсько-Європейська область.

Флора Середземноморської області [14] відрізняється значною своєрідніс-тю систематичного складу, але провідні родини розташовані у всіх її частинах у певному порядку. до складу провідних родин входять Asteraceae, Fabaceae, Poaceae, Apiaceae, Lamiaceae, Brassicaceae, Caryophyllaceae, Scrophulariaceae, Liliaceae, Boraginaceae, лише у пустельних областях Турану посилюється роль Chenopodiaceae та Brassicaceae.

Спектр рослин середземноморського походження представлений у таблиці 1, де вказано кількість родів і видів, що потрапили з Середземномор’я, а також їх відсоток від кількості видів кожної родини флори міста.

Як видно з таблиці, найбільша кількість видів належить до родин Brassica-ceae (21 р. 37 в.), rosaceae (16 p. 24 в.), asteraceae (14 р. 22 в.), poaceae (12 p. 17 в.), Lamiaceae (11 р. 14 в.), fabaceae, (10 р. 13 в.), apiaceae (12 р. 12 в.), chenopodiaceae (6 р. 11 в.), pinaceae (3 p.10 в.). Таким чином, порядок роз-ташування провідних родин відрізняється від Середземноморського. У флорі міста на першому місці знаходиться родина Brassicaceae, а на восьмому che-nopodiaceae, яка у Середземномор’ї не входить до складу провідних родин. В Туранській же області, як вказував О. І. Толмачев [14], в пустельних областях підвищується роль цих двох родин. Спектр рослин флори міста може свідчи-ти про регіон, звідки вони приходили. В той же час у родинах aquifoliaceae. Ebenaceae, Ephedraceae, Hamamelidaceae, peganaceae, punicaceae, Verbenaceae, Zygophyllaceae, що складають 13 % від загальної кількості проаналізованих родин, усі види є вихідцями з Середземномор’я. Від 50 до 70 % середземно-морських видів відмічено у родинах aceraceae, anacardiaceae, cistaceae, cory-laceae, fumariaceae, Hypecoaceae, portulacaceae, rubiaceae, tamaricaceae, taxo-diaceae, Ulmaceae, Valerianaceae. Таким чином, у третині вказаних у спектрі родин від 50 до 100 % всіх видів походять із Середземномор’я. Найменший від-соток середземноморських видів (5–10 %) характерний для родин cannabaceae,

3535


Таблиця 1систематичний спектр насінних рослин середземноморського

походження в урбанофлорі Одеси

№ Назва родини

Кількість таксонів % видів середземно-морського

походженняу флорі міста середземно-морського

походження родів видів родів видів

1 2 3 4 5 6 71 aceraceae 1 6 1 3 50

2 alliaceae 1 15 1 2 13

3 anacardiaceae 3 6 2 3 50

4 apiaceae 39 70 12 12 17

5 aguifoliaceae 1 1 1 1 100

6 asteraceae 81 241 14 22 9

7 Berberidaceae 3 8 1 2 25

8 Boraginaceae 21 51 7 8 16

9 Brassicaceae 46 96 21 37 38,5

10 cannabaceae 6 21 1 1 5

11 caprifoliaceae 2 8 2 5 62

12 caryophyllaceae 32 82 3 3 3,6

13 chenopodiaceae 16 57 6 11 19

14 cistaceae 2 2 1 1 50

15 corylaceae 2 4 1 2 50

16 crassulaceae 4 10 1 1 10

17 cucurbitaceae 8 9 2 2 22

18 Dipsacaceae 5 6 1 1 16

19 Ebenaceae 1 1 1 1 100

20 Elaeagnaceae 3 6 1 1 16

21 Euphorbitaceae 4 29 2 5 17

22 fabaceae 36 127 10 13 10

23 fumariaceae 2 7 1 4 57

24 Geraniaceae 2 12 1 5 41

25 Hamamelidaceae 1 1 1 1 100

26 Hyacinthaceae 4 9 1 1 11

27 Hydrangeaceae 3 13 1 1 8

28 Hypecoaceae 1 2 1 1 50

3636


1 2 3 4 5 6 7

29 iridaceae 3 7 1 2 29

30 Juglandaceae 2 6 1 1 16

31 Lamiaceae 24 75 11 14 18

32 Liliaceae 9 23 2 2 18

33 Limoniaceae 3 8 1 1 12,5

34 malvaceae 6 13 4 6 47

35 moraceae 5 8 2 2 25

36 papaveraceae 3 13 1 4 30

37 peganaceae 1 1 1 1 100

38 poaceae 52 156 12 17 10

39 portulacaceae 1 2 1 1 50

40 primulaceae 5 8 1 2 25

41 punicaceae 1 1 1 1 100

42 ranunculaceae 17 45 4 6 13

43 resedaceae 1 3 1 1 33

44 rosaceae 37 139 16 24 17

45 rubiaceae 2 2 1 1 50

46 rutaceae 7 7 1 1 14

47 Salicaceae 2 10 2 5 50

48 Scrophulariaceae 12 52 3 5 9

49 Solanaceae 10 19 3 4 21

50 tamaricaceae 1 3 1 2 67

51 Ulmaceae 2 6 2 3 50

52 Urticaceae 2 5 1 1 20

53 Valerianaceae 2 6 1 2 50

54 Verbenaceae 1 2 1 2 100

55 Violaceae 1 13 1 1 7

56 Zygophyllaceae 2 2 2 2 100

57 Ephedraceae 1 3 1 3 100

58 cupressaceae 8 24 2 5 20

59 pinaceae 5 39 3 10 25

60 taxaceae 1 2 1 1 50

Продовження таблиці 1

3737


Violaceae, Hydrangiaceae, asteraceae, Scrophulariaceae, crassulaceae, fabaceae, poaceae, хоча, як вказувалося вище, до asteraceae, fabaceae, poaceae належить найбільша кількість видів досліджуваних рослин.

Найкрупнішими є роди: Cotoneaster – 7 в., Sisymbrium, Geranium, Pinus – 5 в., Chenopodium, Atriplex, Euphorbia, vicia, Fumaria, Bromus, Papaver, Popu-lus, Juniperus – 4 в.,10 родів по 3 види, 36 родів по 2 види, останні – одновидові.

Співвідношення життєвих форм досліджених рослин представлене на рис. 1.

Рис. 1. Життєві форми рослин середземноморського походження у флорі м. Одеси

Як бачимо з рисунку 1, серед трав’янистих рослин середземноморського по-ходження переважають однорічні рослини та монокарпіки. Близько 12 % від їх кількості належить до дворічних рослин. деревно-кущові рослини складають майже половину від кількості трав’янистих. Загальне співвідношення моно- та полікарпіків – 1 : 0,8. Таким чином, отримані співвідношення життєвих форм дають змогу констатувати, що у флору Одеси увійшли як монокарпічні, так і полікарпічні рослини з Середземномор’я.

Аналіз екобіоморф рослин середземноморського походження (рис. 2, 3) дає змогу виділити їх характерні особливості щодо чутливості до води та світла. Серед гігроморф переважає мезофітна фракція, в якій найбільш представлені ксеромезофіти, яких у 2,4 рази більше за мезофіти. Відношення мезофітної та ксерофітної фракцій складає 3,7 : 1. Гігрофітами є лише 3 види. це підтвер-джує раніше висловлену закономірність, щодо мезофітізації флори міст [1].

За чутливістю до світла абсолютну більшість складають рослини геліофіт-ної фракції. Співвідношення рослин геліофітної та сціофітної фракцій стано-вить 15,7 : 1, причому у геліофітній фракції співвідношення геліофітів та сці-огеліофітів становить 2,4 : 1. досить значний відсоток сціогеліофітів говорить про пристосованість рослин до різних за умовами освітлення місцезростань.

44%

2%7%2%

12%

18%

14%

1%

однорічники дворічникидво‐багаторічники одно‐дворічникитрав'янисті багаторічники деревакущі ліани

3838


Господарську цінність рослин визначали за 25 ознаками (рис. 4).

Рис. 4. Господарська цінність рослин середземноморського походження

Як можна бачити з рисунку 4, переважають декоративні, лікарські, олійні

(у тому числі жироолійні та ефіроолійні), харчові, медоносні, кормові та віта-мінні рослини. Однак, значною кількістю представлені і бур’яни. Можна при-пустити, що заносились господарсько цінні рослини з вказаних груп, але бага-то з них здичавіло і перейшло до бур’янової фракції. Крім того, самі бур’яни легко потрапляли із різними вантажами. Значну кількість складають отруйні

Рис. 2. Гігроморфи досліджуваних рослин

Рис. 3. Геліоморфи проаналізованих рослин

0

20

40

60

80

100

120

140

Бур Дек Корм Лік МедВітам Інсектиц. Дуб. Харч. ТехнОтруйні Жироол Ефіроол Олійні Фарб.Волок деревинні Фітомел. Прян Перган.

23%

56%

16%

4%

1%

Мезофіт Ксеромезофіт

МезоксерофітКсерофіт Гігрофіт

66%

28%

4% 2%

Геліофіт СціогеліофітГеліосціофіт Сціофіт

3939


рослини, серед яких Conium maculatum L., Artemisia absinthium L., Centaurea diffusa Lam., Cynoglossum officinale L. та ін.

За часом занесення виділяли дві фракції: археофіти та кенофіти. Їх співвід-ношення складає майже 1 : 2. це свідчить про те, що через місто йшли давні торговельні шляхи з Середземномор’я, які посилились у ХVІii–ХХ сторіччях.

Таким чином, аналіз рослин урбанофлори м. Одеси, що походять з Середземномор’я, дає змогу констатувати, що ця фракція флори є досить зна-чною за кількістю та своєрідністю.

Висновки

1. У флорі м. Одеси присутні 282 види насінних рослин з 184 родів та 60 ро-дин, що мають середземноморське походження

2. Родини aquifoliaceae, Ebenaceae, Ephedraceae, Hamamelidaceae, peganace-ae, punicaceae, Verbenaceae, Zygophyllaceae представлені виключно вихідцями з Середземномор’я

3. Найбільша кількість видів належить до родин Brassicaceae (21 р., 37 в.), rosaceae (16 p., 24 в.), asteraceae (14 р., 22 в.), poaceae (12 p., 17 в.), Lamiaceae (11 р., 14 в.), fabaceae, (10 р., 13 в.), apiaceae (12 р., 12 в.), chenopodiaceae (6 р., 11 в.), pinaceae (3 p., 10 в.).

4. Найкрупнішіми за кількістю видів є роди: Cotoneaster – 7 в., Sisymbrium, Geranium, Pinus – 5 в., Chenopodium, Atriplex, Euphorbia, vicia, Fumaria, Bro-mus, Papaver, Populus, Juniperus – 4 в.

5. Серед життєвих форм переважають однорічні рослини та монокарпіки. Види деревно-кущових рослин складають майже половину від кількості видів трав’янистих.

6. Серед гігроморф переважає мезофітна фракція, а серед геліоморф – геліо-фітна.

7. Серед рослин за часом занесення найбільша кількість належить кенофі-там.

8. За господарською цінністю переважають декоративні, лікарські, олійні (у тому числі жиро олійні та ефіроолійні), харчові, медоносні, кормові, віта-мінні рослини та бур’яни.

Cписок використаної літератури1. Васильева-Немерцалова Т. В. Синантропная флора припортовых городов Северо-Западного Причерно-

морья и пути ее развития: дисс… канд. биол. наук: 03.00.01 / Т. В. Васильєва-Немерцалова. – Одесса, 1996. – 270 с.

2. Вульф Е. В. Мировые ресурсы полезных растений. Справочник / Е. В. Вульф, О. Ф. Малеева. – л.: Наука, 1969. – 564 с.

3. Дендрофлора України. дикорослі й культивовані дерева і кущі. Покритонасінні. част. І. довідник / М. А. Кохно, л. І. Пархоменко, А. У. Зарубенко та ін.; за ред М. А. Кохна. – К.: Фітосоціоцентр, 2002. – 446 с.

4040


4. Дендрофлора України. дикорослі й культивовані дерева і кущі. Покритонасінні. част. ІІ. довідник / М. А. Кохно, Н. М. Трофименко, л. І. Пархоменко та ін. за ред М. А. Кохна та Н. М. Трофименко. – К.: Фітосоціоцентр, 2005. – 716 с.

5. Екофлора України. Т. 1. / Я. П. дідух, П. Г. Плюта, В. В. Протопопова, відпов. ред. Я. П. дідух. – К.: Фітосоціоцентр, 2000. – 284 с.

6. Загоровский Е. А. Очерк истории Причерноморья / Е. А. Загоровский. – Одесса, 1922. – 99 с.7. Мінарченко В. М. лікарські судинні рослини України (медичне та ресурсне значення) / В. М. Минарчен-

ко. – Київ: Фітосоціоцентр, 2005.– 324 с.8. Немерцалов В. В. Конспект дендрофлори Одеси / В. В. Немерцалов.– Одеса: Альянс-Юг, 2007. – 95 с.9. Одеський регіон: передумови формування, структура та територіальна організація господарства: навч.

посібник / Одес. нац. ун-т ім. І. І. Мечникова; авт. колектив: О. Г. Топчієв (керівник), І. І. Кондратюк, В. В. Яворська та ін. – Одеса: Астропринт, 2012. – 336 с.

10. Определитель высших растений Украины / д. Н. доброчаева, М. А. Кохно, Ю. Н. Прокудин и др. – К.: Фитосоциоцентр, 1999. – 548 с.

11. Протопопова В. В. Синантропная флора Украины и пути ее развития / В. В. Протопопова. – К.: Наук. думка, 1991. – 191 с.

12. Серебряков И. Г. Экологическая морфология растений / И. Г. Серебряков. – М.: Высш. школа, 1962. – 378 с.

13. Тахтаджян А. Л. Флористические области земного шара / А. л. Тахтаджян. – л.: Наука, 1987. – 240 с.14. Толмачев А. И. Введение в географию растений / А. И. Толмачев. – л.: Изд. лГУ, 1977. – 240 с.15. Філатова С. О. Інтродуценти Ботанічного саду. Голонасінні: моногр. / С. О. Філатова, л. П. Осадча,

л. В. Азарова. – Одеськ. нац. ун-т ім. І. І. Мечникова, 2014.– 96 с.16. Mosyakin S. L. Vascular plants of Ukraine. a nomenclatural checklist / S. L. mosyakin, m. m. fedoronchuk, Ed.

S. L. mosyakin. – kiev, 1999. – 345 p.

Стаття надійшла до редакції 10.03.2016

т. В. Васильева, с. Г. Коваленко, В. В. НемерцаловОдесский национальный университет имени И. И. Мечникова, кафедра ботаникиул. дворянская, 2, Одесса, 65082, Украина, e-mail: [email protected]; [email protected]

РАстЕНИЯ сРЕДИЗЕмНОмОРсКОГО ПРОИсХОЖДЕНИЯ В УРБАНОФЛОРЕ Г. ОДЕссЫ

РезюмеРассмотрено участие растений средиземноморского происхождения в урба-нофлоре г. Одессы. Обнаружено 282 вида семенных растений из 184 родов и 60 семейств. Указаны ведущие семейства и наиболее крупные роды. Восемь се-мейств включают виды только средиземноморского происхождения. Проана-лизирован состав жизненных форм, экобиоморф, особенности хозяйственной ценности растений, время появления на территории города.Ключевые слова: урбанофлора; Одесса; Средиземноморье; систематический спектр; жизненные формы; экобиоморфы; хозяйственная ценность.

4141


T. V. Vasylyeva, S. G. Kovalenko, V. V. NemertsalovOdesa National mechnykov University, Department of Botany2, Dvoryanska str., Odesa 65082, Ukraine, e-mail: [email protected]; [email protected]

PLANTS OF MEDITERRANEAN ORIGIN IN ODESSA’ URBANOFLORA

AbstractOdessa appeared as port in the steppe zone’ south, where ships called to from dif-ferent regions, one of them was mediterranean, where trade ways were from east to west etc.the aim of our investigation was the discovering and analysis of plants in mod-ern flora of Odessa, which appeared from ancient mediterranean Subkingdom (by a. L. takchtadgan). We worked in 1985-2015 on the territory of city’ different re-gions. it was determined the systematical composition of plants, analyzed their life forms, ecobiomorphs, economic value and chronotypes.in modern city’ flora it was found 282 species of seed plants from mediterranean from 184 genus and 60 families. in systematical spectrum, the most of species be-long to Brassicaceae, rosaceae, asteraceae, poaceae, Lamiaceae, fabaceae, apia-ceae, chenopodiaceae, pinaceae. Eight other families have species exclusively from mediterranian. the biggest are genus Cotoneaster, which has 7 species, and Sisym-brium, Geranium, Pinus (5 sp.). Nine genus have 4 species. Between life forms the most are annual’ plants and monocarpics. Species of trees and bushes are twice as lesser then species of herbaceous. Between hygromorphs prevail mesophyte fraction and between heliomorphs – heliophyte. there are more kenophytes in time of drop-ping in. it allow to suppose that activity of trade and other connections enlarged in xViii-xix centuries. in economic value, there are more decorative, officinal, oil-bearing, food plants and weeds. We suppose that the majority of investigated plants appeared in Odessa’ flora as economic value.Key words: urbanoflora; Odessa; meditеrranean; systematic spectrum; ecobio-morphs; life forms; economy value

References1. Vasylyeva-Nemertsalova tV (1996) Synantropical flora of near port cities of North-West Black Sea Shore and

the ways of its development [Synantropnaya flora priportovych gorodov Severo-Zapadnogo prychernomorya i puti jeje razvitiya]: diss…kand. biol. nauk]: 03.00.01 Odessa, 270 p.

2. Vulf EV, maleeva Of (2005) the world resurses of useful plants [mirovye resursy poleznych rastenii]. Sprav-ochnik, L.: Nauka, 564 p.

3. kochno ma, parchomenko Li, Zarubenko aU (2002) Ukraine dendroflora. Wild and cultivate trees and shrubs. angiospermea. part i. reference book. in editor: m.a. kochno [Dendroflora Ukrainy. Dykorosli i kultyvovani dereva i kuschi. pokrytonasinni. chast. i. Dovidnyk] – k.: phitosociocentr, 446 p.

4. kochno ma, trofimenko Nm, parchomenko Li (2005) Ukraine dendroflora. Wild and cultivate trees and shrubs. angiospermea. part ii. in editor: ma kochno and Nm trofimenko [Dendroflora Ukrainy. Dykorosli i kultyvovani dereva i kuschi. pokrytonasinni. chast. ii.] – k.: phytosociocentr, 446 p.

5. Dydukh yap, plyuta pG, protopopova VV (2000) Ukraine Eco flora. V.1. [Ekoflora Ukrainy. Т.1. in editor: ya.p. Dydukh]. – k.: phytosociocentr, 264 p.

6. Zagorovskyi Ea (1922) Essay of Black Sea Shore history [Ocherk istorii prychernomoriya – Odessa, 99 p.7. minarchenko Vm (2005) medicinal vascular plants of Ukraine (officinal and resource significance) [Likarski

sudynni roslyny Ukrainy (medychne ta resursne znachennya)]. – kyiv: phytosociocentr, 324 p.

4242


8. Nemertsalov VV (2007) Summary of Odesa dendroflora [konspekt dendroflory Odesy]. – Odesa: alians-yug, 95 p.

9. topchiev OG (leader), kondratyuk ii, yavorska VV (2012) Odesa’ region: preconditions of forming, structure and territory organization of economy/ Odes. mechnikov Nation. Univ. [Odeskyi region: peredumovy formu-vannya, structura ta terytorialna organizacia gospodarstva: navch. posibnyk / Odes. Nac.un-t im. i. i. mech-nikova] – Odesa: astroprint, 336 p.

10. Dobrochaeva DN, kochno ma, prokudin yuN (1999) the definitive of vascular plants of Ukraine [Opredelitel vysshich rasteniy Ukrainy] – k.: phytosociocentr, 548 p.

11. protopopova VV (1991) Synantropical flora of Ukraine and the ways of its development [Synantropnaya flora Ukrainy i puti jeje razvitiya] – k.: Nauk. dumka, 191 p.

12. Serebryakov iG (1962) Ecological morphology of plants [Ecologicheskaya morfologia rasteniy] – m.: Vyssh. shkola, 178 p.

13. takhtadgyan aL (1987) flora’ region of globe [floristicheskye oblasti zemnogo shara] – L.: Nauka, 240 p.14. tolmachev ai (1977) introduction in plants’ geography [Vvedenie v geographiyu rasteniy] – L.: izd. LGU,

240 p.15. filatova SO, Osadcha Lp, azarova LV (2014) introduce plants of Botanical Garden. Gymnospermae: monogr.

[introducenty Botanichnogo sadu. Golonasinni: monogr] – Odesk. nat. un-t im. i. i. mechnikova, 96 p.16. mosyakin SL, fedoronchuk mm (1999) Vascular plants of Ukraine. a nomenclatural checklist. in ed. S. L. mo-

syakin.– kiev, 345 p.

4343


УДК 582.28+582.29 DOI 10.18524/2077-1746.2016.1(38).60669

В. В. Дармостук, магістрХерсонський державний університет вул. 40 Років Жовтня, 27, Херсон, 73000, Україна, e-mail: [email protected]

ЛИШАЙНИКИ тА ЛіХЕНОФіЛЬНі ГРИБИ ЗАПОВіДНОГО УРОЧИЩА «НЕДОГіРсЬКИЙ Ліс» (ВЕЛИКООЛЕКсАНДРіВсЬКИЙ РАЙОН, ХЕРсОНсЬКА ОБЛАстЬ, УКРАЇНА)

Наведено дані про ліхенобіоту заповідного урочища «Недогірський ліс», яка представлена 49 видами лишайників та 4 видами ліхенофільних грибів. Серед них таксон Catillaria nigroclavata (Nyl.) J. Steiner. виявився новим для степової зони України. Три види (Anaptychia ciliaris, Bryoria implexa, Endocarpon pusillum, Peltigera didactуla, Usnea hirta) занесені до червоного списку Херсонської області, куди також рекомендовано внести Buellia griseovirens, Catillaria nigroclavata, vulpicida pinastri.

Ключові слова: Catillaria nigroclavata; рідкісні види; Україна.

лишайники є одним з компонентів утворення та функціонування природ-них екосистем, які, внаслідок антропогенного навантаження, поступово транс-формуються та деградують. На сьогоднішній день в Україні є найбільш пору-шеними степові ценози, тому досить важливим питанням є охорона природних екосистем, яка здійснюється завдяки мережі природно-заповідних об’єктів. Однак, ліхенобіота більшості з них не вивчалася зовсім або є маловивченою. Не є виключенням і заповідне урочище «Недогірський ліс», де за півстолітню історію дослідження майже не проводились, а тим більше ліхенологічні. За-повідне урочище площею 216 га має важливе водоохоронне та ґрунтозахисне значення [1].

матеріали та методи дослідження

лишайники збирали на території заповідного урочища «Недогірський ліс» під час експедиційних виїздів протягом 2012–2015 рр. за стандартною методи-кою. Ідентифікацію видів проводили в лабораторії біорізноманіття та екологіч-ного моніторингу Херсонського державного університету. Зібраний матеріал визначали за стандартною методикою [3, 11].

Зібрана колекція лишайників зберігається в ліхенологічному гербарії Хер-сонського державного університету (kHEr). Назви лишайників і ліхенофіль-них грибів та прізвища авторів при таксонах подано за index fungorum [10].

© В. В. дармостук, 2016

4444


Результати досліджень та їх обговорення

Встановлено, що ліхенобіота заповідного урочища «Недогірський ліс» складає 49 видів лишайників та 4 види ліхенофільних грибів, що належать до 18 родів, 8 родин, 2 порядків. для території урочища дослідження такого роду проводяться вперше, тому повний список лишайників складений на основі власних досліджень (табл. 1).

Таблиця 1Лишайники та ліхенофільні гриби заповідного урочища «Недогірський ліс»

№ Назва виду

Рослинний субстрат

ҐрунтКора Pinus sylvestris

Кора Populus

nigra

Кора Robinia

pseudoacacia

1 2 3 4 5 6

1 Amandinea punctata (Hoffm.) coppins & Scheid. * * *

2 Anaptychia ciliaris (L.) koerb. ex a. massal. *

3 Athelia arachnoidea (Berk.) Julich [Lf] * *

4 Bryoria implexa (Hoffm.) Brodo & D. Hawksw. *

5 Buellia griseovirens (turner & Borrer ex Sm.) almb. *

6 Caloplaca pyracea (ach.) th. fr. *

7 Candelariella xanthostigma (ach.) Lettau * *

8 Catillaria nigroclavata (Nyl.) J. Steiner *

9 Cladonia fimbriata (L.) fr. *

10 Cladonia rangiformis Hoffm *

11 Cladonia subulata (L.) Weber ex f. H. Wigg *

12 Endocarpon pusillum Hedw. *

13 Evernia prunastri (L.) ach. * *

14 Hypogymnia physodes (L.) Nyl. *

15 Hypogymnia tubulosa (Schaer.) Hav. *

16 Lecanora argentata (ach.) röhl. * *

17 Lecanora carpinea (L.) Vain. * * *

18 Lecanora expallens ach. *

19 Lecanora persimilis (th. fr.) arnold *

4545


1 2 3 4 5 6

20 Lecanora saligna (Schrad.) Zahlbr. * *

21 Lecanora strоbilina (Spreng.) kieff. *

22 Lecanora symmicta (ach.) ach. *

23 Lecania cyrtella (ach.) th. fr. *

24 Lecania naegelii (Hepp) Diederich & Van den Boom *

25 Lecidella elaeochroma (ach.) m. choisy * *

26 Lepraria incana (L.) ach. *

27 Lichenodiplis lecanorae (Vouaux) Dyko & D. Hawksw. [Lf] *

28 Marchandiobasidium aurantiacum (Lasch) Diederich & Schultheis [Lf] * *

29Massjukiella polycarpa (Hoffm.) S. y. kondr., fedorenko, S. Stenroos, kärnefelt, Elix, J.S. Hur & a. thell

* * *

30 Melanelia grablatula (Lamy) Essl. *

31 Micarea misella (Nyl.) Hedl. *

32 Parmelia sulcata taylor * *

33 Peltigera didactуla (With.) J. r. Laun-don *

34 Phaeophyscia orbicularis (Neck.) moberg * *

35 Phaeophyscia nigricans (flörke) moberg *

36 Physcia adscendens (fr.) H. Olivier * * *

37 Physcia stellaris (L.) Nyl. *

38 Physcia tenella (Scop.) Dc. *

39 Physconia enteroxantha (Nyl.) poelt *

40 Physconia grisea (Lam.) poelt *

41 Physconia perisidiosa (Erichsen) moberg *

42 Pleurosticta acetabulum (Neck.) Elix & Lumbsch *

43 Pseudoevernia furfuracea (L.) Zopf *

44 Ramalina farinacea (L.) ach. *


4646


1 2 3 4 5 6

45 Ramalina fastigiata (pers.) ach. *

46 Ramalina pollinaria (Westr.) ach. *

47 Rinodina pyrina (ach.) arnold *

48 Scoliciosporum chlorococcum (Graewe in Stenh.) Vezda *

49 Scoliciosporum sarothamni (Vain.) Vezda *

50 Usnea hirta (L.) Weber ex f. H. Wigg. *

51 vulpicida pinastri (Scop.) J.–E. matts-son *

52 Xanthoria parietina (L.) th. fr. * *

53 Xanthoriicola physciae (kalchbr.) D. Hawksw. [Lf] *

Всього 25 17 24 5

Примітки: Lf – ліхенофільні гриби.

Встановлено, що у систематичній структурі ліхенофлори даної території провідну роль відіграють родини Parmeliaceae (9 видів або 29 %), Physciaceae (5 видів або 16 %) і Lecanoraceae (5 видів або 16 %) і роди, які характеризу-ють ліхенофлору як голарктичну, яка відзначається бореальними рисами та на яку, в більшому ступені, впливають середземноморсько-аридні ліхенофлори Голарктики.

Провідну роль в ліхенобіоті досліджуваної території займає епіфітний еколого-субстратний комплекс. На корі Pinus sylvestris L. домінують Ever-nia prunastri (L.) ach., Hypogymnia physodes (L.) Nyl., Hypogymnia tubulosa (Schaer.) Hav., Melanelia grablatula (Lamy) Essl., Parmelia sulcata taylor, Scoli-ciosporum chlorococcum (Graewe in Stenh.) Vezda. Рідше зустрічається Bryoria implexa (Hoffm.) Brodo & D. Hawksw., Buellia griseovirens (turner & Borrer ex Sm.) almb., Lecanora symmicta (ach.) ach., Pseudoevernia furfuracea (L.) Zopf, Usnea hirta (L.) Weber ex f. H. Wigg., vulpicida pinastri (Scop.) J.–E. mattsson. Саме на корі Pinus відмічено Lecanora strоbilina (Spreng.) kieff. – вид, що в 2014 р. наведено як новий для рівнинної частини України [2], до цього вид був відомий з букових пралісів Карпат [9].

На корі Robinia pseudoacacia були зареєстровані Amandinea punctata (Hoffm.) coppins & Scheid., Candelariella xanthostigma (ach.) Lettau, Lecanora carpinea (L.) Vain., Lecidella elaeochroma (ach.) m. choisy, Phaeophyscia orbicu-

Закінчення таблиці 1

4747


laris (Neck.) moberg, Pleurosticta acetabulum (Neck.) Elix & Lumbsch, Ramalina pollinaria (Westr.) ach. Рідше зустрічаються Anaptychia ciliaris (L.) koerb. ex a. massal., Lecanora argentata (ach.) röhl., Physcia stellaris (L.) Nyl., Physconia perisidiosa (Erichsen) moberg, Rinodina pyrina (ach.) arnold.

Кора Populus tremula репрезентує види, що виступають домінантами – Ca-loplaca pyracea (ach.) th. fr., Lecania cyrtella (ach.) th. fr., Physcia adscendens (fr.) H. Olivier, Xanthoria parietina (L.) th. fr. Рідше представлені Candelariella xanthostigma (ach.) Lettau, Lecania naegelii (Hepp) Diederich & Van den Boom, Lepraria incana (L.) ach., Physcia tenella (Scop.) Dc. цікавою виявилася зна-хідка Catillaria nigroclavata (Nyl.) J. Steiner. цей вид відомий в Україні з Карпат [4], Тернопільської [7], Хмельницької [4] областей та гірського Криму [8]. дана знахідка є першою для степової зони України.

домінуючими епігейними видами є Cladonia fimbriata (L.) fr. та Cladonia rangiformis Hoffm. На відкритих ділянках по краю лісового масиву було від-мічено Peltigera didactуla (With.) J. r. Laundon. та Endocarpon pusillum Hedw.

На території досліджень виявлено чотири види ліхенофільних грибів. Athelia arachnoidea (Berk.) Julich утворює великі некротичні ділянки, по краю яких розвиваються гіфи базидіоміцета, дуже рідко були відмічені світло-коричневі склероції. Marchandiobasidium aurantiacum (Lasch) Diederich & Schultheis вра-жає слань Physcia adscendens (fr.) H. Olivier та Xanthoria parietina (L.) th. fr. викликаючи знезабарвлення ділянок слані та утворює оранжеві бульбіли. Li-chenodiplis lecanorae (Vouaux) Dyko & D. Hawksw. формує напівзанурені пік-ніди на апотеціях Lecanora saligna (Schrad.) Zahlbr. Гіфоміцет Xanthoriicola physciae (kalchbr.) D. Hawksw. утворює чорні колонії на апотеціях Xanthoria parietina (L.) th. fr.

Серед досліджених таксонів є види (Buellia griseovirens (turner & Borrer ex Sm.) almb., Catillaria nigroclavata (Nyl.) J. Steiner, vulpicida pinastri (Scop.) J.–E. mattsson), які рідкісні для степової зони України, тому що приурочені до вологих штучних та природних лісових масивів степової зони, які знаходяться під сильним антропогенним тиском, тому вважаємо за потрібне включити вка-зані таксони до червоного списку Херсонської області.

ВисновкиВстановлено, що ліхенобіота заповідного урочища «Недогірський ліс»

складає 49 видів лишайників та 4 види ліхенофільних грибів, що належать до 18 родів, 8 родин, 2 порядків.

Вид Catillaria nigroclavata виявився новим для степової зони України.Серед досліджених таксонів п’ять видів (Anaptychia ciliaris (L.) koerb. ex

a. massal., Bryoria implexa (Hoffm.) Brodo & D. Hawksw., Endocarpon pusillum Hedw., Peltigera didactуla (With.) J. r. Laundon, Usnea hirta (L.) Weber ex f. H. Wigg.) занесені до червоного списку Херсонської області.

4848


список використаної літератури1. Бойко М. Ф. Природа Херсонської області / М. Ф. Бойко. – К.: Фітосоціоцентр, 1998. – 120 с.2. Дармостук В. В. Lecanora strоbilina (Spreng.) kieff. – новий вид лишайника для рівнинної частини

України / В. В. дармостук // чорноморськ. бот. журнал. – 2014. – 10 (2). – С. 244–245.3. Кондратюк С. Я. Індикація стану навколишнього середовища України за допомогою лишайників /

С. Я. Кондратюк. – К.: Наукова думка, 2008 – 335 с.4. Окснер А. М. Флора лишайників України / А. М. Окснер. – К.: Вид–во АН УРСР, 1968. – Т. 2. вип. 1. –

500 с.5. Окснер А. М. Флора лишайників України / А. М. Окснер . – К.: Наукова думка, 2010. – Т. 2, вип. 3. – 613 с.6. Ходосовцев О. Є. лишайники причорноморських степів України / О. Є. Ходосовцев – К.: Фітосоціоцентр,

1999. – 236 с.7. Bielczyk U. contribution to the lichen flora of Western Ukraine / U. Bielczyk, J. kiszka // fragm. flor. Geobot. –

2000. – 45 (1–2). – p. 493–500.8. Coppins B. New for crimea and Ukraine species of the lichens / B. coppins, S. kondratyuk, a. khodosovtsev,

p. Wolseley, S. Zelenko // Ukr. Bot. Zhurn. – 2001. – 58 (6). – p. 716–722.9. Dymytrova L. primeval beech forests of Ukrainian carpathians are sanctuaries for rare and endangered epiphytic

lichens / L. Dymytrova, O. Nadyeina, a. Naumovych, c. keller, c. Scheidegger // Herzogia. – 2013. – 26. – Р. 73–89.

10. Smith C.W the Lichens of Great Britain and ireland / c. W. Smith et al. – Nat. Hist. mus. publ., 2009.– 1046 р.

cтаття надійшла до редакції 20.02.2016В. В. ДармостукХерсонский государственный университет ул. 40 лет Октября, 27, Херсон, 73000, Украина, e-mail: [email protected]

ЛИШАЙНИКИ И ЛИХЕНОФИЛЬНЫЕ ГРИБИ ЗАПОВЕДНОГО УРОЧИЩА «НЕДОГОРсКИЙ ЛЕс» (ВЕЛИКОАЛЕКсАНДРОВсКИЙ РАЙОН, ХЕРсОНсКАЯ ОБЛАстЬ, УКРАИНА)

РезюмеПриведены данные по инвентаризации лихенобиоты заповедного урочища «Недогорский лес», который расположен в Великоалександровском районе Херсонской области. лишайники собирали на территории заповедного урочи-ща «Недогорский лес» во время экспедиционных выездов в течение 2012–2015 гг. по стандартной методике. Идентификацию видов проводили в лаборатории биоразнообразия и экологического мониторинга Херсонского государствен-ного университета. Собранная коллекция лишайников сохраняется в лихено-логическом гербарии Херсонского государственного университета (kHEr). В результате исследований установлено, что лихенобиота заповедного урочища «Недогорский лес» составляет 49 видов лишайников и 4 вида лихенофиль-ных грибов, относящихся к 18 родам, 8 семей, 2 порядков. Среди исследован-ных таксонов пять видов (anaptychia ciliaris (L.) koerb. Ex a. massal., Bryoria implexa (Hoffm.) Brodo & D. Hawksw., Endocarpon pusillum Hedw., peltigera didactуla (With.) Jr Laundon, Usnea hirta (L.) Weber ex fH Wigg.) занесены в Красный список Херсонской области. Вид catillaria nigroclavata оказался но-вым для степной зоны Украины. Среди исследованных таксонов есть виды (Buellia griseovirens (turner & Borrer ex Sm.) almb., catillaria nigroclavata (Nyl.) J. Steiner, Vulpicida pinastri (Scop.) J.-E. mattsson), которые редки для степной зоны Украины, потому что приурочены к влажным искусственным и есте-ственным лесным массивам степной зоны. Последние находятся под сильным антропогенным давлением, поэтому считаем нужным включить указанные таксоны в Красный список Херсонской области.Ключевые слова: Catillaria nigroclavata; редкие виды; Украина.

4949


V. V. Darmostukkherson State University27, 40 rokiv Zhovtnya str kherson 73000 Ukraine, e–mail: [email protected]

LICHENS AND LICHENICOLOUS FUNGI OF RESERVED TRACTS “NEDOHIRSKYY FOREST” (VELYKOOLEKSANDRIVKA DISTRICT, KHERSON REGION, UKRAINE)

Abstract the inventory results of the lichen biota of the reserved tracts “Nedohirskyy forest” (Velykooleksandrivka district, kherson region) are given. Lichens were collected on the territory of tracts “Nedohirskyy forest” during expeditions in 2012-2015 by the standard method. the identification of species was carried out in the laboratory of biodiversity and ecological monitoring of kherson State University. collection of lichens is stored in the lichenological herbarium of kherson State University (kHEr). the lichen biota of reserved tracts “Nedohirskyy forest” constitutes 49 species of lichens and 4 species of lichenicolous fungi belonging to 18 genera, 8 families, 2 orders. five species Anaptychia ciliaris (L.) koerb. Ex a. massal., Bryoria implexa (Hoffm.) Brodo & D. Hawksw., Endocarpon pusillum Hedw., Peltigera didactula (With.) Jr Laundon, Usnea hirta (L.) Weber ex fH Wigg. are included in the red List of kherson region. Species Catillaria nigroclavata is new for the steppe zone of Ukraine. Buellia griseovirens (turner & Borrer ex Sm.) almb., Catillaria nigroclavata (Nyl.) J. Steiner, vulpicida pinastri (Scop.) J.–E. mattsson are rare for the steppe zone of Ukraine and need to be included into the red List of kherson region.Key words: Catillaria nigroclavata; rare species; Ukraine

References1. Bielczyk U, kiszka J (2000) “contribution to the lichen flora of Western Ukraine”, fragm. flor. Geobot., 45

(1–2), pp 493–500.2. Boyko mf (1998) the nature of the kherson region [pryroda khersonskoi oblasti], kyiv: phytosociocentre,

120 p.3. coppins B, kondratyuk S, khodosovtsev a, Wolseley p, Zelenko S (2001) “New for crimea and Ukraine spe-

cies of the lichens”, Ukr. Bot. Zhurn., 58 (6), pp 716–722.4. Darmostuk VV (2014) “Lecanora strоbilina (Spreng.) kieff. – new lichen species for the plain part of

Ukraine” [“Lecanora strobilina (Spreng.) kieff. – novyi vyd lyshaynyka dlya rivnynnoi chastyny Ukrainy”], chornomors’k. bot. z., 10(2), pp 244–245.

5. Dymytrova L, Nadyeina O, Naumovych a, keller c, Scheidegger c (2013) “primeval beech forests of Ukrai-nian carpathians are sanctuaries for rare and endangered epiphytic lichens”, Herzogia, 26, pp. 73–89.

6. khodosovtsev aye (1999) Lichens of the Black Sea’s steppes of the Ukraine [Lyshaynyky prychornomorskykh stepiv Ukrainy], kyiv: phytosociocentre, 235 p.

7. kondratyuk Sya (2008) indication of the environment of Ukraine by means of lichens Ukraine [indykatsiya stanu navkolyshnoho seredovyshcha Ukrainy za dopomohoyu lyshaynykiv], k.: Nauk. dumka, 336 p.

8. Oksner am (1968) Lichen flora of Ukraine [flora lyshaynykiv Ukrainy], k.:Vyd–vo aN UrSr, 2(1), 500 p.9. Oksner am (2010) Lichen flora of Ukraine [flora lyshaynykiv Ukrainy], k.: Nauk. dumka, 2(3), 613 p.10. Smith cW, aptroot BJ, coppins BJ, flecher a, Gilbert OL, James pW, Wolseley pa (2009) the Lichens of

Great Britain and ireland. Nat. Hist. mus. publ.: 1046 p.

5050


УДК 633.1:631.52 DOI 10.18524/2077-1746.2016.1(38).68615

Н. А. Кириленко, к.б.н., доцент О. м. Ружицька, к.б.н., доцент О. В. Борисова, аспірант Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, кафедра ботаніки, вул. дворянська, 2, Одеса, 65082, Україна, e-mail: [email protected], [email protected], [email protected]

АНАтОмО-мОРФОЛОГіЧНі ОсОБЛИВОсті стЕБЕЛ тА ЛИстКіВ ПЛіВЧАстИХ ПШЕНИЦЬ TRITICUM SPELTA L. тА T. DICOCCUM (SCHRANK) SCHUEBL.

досліджували кількісні параметри елементів анатомічної будови листків та стебел двох видів плівчастих пшениць Triticum spelta та T. dicoccum у фазах цвітіння – молочної стиглості рослин, що вирощували в умовах польового досліду на півдні степової зони України. Виявлено, що листки T. dicoccum відрізнялись від листків T. spelta більшою товщиною мезофілу, рихлим роз-ташуванням провідних пучків, меншою кількістю продихів. Стебла T. spelta характеризувались менш широким кільцем склеренхіми з більш дрібними судинно-волокнистими пучками, ніж у T. dicoccum, та меншою кількістю рядів судинно-волокнистих пучків у паренхімі.

Ключові слова: T. spelta; T. dicoccum; анатомічна будова; стебло; листок.

Пшениця є цінною зерновою культурою, яка широко використовується для харчових та кормових цілей завдяки унікальному біохімічному складу зерна [3, 18]. Зростаючі вимоги виробництва до продуктивності та якості культури сприяють активізації селекційних робіт та проведенню різноманітних дослі-джень з вивчення біологічних особливостей, формування продуктивного та адаптивного потенціалу, якості зерна співродичів сучасних сортів пшениці, що мають ряд корисних господарських ознак.

У зв’язку з високою якістю зерна та деякими біологічними властивостями особливу увагу дослідників привертають два види культурних пшениць: гекса-плоїдна (2n = 6х = 42) спельта (Triticum spelta L.) та тетраплоїдна (2n = 4х = 28) культурна двозернянка (Triticum dicoccum (Shrank) Schuebl.), які відносяться до групи так званих полб і є найбільш поширеними видами плівчастих пшениць, що культивуються й у теперішній час [2].

В останні десятиріччя у Світі відмічається зростання попиту на продукцію із зерна двозернянки та спельти у сфері органічного, здорового та дієтичного харчування [21]. У теперішній час двозернянка є однією із важливих зернових культур у Ефіопії, а також обмежено культивується в Індії та Італії [24], на За-кавказзі [4], широко використовується в селекції в Європі, Північній Америці,

© Н. А. Кириленко, О. М. Ружицька, О. В. Борисова, 2016

5151


Індії. Спельта як самостійна зернова культура вирощується в Азії (Іран), Пів-нічній Африці, США та Канаді. Завдяки високій харчовій цінності зерна та деяким корисним агрономічним ознакам (невибагливості до родючості ґрун-тів, стійкості деяких зразків до патогенів та абіотичних чинників), вона також займає певне місце на ринку зернових Північної Америки та Європи [20, 23].

На теперішній час, анатомічна будова стебла та листків окремих злаків вже досить детально описана [1, 4, 6, 8]. Але у зв’язку з появою сучасної мікро-скопічної техніки та комп’ютерних програм велика увага приділяється кількіс-ній анатомії. цей напрямок може бути використаний не лише для вирішення теоретичних питань, але й для практичних завдань агрономії та селекції. Так, наприклад, у багатьох роботах був описаний зв’язок анатомічної будови зла-ків з функціональною активністю, агроекологічними умовами вирощування та здатністю рослин до полягання [7, 9]. У науковій літературі представлені поодинокі відомості щодо структури та морфометричних параметрів окремих елементів стебла та листків деяких видів пшениць, у тому числі спельти та двозернянки, у зв’язку з вивченням їх окремих агрономічних ознак [12, 16]. На жаль, в Україні майже не проводяться комплексні дослідження з вивчення анатомо-морфологічної будови спельти та двозернянки.

Отже, якісна та кількісна характеристика анатомо-морфологічної будови вегетативних органів цих видів є актуальною та практично і теоретично зна-чущою.

Метою роботи стало виявлення особливостей внутрішньої будови листків та стебел культурних плівчастих пшениць T. spelta та T. dicoccum, вирощених за польових умов на півдні степової зони України.

для досягнення мети були окреслені наступні завдання:1. Вивчити особливості анатомо-морфологічної будови листків і стебел

пшениць двох видів та провести морфометричні дослідження елементів їх ана-томічної структури;

2. Здійснити порівняльний аналіз внутрішньої будови листка та стебла різ-них метамерів рослин та виявити відмінності між обома видами пшениць за визначеними показниками.

матеріали та методи досліджень

Матеріалом для досліджень були свіжі зелені листки та міжвузля пагонів озимих пшениць двох видів: T. spelta та T. dicoccum.

Рослини вирощували на дослідних ділянках Селекційно-генетичного інсти-туту – Національного центру насіннєзнавства та сортовивчення (СГІ НцНС) НААНУ (м. Одеса), які розташовані в південній частині Причорноморської низовини на півдні степової зони в Одеській області. Вирощування рослин проводили протягом сезону 2014–2015 років із дотриманням стандартних ви-мог агротехніки для озимої пшениці в даному регіоні. Облікова площа ділянок

5252


складала 5 м2, норма висіву 450 насінин/м2. Зволоження ґрунту відбувалось тільки за рахунок атмосферних опадів.

для вивчення анатомічної будови стебла та листків відбирали по 5–7 шт. рослин кожного виду у фазах цвітіння – молочної стиглості. дослідження про-водили на ділянках стебла, в яких зазвичай відбувається полягання: друге – третє міжвузля від кореню [17].

Вимір товщини листка проводили на поперечних перерізах 10 листових пластинок, зроблених на відстані 3 см від їх основи. Епідерміс знімали пінце-том із середньої частини пластинки. Вивчали ділянку епідермісу між головною жилкою та краєм листка.

У рослин також визначали довжину головного пагону, яку вимірювали від прикореневої шийки до верхівки колосу, а також довжину листків.

Анатомічну будову рослинного матеріалу вивчали на тимчасових препара-тах, оброблених розчином флороглюцину та 30 % соляною кислотою.

Мікроскопічне дослідження вегетативних органів проводили за допомо-гою світлових мікроскопів марок “Біолам-70” (Росія) за збільшеннями окуляра х10 та об’єктивів х10. Морфометричні параметри вимірювали за допомогою окуляр-мікрометра МОВ-1-15. Результати опрацьовували за методами варіа-ційної статистики [14]. Мікрофотографії виготовляли за допомогою фотока-мери Nikon.


Відомо, що висока специфічність будови анатомічних структур листка і сте-бла різних видів пшениць, а також зміна їх параметрів залежно від місця зна-ходження метамеру, забезпечує адаптивність рослин до умов середовища [10].

Листок. Структурні особливості листка на різних фазах його розвитку мають велике значення у формуванні стійкості до несприятливих факторів – низьких температур, ураження хворобами та шкідниками.

досліджувані нами види пшениці мають різну кількість хромосом, а отже, і різний рівень плоїдності, що, як відомо [6], пов’язано з розміром клітин та від-повідає, в першу чергу, за товщину листової пластинки.

Згідно з отриманими нами даними, нижні листки досліджуваних видів пше-ниць відрізнялись від верхніх за рядом анатомічних ознак: числом продихів, кількістю рядів мезофілу та ін. (табл. 1). Як видно з табл.1, товщина листків у обох видів варіює залежно від ярусу розташування їх на стеблі. При порівнян-ні листків від прапорцевого до нижнього спостерігається зменшення товщини листової пластинки від 650,2 ± 1,4 до 575,3 ± 2,4 мкм у T. spelta та від 800,4 ± 0,7 до 650,0 ± 1,9 мкм у T. dicoccum. Таким чином, більш тонким листком відрізняється T. spelta.

5353


Таблиця 1Анатомічні характеристики листків T. spelta та T. dicoccum

Яруси листків

товщина листової пластин-ки, мкм

товщина епідермісу, мкм

Кількість продихівна 1 мм2 епідермісу товщина

мезофілу, мкм

Кількість рядів

губчастої тканиниверхнього нижнього верхнього нижнього

T. spelta

верхній(прапор-цевий)

575,3 ± 2,4

10,4 ± 0,1

13,0 ± 0,2

20,0 ± 1,7

24,0 ± 0,1

180,3 ± 1,0 8-10

середній 580,0 ± 0,2

12,8 ± 0,2

14,0 ± 0,1

22,0 ± 1,4

25,0 ± 1,4

210,3 ± 1,9 8-10

нижній 650,2 ± 1,4

13,3 ± 0,4

15,0 ± 0,6

24,0 ± 0,5

29,0 ± 0,5

220,0 ± 0,8 8-10

T. dicoccum

верхній(прапор-цевий)

650,0 ± 1,9

12,3 ± 0,3

15,8 ± 0,1

15,0 ± 1,3

17,0 ± 1,3

500,2 ± 0,4 8-10

середній 730,0 ± 1,6

13,1 ± 0,1

15,7 ± 0,4

16,0 ± 1,9

19,0 ± 2,2

560,1 ± 1,4 8-10

нижній 800,4 ± 0,7

15,7 ± 0,4

16,4 ± 0,5

18,0 ± 1,7

20,0 ± 1,7

600,5 ± 1,8 8-10

Така ж тенденція спостерігається і з товщиною епідермісу – він у обох ви-дів одношаровий, але більш тонкий у спельти. Причому у обох видів пшениць стінки клітин нижньої епідерми звивисті та потовщені.

Продихи розташовані паралельними рядами, а їх кількість у нижньому епі-дермісі більша, ніж у верхньому. Більшою кількістю продихів як верхнього, так і нижнього епідермісу листків всіх ярусів, відрізняється спельта (29 ± 0,5 на 1 мм2 ), що не суперечить даним, представленим у літературі [5].

Мезофіл листка у обох видів пшениць дорзовентрального типу та пред-ставлений лише губчастим шаром, товщина якого варіює від 180,3 ± 1,0 до 220,0 ± 0,8 мкм у спельти та від 500,2 ± 0,4 до 600,5 ± 1,8 мкм у двозернянки.

Характерною особливістю листків обох видів є наявність склеренхіми, яка розташовується над і під центральною та іншими жилками (рис. 1). Клітини склеренхіми над жилкою більш дрібні, щільно стиснуті та розташовуються в 7–8 рядів. Клітини під жилкою – крупні, більш пухкі та розташовуються в 9–10 рядів.

5454


Рис. 1. Поперечний переріз листка T. dicoccum (А) та T. spelta (Б) (ок. х10, об. х10): 1 – верхній епідерміс, 2 – губчастий мезофіл, 3 – склеренхіма, 4 – провідний пучок, 5 – нижній епідерміс

Отже, для обох зазначених видів пшениць були виявлені як загальні риси анатомічної структури листків (тип мезофілу, локалізація склеренхіми), так і їх відмінності за деякими кількісними показниками (товщина епідермісу, кіль-кість продихів на 1 мм2, товщина мезофілу). Більша товщина мезофілу, більш рихле розташування провідних пучків, менша кількість продихів на одиницю площі були характерні для T. dicoccum.

Як відомо, рослини T. spelta та T. dicoccum відрізняються високоросліс-тю. Згідно з отриманими даними, середня довжина стебла головного пагону у спельти та двозернянки складала в середньому 127,5 ± 2,3 см без достовір-них відмінностей між обома видами. У однодольних рослин стебло має тільки первинну будову, оскільки сформоване первинними меристемами. У більшості злаків, в тому числі і пшениці, стебло у міжвузлі порожнє [13, 19].

Як видно з представлених даних (табл. 2), у спельти стебло виявилось більш товстостінним, ніж у двозернянки, з вужчою порожниною.

Епідерміс у спельти дещо потовщений, його товщина варіює в межах від 30,3 ± 0,5 до 40,0 ± 0,9 мкм. Найбільш великі клітини епідермісу знаходяться навпроти провідних пучків (ПП). В інших місцях клітини епідермісу дрібні, з потовщеними лише зовнішніми стінками. В субепідермальному шарі знахо-дяться залишки первинної кори у вигляді тяжів хлоренхіми та склеренхіми пе-рициклічного походження (рис. 2).

Тяжі хлоренхіми розташовані попарно поряд з ПП. Розміри тяжів на зрізі зростають від нижнього до верхнього міжвузля. це може свідчити про вагому роль верхнього міжвузля та прилеглих листків в продуктивності культури. По мірі переміщення зверху вниз розміри ПП зменшуються (від 195,0 ± 4,6 до

5555


110,2 ± 1,3 мкм у двозернянки та від 270,4 ± 8,5 до 140,6 ± 8,9 мкм у спельти) (табл. 2). Окрім того, ПП видовжуються у тангентальному напрямку.

Кількість рядів клітин склеренхіми на перерізі також залежить від місця знаходження на стеблі. Так, у нижніх та середніх метамерах (2-е та 3-е між-вузля) стебла число рядів клітин склеренхіми становило 5–6 у T. dicoccum та 1–2 у T. Spelta.

Таблиця 2Анатомо-морфологічні характеристики стебла головного пагону

T. spelta та T. dicoccum

між-вузля знизу

Діаметр стебла,

мкм

товщинаепідермі-

су,мкм Ш

ирин

а хл

орен

хім

и,

мкм

Кіл

ькіс

ть р

ядів

кл

ітин

пер

ицик

-лі

чної

скле

ренх

іми

Зага

льна

шир

ина

пров

ідно

ї тк

анин

и, м

км Радіуспорож-нини,мкм К

ільк

ість

ря

дів

суди

но-

воло

книс

тих

пучк

ів

Діа

мет

р ве

лики

х су

дин

паре

нхім

и,м

км

T. spelta

друге 1950,9 ± 16,9

40,0 ± 0,9

80,9 ± 4,5 1-2 140,6 ±

8,9750,0 ±

4,0 3 20,7 ± 2,2

третє 1010,6 ± 10,5

30,3 ± 0,5

65,9 ± 0,9 1-2 270,4 ±

8,5625,5 ±

9,6 3 15,8 ± 1,3

T. dicoccum

друге 2120,1 ± 14,8

20,7 ± 0,4

45,0 ± 0,7 5-6 110,2 ±

1,3935,0 ±

6,4 4 50,1 ± 2,1

третє 940,3 ± 8,0

15,7 ± 1,6

37,0 ± 2,7 5-6 195,0 ±

4,6848,7 ±

12,4 4 40,0 ± 1,5

Під склеренхімою розташовуються елементи центрального циліндра. ця зона характеризується великими ПП, які занурені в паренхіму. Причому ПП розташовані у шаховому порядку в 3 ряди у спельти та в 4 ряди у двозернянки (рис. 2), що, ймовірно, сприяє зміцненню стебла.

Як відомо, ПП мають характерну форму. В колатеральних закритих пучках пшениці є дві великі судини, розташовані симетрично поблизу флоеми і 1–2 маленькі судини з кільцевим або кільцево-спіральним потовщенням. число, розміри, а також їх віддаленість від поверхні стебла у досліджуваних видів пшениць варіюють. дані про діаметр судин флоеми та ксилеми являють велику цінність для селекції. Так, у обох видів ПП збільшуються у розмірах від пери-ферії до центру. Їх розмір залежить також і від місця розташування метамеру: верхні міжвузля мають добре розвинену флоему в ПП, а нижні – судини вели-кого діаметру [10]. Згідно з нашими дослідженнями, розмір судин ксилеми ва-ріював у широкому діапазоні. Так, у спельти в 2-му міжвузлі він становив 20,7 ± 2,2 мкм, а в 3-му – лише 15,8 ± 1,3 мкм. У двозернянки розмір судин ксилеми був дещо більшим (50,1 ± 2,1 та 40,0 ± 1,5 мкм відповідно).

5656


Стебла у T. spelta характеризуються менш широким кільцем склеренхіми і дрібними ПП. Згідно з даними [17], дана «конструкція» придає стеблу гнучкос-ті за несприятливих метеорологічних умов.

для паренхіми центрального циліндра характерне збільшення діаметру клі-тин від верхнього міжвузля (50–90 мкм) до нижнього (90–150 мкм). Порівняно невеликі клітини паренхіми (30–50 мкм) оточують ПП та підходять до шару склеренхіми. це забезпечує, по-перше, міцність стебла, по-друге – сприяє ра-діальному транспорту речовин.

В результаті досліджень анатомічної будови стебла обох видів також були виявлені як загальні риси, властиві для анатомічної структури стебла пшениць, так і певні відмінності, що стосуються кількісної характеристики елементів будови стебла. Так, стебла обох видів відрізнялися між собою за діаметром, радіусом порожнини соломини, ступенем розвитку механічної тканини, кіль-кістю рядів та розмірами ПП.

Рис. 2. Поперечний переріз стебла T. dicoccum та T. spelta (Б) (ок. х10, об. х10): 1 – епідерміс, 2 – хлоренхіма, 3 – перициклічна склеренхіма, 4 – закритий колатеральний пучок (а – флоема,

б – ксилема, в – обкладкова склеренхіма), 5 – основна паренхіма осьового циліндра

для стебла T. spelta було характерне менш широке кільце склеренхіми (1–2 ряди клітин) з дрібними судино-волокнистими пучками (діаметр судин ксилеми 15–20 мкм), ніж у T. dicoccum, та менша кількість рядів судинно-волокнистих пучків у паренхімі.

численні дані вказують на прямий зв’язок між міцністю стебла та його ана-томічною структурою [12, 15, 16]. Міцність стебла злаків залежить від поєд-нання ряду елементів, таких як товщина стінки соломини, розмір механічної тканини, товщина оболонок її клітин, кількість судинно-волокнистих пучків та їх розміри. Так, сорти, які більш схильні до полягання, характеризуються

5757


нешироким кільцем механічної тканини та невеликою кількістю ПП. Сорти, більш стійкі до полягання, мають більш широке механічне кільце та кількість ПП [2, 9, 12, 17].

Кількісні параметри елементів анатомічної будови органів у різних видів рослин залежать, як відомо, також від стадії розвитку органу, екологічних умов вирощування рослин.

Отже, визначені кількісні показники анатомічних ознак можуть бути вико-ристані в подальших дослідженнях, присвячених вивченню біологічних осо-бливостей спельти та двозернянки за різних агрометеорологічних умов виро-щування, формуванню стійкості та продуктивності рослин даних видів.

Висновки

1. Визначені кількісні параметри елементів анатомічної будови листків та стебел культурних плівчастих пшениць Triticum spelta та Triticum dicoccum, ви-рощених на півдні степової зони України за агротехніки, традиційної для ози-мої пшениці в даному регіоні.

2. За однакових умов вирощування рослин, більшими значеннями радіусу порожнини стебла (848,7–935,0 мкм), ширини кільця склеренхіми (5–6 рядів клітин), діаметру судин ксилеми судино-волокнистих пучків (40,0–50,1 мкм) та кількості рядів судинно-волокнистих пучків у паренхімі стебла характери-зувались рослини T. dicoccum. Більшою товщиною епідермісу (30,3–40,0 мкм) та хлоренхіми (65,9-80,9 мкм) стебла відрізнялись рослини T. spelta.

3. Більшою товщиною епідермісу та мезофілу листової пластинки характе-ризувались листки T. dicoccum, водночас більша кількість продихів на 1 мм2

епідермісу була характерна для рослин T. spelta.

список використаної літератури1. Алексеева А. И. Особенности анатомо-морфологического строения стебля озимой пшеницы в зависимо-

сти от фона питания и нормы высева: автореф. дис. … к. с/х. н. / А. И. Алексеева. – Горки, 1969. – 20 с.2. Богуславский Р. Л. О биологических механизмах доместикации пшеницы / Р. л. Богуславский // Вестник

ВОГиС. – 2008. – Т. 12. – № 4. – С. 680–685. 3. Василевская В. К. Анатомическое строение зародыша и проростка некоторых травянистых растений /

В. К. Василевская // Вестник ленинград. ун-та. – 1959. – № 3. – С. 5–19. 4. Гончаров Н. П. Сравнительная генетика пшениц и их сородичей / Н. П. Гончаров. – Новосибирск: Сиб.

унив., 2002. -251 с.5. Градчанинова О. Д. Сравнительное анатомическое изучение листа и стебля диплоидных и гексаплоид-

ных пшениц: автореф. дис. … к.б.н. / О. д. Градчанинова. – л., 1967. – 20 с.6. Гудкова Г. Н. Анатомо-морфологические особенности Hordeum L., Secale L., Triticum L., применительно

к проблемам селекции: дис. … д.б.н. / Г. Н. Гудкова. – СПб, 1999. – С. 83–90.7. Дорофеев В. Ф. Анатомическое строение стебля и корня пшеницы в связи с устойчивостью к полеганию

/ В. Ф. дорофеев // Труды Всесоюз. СХИ заочного образования. – 1961. – Вып. 5. – С. 56–63. 8. Ильинская-Центилович М. А. Особенности анатомического строения стебля озимой пшеницы в связи с

полеганием / М. А. Ильинская-центилович, К. Г. Тетерятченко // Извест. АН СССР. – Сер. биология. – 1963. – № 1. – С. 105–107.

5858


9. Комарова Е. А. Особенности анатомического строения стебля и колосового стержня сортов тритикале в связи с продуктивностью колоса и устойчивостью к полеганию: автореф. дис. … к.б.н. / Е. А. Комаро-ва. – М., 2007. – 22 с.

10. Коробко В. В. Метамерные особенности роста и развития междоузлий стебля яровой пшеницы: автореф. дис. … к.б.н. / В. В. Коробко. – Саратов, 2005. – 20 с.

11. Культурная флора СССР: Т. 1: Пшеница / В. Ф. дорофеев, О. Н. Коровина – л.: Колос, 1979. – 346 с. 12. Лазаревич С. В. Отклонения в строении проводящей системы стебля у пшеницы // Биологическая про-

дуктивность растений и пути ее повышения / С. В. лазаревич. // Сб. науч. тр. – 1999а. – С. 35–41. 13. Лазаревич С. В. Эволюция анатомического строения стебля пшеницы / С. В. лазаревич. – Минск: Хата,

1999б. – 296 с.14. Лакин Г. Ф. Биометрия / Г. Ф. лакин. – М.: Высш. шк., 1990. – 352 с. 15. Москалёва Г. И. Морфолого-анатомические особенности строения стебля и устойчивость к полега-

нию мягкой яровой пшеницы / Г. И. Москалёва // Науч.-техн. бюл. ВИР им. Н. И. Вавилова. – 1987. – Вып. 170. – С. 64–68.

16. Пакомеев О. В. Морфолого-анатомическая структура растений короткостебельных сортов и форм мяг-кой озимой пшеницы как показатель их хозяйственно ценных признаков и свойств: автофер. дис. …. к.б.н. / О. В. Пакомеев – Харьков, 1982. – 26 с.

17. Пинкаль А. В. Оценка устойчивости к полеганию однодольных и двудольных культур на основе изучения анатомического строения стебля / А. В. Пинкаль, Ю. В. Кривко, л. А. Кротова, Н. Г. Казыдуб, л. В. Оме-льянюк // Омский научный вестник. – 2012. – Т. 114. – № 2. – С. 172–174.

18. Танайлова Е. А. Анатомо-морфологическая характеристика зерновок яровой пшеницы сортов T. durum: дис. … к.б.н. / Е. А. Танайлова. – Саратов, 2009. – 180 с.

19. Эсау К. Анатомия семенных растений // К. Эсау. – М.: Мир, 1980. – 674 с. 20. Abdel-Aal E. S. compositional and nutrititional characteristics of spring einkorn and spelt wheats. / E. S. abdel-

aal, m. p. Huci, f. W. Sosuisk. // J. cereal chem. – 1995. – V. 72. – p. 621–624.21. Bailey L. H. milling and baking tests of einkorn, emmer, spelt, and polish wheat / L. H. Bailey, H. L. Wessling,

J. a. Leclerc. // J. am. Soc. agron. – 1998. –V. 10. – p. 215–217.22. Boguslavskj R. L. cultivated emmer is valuable germplasm for durum wheat breeding / r. L. Boguslavskij,

O. V. Golik, t. t. tkachenko // clHEam/aSfac. – 2001. – V. 54. – p. 125–127.23. Dvořàček v. Evaluation of protein fractions as biochemical markers for identification of spelt winter cultivars

(Triticum spelta L.) / V. Dvořàček, V. Čurn. // J. plant Soil Environ. – 2003. – V. 3. – p. 99–105.24. Perrino P. Ecogeographical distribution of hulled wheat species. / p. perrino, G. Laghetti, L. f. D’antuono,

m. ajlouni, m. kanbertay, a. t. Szabó, k. Hammer. // Hulled wheats. promoting the conservation and use of underutilized and neglected crops. – proc. first internat. Workshop on Hulled Wheats, 21-22 July 1995. castelvecchio pascoli, tuscany, italy. – rome, italy. – 1996. – p. 101–119.


Н. А. Кириленко, О. Н. Ружицкая, О. В. БорисоваОдесский национальный университет имени И. И. Мечникова, кафедра ботаники,ул. дворянская, 2, Одесса, 65082, Украина

АНАтОмО-мОРФОЛОГИЧЕсКИЕ ОсОБЕННОстИ стЕБЛЕЙ И ЛИстЬЕВ ПЛЁНЧАтЫХ ВИДОВ ПШЕНИЦ TRITICUM SPELTA L. И T. DICOCCUM (SCHRANK) SCHUEBL.

РезюмеИсследовали количественные морфологические и анатомические показатели листьев и стеблей двух видов пленочных пшениц T. spelta и T. dicoccum в фазе цветения – молочной спелости растений. Выявлено, что листья T. dicoccum от-

5959


личались от листьев T. spelta большей толщиной мезофилла, рыхлым располо-жением проводящих пучков, меньшим количеством устьиц. Стебли T. spelta характеризовались менее широким кольцом склеренхимы с более мелкими сосудисто-волокнистые пучками, чем в T. dicoccum и меньшим количеством рядов сосудисто-волокнистых пучков в паренхиме.Ключевые слова: T. spelta; T. dicoccum; анатомическое строение; стебель, лист.

N. A. Kirilenko, O. м. Ruzhitska, O. V. BorysovaOdesa National mechnykov University, Department of Botany,2, Dvoryanska str., Odesa, 65082, Ukraine

ANATOMICAL AND MORPHOLOGICAL FEATURES OF STEMS AND LEAVES OF FILMY TYPES OF TRITICUM SPELTA L. AND T. DICOCCUM (SCHRANK) SCHUEBL.

AbstractQuantitative parameters of elements of the anatomical structure of the leaves and stems of two species of hulled wheats Triticum spelta and T. dicoccum in the phase of flowering – milky stage of plants that were grown under the same conditions were analysed.the aim of our study was to identify the characteristics of the internal structure of leaves and stems of cultural hulled wheat Triticum spelta and Triticum dicoccum, grown on the south steppe zone of Ukraine. the material for the research was fresh green leaves and shoots of winter wheat interstices of two types: T. spelta and T. di-coccum. plants were grown in experimental plots of Selection and Genetics insti-tute – National center of Seed and cultivar (c. Odesa), the area which is located in the southern part of the Black Sea lowland in southern steppe areas in the Odesa region. to study the anatomical structure of the stem and leaves 5-7 plants of each species in the flowering stage – lactic ripeness were collected. anatomical structure of plant material was studied in temporary preparations treated with a solution phloroglucine and 30 % hydrochloric acid.it was found that leaves of T dicoccum differed from T. spelta leaves by thicker mesophyll, loose arrangement of vascular bundles, fewer stomata. Stems of T. spelta are characterized by less wide ring of schlerenchyma with smaller vascular bundles than in T. dicoccum, and fewer vascular bundles in the parenchyma.thus, in the investigated species of wheat there are some differences in the characteristics of the main elements of the anatomical structure of the stem, diameter, radius of cavity straw, the degree of mechanical tissue, the number of rows and the size of vascular bundles. Quantitative parameters of anatomical and morphological characteristics can be used to evaluate the genotype and physiological condition of plants.Key words: T. speltа; T. dicoccum; anatomical structure; stem; leaf.

6060


References:1. alekseeva ai (1969) the features of anatomo-morphological structure of the stem of winter wheat depending

on the background power and norms: author. diss. ... candidate of agricultural sciences [Osobennosti anatomo-morfologicheskoho stroeniya steblia ozimoi pshenitsy v zavisimosty ot fona pytaniia i normy vyseva], Gorky, 20 p.

2. Boguslavsky rL (2008) Biological mechanisms of domestication of wheat [O biologycheskykh mekhanizmakh domestifikatsyi pshenitsy], Vestnik VOGiS, № 4, pp 680-685.

3. Vasilevskaia Vk (1959) Vasilevskaya V. k. anatomical structure of the embryo and seedling of some her-baceous plants [anatomycheskoe stroenie zarodysha i prorostka nekotorykh travianystykh rastenyi], Vestnyk Leningradskogo universyteta, № 3, pp 5-19.

4. Goncharov Np (2002) comparative genetics of wheat and their relatives [Sravnytelnaia genetika pshenits i ikh sorodychei], Novosibirsk: Sibirskyi universytet, 251 p.

5. Gradchaninova OD (1967) comparative anatomical study of leaf and stem of diploid and hexaploid wheat: author. dis. ... of candidate of biological sciences / O. D. Gradchaninova. – L., 1967. – 20 c. [Sravnitelnoe anatomycheskoe izuchenye lista i steblia diploidnykh i geksaploidnykh vidov pshenits, Leningrad, 20 p.]

6. Gudkova GN (1999) anatomical and morphological features of Hordeum L., Secale L. and triticum L. in relation to breeding problems: diss. ... of doctor of biological sciences / G. N. Gudkova. – Spb, 1999. – p. 83-90. [anatomo-morfologycheskie osobennosti Hordeum L., Secale L., Triticum L., primenitelnj k problemam selektsyi, Sankt-peterburg, pp 83-90.]

7. Dorofeev Bf (1961) the anatomical structure of stem and root of wheat in connection with resistance to lodg-ing / V. f. Dorofeev // Works of agricultural institute of correspondence education. – 1961. – Vol. 5. – p. 56-63. [anatomycheskoe stroenye steblia i kornia pshenitsy v cviazi s ustoichivostiu k poleganiiu, trudi Vsesoiuznogo Skhi zaochnogo obrazovaniia, Vip. 5, pp 56-63.]

8. ilinskaia-tsentilovich ma, teteriatchenko kG (1963) peculiarities of the anatomical structure of the stem of winter wheat in connection with the lodging / m. a. ilinskaia-tsentilovich, k. G. teteriatchenko // News USSr academy of sciences. – Ser. biology. – 1963. – № 1. – p. 105-107. [Osobennosti anatomycheskogo stroenyia steblia ozimoi pshenitsy v cviazi s poleganiem, izvestiia aN SSSr, Seriia biologiia, № 1, pp 105-107.]

9. komarova Ea (2007) features of the anatomical structure of the stem and stem of cereals triticale in connec-tion with the productivity of spike and resistance to lodging: author. diss. ... of candidate of biological sciences / E. a. komarova. – m., 2007. – 22 p. [Osobennosti anatomycheskogo stroeniia steblia i kolosovogo sterzhnia sortov tritikale v cviazi s produktivnostiu kolosa i ustoichivostiu k poleganiiu, moskva, 22 p.]

10. korobko VV (2005) metameric characteristics of growth and development of internodes of the stem spring wheat: author. diss. ... of candidate of biological sciences / V. V. korobko. – Saratov, 2005. – 20 p. [metamernie osobennosti rosta i razvitiia mezhdouzlii steblia yarovoi pshenitsy, Saratov, 20 p.]

11. Dorofeev Bf , korovina ON (1979) cultural flora of the USSr: vol. 1: Wheat / V. f. Dorofeev, O. N. korovina – L.: kolos, 1979. – 346 p. [kulturnaia flora SSSr: pshenitsa, Leningrad: kolos, 346 p.]

12. Lazarevich SV (1999a) Variations in the structure of the conducting system of the stem in wheat // Biologi-cal productivity of plants and ways of its improvement / V. S. Lazarevich. // collection of scientific papers – 1999a. – p. 35-41. [Otkloneniia v stroenyia provodiashchei systemi steblia u pshenitsy, Biologicheskaia produk-tivnost rastenyi i puti ee povishenyia, Sbornik nauchnykh trudov, pp 35-41.]

13. Lazarevich SV (1999b) Evolution of the anatomical structure of the stem of wheat / S. V. Lazarevich. – minsk: Hata, 1999б. – 296 p. [Evoliutsyia anatomycheskogo stroenyia steblia pshenitsy, minsk: khata, 296 p.]

14. Lakin Gf (1990) Biometrics / G. f. Lakin. – m.: Higher school, 1990. – 352 p. [Biometryia, moskva: Visshaia shkola, 352 p.]

15. moskaleva Gi (1987) morphological and anatomical structure of the stem and lodging resistance of soft spring wheat / G. i. moskaleva // Scientific and technical Bulletin of Vir of N. i. Vavilov. – 1987. – Vol. 170. – p. 64-68. [morfologo-anatomycheskyie osobennosti stroenyia steblia i ustoichivost k poleganiiu miagkoi yarovoi pshenitsy, Nauchno-tekhnicheskyi biuleten Vir imeni Ni Vavilova, Vipusk 170, pp 64-6.]

16. pakomeev OV (1982) morphological and anatomical structure of plants short-stemmed varieties and forms of soft winter wheat as an indicator of their economically valuable characteristics and properties: abstract of disser-tation of candidate of biological sciences / O. V. pacolet – kharkov, 1982. – 26 p. [morfologo-anatomycheskaia struktura rastenyi korotkostebelnich sortov miagkoi ozimoipshenitsy kak pokazatel ikh khoziaistvenno tsennikh priznakov i svoistv, kharkov, 26 p.]

6161


17. pinkal aV, krivko yuV, krotova La, kazydub NG, Omelyanyuk LV (2012) assessment of resistance to lodg-ing monocotyledonous and dicotyledonous crops on the basis of studying the anatomical structure of the stem / a. V. pinkal, y. V. krivko, L. a. krotova, N. G. kazydub, L. V. Omelyanyuk // Omsk scientific Bulletin. – 2012. – V. 114. – № 2. – p. 172-174. [Otsenka ustoichivosti k poleganiiu odnodolnykh i dvodolnykh kultur na osnove anatomycheskogo stroenyia steblia, Omskyi nauchnyi vestnik, t. 114, № 2, pp. 172-174.]

18. tanailova Ea (2009) anatomical and morphological characteristics of grains of spring wheat cultivars of t. durum: diss. of candidate of biological sciences / E. a. Danilova. – Saratov, 2009. – 180 p. [anatomo-morfo-logicheskaia kharakteristika zernovok yaroi pshenitsy sortov T. durum, Saratov, 180 p.]

19. Esau k (1980) anatomy of seed plants // k. Esau. – m.: mir, 1980. – 674 p. [anatomyia semennikh rastenyi, moskva: mir, 674 p.]

20. Abdel-Aal E. S. compositional and nutrititional characteristics of spring einkorn and spelt wheats. / E. S. abdel-aal, m. p. Huci, f. W. Sosuisk. // J. cereal chem. – 1995. – V. 72. – p. 621-624.

21. Bailey LH, Wessling HL, Leclerc Ja (1998) milling and baking tests of einkorn, emmer, spelt, and polish wheat, J. am. Soc. agron.,1998, V. 10, pp 215-217.

22. Boguslavskj rL, Golik OV, tkachenkott. (2001) cultivated emmer is valuable germplasm for durum wheat breeding, clHEam/aSfac, V. 54, pp125–127.

23. Dvořàček V, Čurn V. (2003) Evaluation of protein fractions as biochemical markers for identification of spelt winter cultivars (Triticum spelta L.), J. plant Soil Environ, V. 3, pp 99-105.

24. perrino p, Laghetti G, D’antuono Lf, ajlouni m, kanbertay m, Szabó at, Hammer k (1996). «Ecogeographi-cal distribution of hulled wheat species», Hulled wheats. promoting the conservation and use of underutilized and neglected crops, proc. first internat. Workshop on Hulled Wheats, 21-22 July 1995. castelvecchio pascoli, tuscany, italy. – rome, italy, p. 101-119.

6262


УДК 634.84:932.981 DOI 10.18524/2077-1746.2016.1(38).68111

О. м. слюсаренко, д.б.н., директор ботанічного саду ОНУ,т. м. Кривицька, старший науковий співробітник,Ю. О. Кулак, молодший науковий співробітник,О. Б. Ляховецька, біологОдеський національний університет імені І. І.Мечникова, Ботанічний сад ОНУФранцузький бульвар, 48/50, Одеса, 65058, Україна, [email protected]

міКРОміЦЕтИ РИЗОсФЕРИ SALvIA SPLEnDEnS L. ПРИ ВНЕсЕННі сПОР PEnICILLIUM ROSEO – PURPUREUM DIERCKx, іммОБіЛіЗОВАНИХ НА АНАЛЬЦИмі

досліджено зміну чисельності та таксономічного складу комплексу мікроміцетів ризосфери Salvia splendens L. при внесенні спор Penicillum roseo–purpureum, іммобілізованих на анальцимі. Показано, що в умовах вегетаційного експеримента чисельність мікроміцетів еколого-трофічних груп у ризосфері становила від 1,42 до 446,0*106/г КУО в залежності від компонентів, що вноси-ли у субстрат, та терміну експозиції. Встановлено, що на 21-шу добу експозиції активізується розвиток мікроміцетів групи оліготрофів (індекс оліготрофності збільшувався з 2,6 на варіанті контролю до 32,3 на варіанті з внесенням P. roseо-purpureum).У посівах ґрунтового субстрату ризосфери відмічали наявність високої концентрації P. roseo–purpureum в активному стані, причому як у складі еколого-трофічної групі органотрофів, так і у складі групи, що використовує азот мінеральних сполук.Порівняно видовий склад міцеліальних грибів ґрунтового субстрату варіантів експеримента з контролем за індексом видової подібності Серенсена-чекановського Ключові слова: мікроміцети; ризосфера; анальцим.

Тривале вирощування тієї чи іншої сільськогосподарської культури при інтенсивному використанні мінеральних добрив та хімічних засобів захисту рослин інколи призводить до зменшення їх продуктивності, не зважаючи на дотримання усіх рекомендованих агрозаходів, а квітково-декоративні росли-ни стають неспроможними виконувати покладені на них функції оздоровлення довкілля та покращення естетичної привабливості паркових ландшафтів. Таке явище пояснюється, перш за все, накопиченням у ґрунті фітопатогенної мікро-флори та продуктів її життєдіяльності – токсичних метаболітів, які спричиня-ють ґрунтовтому і викликають так званий “токсикоз” ґрунту [17]. Тому роз-робка технологій органічного землеробства з використанням активних штамів мікроорганізмів, зокрема мікроміцетів, з високою антагоністичною активністю проти фітопатогенних організмів є актуальною і стає одним з найважливіших напрямків наукової роботи [9].

© О. М. Слюсаренко, Т. М. Кривицька, Ю. О. Кулак, О. Б. ляховецька, 2016

6363


Було показано [13], що при застосуванні фунгіцидів у першу чергу стражда-ють представники родів Penicillium, Trichoderma та varicosporium, антагоністи паразитичної мікробіоти. Наявність та життєдіяльність таких антагоністів у складі мікоценозу – один з важливих факторів природного захисту рослин від ураження фітопатогенними видами.

Одним з видів, який пригнічує розвиток фітопатогенів є Penicillium roseo–purpureum Dierckx, завдяки потужній антагоністичній активності щодо грибів з родів Aureobasidium, Botrytis, Fusarium. Штам цього виду був виділений в дослідженнях мікобіоти рослин. Встановлено, що його антагоністична актив-ність зумовлюється вторинним метаболітом, який ідентифікували як курвула-рін [16].

Метою дослідження було встановлення можливості використання штаму P. roseo-purpureum для формування мікоценозу у ризосфері рослин з контр-ольованою чисельністю фітопатогенних видів грибів, а також впливу мінера-ла анальцим та P. roseo-purpureum на активність мікроміцетів різних еколого-трофічних груп ризосфери рослин.

матеріали і методи досліджень

Були досліджені зміни чисельності популяцій мікроміцетів ризосфери S. splendens, що виникають під впливом гриба P. roseo–purpureum спори якого, іммобілізовані на анальцимі, який вносили у грунтову суміш, та окремо вста-новлювали вплив анальциму на стан і зміни мікобіоти ризосфери.

Ґрунтова суміш для вирощування рослин містила: листкову землю, чорно-зем і річковий пісок у співвідношенні 2 : 1 : 1. дослідження провадили у трьох повторах за схемою: контроль (ґрунтова суміш без домішок); ґрунтова суміш з кремнійвмісним мінералом (Варіант І. – 2,5 г/л ґрунту); та ґрунтова суміш, яка містила іммобілізовані на 2,5 г мінералу спори гриба з різними титрами (КУО: Варіант ІІ. – 1,1 * 107/г; Варіант ІІІ. – 3,6 * 106/г; Варіант iV. – 1,8 * 105/г).

Еколого-трофічні групи, що представлені комплексами мікроміцетів у ґрун-товому субстраті ризосфери S. splendens, вивчали загальноприйнятими у міко-логії та мікробіології методами [3, 5]. Групи мікроміцетів аналізували за кіль-кісними характеристиками, видовим складом та мінливістю цих показників у часі та у залежності від складу ґрунтового субстрату.

Спроможність до виживання P. roseo-purpureum у субстраті оцінювали під час вивчення стану мікоценозу ризосфери S. splendens в цілому.

Стан мікоценозу характеризували за еколого-трофічними групами мікромі-цетів ризосфери з визначенням кількісного складу представників кожної гру-пи, використовуючи загально прийняті методи мікологічних та мікробіологіч-них досліджень [3, 5].

Отримані результати статистично опрацьовували, вірогідність різниці ви-значали за критерієм Стьюдента [11]. Коефіцієнт мінералізації та індекс оліго-трофності, що характеризують зміни у співвідношенні еколого-трофічних груп

6464


мікроміцетів за умов внесення анальциму та іммобілізованих на мінералі спор P. roseo–purpureum, розраховували за Є. М. Мішустіним [7, 8]. Вивчення видо-вого складу грибів проводили за допомогою визначників [10, 12, 17, 18].

Видову структуру комплексу мікроміцетів у контрольному варіанті та ва-ріантах експериментів попарно порівнювали, розраховуючи коефіцієнт поді-бності складу груп, за формулою Серенсена – чекановського: Кs=2c/a+b, де а – кількість видів 1-ої групи; b – кількість видів 2-ої групи; с – кількість видів, що є спільними для обох груп [2].


Ґрунти – складна екосистема у якій мікобіота відіграє надзвичайно важливу роль, формуючи умови для росту і розвитку рослин. Будь-який вплив на ґрунти з боку людини (обробка, внесення пестицидів, мінеральних добрив та ін.) від-дзеркалюється на складі популяцій мікроміцетів і супроводжується змінами чисельності видів та співвідношення еколого-трофічних груп грибів, що часто використовують при різного роду індикаціях стану ґрунтової екосистеми, ви-значаючи не тільки її стан, але і характер антропогенного навантаження [1, 2].

дослідження динаміки чисельності еколого-трофічних груп мікроміцетів ризосфери S. splendens свідчать про те, що мікроміцети різосфери реагують як на внесення кремнійвмістного мінералу (анальцим), так і спор P. roseo-purpureum, іммобілізованих на анальцимі, однак ступінь та характер змін міко-ценозу при цьому різний (табл. 1).

Група органотрофних мікроміцетів, які гідролізують азотвмістні органічні сполуки, пригальмовувала свій розвиток у грунтосумішах, що містили крем-нійвмістний мінерал анальцим та анальцим з іммобілізованими на ньому спо-рами P. roseo-purpureum з титром 1,1 * 107/г. КУО від початку вегетації рослин і до 21-ої доби їх культивування. Зменшення титру спор, іммобілізованих на мінералі (КУО 3,6 * 106/г та 1,8 * 105/г), сприяло більш активному розвитку органотрофів і на 21 добу вирощування рослин чисельність органотрофів ста-новила 39,6 * 106/г та 29,2 * 106/г КУО відповідно титру іммобілізованих на мінералі спор.

Мікроміцети, що використовують мінеральні сполуки азоту, у найбільшій кількості були представлені у суміші, що містила спори, іммобілізовані на анальцимі з титром КОУ 1,1 * 107/г. чисельність їх змінювалась від 12,2 * 106/г до 20,6 * 106/г КУО з 1-ої по 35-ту добу культивування рослин.

Зміни чисельності оліготрофних мікроміцетів ризосфери S. splendens були подібними у всіх варіантах експерименту. З 1-ої по 11-ту добу культивування рослин спостерігалося повільне збільшення чисельності; з 11-тої по 21-у добу спостерігався сплеск росту чисельності (так званий “популяційний зрив”), а з 21-ої доби чисельність групи зменшувалась і на 35-у добу культивування чи-сельність оліготрофів приблизно дорівнювала чисельності цієї групи у контр-ольному варіанті експерименту.

6565


Таблиця 1 Динаміка чисельності еколого–трофічних груп мікроміцетів ґрунтового

субстрату при внесенні анальциму та спор P. roseo-purpureum, іммобілізованих на анальцимі за варіантами експерименту (I-IV)

ДобаЧісельність еколого-трофічних груп мікроміцетів (КУО ·106/г)

органотрофи користувачі мінеральних сполук азоту оліготрофи

Контроль

1 1,5 ± 0,2 3,0 ± 0,3 7,0 ± 0,7

11 20,0 ± 0,8 8,7 ± 0,9 27,8 ± 3,1

21 28,8 ± 1,2 12,3 ± 0,9 75,0 ± 12,6

35 33,2 ± 2,7 13,3 ± 0,5 43,3 ± 3,9

І. 2,5 г/л анальцима

1 1,4 ± 0,2 4,0 ± 0,3 7,5 ± 0,8

11 ٭0,4 ± 10,7 ٭0,3 ± 14,3 ٭11,4 ± 48,0

21 ٭0,3 ± 12,3 ٭0,3 ± 15,3 ٭٭52,3 ± 293,0

35 31,0 ± 2,8 13,4 ± 0,3 34,8 ± 3,2

ІІ. Спори p. roseo–purpureum КУО 1,1 х 107/г, іммобілізовані на анальцимі

1 2,1 ± 0,3 ٭0,9 ± 12,2 9,5 ± 1,1

11 ٭0,4 ± 11,3 ٭1,3 ± 15,7 ٭9,8 ± 45,0

21 ٭0,4 ± 13,8 ٭0,9 ± 20,3 ٭٭83,4 ± 446,0

35 ٭1,6 ± 23,0 ٭0,9 ± 20,6 36,8 ± 7,6

ІІІ. Спори p. roseo–purpureum КУО 3,6 х 106/г, іммобілізовані на анальцимі

1 1,7 ± 0,4 5,5 ± 0,6 2,0 ± 0,3

11 ٭1,7 ± 26,8 ٭0,8 ± 17,0 ٭4,1 ± 35,3

21 ٭8,1 ± 39,6 ٭0,8 ± 18,3 ٭٭81,2 ± 434,5

35 ٭8,0 ± 40,0 ٭0,5 ± 10,0 61,8 ± 17,2

iV. Спори p. roseo–purpureum КУО 1,8 х 105/г іммобілізовані на анальцимі

1 1,4 ± 0,3 ٭1,1 ± 9,5 13,5 ± 0,6

11 ٭2,1 ± 28,3 ٭1,4 ± 13,0 ٭11,8 ± 55,5

21 29,2 ± 3,4 13,8 ± 1,4 ٭٭21,5 ± 191,5

35 27,5 ± 3,1 14,2 ± 1.6 ٭3,1 ± 22,8

Примітка Р٭٭ ,0,05> :٭Р<0,01

6666


Особливо яскраво “популяційний зрив” спостерігався у варіанті грунтосу-міші із внесенням анальциму з іммобілізованими спорами P. roseo-purpureum, титр яких становив 1,1 * 107/г та 3,6 * 106/г КУО. Менше зростала чисельність у варіантах з внесенням анальциму та анальциму з іммобілізованими спорами з найменшим титром (КУО 1,8 * 105/г) і найменший сплеск чисельності мікро-міцетів цієї групи спостерігався у контрольному варіанті експерименту.

Таким чином, оліготрофні мікроміцети виявилися найбільш чутливими до зміни складу грунтосуміші і реагували на внесення як мінералу, так і мінералу з іммобілізованими спорами, що приводило до збільшення чисельності пред-ставників цієї групи на 21-шу добу культивування рослин.

Мікроміцети, як складова частина біоценозу ґрунту, зумовлюють інтенсив-ність процесів мінералізації органічної речовини та асиміляції зольних еле-ментів. Результати експериментів свідчать, що внесення кремнійвмісного мі-нералу та спор P. roseo-purpureum, іммобілізованих на мінералі, впливали на активність процесів асиміляції та мінералізації, про що свідчать дані, наведені в табл. 2.

Таблиця 2 Динаміка коефіцієнтів, що характеризують здатність мікроміцетів асимілювати

зольні елементи живлення (індекс оліготрофності), та процеси мінералізації органічних речовин (коефіцієнт мінералізації)

Варіантидосліду

Доба експозиції

11 21 35 11 21 35

індекс оліготрофності Коефіцієнт мінералізації

Контроль 1,39 2,6 1,3 0,44 0,43 0,19

І 4,48 23,8 1,12 1,34 1,1 0,43

ІІ 3,98 32,3 1,6 1,39 1,47 1,12

ІІІ 1,39 10,9 1,54 0,63 0,46 0,25

iV 1,96 6,5 0,82 0,46 0,47 0,52

Тенденція зміни індексу оліготрофності у всіх варіантах експерименту була подібною. до 21-ої доби цей показник збільшувався, а на 35-шу добу зменшу-вався до значень контролю, але зміни по варіантах експерименту були різними. У контролі зміни коефіцієнта були повільними, найбільші коливання спосте-рігалися у варіанті з внесенням кремнійвмісного мінералу з іммобілізованими спорами P. roseo-purpureum (титр: 1,1 * 107/г) і варіант з внесенням мінералу без спор, що свідчить про регуляторну функцію мінералу і гриба на ґрунтову мікобіоту.

6767


Загальні закономірності у коливанні коефіцієнта оліготрофності, що спо-стерігались в експерименті, підтверджуються дослідженнями багатьох науков-ців і свідчать про те, що оліготрофним організмам притаманна висока еколо-гічна пластичність і саме вони виконують функцію підтримки стабільності та збереження стійкості біогеоценозів як систем [4, 6].

Варіювання коефіцієнта мінералізації свідчить про те, що активність про-цесів мінералізації збільшується з 11-ої по 21 добу. У подальшому процес упо-вільнюється, на 35-ту добу відновлюється рівновага і мікоценоз стабілізується.

Одним з біологічно активних компонентів сумішей, за отриманими в екс-периментах даними, є P. roseo-purpureum. При вивченні мікоценозу ризосфери цей вид виділяли як у складі грибів – органотрофів, так і у складі еколого-трофічної групи мікроміцетів, що використовують мінеральні сполуки (рис. 1, табл. 3).

а) б)

Рис. 1 Наявність P. roseo – purpureum у складі мікоценозу еколого-трофічної групи органотрофів (а) та групи мікроміцетів, що використовує мінеральні сполуки азоту (б).

Результати дослідження видового складу мікобіоти різних субстратів при вирощуванні S. splendens наведені у таблиці 3.

Показано, що мікоценоз в цілому представлений понад 30 видами. Розра-ховані індекси видової подібності популяцій по варіантах експерименту від-дзеркалюють різницю у складі популяцій. При цьому суміші, що містили ім-мобілізовані спори P. roseo-purpureum, найбільше різняться від контрольного варіанту за видовим складом і ще більша різниця спостерігається щодо кіль-кості виявлених у сумішах патогенних (*) та умовно патогенних (**) видів гри-бів (табл. 3).

а) б)

6868


Таблиця 3

Видовий склад мікроміцетів ґрунтового субстрату за варіантами досліду при

внесенні анальциму та P. roseo-purpureum

мікроміцетиВаріанти експерименту

К і іі ііі IV

1 2 3 4 5 6

Alternaria alternate (fr.) keissler* − + + − +

A. flavus Link ex fr. + + + + +

A. fumigatus fres. ** + + + + +

A. glaucus Link + + − + −

A. japonicus Saito − − − + −

A. melleus yukawa − − + − −

A. niger van tieghem* + + + + +

A. ochraceus Wilh. − − − + −

A. versicolor (Vuill) tiraboshi + + − − −

A. ustus (Bainier) thom − − − + −

Cladosporium cladosporoides (fres.) deVries* + + + + +

C. herbarum (pers.) Link + + − + −

C. sphaerospermum penz * + + + + −

F. oxysporum Schlecht. * + + + + +

F. proliferatum (matsush.) Nirenberg ex Gerlach + + − − −

Mycelia sterilia (white ) + − − + +

Penicillium brevicompactum Dierckx + − − − −

P. chrysogenum tho ** + − − − −

P. cyclopium Westl. + − − − −

6969


1 2 3 4 5 6

P. decumbens thom ** + + + + +

P. expansum Link** + + + − +

P. frequentans Westl. − + − + −

P. implicatum Biourge + − + − −

P. roseo-purpureum Dierckx − − + + +

Rhizopus stolonifer (Ehrenb.) Vuill.** − + − − +

Trichoderma harzianum (Lk pers.) rifai + + + + +

Trichoderma рolysporum (Lk pers.) rifai − − + − +

Trichoderma viride pers ex S.f. Gray + + + + +

Ulocladium consortiale (thüm.)E.G.Simmons** − + − − −

Індекс видової подібності Серенсена – чекановського Кs

− 0,70 0,62 0,57 0,58

Відсоток фітопатогенних та умовнофітопатогенних видів, % 47,3 50,0 43,8 31,2 40,0

Висновки

1. Змінами популяцій мікроміцетів ризосфери можна керувати, створюючи ґрунтосуміші, які містять у своєму складі природні компоненти абіотичної та біотичної природи.

2. Внесення мінералу (анальцим), що містить рухомий кремній, у кількості 2,5 г/л ґрунту активізує життєдіяльність оліготрофної групи мікобіоти і мікро-міцетів, які використовують мінеральні сполуки азоту.

3. Спори P. roseo-purpureum, іммобілізовані на анальцимі, зберігають жит-тєздатність і при внесенні у ґрунтовий субстрат впливають на розвиток мікобі-оти. При цьому активність розвитку збільшується майже удвічі у порівнянні із внесенням мінералу і втричі перевищує показник розвитку оліготрофної групи у порівнянні з контролем.

4. P. roseo-purpureum стримує розвиток патогенних та умовно патогенних видів мікроміцетів у ґрунтовому субстраті ризосфери S. splendens, про що свід-чать дані щодо видового складу мікроміцетів ризосфери.


7070


список використаної літератури1. Андреюк Е. А. Основы экологии почвенных микроорганизмов / Е. А. Андреюк, Е. В. Валагурова. – Киев:

Наук. думка, 1992. – 191 с.2. Василевич В. И. Статистические методы в геоботанике / В. И. Василевич. – л.: Изд-во ленинг. ун-та,

1969. – 129 с.3. Дудка И. А. Методы экспериментальной микологии / И. А. дудка. – К.: Наукова думка, 1982. – 550 с.4. Иутинская Г. А. Микробные сообщества почвы при выращивании озимой пшеницы по интенсивной

и альтернативной технологии / Г. А. Иутинская, А. д. Остапенко, Е. И. Андреюк // Микробиол. журн. –1993. –55, № 1. – С. 3–8.

5. Кириленко Т. С. Выделение грибов из природных субстратов / Т. С. Кириленко // Методы эксперимен-тальной микологии. – Киев: Наук. думка, 1982. – С. 439–441.

6. Мальцева Н. М. Азотфіксуюча здатність олігонітрофільних бактерій / Н. М. Мальцева, В. В. Ізжеурова. // Мікробіол. журн. – 1968. – 30. вип. 1. – С. 3–7.

7. Мишустин Е. Н. Ассоциации почвенных микроорганизмов / Е. Н. Мишустин. – М.: Наука,1975. – 106 с.8. Мишустин Е. Н. Соотношение основных групп микроорганизмов в почвах разных типов / Е. Н. Мишу-

стин, В. А. Мирзоева // Почвоведение. – 1953. – №6. – С. 1–16.9. Патика В. П. Мікроорганізми и альтернативне землеробство / В. П. Патика, І. А. Тихонович, І. д.

Філіп’єв, В. В. Гамаюнова, І. І. Андрусенко. – К.: Урожай, 1993. – 176 с.10. Пидопличко Н. М. Грибы – паразиты культурных растений. Определитель / Н. М. Пидопличко. – Киев:

Наук. думка, 1977. – 299 с. – (Т. 2).11. Плохинский Н. А. Биометрия / Н. А. Плохинский. – М.: Изд-во МГУ, 1970. – С. 368. 12. Саттон Д. Определитель патогенных и условно патогенных грибов / д. Саттон, А. Фотергилл, М. Ри-

нальди; пер. с англ. – М.: Мир, 2001. – 468 с.13. Слюсаренко О. М. Антагоністичні властивості домінуючих видів мікроміцетів філоплани винограду

сортів Сухолиманський білий та Одеський чорний. / О. М. Слюсаренко, Т. Н. Кривицька, Ю. О. Кулак // Таїровські читання // Наук. збір. Виноградарство і виноробство. – Одеса, 2012. – № 49. – С. 180–185.

14. Соколов М. С. Экологизация защиты растений / М. С. Соколов, О. А. Монастырский, Э. А. Пикушова. – Пущино, 1994. – 462 с.

15. Тен Хак Мун. Закономерности формирования и стабилизации микробоценозов в почве [Текст]: моно-графия / Хак Мун Тен. – М: Наука, 1983. – 105 с.

16. Kulak J.A. isolation of active Penicillium sp. and active substance identification. / J. a. kulak, O. N. Slusarenko, O. m. Zaychenko, t. N. krivitskaja // «Актуальні проблеми ботаніки та екології»: Матеріали міжнародної конф. мол. вчених. – Щолкіне, 2013. – С. 234–235.

17. Pitt J. Systematics of penicillium and aspergillus: past, present and future /J. pitt, r. Samson // modern consepts in penicillium and aspergillus classification. plenum press. – New-york, 1990. – 313 p.

18. Windels C. recent advances in fusarium systematics. current status of fusarium taxonomy / c. Windels // phytopathology. – 1991. – vol. 81, № 9. –Р. 1048–1051.


А. Н. слюсаренко, т. Н. Кривицкая, Ю. А. Кулак, О. Б. ЛяховецкаяОдесский национальный университет имени И. И. Мечникова, Ботанический сад ОНУ, Французский бульвар, 48/50, Одесса, 65058, Украина, е-mail: [email protected]

мИКРОмИЦЕтЫ РИЗОсФЕРЫ SALvIA SPLEnDEnS L. ПРИ ВНЕсЕНИИ сПОР PEnICILLIUM ROSEO – PURPUREUM DIERCKx, ИммОБИЛИЗИРОВАННЫХ НА АНАЛЬЦИмЕ

Исследовано изменение численности и таксономического состава комплекса микромицетов ризосферы Salvia splendens L. при внесении спор Penicillum roseo–purpureum, иммобилизированных на анальциме. Показано, что в усло-

7171


виях вегетационного опыта численность микромицетов эколого-трофических групп в ризосфере составляла от 1,42 до 446,0*106/г КОЕ в зависимости от компонентов, которые вносили, и времени экспозиции. Установлено, что на 21-ые сутки экспозиции активизируется развитие микромицетов группы оли-готрофов (индекс олиготрофности увеличивался с 2,6 в контроле до 32,3 в ва-рианте с внесением P. roseо-purpureum).В посевах почвенного субстрата ризосферы отмечали высокую концентрацию P. roseo–purpureum в активном состоянии, как в составе эколого-трофической группы органотрофов, так и в составе группы, использующей азот минераль-ные соединения.Проведено сравнение видового состава мицелиальных грибов почвенного суб-страта вариантов опытов с контролем по индексу видового сходства Сёренсена-чекановского. Ключевые слова: микромицеты; ризосфера; анальцим.

А. N. Slyusarenko, т. N. Кrivitskaya, Ju. А. Кulak, О. B. LyahоvetskayaOdesa National mechnykov University, Botanical garden48/50, frantsuzky boulevard, 48/50, Оdesa, 65058, Ukraine, е-mail: [email protected]

MICROMYHCETES OF SALvIA SPLEnDEnS L. RHIZОSPHERE AT BRINGING OF PEnICILLIUM ROSEO – PURPUREUM DIERCKx SPORES, IMMOBILIZED ON ANALCIME

Abstract mycobiota is an important component of soil ecosystem for formation of conditions for growth and development of plants. any impact on soil affects populations of mi-cromycetes and causes changes of quantity of species, including pathogenic, control of its quantity at economically safe level is an important task.the research aim is to set the possibility of using P. oseo-purpureum strain and natural silicon-containing mineral analcime for management of rhizoplan mycocenosis.the change of quantity and taxonomical composition of micromycetes complex of Salvia splendens L. rhizosphere was investigated at bringing of Penicillum roseo–purpureum spores immobilized on analcime. it was shown that under the conditions of vegetation experiment the quantity of micromycetes of ecological trophic groups in the rhizosphere constituted from 1.42 to 446.0*106/g of cfU depending on the introduced components, and time of exposition. it was determined that development of oligotrophic micromycetes group (the oligotrophic index increased from 2.6 in the control variant to 32.3 in the variant with introduction of P. roseо – purpureum spores) activates on the 21st day of exposition.in sowing rhizosphere soil substance the high concentration of P. roseo – purpureum in active stage was observed, both in composition of the ecological trophic group of organotrophic population and in composition of the group, using nitrogen mineral compounds. comparison of micromycetes species in soil substance in different variants of experiments using the index of species affinity of Serensen-chekanovsky was performed.Кs changes from 0.57 to 0.70, while the percent of phytopathogenic and semy-phy-topathogenic species in mycocenosis composition decreases.

7272


it was well-proven in experiments that it is possible to manage rhizosphere micro-mycetes populations, creating soil mixtures that contain natural components of abi-otic and biotic origin in the composition.Key words: micromycetes, rhizosphere, analcime

References1. andreyuk Ea, Valagurova EB (1992) the bases of soil microorganisms’ ecology [Osnovy ekologii pochven-

nykh mikroorganizmov], kiev: Nauk. Dumka, 191 p. 2. Vasilevich Vi (1969) Statistic methods in geobotany [Statisticheskie metody v geobotanike], L.: izd-vo Lening.

Un-ta, 129 p. 3. Dudka ia (1982) methods of experimental mycology [metody eksperimental’noj mikologii], k.: Naukova

dumka, 550 p. 4. iutinskaya Ga, Ostapenko aD, andreyuk Ei (1993) microbe soil assosiation attached to grow of winter crops

wheat by intensive and alternative technology [mikrobnye soobchestva pochvy pri vyrashivanii ozimoj psh-enitsy po intensivnoj i alternativnoj tekhnologii ], mikrobiol. J, № 55, 1, рр. 3–8.

5. kirilenko tS (1982) the apportionment of fungi from natural substratum [Bydelenie gribov iz prirodnykh sybstratov] / metody eksperimental’noj mikologii, kiev: Nauk. Dumka, pp. 439–441.

6. maltseva Nm, izzheurova VV (1968) ability for nitrogen fixation in oligonitrophyle bacteriums [azotfiksuiu-cha zdatnist’ oligonitrofil’nukh bakterii] mikrobiol. J., № 30. Vyp. 1, pp. 3–7.

7. mishustin EN (1975) assotiation of soil microorganisms [assotsiatsii pochvennykh mikroorganizmov], m.: Nauka, 106 p.

8. mishustin EN, mirzoeva Va (1953) correlation of microorganisms’s main groups in soils of different types [Sootnoshenie osnovnykh grupp mikroorganizmov v pochvakh raznykh tipov ] pochvovedenie, № 6. pp. 1–16.

9. patyka Vp, tykhonovych ia, filipev iD, Gamaiunova VV, andrusenko ii (1993) microorganisms and alternative agriculture [mikroorganizmy i al’ternatyvne zemlerobstvo], k.:Urozhai, 176 p.

10. pidoplichko Nm (1977) fungi – parasites of culture plants [Griby – parazity kulturnykh rastenij. Opredelitel], kiev: Nauk. dumka, 299 p.

11. plokhinskij Na (1970) Biometry [Biometriya], m.: izd-vo mGU, pp. 368. 12. Satton D, fotergill a, rinal’di m (2001) the determination of pathogeny and cogitionally pathogeny fungi

[Opredelitel’ patogennykh i uslovno patogennykh gribov], m.: mir, 468 p. 13. Slyusarenko Om, kryvits’ka tN, kulak yuO (2012) “antagonistic affinity of privail species of micromycetes

of phyloplana of sorts’ grapes Sucholimansky white and Odeskyi black” [’antagonistychni vlastyvosti do-minuiuchykh mikromitsetiv fikoplany vynogradu sortiv Sukholymans’kyj bilyj ta Odes’kij chornyj’] tairovs’ki chytannia, Nauk. zbir. Vynogradarstvo i vynorobstvo, Odessa, № 49, pp. 180–185.

14. Sokolov mS, monastyrskij Oa, pikushova Ea (1994) Ecologization of plants defence [Ekologizatsiya zashity rastenij], pushino, 462 p.

15. ten khak mun (1983) regularity of formation and stabilisation of microbiocenosis in soil [Zakonomernosti formirovatiya i stabilizatsii mikrobiotsenozov v pochve], m.: Nauka,105 p.

16. kulak Ja, Slyusarenko Om, Zaychenko Om, krivitskaja tN (2013) isolation of active penicillium sp. and active substance identification. “aktual’ni problemy botaniky ta ekologii”: materialy mizhnarodnoi konf. mol. Vchenykh, Shcholkine, p. 234–235.

17. pitt J, Samson r. (1990) Systematics of penicillium and aspergillus: past, present and future modern consepts in penicillium and aspergillus classification. plenum press, New-york, 313 p.

18. Windels c. (1991) recent advances in fusarium systematics. current status of fusarium taxonomy. phytopathol-ogy, vol. 81, №. 9, Р. 1048–1051.

ГЕНЕтИКА тА мОЛЕКУЛЯРНА БіОЛОГіЯ

7575


УДК: 577.2:631:581.14 DOI 10.18524/2077-1746.2016.1(38).68012

А. О. Бакума1, аспірантка, Н. В. Булавка2, к.б.н., ст. наук. співробітник, с. В. Чеботар1,3, д.б.н., завідувач кафедри генетики та молекулярної біології, провід. наук. співробітник 1Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, вул. дворянська, 2, Одеса, 65082, Україна; [email protected] 2Миронівський інститут пшениці імені В. М. Ремесла НААН України, вул. центральна, 68, с. центральне, Миронівський район, Київська область, 08853, Україна3Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення НААН України, вул. Овідіопольська дорога, 3, Одеса, 65036, Україна

ГЕНОтИПИ сУЧАсНИХ мИРОНіВсЬКИХ сОРтіВ ОЗИмОЇ м’ЯКОЇ ПШЕНИЦі ЗА Ppd-A1-, Ppd-B1-, Ppd-D1-ГЕНАмИ тА ЇХ ЧУтЛИВістЬ ДО ФОтОПЕРіОДУ

Визначено алельний стан генів Ppd-A1, Ppd-B1, Ppd-D1 та чутливість до фотоперіоду в сучасних миронівських сортах озимої м’якої пшениці. Сорти диференційовано на три групи, що різняться генотипами за системою генів Ppd-1 та показано для цих груп залежність чутливості до скорочення світлового дня від генотипу. У межах груп сортів з алелями Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a та Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1b також спостерігали варіювання за тривалістю періоду до виколошування.

Ключові слова: м’яка пшениця; чутливість; фотоперіод; гени Ppd-A1; Ppd-B1; Ppd-D1.

Однією з найважливіших господарсько-цінних ознак, яка визначає адаптив-ність культури до навколишнього середовища, є чутливість до фотоперіоду.

Багато видів злаків, у тому числі м’яка пшениця, реагують на зміну трива-лості світлового дня прискоренням або уповільненням розвитку. Ступінь такої реакції у м’якої пшениці в основному обумовлений впливом трьох генів фото-періодичної реакції ортологічної серії Ppd-1, які локалізовані в другій хромо-сомі кожного субгенома АВD пшениці: Ppd-A1 – 2a, Ppd-B1 – 2B, Ppd-D1 – 2D [14, 15, 18]. домінантні алелі (а) генів Ppd знижують чутливість до тривалості дня та скорочують період до колосіння, а генотипи з рецесивними алелями (b) мають сильну реакцію на фотоперіод [4].

Присутність у генотипах сучасних сортів м’якої озимої пшениці одного або декількох домінантних генів Ppd скорочує тривалість вегетаційного періоду, що дозволяє рослинам уникати посухи та високих температур у період наливу зерна, а також епіфітотій бурої й стеблової іржі [11]. Вказані факти свідчать про селекційну цінність слабочутливих до фотоперіоду генотипів для умов

© А. О. Бакума, Н. В. Булавка, С. В. чеботар, 2016

7676


степу та лісостепу України [9]. Але здатність затримувати розвиток при ско-роченні світлового дня восени для озимої пшениці є важливим адаптаційним механізмом, що забезпечує захист рослин у критичні фази від ушкоджень мо-розами, так само як і яровизаційна потреба, без забезпечення якої неможливий перехід до генеративного розвитку рослин. Генні системи, що забезпечують напередодні зимового періоду затримку розвитку, мають значний вплив на пристосування рослин до умов зимівлі [7, 17]. Слід відмітити, що поєднання потреби у високій тривалості яровизації з сильною фотоперіодичною чутли-вістю забезпечує високу адаптивність до жорстких природних умов, але пере-шкоджає швидкому розвитку рослин навесні, а відтак не дозволяє досягти рів-ня продуктивності, характерного для сучасних сортів інтенсивного типу. для отримання високопродуктивних сортів озимої м’якої пшениці з високим адап-тивним потенціалом необхідним є поєднання у їхньому генотипі певних алелів генів, що контролюють яровизаційну потребу та фотоперіодичну чутливість. Таким чином, інформація про алельний стан генів, що відповідають за реак-цію на фотоперіод, є важливою для отримання нового селекційного матеріалу, достовірних характеристик генотипів сучасних українських сортів, які можна застосовувати в якості батьківських форм, зокрема сортів м’якої пшениці селекції Миронівського інституту пшениці імені В. М. Ремесла Національної академії аграрних наук України (МІП), вивченню яких за алельним станом генів системи Ppd-1 присвячена робота.

Метою роботи є визначення алельного стану генів Ppd-A1, Ppd-B1, Ppd-D1 у сортів озимої м’якої пшениці з МІП за допомогою молекулярних маркерів та зіставлення отриманих даних щодо генотипів за Ppd-1-генами з показниками чутливості сортів до фотоперіоду.


Матеріалом для дослідження слугували сорти селекції МІП: Берегиня миронівська, Горлиця миронівська, Економка, Зимоярка, Крижинка, легенда миронівська, Миронівська золотоверха, Миронівська 65, Миронівська ранньостигла, Миронівська сторічна, Оберіг миронівський, Пам’яті Ремесла, Світанок миронівський, Ювіляр миронівський, що занесені до державного реєстру сортів рослин, придатних для поширення в Україні у 2000–2014 рр. [5].

для вивчення фотоперіодичної чутливості у 2015 році проведено польовий дослід, у ході якого проросле насіння яровизували протягом 60 діб, висаджували у вегетаційні посудини на відкритому майданчику 16 квітня і вирощували за природного та штучно скороченого (12 годин) фотоперіоду по 30 рослин (2 вегетаційні посудини) кожного сорту у кожному з варіантів досліду. Скорочення фотоперіоду здійснювали шляхом закривання рослин ящиком з темної плівки з 7 по 75 день після висадки. дату виколошування кожної рослини відмічали

7777


етикеткою. дослід було закінчено 6 серпня, на 112 день після висаджування проростків.

дНК виділяли з етиольованих паростків пшениці згідно з методичними рекомендаціями [6]. ПлР проводили на ампліфікаторі «analytik Jena» (flex cy-cler, Німеччина), як рекомендовано [12, 16, 19]. для ідентифікації алелів генів Ppd використовували праймери, розроблені дж. Біалес [12], М. Секі [19] та Г. Нішида [16] із співавторами (табл. 1).

Таблиця 1Алель-специфічні праймери до генів Ppd

Праймер Алель Нуклеотидна послідовність праймерів Розмір фрагментівампліфікації, п. н.

ppd-D1-fppd-D1-r1 Ppd-D1b 5’-acGcctcccactacactG-3’

5’-GttGGttcaaacaGaGaGc-3’ 414

ppd-D1-fppd-D1-r2 Ppd-D1a 5’- acGcctcccactacactG-3’

5’-cactGGtGGtaGctGaGatt-3’288

2 377

ppd-B1-f1ppd-B1-r1

Ppd-B1bPpd-B1a

5’-acactaGGGctGGtcGaaGa-3’5’-ccGaGccaGtGcaaattaac-3’

1 2921 600

ppd-a1-f1ppd-a1-r2 Ppd-A1b 5’- cGtactccctccGtttcttt-3’

5’-GttGGGGtcGtttGGtGGtG-3’ 299

ppd-a1-f1ppd-a1-r3 Ppd-A1a 5’-cGtactccctccGtttcttt-3’

5’-aatttacGGGGaccaaatacc-3’ 338

Продукти ампліфікації фракціонували методом горизонтального електро-форезу в 1 % агарозному гелі з додаванням бромистого етидію та візуалізува-ли за допомогою системи відеодокументації «Gel Doc™ xr+ System Bio-rad» (США). Розміри ампліфікованих фрагментів обчислювали, використовуючи стандарт молекулярної маси ladder mix.

Статистичне опрацювання даних проводили засобами варіаційної статис-тики [8].


Було визначено алельний стан генів Ppd-A1, Ppd-B1, Ppd-D1 у сортів озимої м’якої пшениці МІП за допомогою алель-специфічної полімеразної ланцюгової реакції. Згідно даних електрофоретичного розподілу продуктів ампліфікації алель-специфічної ПлР у сортів: Горлиця миронівська, Економка, Крижинка,

7878


легенда миронівська, Миронівська 65, Миронівська ранньостигла, Оберіг миронівський, Пам’яті Ремесла, Світанок миронівський, Ювіляр миронівський виявлено фрагмент ампліфікації розміром 288 п. н., який відповідає алелю Ppd-D1a, що зумовлює нечутливість до фотоперіоду (рис. 1А, 1В). У сортів Берегиня миронівська, Зимоярка, Миронівська золотоверха, Миронівська сторічна виявлено фрагмент ампліфікації, розміром 414 п. н., який визначає рецесивний алель Ppd-D1b (рис. 1Б).

А Б В

Рис. 1. Електрофореграма продуктів ампліфікації, отриманих за допомогою ПЛР ДНК з алель-специфічними праймерами:

А – до алелю Ppd-D1a: 1 – Зимоярка; 2 – Берегиня миронівська; 3 – Горлиця миронівська; 4 – Миронівська сторічна; 5 – Світанок миронівський; 6 – Оберіг миронівський; 7 – Миронів-ська золотоверха; 8 – Миронівська ранньостигла; 9 – легенда миронівська; Б – до алелю Ppd-D1b: 10 – Зимоярка; 11 – Берегиня миронів ська; 12 – Миронівська сторічна;13 – Миро-нівська золотоверха; В – до алелю Ppd-D1a; 1 – Ювіляр миронівський; 2 – Миро нівська 65; 3 – Економ ка; 4 – Крижинка; 5 – Пам’яті Ремесла; М – маркер молеку ляр ної маси ladder mix.

Крім того, у сортів Берегиня миронівська та Зимоярка з праймерами до алелю Ppd-D1a виявлено фрагмент ампліфікації розміром 2 377 п. н. Згідно даних наведених Веаles et al. [12] фрагмент 2 377 п. н. іноді також тестується в сортах пшениці, що свідчить про те, що праймери ppd-D1-f і ppd-D1-r2 можуть ампліфікувати послідовність розміром 2 377 п. н. інтактного гену, але на практиці ця реакція не взмозі конкурувати з ампліфікацією менших за розмірами продуктів. Припущення стосовно відмінностей генотипів пшениці, для яких детектовано фрагмент ампліфікації розміром 2 377 п. н., на сьогоднішній день у публікаціях відсутні.

За локусом Ppd-B1 виявлено фрагмент ампліфікації 1 292 п. н. для всіх про-аналізованих сортів, така молекулярна маса фрагмента ампліфікації за даними М. Секі із співавторами [19] вказує на наявність алелю Ppd-B1b, тобто всі сор-ти несуть алель Ppd-B1b (рис. 2А, Б, В).

А Б В

7979


А Б В


А – до алелю Ppd-B1b: 1 – Зимоярка; 2 – Берегиня миронівська; 3 – Горлиця миронівська; 4 – Миронівська сторічна; 5 – Світанок миронівський; Б – до алелю Ppd-B1b: 6 – Оберіг миронівський; 7 – Миронівська золотоверха; 8 – Миронівська ранньостигла; ; 9 – легенда миронівська; 10 – Ювіляр миронівський; В – до алелю Ppd-B1b: 11 – Миронівська 65; 12– Еко-номка; 13 – Крижинка; 14 – Пам’яті Ремесла; М – маркер молекулярної маси ladder mix.

В результаті ПлР з алель-специфічними праймерами до алелів гену Ppd-А1 у всіх сортів, крім сорту Горлиця миронівська, виявлено фрагмент ампліфіка-ції, розміром 299 п. н., який відповідає алелю Ppd-А1b (рис. 3А, Б).

А Б


А – до алелю Ppd-A1b: 1 – Зимоярка; 2 – Берегиня миронівська; 3 – Оберіг миронівський; 4 – Миронівська сторічна; 5 – Світанок миронівський; 6 – Горлиця миронівська; 7 – Миронівська золотоверха; 8 – Миронівська ранньостигла; 9 – легенда миронівська; Б – до алелю Ppd-A1b: 10 – Ювіляр миронівський; 11 – Миронівська 65; 12 – Економка; 13 – Крижинка; 14 – Пам’яті Ремесла; М – маркер молекулярної маси ladder mix.

8080


Співставлення даних молекулярно-генетичного аналізу з результатами по-льового досліду, проведеного на базі МІП у 2015 році, дозволило оцінити сту-пінь впливу системи генів Ppd на чутливість рослин пшениці до фотоперіоду.

Представлено генотипову харктеристику сортів за Ppd-1-алелями та їхню фотоперіодичну чутливість, визначену за зміною тривалості періоду від сходів до виколошування при штучному скороченні світлового дня (табл. 2). Фотоперіодичну чутливість сортів − Ювіляр миронівький, Миронівська ранньостигла, Пам’яті Ремесла, було вивчено у попередні роки (2007, 2008) [2].

Таблиця 2Генотипова характеристика за алелями генів Ppd-1 і фотоперіодична чутливість

сортів озимої м’якої пшениці миронівського інституту пшениці

№ Назва сорту Генотиптривалість періоду сходи-колосіння (діб)

природний фотоперіод

короткий фотоперіод d t

1 Горлиця миронівська

Ppd-А1a/Ppd-B1b/Ppd-D1a 71,3 72,4 1,1 1,87

2 Оберіг миронівський

Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a 90,1 94,0 3,9** 7,01

3 Світанок миронівський


4 Крижинка Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a 82,1 90,1 8,0** 5,43

5 легенда миронівська


6 Миронівська 65


7 Економка Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a 75,7 92,6 16,9** 8,72

8 Ювіляр миронівький

Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a 52,2 56,0 3,82 -

9 Миронівська ранньостигла


10 Пам’яті Ремесла


11 Миронівська сторічна

Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1b 87,0 107,0 20,0** 18,22

12 Миронівська золотоверха


13 Берегиня миронівська


14 Зимоярка Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1b 59,2 96,0 36,8** 33,89

Примітка: d – різниця за тривалістю періоду до колосіння між рослинами, що вирощуються в умовах скороченого і природного дня; t – критерій Стьюдента; ** – рівень значимості = 0,01; 1 – фотоперіодична чутливість сорту вивчалась у 2007 році; 2 – фотоперіодична чутливість сорту вивчалась у 2008 році.

8181


Сорт Горлиця миронівська (d = 1,1) з генотипом Ppd-А1a/Ppd-B1b/Ppd-D1a виявився нечутливим до скорочення фотоперіоду. У сортів з генотипом Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a затримка виколошування при вирощуванні за скороченого фотоперіоду становила від 3,8 – у сорту Ювіляр миронівський – до 16,9 діб – у сорту Економка, тобто ці сорти виявили слабку та середню чутливість до фотоперіоду. Сорти з генотипом Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1b мали сильну реакцію на скорочення довжини дня − від 20 діб затримки виколошування – у сорту Миронівська сторічна – до 36,8 діб – у сорту Зимоярка. Особливо сильну чутливість до фотоперіоду виявив останній сорт, який є дворучкою [3], тобто виколошується за весняного посіву без яровизації, а отже здатність його до перезимівлі зумовлена саме затримкою розвитку за короткої тривалості дня восени. Зазначимо також, що, окрім сорту Зимоярка, значною затримкою ви-колошування (25,3 доби) при вирощуванні за короткого фотоперіоду відзначав-ся сорт Берегиня миронівська. За даними алель-специфічної ПлР до Ppd-D1a з дНК, виділеної з етиольованих паростків пшениці цих сортів, детектовано фрагмент ампліфікації розміром 2 377 п. н. у обох вказаних сортів.

За тривалістю періоду до колосіння на природному та на короткому фо-топеріоді до групи i належить один сорт – Горлиця миронівська з генотипом Ppd-А1a/Ppd-B1b/Ppd-D1a. до групи ii – сорти з генотипом Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a, до iii – сорти з генотипом Ppd-А1b/ Ppd-B1b/ Ppd-D1b. Різниця за середньою тривалістю періоду до виколошування рослин поміж вказаними групами була значно вищою при вирощуванні за скороченого світлового дня порівняно з варіантом досліду, коли рослини вирощувались за природної до-вжини дня (табл. 3). це свідчить, по-перше, про те, що досліджувана нами система генів Ppd контролює насамперед реакцію рослин м’якої пшениці на скорочену довжину дня, а, по-друге, що на темпи розвитку рослин значною мірою впливають ще й інші генетичні системи, зокрема, вірогідно, й ті, що зумовлюють її яровизаційну потребу.

Таблиця 3Відмінності між групами сортів з різними Ppd-1-алелями за тривалістю періоду

сходи-колосіння на природному та на короткому фотоперіоді

Групи сортів за генотипом

Природний фотоперіод Короткий фотоперіод

d t d t

i/ii 7,58** 4,78 16,27** 11,39

i/iii 3,64* 2,02 28,10** 18,52

ii/iii 3,93** 2,80 11,83** 11,12

Примітка: i – сорти з генотипом Ppd-А1a/Ppd-B1b/Ppd-D1a; ii – сорти з генотипом Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a;iii – сорти з генотипом Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1b; d – різниця між групами генотипів за тривалістю періоду сходи-колосіння (діб); t – критерій Стьюдента; ** – рівень значимості = 0,01; * – рівень значимості = 0,05.

8282


Також було проаналізовано різницю за тривалістю періоду до колосіння між окремими сортами у середині груп з певним генотипом: Ppd-A1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a (табл. 4) та Ppd-A1b/Ppd-B1b/Ppd-D1b (табл. 5) за природного та скороче-ного фотоперіоду. Зазначимо, що в обох варіантах досліду при вирощуванні навесні з попередньою яровизацією різниця поміж сортами озимої пшениці була значно більшою, ніж та, що зазвичай спостерігається у польових умовах за осіннього посіву, що дозволяє виявити генетичні відмінності поміж сортами за фенотиповим проявом особливостей розвитку рослин. У групі ІІ, до якої належать сорти з генотипом Ppd-A1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a, за природного фотопе-ріоду найбільше відрізнялись від інших сорти Оберіг миронівський, тривалість періоду сходи – колосіння у якого була найдовшою, та Миронівська 65 з най-коротшою тривалістю вказаного періоду. Зауважимо, що сорт Оберіг миронів-ський за раніше отриманими даними [1] має яровизаційну потребу тривалістю 50 діб, що вочевидь зумовлює його уповільнений у порівнянні з іншими сор-тами розвиток.

Таблиця 4Відмінності між сортами м иронівського інституту пшениці з генотипом

Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a за тривалістю періоду сходи-колосіння на природному та короткому фотоперіоді за 2015 рік

с орти Оберіг миронівський

с вітанок миронівський

Кри-жинка Легенда м иронівська

65Еконо-

мка

Оберіг миро-нівський 0 5,52** 7,99** 11,93** 24,56** 14,37**

Світанокмиронів-ський

2,95** 0 2,94 7,22** 19,52** 9.33**

Крижинка 3,86** 0,91 0 4,28** 16,57** 6,39**

л егенда ми-ронівська 7,68** 4,73** 3,82* 0 12,29** 2,11

Миронівська 65 16,33** 13,38** 12,48** 8,65** 0 10,18**

Економка 1,43 1,52 2,43 6,25** 14,90** 0

Примітка: над діагоналлю – різниця (доби) між сортами МІП з генотипом Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a за тривалістю періоду сходи – колосіння на природному фотоперіоді; під діагоналлю – різниця (доби) між сортами МІП з генотипом Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a за тривалістю періоду сходи – колосіння на короткому фотоперіоді; ** – рівень значимості = 0,01; * – рівень значимості = 0,05.

Anna

Выделение

8383


Таблиця 5Відмінності між сортами миронівського інституту пшениці з генотипом

Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1b за датою колосіння на природному та короткому фотоперіоді за 2015 рік

сорти миронівська сторічна

миронівська золотоверха

Берегиня миронівська Зимоярка

Миронівська сторічна

0 16,78** 5,38* 27,82**

Миронівська золотоверха 15,58** 0 11,39** 11,04**

Берегиня миро-нівська 0,07 15,65** 0 22,44**

Зимоярка 11,32** 4,26* 11,39** 0

Примітка: над діагоналлю – різниця (доби) між сортами МІП з генотипом Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1b за датою колосіння на природному фотоперіоді; під діагоналлю – різниця (доби) між сортами МІП з генотипом Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1b за датою колосіння на короткому фотоперіоді;** – рівень значимості = 0,01; * – рівень значимості = 0,05.

При вирощуванні на короткому фотоперіоді сорти у групі з цим же гено-типом мали різницю за тривалістю періоду від сходів до колосіння загалом нижчу, у ряді випадків недостовірну, вона варіювала від 0,91 доби (Світанок миронівський та Крижинка) до максимуму 16,33 доби (Оберіг миронівський та Миронівська 65).

Серед досліджених сучасних миронівських сортів пшениці озимої визначе-но 4 сорти – носії генотипу Ppd-A1b/Ppd-B1b/Ppd-D1b (ІІІ група сортів); всі ці сорти мали достовірні попарні відмінності за датою колосіння на природному фотоперіоді, причому мінімальна різниця 5,38 діб відмічена для Миронівської сторічної та Берегині миронівської, максимальна ж різниця спостерігалася між Миронівською сторічною та Зимояркою – 27,82 діб. для сортів цієї групи, чут-ливих до скорочення довжини дня, найбільш помітно, що темпи їх розвитку за природного фотоперіоду навесні залежать від інших генетичних систем, окрім Ppd, пов’язаних найскоріше з їхньою яровизаційною потребою, оскільки сорт Зимоярка, який є дворучкою і може виколошуватись без впливу яровизаційних температур і виколошується за таких умов вирощування першим, Миронівська золотоверха, яка за отриманими даними при вивченні особливостей її розвитку має яровизаційну потребу тривалістю 30 діб – другою, Берегиня миронівська (яровизаційна потреба 40 діб) – третьою, а Миронівська сторічна (яровизаційна потреба 50 діб) – останньою [1]. цікаво, що на короткому фотоперіоді різниця між сортами цієї групи за темпами їхнього розвитку значно скорочується: різ-ниця між сортами Миронівська сторічна та Берегиня миронівська визначалася як недостовірна, максимальна різниця обох вказаних сортів з Миронівською золотоверхою становить приблизно 16 діб, а з Зимояркою – близько 11. Отже,

8484


за короткого світлового дня знижується вплив на темпи розвитку рослин ге-нетичних систем, що зумовлюють їхню яровизаційну потребу, і зростає вплив генів, що зумовлюють чутливість до фотоперіоду. Крім того, наявність досто-вірної різниці між строками колосіння, визначеними для цих сортів, може бути викликана тим, що ці сорти відносяться до різних гаплотипів у межах визна-чених алелів генів Ppd-1. За попередніми даними [13] у двох контрастних за фенотиповим проявом алелів Ppd-D1a (забезпечує нечутливість до фотоперіо-ду) і Ppd-D1b (присутній у чутливих до фотоперіоду рослин озимої пшениці) знайдено поліморфізм нуклеотидної послідовності, який автори розділили на шість функціонально відмінних гаплотипів. У цієї ж роботі було [13] показано, що визначені гаплотипи контролюють різний рівень експресії послідовності Ppd-D1 і по різному впливають на час колосіння. Так, у сортів, які були від-несені до гаплотипу i та мають делецію розміром 2 089 п. н. перед кодую-чою ділянкою (алель Ppd-D1a), середня тривалість періоду до колосіння була найменшою (207 діб). Наявність ТЕ-інсерції в першому інтроні нуклеотидної послідовності алелю Ppd-D1b (гаплотип iii) знижує його рівень експресії, за-вдяки чому такі сорти виколошуються найдовше (217 діб). Сорти, віднесені до гаплотипу ii (делеція 2 089 п. н. відсутня), гаплотипу iV (наявна делеція розмі-ром 5 п. н. в сьомому екзоні) та гаплотипу V (мають інсерцію розміром 16 п. н. у восьмому екзоні), мали середню тривалість періоду до колосіння 210, 211 та 208 діб відповідно. Виходячи з нашого припущення стосовно миронівських сортів, в подальших дослідженнях плануємо перевірити ці сорти на наявність зазначених мутацій за допомогою молекулярних маркерів.

Результати дослідів підтверджують вплив системи генів Ppd-1 м’якої пше-ниці на темпи розвитку рослин, особливо помітний за короткого світлового дня, який відповідає тривалості дня восени при підготовці рослин до зими. для оптимального виживання рослин пшениці м’якої озимої протягом зимів-лі необхідним є поєднання у генотипі певних алелей генів, що контролюють фотоперіодичну чутливість з тими, що відповідають за яровизаційну потребу і вивчення яких може бути предметом подальших досліджень. Використання молекулярних маркерів здатне істотно прискорити процес отримання поліпше-них генотипів і зробити його більш скерованим.

Висновки

1. Серед досліджених сучасних сортів пшениці МІП визначено три групи сортів, що відрізняються генотипами за генами Ppd-1:

i група – генотип Ppd-А1a/Ppd-B1b/Ppd-D1a – Горлиця миронівська;iІ група – генотип Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a – Крижинка, легенда

миронівська, Миронівська 65, Миронівська ранньостигла, Оберіг миронівський, Пам’яті Ремесла, Світанок миронівський, Ювіляр миронівський;

iІІ група – генотип Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1b – Берегиня миронівська, Зимоярка, Миронівська золотоверха, Миронівська сторічна.

8585


2. Встановлено залежність чутливості досліджених сортів до скорочення світлового дня від генотипу за системою генів Ppd. Сорт Горлиця миронівська з генотипом Ppd-А1a/Ppd-B1b/Ppd-D1a виявився нечутливим до скорочення фотоперіоду. У сортів з генотипом Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a затримка вико-лошування при вирощуванні за скороченого фотоперіоду становила від 3,8 до 16,9 діб, тобто ці сорти виявили слабку та середню чутливість до фотоперіоду. Сорти з генотипом Ppd-А1b/Ppd-B1b/Ppd-D1b мали сильну реакцію на скорочення довжини дня, затримка виколошування тривала від 20 до 36,8 діб.

3. Найбільш значною затримкою виколошування при вирощуванні за ко-роткого фотоперіоду відзначалися сорти Берегиня миронівська (25,3 діб) та Зимоярка (36,8 діб). для обох цих сортів детектовано фрагмент ампліфікації розміром 2 377 п. н. з алель-специфічними праймерами до Ppd-D1a.

4. Різниця за середньою тривалістю періоду до виколошування рослин поміж вказаними групами була значно вищою при вирощуванні за скороченого світлового дня порівняно з варіантом досліду, коли рослини вирощувались за природної довжини дня, що вказує на те, що досліджувана система генів Ppd-1 контролює, насамперед, реакцію рослин м’якої пшениці на скорочену довжину дня.

5. Виявлено значну взаємозалежність фенотипового прояву алелей генів Ppd-1, що контролюють чутливість до фотоперіоду рослин пшениці м’якої озимої, з генетичними системами, що зумовлюють тривалість яровизаційної потреби рослин.

список використаної літератури1. Булавка Н. В. Яровизационная потребность сортов озимой мягкой пшеницы в связи с их морозоустой-

чивостью / Н. В. Булавка // Земледелие и селекция в Беларуси. Сб. научн. тр. – Мн. ИВц «Миинфина». – 2014. – Вып. 50. – С. 383–392.

2. Булавка Н. В. Яровизаційна потреба та фотоперіодична чутливість сортів озимої м’якої пшениці селекції МІП / Н. В. Булавка // Агробіологія: збірник наукових праць Білоцерків. держ. аграр. ун-ту. – 2010. – Вип. 2 (69). – С. 138.

3. Василюк П. М. Агробіологічні особливості сортів-дворучок пшениці м’якої (Triticum aestivum L. / П. М. Василюк, л. І. Улич // Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. – 2012. – № 2. – С. 4–7.

4. Гончаров Н. П. Генетический контроль фотопериодической реакции у мягкой пшеницы (обзор) / Н. П Гончаров // С.-х. биология. – 1986. – № 11. – С. 84–90.

5. Державний реєстр сортів рослин, придатних для поширення в Україні у 2015 році [Електронний ресурс]. – Режим доступу до матеріалів: http://vet.gov.ua/ sites/default/files/ reestrEU-2015-04-23.pdf.

6. Использование ПЦР-анализа в генетико-селекционных исследованиях: [научно – методическое руководство / ред. Ю. М. Сиволап] – К.: Аграрна наука, 1998. – С. 8–33.

7. Мокану Н. В. Различия эффектов аллелей генов vrd 1 и Ppd-D1 по зимо- морозостойкости и урожаю у озимой пшеницы / Н. В. Мокану, В. И. Файт // цитология и генетика. – 2008. – Т. 42, № 6. – С. 26–33.

8. Рокицкий П. Ф. Биологическая статистика / П. Ф. Рокицкий. – Минск: Вышэйшая школа, 1973. – 319 с.9. Файт В. И. Влияние различий генов Ppd на агрономические признаки озимой мягкой пшеницы /

В. И. Файт, В. Р. Фёдорова // цитология и генетика. – 2007. – № 6. – С. 26–33. 10. Файт В. И. Идентификация и эффекты аллелей генов темпов развития пшеницы: автореф. дис. на

соискание уч. степени д-ра биол. наук: спец. 03.00.15 «Генетика» / В. И. Файт – Одесса, 2008. – 40 с.11. Федорова В. Р. Відмінності ефектів генів фотоперіодичної реакції в озимої м’якої пшениці: автореф. дис.

на здобуття наук. ступеня канд. біол. наук: спец. 03.00.15 «Генетика» / В. Р. Федорова. – Одеса, 2004. – 19 с.

8686


12. Beales J. a pseudo-response regulator is misexpressed in the photoperiod intensitive Ppd-D1a mutant of wheat (Triticum aestivum L.) / J. Beales, a. turner, S. Griffiths et al // theor. appl. Genet. – 2007. – Vol. 115. – p. 721–723.

13. Guo Z. Discovery, evaluation and distribution of haplotypes of the wheat Ppd-D1 gene / Z. Guo, y. Song, r. Zhou, Z. ren, J. Jia // Newphytol. – 2010.– Vol. 185, № 3. – p. 841–851.

14. Law C.n. a genetic study of day-length response in wheat / c. N. Law, J. Sutka, a. J Worland // Heredity. – 1978. – Vol. 41, № 2. – p. 185–191.

15. McIntosh R. A. catalogue of gene symbols for wheat / r. a. mcintosh, y. yamazaki, k. m. Devos et al. // proc. 10th inter. Wheat Genet. Symp. – paestum (italy). – 2003. http://www.shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/top/top.jsp.

16. nishida H. Structural variation in the 5′ upstream region of photoperiod-insensitive alleles Ppd-A1a and Ppd-B1a identified in hexaploid wheat (Triticum aestivum L.), and their effect on heading time / H. Nishida, t. yo-shida, k. kawakami et al. // molecular Breeding. – 2013. – Vol. 31, № 1. – p. 27–37.

17. Prasil I.T. the relationship between vernalization requirement and frost tolerance in substitution lines of wheat / i. t. prasil, p. prasilova, k. pankova // Biologia plantarum. – 2005. – № 49 (2). – p. 95–200.

18. Scarth R. the control of the day-length response in wheat by the genes 2 chromosomes / r. Scarth, c. N. Law // Z. pflanzenzucht. – 1984. – Vol. 92, № 2. – p. 140–150.

19. Seki M. Distribution of photoperiod-insensitive alleles Ppd-B1a and Ppd-D1a and their effect on heading time in Japanese wheat cultivars / m. Seki, m. chono, H. matsunaka, m. fujita, S. Oda, k. kubo, c. kiribuchi-Otobe, H. kojima., H. Nishida, k. kato // Breeding Sci. – 2011. – Vol. 61. – p. 405–412.


А. А. Бакума1, Н. В. Булавка2, с. В. Чеботарь1,3

1Одесский национальный университет имени И. И. Мечникова, кафедрагенетики и молекулярной биологии, ул. дворянская, 2, Одесса, 65082, Украина 2Мироновский институт пшеницы имени В. М. Ремесла НААН Украины,ул. центральная, 68, с. центральное, Мироновский район, Киевская область, 08853, Украина3Селекционно-генетический институт – Национальный центр семеноведения и сортоизучения НААН Украины, ул. Овидиопольская дорога, 3, Одесса, 65036, Украина

ГЕНОтИПЫ сОВРЕмЕННЫХ мИРОНОВсКИХ сОРтОВ ОЗИмОЙ мЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ПО Ppd-A1-, Ppd-B1-, Ppd-D1-ГЕНАм И ИХ ЧУВстВИтЕЛЬНОстЬ К ФОтОПЕРИОДУ

РезюмеПроблема. Система генов фотопериодической реакции Ppd-1 влияет на ско-рость развития мягкой пшеницы. доминантные аллели (а) генов Ppd снижа-ют чувствительность к продолжительности дня и сокращают период до ко-лошения, а генотипы с рецессивными аллелями (b) имеют сильную реакцию на фотопериод. Информация об аллельном состоянии генов, отвечающих за реакцию на фотопериод, важна для получения нового селекционного материа-ла и достоверных характеристик генотипов современных украинских сортов, которые можно применять в качестве родительских форм. Цель работы заклю-чалась в определении аллельного состояния генов Ppd-A1, Ppd-B1, Ppd-D1 в современных мироновских сортах озимой мягкой пшеницы с помощью мо-лекулярных маркеров и сопоставлении полученных данных о генотипах по Ppd-1-генам с показателями чувствительности сортов к фотопериоду. методы. Аллель-специфичная ПцР с праймерами к генам Ppd-D1, Ppd-A1, Ppd-B1. Ре-зультаты. Определено аллельное состояние генов Ppd-A1, Ppd-B1, Ppd-D1 и чувствительность к фотопериоду в современных мироновских сортах озимой

8787


мягкой пшеницы. Выводы. Сорта дифференцированы на три группы, разли-чающиеся генотипами по системе генов Ppd-1 – i группа – генотип Ppd-А1a / Ppd-B1b / Ppd-D1a, ii группа – генотип Ppd-А1b / Ppd-B1b / Ppd-D1a; iii груп-па – генотип Ppd-А1b / Ppd-B1b / Ppd-D1b – и показана для этих групп зави-симость чувствительности к сокращению светового дня от генотипа. В рамках групп сортов с аллелями Ppd-А1b / Ppd-B1b / Ppd-D1a и Ppd-А1b / Ppd-B1b / Ppd-D1b также наблюдали варьирование по продолжительности периода до колошения.Ключевые слова: мягкая пшеница; чувствительность; фотопериод; гены Ppd-A; Ppd-B1; Ppd-D1.

A. O. Bakuma1, N. V. Bulavka2, S. V. Chebotar1,3

1Odesa National mechnykov University, Department of Genetics and molecularBiology, 2, Dvoryanska str., Odesa, 65082, Ukraine2the V. m. remeslo myronivka institute of wheat National academy of agrarian Sciences of Ukraine, 68, centralna str., s. central, myronovskyy area, kievska region, 08853, Ukraine3plant Breeding and Genetics institute – National center of Seed and cultivar investi-gation National academy of agrarian Sciences of Ukraine3, Ovidiopolska doroga str., Odesa, 65036, Ukraine

THE GENOTYPES OF MODERN MYRONIVSKY VARIETIES OF WINTER WHEAT FOR Ppd-A1, Ppd-B1, Ppd-D1 GENES AND THEIR SENSITIVITY TO PHOTOPERIOD

Abstract Problem. the system of photoperiodic response genes Ppd-1 affects the speed of winter wheat growth. Dominant alleles (a) of Ppd genes reduce the sensitivity to daylength and shorten the time period before heading, while genotypes with recessive alleles (b) have a strong response to photoperiod. Іnformation about the alleles of the photoperiod genes is important for obtaining new breeding material and reliable characteristics of the genotypes of modern Ukrainian varieties which can be used as parental forms. The aim of the work was to determine alleles of genes Ppd-A1, Ppd-B1, Ppd-D1 for modern myronivsky varieties of winter wheat using molecular markers and to compare the genotypes according to Ppd-1 genes with the sensitivity of varieties to photoperiod. Methods. We used methods of allele-specific pcr with primers to Ppd-A1, Ppd-B1, Ppd-D1 genes. Results. alleles of genes Ppd-A1, Ppd-B1, Ppd-D1 and sensitivity to photoperiod for modern myronivsky varieties of winter wheat have been detected. Conclusion. Varieties have been differentiated into three groups, with different genotypes according to the system of genes Ppd-1 – group i – genotype Ppd-A1a/ Ppd-B1b/ Ppd-D1a, group ii – genotype Ppd-А1b/ Ppd-B1b/ Ppd-D1a, group iii – genotype Ppd-А1b/Ppd-B1b/ Ppd-D1b – and the dependence of the sensitivity to reduction of daylight according to genotype has been shown for these groups. also, within the group of varieties with alleles Ppd-A1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a and Ppd-A1b/Ppd-B1b/Ppd-D1b variation in time of heading was observed.Key words: winter wheat, sensitivity; photoperiod, genes Ppd-A1, Ppd-B1, Ppd-D1.

8888


References1. Bulavka NV (2014) “the vernalization requirement of varieties of winter wheat in connection with their frost

resistance” [“Jarovizacionnaja potrebnost’ sortov ozimoj mjagkoj pshenicy v svjazi s ih morozoustojchivost’ju”], agriculture and breeding in Belarus. “anthology of scientific treatises”, 50, pp. 383 – 392.

2. Bulavka NV (2010) “the vernalization requirement and the sensitivity to photoperiod of varieties of winter wheat of breeding by the V.m. remeslo myronivka institute of Wheat” [“Jarovyzacijna potreba ta fotoperiodychna chutlyvist’ sortiv ozymoi’ m’jakoi’ pshenyci selekcii’ mip”], agrobiology: “anthology of scientific treatises” by the Bila tserkva National agrarian University, No 69, 2, p. 138.

3. Vasyljuk pm, Ulych Li (2012) “agrobiological features of varieties-alternate of winter wheat (Triticum aestivum L.)” [“agrobiologichni osoblyvosti sortiv-dvoruchok pshenyci m’jakoi (Triticum aestivum L)”], plant Varieties Studying and protection, No 2, pp. 4–7.

4. Goncharov Np (1986) “Genetic control of the photoperiodic response in winter wheat (review)” [“Geneticheskij kontrol’ fotoperiodicheskoj reakcii u mjagkoj pshenicy (obzor)”] , agriculture biology, No 11, pp. 84–90.

5. State register of plant varieties that are suitable for dissemination in Ukraine in 2015 [Derzhavnyj rejestr sortiv roslyn, prydatnyh dlja poshyrennja v Ukrai’ni u 2015 roci ] (2015) , retrieved from: http://vet.gov.ua/sites/ default/files/ reestrEU-2015-04-23.pdf.

6. Using of pcr analysis in genetic and breeding studies (1998) in editor: Sivolap yu. m. [ispol’zovanie pcr-analiza v genetiko-selekcionnyh issledovanijah], kiev: agricultural Sciences, 33 p.

7. mokanu NV, fajt Vi (2008) “the differences of the effects of vrd1 and Ppd-D1 gene alleles on winterhardiness, frost resistance, and yield in winter wheat” [“razlichija jeffektov allelej genov vrd 1 i Ppd-D1 po zimo- moro-zostojkosti i urozhaju u ozimoj pshenicy”], cytol. Genet., vol. 42, No 6, pp. 26–33.

8. rokickij pf (1973) Biological statistics [Biologicheskaja statistika], minsk, 319 p.9. fajt Vi, fjodorova Vr (2007) “the influence of Ppd gene differences on agronomical traits of winter bread

wheat” [“Vlijanie razlichij genov Ppd na agronomicheskie priznaki ozimoj mjagkoj pshenicy”], cytol Genet., 41, No 6, pp. 26–33.

10. fajt Vi (2008) “identification and effects of gene alleles controlling developmental rate in wheat” [“identi-fikacija i jeffekty allelej genov tempov razvitija pshenicy” dis. dokt. biol. nauk], phD thesis: 03.00.15 plant Breeding and Genetic institute Odessa, 40 p.

11. fedorova Vr (2004) “Differences in effects of photoreaction genes in winter bread wheat” [“Vidminnosti efek-tiv geniv fotoperiodychnoi’ reakcii’ v ozymoi’ m’jakoi’ pshenyci” dis. kand. biol. nauk], phD thesis: 03.00.15 plant breeding and genetic institute Odessa, 19 p.

12. Beales J, turner a, Griffiths S, Snape JW, Laurie Da (2007) “a pseudo-response regulator is misexpressed in the photoperiod insensitive Ppd-D1a mutant of wheat (Triticum aestivum L.)”, theor. appl. Genet 115, No 5, pp. 721–733.

13. Guo Z, Song y, Zhou r, ren Z, Jia J (2010) “Discovery, evaluation and distribution of haplotypes of the wheat Ppd-D1 gene” New phytol, 185, No 3, pp. 841–851.

14. Law cN, Sutka J, Worland aJ (1978) “a genetic study of day-length response in wheat”, Heredity, 41, No 2, pp. 185–191.

15. mcintosh ra, yamazaki y, Devos km, Dubcovsky J, rogers WJ, appels a (2003) “catalogue of gene symbols for wheat”, proc. 10th int. Wheat Genet. Symp., paestum (italy),. retrieved from: http://www.shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi /top/ top.jsp.

16. Nishida H, yoshida t, kawakami k, fujita m, Long B, akashi y, Laurie Da, kato k (2013) “Structural varia-tion in the 5′-upstream region of photoperiod-insensitive alleles Ppd-A1a and Ppd-B1a identified in hexaploid wheat (Triticum aestivum L.), and their effect on heading time”, molecular Breeding, 31, No 1, pp. 27–37.

17. prasil it, prasilova p, pankova k (2005) “the relationship between vernalization requirement and frost toler-ance in substitution lines of wheat”, Biologia plantarum, No 49 (2), pp. 95–200.

18. Scarth r, Law cN (1984) “the control of the day-length response in wheat by the genes 2 chromosomes”, Z. pflanzenzucht, 92, No 2, pp. 140–150.

19. Seki m, chono m, matsunaka H, fujita m, Oda S, kubo k, kiribuchi-Otobe c, kojima H, Nishida H, kato k (2011) “Distribution of photoperiod-insensitive alleles Ppd-B1a and Ppd-D1a and their effect on heading time in Japanese wheat cultivars”, Breeding Sci, 61, pp. 405–412.

8989


УДК: 575.113.3:577.2:633.11 DOI 10.18524/2077-1746.2016.1(38).68107

А. і. Гончарова1, аспіранті. і. моцний1, к.б.н., п.н.с., с. В. Чеботар1,2, д.б.н., п.н.с., член-кор. 1Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та со-ртовивчення, Овідіопольська дорога, 3, Одеса, 65036, Україна, 2Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, кафедра генетики і молекулярної біології, вул. дворянська, 2, Одеса, 65082, Україна, e-mail: [email protected]

ВПЛИВ АЛЕЛіВ ГЕНіВ КОРОтКОстЕБЛОВОсті НА ДОВЖИНУ КОЛЕОПтИЛЯ ПШЕНИЦі м’ЯКОЇ В УмОВАХ ОсмОтИЧНОГО стРЕсУ

досліджувався вплив алелів генів короткостебловості (Rht) на проростання ліній-аналогів пшениці м’якої озимої в умовах осмотичного стресу. Встанов-лено, що наявність у генотипі алелів Rht веде до більшої редукції довжини колеоптиля у стресових умовах в порівнянні з умовами нормального водоза-безпечення.

Ключові слова: осмотичний стрес; пшениця м’яка озима; гени коротко-стебловості; Rht; довжина колеоптиля.

Посуха є одним з основних абіотичних стресів, що впливає на різноманітні культурні рослини та їх врожайність у всьому світі. це явище характеризується не просто дефіцитом вологи, а є складною комбінацією нестачі води, темпе-ратурного стресу, суховію, засолення ґрунтів та інших абіотичних факторів. Збитки від посухи перевищують втрати від будь-якого іншого стресового фак-тору [2].

Регіональним екологічним центром для центральної та Східної Європи були проаналізовані дослідження тенденцій зміни основних параметрів клі-мату Одеської, Миколаївської, Херсонської, дніпропетровської та Запорізької областей [6]. Було встановлено, що сучасний клімат цих областей характери-зується потеплінням. Останніми десятиріччями відбулися зміни в абсолютних максимумах та мінімумах температури повітря, які підвищилися на 1−4 °С. Та-кож більше стало днів із малоефективними зливами.

Як відмітив академік О. О. Іващенко [1], у зв’язку зі змінами клімату за останні десятиріччя в Україні відбувається зміщення кордонів природно-кліматичних зон на 100−150 км на північ. Тому, на думку автора, умови веге-тації рослин в традиційній підзоні Північного степу (дніпропетровська, Кі-ровоградська області та інші) у останні роки фактично відповідають умовам підзони Південного Степу. На цей час у Південному Степу (Херсонська, За-порізька й інші області) проявляються ознаки опустелювання. Таким чином,

© А. І. Гончарова, І. І. Моцний, С. В. чеботар, 2016

9090


головний ризик щодо стабільності урожайності в областях Півдня щодо продо-вольчої безпеки пов’язаний із посиленням посушливості.

Одним із критичних періодів реакції рослин на посуху є стадія проростан-ня, оскільки відхилення від оптимальних умов уже в період проростання на-сіння негативно впливає на ріст і розвиток пшениці на всіх наступних етапах. Так, при пересиханні верхнього шару ґрунту після сівби можна одержати рідкі, так звані рвані сходи, що у подальшому зумовлює зменшення врожайності [5]. довжина колеоптиля (дК) опосередковано пов’язана з проявом посухостійкос-ті пшениці м’якої озимої у фазі проростання [13]. дК є одним з найважливіших показників для визначення посухостійкості пшениці, оскільки чим довший ко-леоптиль у рослини, тим глибшим можна робити посів, і тим ефективніше рос-лина буде використовувати вологу, що знаходиться у більш глибоких шарах ґрунту [12].

У багатьох роботах обговорюються положення щодо кращої пристосова-ності окремих генотипів пшениці м’якої озимої з генами короткостебловості (Rht) до вирощування у певних еколого-кліматичних умовах, де такі генотипи дають високі та стабільні врожаї. Науковці із John innes centre [10] вказують на те, що селекція генотипів пшениці з геном короткостебловості Rht8с має високий потенціал в умовах дефіциту води. За даними tang et al. [15], Rht8c представляється ідеальним геном-кандидатом для підвищення посухостійкості пшениці м’якої озимої, в той час як сорти і лінії, що містять гени Rht-B1b та Rht-D1b, не рекомендовано для вирощування в посушливих регіонах. Також Шаманіним і лихенко [8] встановлено, що наявність у генотипі гену Rht2 (Rht-D1b) призводить до зниження врожаю ярої пшениці в посушливих умовах на 10,2 % порівняно з контролем.

Існує неоднозначність щодо впливу генів Rht на посухостійкість пшениці [5]. Так, в умовах дефіциту вологи, найбільшу посухостійкість за критерієм витрати води показали високорослі лінії, на другому місці за стійкістю до по-сухи були середньорослі форми, а найменшу посухостійкість зафіксовано у короткостеблових біотипів. У сортів короткостеблового типу, які мають до-бре розвинену кореневу систему, водний баланс більш сприятливий у період ґрунтової посухи, тому що у них на одиницю надземної маси припадає більше коренів, ніж у середньо- і високорослих форм. цими ж авторами показано, що в умовах богари за кількістю зерен у головному колосі на фоні сортів Одеська 51, Херсонська 86 та Херсонська остиста виділявся сорт Одеська напівкарли-кова, в генотипі якого присутні гени Rht8с і Rht-B1е; а за масою 1000 зерен у кращій бік відрізнявся сорт Одеська 51 з одним геном Rht8с. Також цими дослідниками відмічено, що у короткостеблових сортів спостерігалася менша редукція колосків і квіток у період весняних посух (друга і третя декади трав-ня). За даними В. М. лєшина [3] сорти селекції СГІ-НцНС, що містять у ге-нотипі гени короткостебловості, характеризуються високою посухостійкістю. до таких сортів були віднесені сорти Одеська 51 (Rht8c) і Альбатрос одеський (Rht8c і Rht-D1b).

9191


Метою роботи було оцінити вплив алелів генів Rht8, Rht-B1, Rht-D1 на дК у ліній-аналогів, що різняться алелями генів короткостебловості, при пророс-танні в умовах осмотичного стресу.


Матеріалом в дослідженні слугували короткостеблові аналоги сортів Коо-ператорка, Одеська 3, Одеська 51, Степняк 1, створені В. В. Хангільдіним та І. І. Моцним зі співавторами в СГІ – НцНС, а також самі вихідні форми. За допомогою молекулярних маркерів було показано, що лінії-аналоги різняться алелями генів короткостебловості [7]. Враховуючи той факт, що сорт Карлик 1 було виведено шляхом хімічного мутагенезу із сорту Безоста 1 [4], а генетич-ний фон цих сортів приблизно однаковий, порівнювали пару сортів Безоста 1та Карлик 1 подібно лініям-аналогам. Алельна характеристика ліній-аналогів та рекурентних батьківських форм за генами короткостебловості представлена у таблиці 1.

дослід проводили за методикою, запропонованою С. ландьєвою із співав-торами [12]. Осмотичний стрес моделювали за допомогою 15 % розчину ПЕГ-6000 (поліетиленгліколь). По 10 насінин кожної лінії-аналога пророщували у чашках Петрі на змоченому фільтрувальному папері в темряві за температури +22 °С. На контролі використовували дистильовану воду. Осмотичний стрес тривав 7 діб з початку пророщування. через тиждень від початку експерименту у рослин вимірювали дК. дослід проводився у трьох повторностях. Статис-тичний аналіз результатів проводили у програмах Excel та Statistica 8.0. досто-вірність різниці між дК в умовах контролю та осмотичного стресу оцінювали за допомогою непараметричного U-критерія Манна-Уітні, який застосовується для порівняння даних малих вибірок.


Шляхом пророщування короткостеблових ліній-аналогів пшениці м’якої озимої та їх рекурентних форм в умовах осмотичного стресу, змодельованого 15 % ПЕГ-6000, встановлено вплив різних алелів генів Rht на дК, яка опо-середковано може впливати на посухостійкість рослин на стадії проростання.

Більш довгим колеоптилем характеризувалися рослини високорослих сор-тів Кооператорка, Одеська 3, Степняк 1 та Гостіанум 237 при вирощуванні на контролі (дистильована вода) і розчині 15 % ПЕГ-6000 (табл. 1).

Різниця за дК між рекурентними формами і короткостебловими лініями-аналогами на контролі була меншою, ніж аналогічна різниця на 15 % ПЕГ-6000 (табл. 2). Так, рослини сорту Кооператорка за дК на контролі відрізнялись від його ліній-аналогів Кооператорка К-90 і Кооператорка К-70 на 12 і 37 %, від-повідно. В умовах осмотичного стресу ця різниця складала 26,9 та 58 %, відпо-відно. Порівняння дК між рослинами сорту Одеська 3 і лінії-аналога Одеська

9292


3К-75 показало різницю у 27,4 % – на контролі та 61,1 % – на 15 % ПЕГ-6000. Середня дК рослин сорту Одеська 51 відрізнялась від такої у рослин лінії-аналога Одеська 51 К-73 на 16,4 % в умовах контролю і на 31 % у досліді. лінія Степняк 1 відрізнялась за дК на контролі від ліній Степняк 3 та Степняк 2К на 12 та 13,3 %, відповідно, а в умовах імітації осмотичного стресу на 26,9 та 25,1 % відповідно.

Таблиця 1Характеристика рекурентних форм і ліній-аналогів за ознакою ДК

Рекурентна форма/Лінія-аналог

Алелі генів Rht

l0 + xS , мм l1 + xS , мм

Достовірність різниці1 l0- l1

ммRht8 Rht-B1 Rht-D1

Кооператорка a a a 60,9+0,3 53,1+4,8 7,8**

Кооператорка К-90 c a a 53,6+0,4 38,5+4,4 15,1**

Кооператорка К-70 c e a 38,6+0,6 22,3+3,9 16,3**

Одеська 3 a a a 63,1+0,1 38,2+6,1 24,9**

Одеська 3 К-75 c b a 45,9+1,2 14,0+3,6 31,9**

Одеська 51 c a a 57,3+2,1 39,0+9,2 18,3**

Одеська 51 К-73 c e a 47,9+2,7 26,9+5,6 21,0**

Степняк 1 a a a 55,6+3,1 40,2+0,5 15,4**

Степняк 2 x a a 62,9+1,9 34,0+8,5 28,9**

Степняк 3 c a a 62,9+4,3 30,0+9,6 32,9**

Степняк 2К c a b 48,2+2,4 30,1+5,8 18,1**

Одеська напівкарликова c e a 40,7+2,1 30,8+5,7 9,9*

Альбатрос одеський c a b 43,9+1,7 30,1+7,2 13,8**

Гостіанум 237 a a a 61,4+1,7 42,7+3,0 18,7**

Безоста 1 c a a 54,5+3,7 31,0+3,6 23,5**

Карлик 1 c b a 33,5+2,8 21,6+2,6 11,9**

Примітка: l0 – середнє значення дК на контролі за три повтори; l1 – середнє значення дК на 15% ПЕГ-6000 за три повтори; S – стандартна похибка; 1 − достовірність різниці оцінювали за U-критерієм Манна-Уітні: * − Р=0,05, ** − Р=0,01.

9393


Таблиця 2Ефекти алелів короткостебловості на ДК, встановлені при порівнянні з високорослими лініями-аналогами

Алелі Rht

Зміна ДК під впливом алелів генів Rht на контролі

Зміна ДК під впливом алелів генів Rht в умовах імітації осмотичного

стресу

мм % мм %

Rht8c -7,3** -12 -14,6** -26,9

Rht8x +7,3* +13,1 -6,2 -15,4

Rht-B1b -21,0** -38,5 -9,4* -30,3

Rht-B1e -9,4** і -15** -16,4 і -28,0 -12,1** і -16,2** -31,0 і -42,1

Rht-D1b -14,7** -23,4 +0,1 +0,3

Rht8c+Rht-B1b -17,2** -27,4 -24,2** -61,1

Rht8c+Rht-B1e -22,3** -37,0 -30,8** -58,0

Rht8c+Rht-D1b -7,4** -13,3 -10,1* -25,1

Примітка. достовірність різниці оцінювали за U-критерієм Манна-Уітні: * − Р=0,05, ** − Р=0,01.

В ході дослідження було встановлено, що наявність фрагмента ампліфікації 192 п. н. за мікросателітним локусом Xgwm261, який є діагностичним до але-лю Rht8c, в генотипі пшениці м’якої озимої, асоціюється зі зменшенням дК у стресових умовах на 12 % порівняно із високорослими формами.

досліджена лінія Степняк 2 – носій алеля 214 п. н. за локусом Xgwm261, який було асоційовано з Rht8x [7], має тенденцію до подовження колеоптиля відносно лінії Степняк 1 в умовах контролю. Натомість у стресових умовах дК рослин лінії Степняк 2 була меншою, ніж дК рослин рекурентної форми Степняк 1 на 15,4 %, але різниця не була достовірною.

Ефект на дК алеля Rht-B1e спостерігали у рослин ліній Кооператорка К-70 (при порівнянні з Кооператоркою К-90) та Одеської 51К-73 (при порівнянні з Одеською 51). В обох випадках відбувалось вкорочення колеоптиля, але у різ-ній мірі. У першому випадку на контролі спостерігали зниження дК на 28 %, у другому – на 16,4 %. В умовах стресу вкорочення колеоптиля було на рівні 42,1 % у Кооператорки К-70 та 31 % у Одеської 51К-73, порівняно з високорос-лими лініями.

9494


При порівнянні реакції на осмотичний стрес рослин сортів Безоста 1 (Rht8c) і Карлик 1 (Rht8c+Rht-B1b) визначено вплив алеля Rht-B1b на редукцію довжи-ни колеоптиля. Так, в умовах контролю даний алель пов’язаний із зменшенням дК на 38,5 %, за умов осмотичного стресу різниця між дК двох вищевказаних сортів складала 30,3 %.

При порівнянні дК у генотипів Степняк 3 (Rht8c) та Степняк 2К (Rht8c+Rht-D1b) при пророщуванні зерна на 15 % розчині ПЕГ-6000 не визначено досто-вірної різниці. Але на контролі різниця за дК між цими генотипами становила 23,4 %.

Комбінації алелів генів короткостебловості в генотипах ліній-аналогів пшениці м’якої озимої достовірно впливали на зниження дК рослин в умо-вах осмотичного стресу порівняно з контролем: Rht8c+Rht-B1b – на 33,7 %, Rht8c+Rht-B1e – на 21 %, Rht8c+Rht-D1b – на 11,8 %.

Результати дослідження, які показали вкорочення колеоптиля у ліній-аналогів пшениці м’якої озимої з комбінацією генів Rht8c+Rht-B1b в порівнян-ні з лініями-аналогами, що мають в генотипі ген Rht8c, в умовах контролю та осмотичного стресу, узгоджуються з даними інших дослідників [9, 12, 13, 14].

Згідно досліджень [9] присутність у генотипі пшениці м’якої озимої гену Rht8c не призводить до зміни дК в умовах нормального водозабезпечення. tang Na із співавторами [15] показали, що ген Rht8c призводить до незначно-го вкорочення колеоптиля (6 %) в умовах нормального водозабезпечення [15]. В нашій роботі ми спостерігали достовірне зменшення дК у ліній-аналогів із геном Rht8c на 12 % в контрольних умовах порівняно з високорослими сор-тами. Вказані автори відзначили зменшення дК в умовах нормального водо-забезпечення у сортів із алелями Rht-B1b, Rht-D1b, комплексами алелів генів Rht8с+Rht-B1b та Rht8с+Rht-D1b на 25,4, 31,3, 28,4 та 31,3 % відповідно [15]. В нашій роботі ми отримали такі результати: алель Rht-B1b в контрольних умо-вах призводив до вкорочення колеоптиля на 38,5 %, алель Rht-D1b – на 23,4 %, комбінації алелів у генотипах ліній-аналогів Rht8с+Rht-B1b та Rht8с+Rht-D1b вплинули на зменшення дК в умовах нормального водозабезпечення на 27,3 та 13,3 % відповідно.

дослідження напівкарликових генотипів пшениці з різними генами Rht по-казало, що на дК може впливати генетичний фон досліджуваних сортів і ліній [11]. Ми перевірили вплив генетичного фону на зміну дК у ліній-аналогів в умовах осмотичного стресу (рис. 1). Так, на представленій діаграмі на осі ор-динат відображено різницю за дК, яку визначено при порівнянні рослин, що вирощували в умовах контролю та осмотичного стресу, на осі абсцис наведено генетичний фон досліджуваних ліній. доведено, що генетичні фони досліджу-ваних сортів впливають на різницю за дК в контрольних та стресових умовах. чим ближче точка на графіку знаходиться до «0» на осі ординат, тим менше да-ний генотип реагує на осмотичний стрес шляхом зменшення росту колеопти-ля. Слід зазначити, що на генетичному фоні сорту Кооператорка лінії-аналоги

9595


характеризувалися невеликою різницею (7,8–16,4 мм) за дК на контролі та в досліді, що свідчить – генетичний фон сорту Кооператорка сприяв кращому проростанню зернівок в умовах осмотичного стресу.

У рослин сорту Одеської 51 вкорочувався колеоптиль в умовах 15 % ПЕГ-6000 на 18,3 мм, а у рослин лінії-аналога Одеської 51К-73 – на 21 мм. це вка-зує на дещо більшу чутливість генетичного фону Одеської 51 до осмотичного стресу, в порівнянні з генетичним фоном сорту Кооператорка.

Рис. 1. Вплив осмотичного стресу на редукцію ДК ліній-аналогів пшениці м’якої озимої з різними генами короткостебловості в залежності від генетичного фону;

l0 – середнє значення ДК на контролі; l1 – середнє значення ДК на 15% ПЕГ-6000

для ліній-аналогів Одеської 3 та Одеської 3К-75 була характерною різниця дК в умовах контролю та 15 % ПЕГ-6000 у 24,9 та 31,9 мм відповідно, що оцінювалось як негативний вплив генетичного фону Одеської 3 на здатність до проростання в умовах осмотичного стресу.

На генетичному фоні сорту Степняк лінії-аналоги дуже різнилися за реакці-єю на осмотичний стрес: для ліній Степняк 1 та Степняк 2К виявлена невелика різниця за дК − 15,4 і 18,1 мм, визначена при порівнянні рослин, що пророщу-вали у контрольних та стресових умовах, відносно цієї різниці у ліній Степняк 2 та Степняк 3 різниця була майже у 2 рази більшою, тобто 28,9 і 32,9 мм.

9696


Висновки

В умовах осмотичного стресу збільшується ефект алелів генів коротко-стебловості на реакцію рослин на водний дефіцит. На довжину колеоптиля в умовах осмотичного стресу в порівнянні з високорослими формами достовір-но впливають у різній мірі алелі генів Rht8c (на 25,4 і 26,9 % (на різних ге-нофонах), Rht-B1b (на 30,3 %), Rht-B1e на 31 і 42,1 % (на різних генофонах), Rht8c+Rht-B1e (58 %), Rht8c+Rht-B1b (61,6 %) та Rht8c+Rht-D1b (25,1 %).

довжина колеоптиля ліній-аналогів пшениці м’якої озимої, що різняться за алелями генів Rht, залежить від генетичного фону.

список використаної літератури1. Иващенко А. А. Изменения климата грозят Украине потерей более половины пахотных земель /

А. А. Иващенко // Зеркало недели. – 2012. – http://news.zn.ua/SOciEty/izmeneniya_klimata_grozyat_ukraine poterey_bolee_polovini_pahotnyh_zemel-108287.html

2. Крупнов В. А. Генетическая сложность и контекст-специфичность признаков урожая пшеницы в засуш-ливых условиях / В. А. Крупнов // Вавиловский журнал генетики и селекции – 2013. – t. 17, № 3. – С. 524–534.

3. Лешин В. Н. Системы засухоустойчивости и возможность их использования в селекции озимой мягкой пшеницы: дисс. … кандидата биол. наук: 06.01.05 / лешин Виктор Николаевич. – О., 1991. – 153 с.

4. Лыфенко С. Ф. Селекция интенсивных сортов озимой мягкой пшеницы полукарликового типа / С. Ф. лыфенко, Н. И. Ериняк, В. П. Федченко, Р. П. Бунтовский // Сборник научных трудов ВСГИ. – 1980. – С. 19–32.

5. Орлюк А. П. Адаптивний і продуктивний потенціал пшениці: [монографія] / А. П. Орлюк, К. В. Гончаро-ва. – Херсон: Айлант, 2002. – 276 с.

6. Підвищення стійкості до зміни клімату сільськогосподарського сектору Півдня України // Регіональний екологічний центр для центральної та Східної Європи. – Сентендре, Угорщина, 2015. – 70 с.

7. Чеботарь Г. А. Молекулярно-генетический анализ линий-аналогов мягкой пшеницы, различающихся по высоте растений / Г. А. чеботарь, С. В. чеботарь, И. И. Моцный, Е. И. лобанова, Ю. М. Сиволап // Вісник Одеського національного університету. – 2009. – Т. 14, Вип. 8. – С. 61–71.

8. Шаманин В. П. Изогенный метод в селекции яровой пшеницы на засухоустойчивость / В. П. Шаманин, И. Е. лихенко // Первое Всесоюзное совещание по использованию изогенных линий в селекционно-генетических экспериментах, 27−29 марта 1990 г.: сборник статей. – Новосибирск, 1991. – С. 81–91.

9. Ellis M. H. the effect of different height reducing genes on the early growth of wheat / m. H. Ellis, G. J. re-betzke, p. chandler, D. Bonnett, W. Spielmeyer, r. a. richards // functional plant biology – 2004. – Vol. 31 – p. 583−589.

10. Gasperini D. Genetic and physiological analysis of Rht8 in bread wheat: an alternative source of semi-dwarfism with a reduced sensitivity to brassinosteroids / D. Gasperini, a. Greenland, p. Hedden, r. Dreos, W. Harwood, S. Griffiths // Journal of Experimental Botany. – 2012. – http://jxb.oxfordjournals.org/open_access.html for further details.

11. Jamali K. D. coleoptile length studies in semi-dwarf wheat (triticum aestivum L.) with different dwarfing genes / k. D. Jamali, S. arain // proceedings of the 11th international wheat genetics symposium, 24−29 august 2008. – Brisbane, QLD, australia. − p. 221−223.

12. Landjeva S. Seedling growth under osmotic stress and agronomic traits in Bulgarian semi-dwarf wheat: com-parison of genotypes with Rht8 and/or Rht-B1 genes / S. Landjeva, t. karceva, V. korzun, G. Ganeva // crop & pasture Science – 2011. – Vol. 62 – p. 1017−1025.

13. Rebetzke G. J. Genotypic increases in coleoptile length improves stand establishment, vigour and grain yield of deep-sown wheat / G. J. rebetzke, r. a. richards, N. a. fettell, m. Long, a. G. condon, r. i. forrester, t. L. Botwright // field crops research – 2007. – Vol. 100 (1) – p. 10−23.

9797


14. Rebetzke G. J. Genetic improvement of early vigour in wheat / G. J. rebetzke, r. richards // australian Journal of agricultural research – 1999. – Vol. 50 – p. 291−301.

15. Tang na. the effects of dwarfing genes (Rht-B1b, Rht-D1b, and Rht8) with different sensitivity to Ga3 on the coleoptile length and plant height of wheat / tang Na, Jiang ying, He Bei-ru, Hu yin-gang // agricultural Sciences in china – 2009. – Vol. 8(9) – p. 1028−1038.


А. И. Гончарова1, И. И. моцный1, с. В.Чеботарь1,2 1Селекционно-генетический институт – Национальный центр семеноводства и сортоизучения, Овидиопольская дорога, 3, Одесса, 65036, Украина2Одесский национальный университет им. И.И. Мечникова, кафедра генетики и молекулярной биологии, ул. дворянская, 2, Одесса, 65082, Украина

ВЛИЯНИЕ АЛЛЕЛЕЙ ГЕНОВ КОРОтКОстЕБЕЛЬНОстИ НА ДЛИНУ КОЛЕОПтИЛЯ ПШЕНИЦЫ мЯГКОЙ В УсЛОВИЯХ ОсмОтИЧЕсКОГО стРЕссА

РезюмеОдним из критических периодов реакции растений на засуху является стадия прорастания. Отклонения от оптимальных условий уже в период прорастания семян негативно влияют на рост и развитие пшеницы на всех последующих этапах. длина колеоптиля косвенно связана с проявлением засухоустойчиво-сти пшеницы мягкой озимой в фазе прорастания. целью нашей работы была оценка влияния аллелей генов Rht8, Rht-B1, Rht-D1 на длину колеоптиля у линий-аналогов озимой мягкой пшеницы, которые раз-личаются аллелями генов короткостебельности, при прорастании в условиях осмотического стресса. Осмотический стресс моделировали с помощью 15 % раствора ПЭГ-6000. Стрессовые условия длились 7 суток с момента прорас-тания зерен. Генотипы без генов короткостебельности характеризовались более длинным колеоптилем по сравнению с короткостебельными формами на контроле и на растворе ПЭГ. Разница по длине колеоптиля между исходными высокорослы-ми формами и коростебельными линиями-аналогами на контроле была мень-шей, чем в условиях осмотического стресса. Было установлено, что в условиях осмотического стресса длина колеоптиля у короткостебельных линий-аналогов была меньше, чем у высокорослых форм. На нее влияли (понижали) в разной степени аллели генов Rht8c (на 25,4 и 26,9 % (на разных генофонах), Rht-B1b (на 30,3 %), Rht-B1e на 31 и 42,1 % (на разных генофонах), Rht8c+Rht-B1e (58 %), Rht8c+Rht-B1b (61,6 %) и Rht8c+Rht-D1b (25,1 %). Показано, что длина колеоптиля линий-аналогов пшеницы мягкой озимой, которые различаются по генам Rht, зависит от генетического фона.

Ключевые слова: осмотический стресс; пшеница мягкая озимая; гены корот-костебельности; Rht; длина колеоптиля.

9898


A. I. Honcharova1, I. I. Motsny1, S. V. Chebotar1,2

1plant Breeding and Genetics institute – National center of Seed and cultivar investi-gation, 3, Ovidiopolska road, Odesa, 65036, Ukraine2 Odesa National mechnykov University, 2, Dvoraynska str., Odesa, 65082, Ukraine

EFFECTS OF THE DWARFING GENE ALLELES ON COLEOPTILE LENGTH OF BREAD WHEAT UNDER OSMOTIC STRESS CONDITIONS

Abstract One of the critical periods of plant response to drought is the germination stage. Deviations from the optimal conditions of growth in the period of germination negatively affect the development of wheat plants in the following stages of ontogenesis. Сoleoptile length is indirectly involved into the development of drought resistance of bread wheat at the germination stage. the aim of our study was to evaluate the effect of gene alleles Rht8, Rht-B1, Rht-D1 on the coleoptile length of the analogue lines, which differ in Rht alleles, during germination under osmotic stress. Osmotic stress was simulated by using a 15 % pEG-6000 solution. Stressful conditions were applied for 7 days from the germination beginning. Genotypes without Rht genes were characterized by longer coleoptile compared with dwarfing forms on the control and pEG solution. the difference of coleoptile length between the parental tall forms and lines-analogues was lower in the control than in the osmotic stress conditions.it has been found that coleoptile length of analogue lines is shorter in comparison with tall forms under osmotic stress conditions and depends on alleles: Rht8c (25.4 and 26.9 % (on different genetic backgrounds), Rht-B1b (30.3 %), Rht-B1e 31 and 42.1 % (on different genetic backgrounds), Rht8c+Rht-B1e (58 %), Rht8c+Rht-B1b (61.6 %), and Rht8c+Rht-D1b (25.1 %). it was shown that coleoptile length also depends on the genetic background.

Key words: osmotic stress; bread wheat; dwarfing genes; Rht; coleoptile length

References1. ivashchenko aa (2012) “climate changes threaten the loss more than half of of arable lands of Ukraine”

[“izmeneniya klimata grozyat Ukraine poterej bolee poloviny pahotnyh zemel’”], ZN, Ua http://news.zn.ua/SOciEty/izmeneniya_klimata_grozyat_ukraine_poterey_bolee_polovini_pahotnyh_zemel-108287.html

2. krupnov Va (2013) “Genetic complexity and context-specificity of symptoms of wheat crop in dry conditions” [“Geneticheskaya slozhnost’ i kontekst-specifichnost’ priznakov urozhaya pshenicy v zasushlivyh usloviyah”], Vavilov J of Genetics and Breeding, No 17, 3, pp 524-534.

3. Leshin VN (1991) Systems of drought resistance and the ability to use them in breeding winter wheat [Sistemy zasuhoustojchivosti i vozmozhnost’ ih ispol’zovaniya v selekcii ozimoj myagkoj pshenicy] dis. … kand. biol. nauk], Odessa, 153 p.

4. Lyfenko Sf, Erinyak Ni, fedchenko Vp, Buntovskij rp (1980) “the breeding of intensive semi-dwarf varieties of bread wheat” [“Selekciya intensivnyh sortov ozimoj myagkoj pshenicy polukarlikovogo tipa”], collection of scientific works pBGi, pp 19-32.

5. Orlyuk ap, Honcharova kV (2002) adaptive and productive potential of wheat [adaptyvnyy i produktyvnyy potentsial pshenytsi], kherson: aylant, 276 p.

9999


6. regional Environmental center for central and Eastern Europe (2015) increasing of resistance to climate change of agricultural sector of the South Ukraine [pidvyshchennya stiykosti do zminy klimatu sil’s’kohospodars’koho sektoru pivdnya Ukrayiny], Sentendre, Hungary, 70 p.

7. chebotar’ Ga, chebotar’ SV, mocnyj ii, Lobanova Ei, Sivolap yUm (2009) “molecular-genetics analysis of lines-analogues of bread wheat with differenсe plants height” [“molekulyarno-geneticheskij analiz linij-anal-ogov myagkoj pshenicy, razlichayushchihsya po vysote rastenij”], Odessa National University Herald. Biology, No 14, 8, pp 61-71.

8. SHamanin Vp, Lihenko iE (1991) “isogenic method in selection of spring wheat on drought”, first all-Union conference on the use of isogenic lines in breeding and genetic experiments [“izogennyj metod v selekcii yarovoj pshenicy na zasuhoustojchivost’”], Novosibirsk, pp 81-91.

9. Ellis mH, rebetzke GJ, chandler p, Bonnett D, Spielmeyer W, richard ra (2004) “the effect of different height reducing genes on the early growth of wheat”, functional plant biology, No 31, pp 583−589.

10. Gasperini D, Greenland a, Hedden p, Dreos r, Harwood W, Griffiths S (2012) “Genetic and physiological analysis of Rht8 in bread wheat: an alternative source of semi-dwarfism with a reduced sensitivity to brassino-steroids”, Journal of Experimental Botany, No 63, 12, pp 4419-4436.

11. Jamali kD, arain S (2008) “coleoptile length studies in semi-dwarf wheat (Triticum aestivum L.) with different dwarfing genes”, proceedings of the 11th international wheat genetics symposium, Brisbane, QLD, australia, pp 221−223.

12. Landjeva S, karceva t, korzun V, Ganeva G (2011) “Seedling growth under osmotic stress and agronomic traits in Bulgarian semi-dwarf wheat: comparison of genotypes with Rht8 and/or Rht-B1 genes”, crop & pasture Sci-ence, No 62, pp 1017−1025.

13. rebetzke GJ, richards ra, fettell Na, Long m, condon aG, forrester ri, Botwright tL (2007) “Genotypic increases in coleoptile length improves stand establishment, vigour and grain yield of deep-sown wheat”, field crops research, No 100 (1), pp 10−23.

14. rebetzke GJ, richards r (1999) “Genetic improvement of early vigour in wheat”, australian J of agricultural research, No 50, pp 291−301.

15. tang Na, Jiang ying, He Bei-ru, Hu yin-gang (2009) “the effects of dwarfing genes (Rht-B1b, Rht-D1b, and Rht8) with different sensitivity to Ga3 on the coleoptile length and plant height of wheat”, agricultural Sciences in china, No 8 (9), pp 1028−1038.

100100


УДК 594.32:[575.17+577.151.643]-042.62 DOI 10.18524/2077-1746.2016.1(38).67852

В. А. топтіков,1 к.б.н., старший науковий співробітник,В. м. тоцький,2 д.б.н., професорт. Г. Алєксєєва,2 к.б.н., доцентО. О. Ковтун,3 к.б.н., доцентОдеський національний університет імені І. І. Мечникова1 Біотехнологічний науково-навчальний центр,2 кафедра генетики та молекулярної біології3 кафедра гідробіології та загальної екологіївул. дворянська, 2, Одеса, 65082, Україна, e-mail: [email protected]

ОсОБЛИВОсті АсОЦіАтИВНИХ ЗВ’ЯЗКіВ міЖ НЕГОмОЛОГіЧНИмИ АЛЕЛЯмИ ГЕН-ЕНЗИмНИХ сИстЕм В РіЗНИХ УГРУПОВАННЯХ R. vEnOSA ЧОРНОГО мОРЯ

За допомогою коефіцієнту асоційованості Расела-Рао та коефіцієнту нерівноважності за зчепленням визначали наявність спряженості між алеля-ми різних локусів, що контролюють ензимні системи. Алозими виявляли шля-хом електрофорезу. досліджували угруповання рапани, які мешкають в різних акваторіях північно-західної частини чорного моря (Одеська затока, Тарханкут, о. Зміїний). Виявлено, що між окремими алелями локусів ферментів рапани формуються тимчасові асоціації, деякі з яких можуть зберігатися в популяціях тривалий час. Обговорюються умови формування асоціацій алелів та роль цих асоціацій в адаптації тварин і виникненні адаптивних комплексів генів.

Ключові слова: Rapana venosa; алозими; асоціації алелів; адаптивні комплекси генів; чорне море.

З генетичного погляду морські безхребетні є менш вивченими порівняно з наземними видами. Вивчення генетичних особливостей, популяційної струк-тури видів морських безхребетних є актуальним, оскільки для морських без-хребетних властивий цілий спектр особливостей біології, багато з яких відсут-ні у наземних безхребетних [14]. Значний інтерес викликає рапана жилкувата (Rapana venosa, Valenciennes, 1846), бо цей молюск має величезний вплив на функціонування такої ізольованої морської екосистеми, як чорне море [3, 6, 8, 9, 22, 30].

На підставі багаторічних досліджень на кафедрі генетики і молекулярної біології ОНУ імені І. І. Мечникова професор В. М. Тоцький запропонував гі-потезу адаптивних комплексів генів (АКГ). Відомо, що вагому роль в експре-сивності тієї чи іншої ознаки грає міжалельна та міжгенна взаємодія. Резуль-татом добору алельних та неалельних генів, який проходить під тиском умов довкілля, є формування у генотипах популяції комплексів генів, які забезпе-чують оптимальний рівень адаптованості організмів, а в подальшому можуть визначати напрямки мікро- та макроеволюції [16, 17]. Гіпотеза АКГ є логічним

© В. А. Топтіков, В. М. Тоцький, Т. Г. Алєксєєва, О. О. Ковтун, 2016

101101


розвитком розуміння геному як цілісної системи, складові елементи якої вза-ємодіють між собою, і яка реагує як ціле на зовнішні фактори [1].

Рапана демонструє високу здатність пристосування до різних абіотичних та біотичних умов середовища [4, 8, 19, 20, 21, 27, 28, 30]. цьому молюску влас-тиві лабільні та гнучкі системи підтримання оптимального рівня життєдіяль-ності, зокрема антиоксидантна система [7, 18]. Генетико-біохімічні механізми формування високих адаптивних спроможностей Rapana venosa практично не з’ясовані. В зв’язку з цим, метою цієї роботи було пошук у генотипах рапани стійких сполучень (спряжень, асоціацій) різних алелей ген-ензимних систем, сукупність яких можна розглядати як АКГ.


досліджували поселення статевозрілих рапан віком 3–5 років з північно-західної частини чорного моря (рис. 1) на протязі 2012 та 2013 років. Молюс-ків збирали вручну невибірковим способом влітку (червень–липень) в період їх максимальної активності. У 2012 році аналізували вибірки з Одеської затоки та з акваторії біля мису Тарханкут. У кожній вибірці було представлено по 40 особин обох статей, співвідношення чоловічих та жіночих особин відповідало 1:1. У 2013 році досліджували сукупності з трьох акваторій північно-західної частини чорного моря: Одеської затоки (40 особин), о. Зміїний (29 особин) і з району біля мису Тарханкут (20 особин). Співвідношення статей у цих ви-бірках також відповідало 1:1. Таким чином, взагалі проаналізовано 169 пред-ставників виду R. venosa, з них – 80 з Одеської затоки, 60 – з акваторії біля Тарханкуту, 29 – з району о. Зміїний.

В Одеській затоці рапану збирали на скельній гряді у районі Малого Фонта-ну в 50 м від берега на глибині 5–7 м. На Тарханкуті, в районі Малого Атлєша, молюсків збирали на кам’янистій ділянці морського дна з великими скелями на глибині 9–15 м. В акваторії о. Зміїний рапан збирали на західному підводному схилі острова на глибині 7–10 м.

Як тканинне джерело для дослідження ензимів рапани використовували лейблейнівську (стравохідну) залозу. ця залоза легко гомогенізується, містить значний набір ензимів і має достатню масу навіть у невеликих особин, що до-зволяє провести аналіз багатьох ферментних систем в одного індивіда. Крім того, цей орган містить відносно менше жирних сполук, ніж інша велика зало-за рапани – гепатопанкреас, що сприяє більш якісному розділу білків за елек-трофорезу.

Гомогенати отримували як описано в роботі [15]. Здійснювали вертикаль-ний нативний електрофорез за кімнатної температури в пластинах гелю роз-міром 130×110×1 мм в апараті VE-4m (Хелікон, Росія). Розподіл білків прова-дили у системі девіса [23] у 7,5 % ПААГ. Спочатку електрофорез здійснювали при 15 мА і 110 V, поки фронт барвника не досягав біля третини протяжності

102102


гелю, після чого силу та напругу току збільшували до 30 мА і 260 V. Загальна тривалість електрофорезу складала біля 4–5 годин. Ензими в гелях детектували згідно рекомендаціям [25].

для тестування генотипів всього обрано вісім локусів, з них по два, що контролюють лужну фосфатазу (КФ 3.1.3.1, Alp), естеразу (КФ 3.1.1.-, Est) і НАдН-оксидазу (КФ 1.6.3.3, Nox); по одному локусу представлені алкоголь-дегідрогеназа (КФ 1.1.1.1, Adh) та глутатіонпероксидаза (КФ 1.11.1.9, Gpx). Виходячи з відомостей про четвертинну структуру, що частіше зустрічається в досліджуваних ферментів [25], зроблено також припущення про димерну ор-ганізацію алкогольдегідрогенази та мономерну – для інших обраних ензимів рапани. Аналіз спектрів ізозимів провадили, базуючись на ймовірній генетич-ній інтерпретації про існування двох алелів у обраному локусі. Зазначена трак-товка добре узгоджується з отриманими електрофореграмами. При позначенні алелів додавали у верхньому індексі значення відносної електрофоретичної рухливості алозиму (значення після коми), що контролюється відповідним але-лем: Alp-126 і Alp-123, Alp-214 і Alp-212, Nox-113 і Nox-111, Nox-205 і Nox-204, Est-114 і Est-112, Est-203 і Est-202, Adh10 і Adh03, Gpx46 і Gpx36.

для встановлення спряженостей між різними алелями ген-ензимних систем використовували два підходи.

Розраховували коефіцієнт асоційованості (спряженості) Расела-Рао [5], придатний для бінарних даних:

,

де Ка – коефіцієнт асоційованості, a, b, c, d, – об’єм (кількість, чисельність) конкретної комбінації алелів локусів у досліджуваної сукупності тварин, n – загальна чисельність досліджуваної сукупності.

Спочатку підраховували кількість особин досліджуваного групування, що мали певне сполучення алелів. Отримані величини вносили у чотирьохпольні матриці і на підставі цих даних розраховували коефіцієнт для кожної пари спо-лучень алелів. Ступінь асоційованості вважали вагомим, якщо значення коефі-цієнту перевищувало 0,5.

для оцінювання статистичного зв’язку між алелями у досліджуваної сукуп-ності рапани обчислювали також коефіцієнт нерівноважності за зчепленням D′ [26]. Спочатку визначали різницю між фактичною і очікуваною частотами алелями:

де p – фактичні, q – очікувані частоти алелів, aa, Bb – альтернативні алелі ло-кусів.

qaqBpapBDqAqapApbDqaqbpapbDqAqBpApBD

−=−=−=−=

na

dcbааКa

,

103103


Неравноважність виникає як у випадку спряженості між алелями, так і в разі різниці частот алелів у двох локусах. для нормалізації значення D його по-діляють на значення, обране на підставі очікуваних алельних частот:

Якщо D > 0, то Dmax обирається як мінімальне значення, отримане в резуль-таті розрахунку наступних виражень:

qA(1– qB)qB(1– qA)

У випадку, коли D < 0, то в якості Dmax виступає максимальне значення з об-числень:

– qAqB,– (1 – qA)(1– qB)

Значення D′ знаходиться у діапазоні від 0 до 1. Слід підкреслити, що при-ведені вище розрахунки коефіцієнту D′ правомірні щодо випадків двоалельної структури локусів, що й було прийнято в якості вихідної гіпотези.


Розрахунки асоційованості алелів здійснювали як за даними, отриманими для всіх особин рапани, зібраних у різних акваторіях за обидва роки, так і окре-мо по роках і різних місць збору тварин.

Найбільша кількість асоціацій між алелями спостерігались для швид-кої форми лужної фосфатази Alp-126 і повільної алкогольдегідрогенази Adh 03

(табл. 1).Наступним кроком аналізу було зіставити зв’язки між досліджуваними але-

лями в угрупованнях рапани з різних акваторій та різні роки. Повторюваність асоціацій дозволять вважати їх відображенням адаптивних комплексів генів. Кількість асоційованих алелів та їх комбінації залежали як від року спостере-жень, так і від акваторії мешкання молюсків (табл. 2, 3). Тобто, виявлені асо-ціації алелів різних локусів є тимчасовими утвореннями. Сполученням алелів, яке спостерігалось у сукупностей рапани всіх акваторій протягом дослідже-них років, була асоціація між алелем лужної фосфатази Alp-126 і алелем Adh 03. Така повторювальна асоціація двох алелів дозволяє оцінити їх як попередника адаптивного комплексу генів, що забезпечує адаптивні властивості R. venosa у північно-західній частині чорного моря.

В інші роки, крім вище зазначених, із загальних асоціацій спостерігались також ще додаткові сполучення алелів різних ген-ензимних систем: у 2012 році – між Alp-126 і Nox-204, між Nox-204 і Nox-111 , у 2013 – між Est-203 і Adh03 та інші комбінації.

maxDDD =′

104104


Таблиця 1 матриця коефіцієнтів асоційованості алелів для всієї досліджуваної сукупності особин рапани північно-західної частини Чорного моря

Алелі Alp-1 Alp-2 nox-1 nox-2 Est-1 Est-2 Adh Gpx

Alp-1 — Alp-126/ nox-204

Alp-126/ Est-114

Alp-126/ Est-203

Alp-126/ Adh 03

Alp-2 = — Alp-212/ Adh 03

nox-1 = = —

nox-2 0,53(0,16) = = —

Est-1 0,51(0,11) = = = —

Est-2 0,53(0,18) = = = = — Est-203/

Adh 03

Adh 0,64(0,25)

0,58(0,20) = = = 0,65

(0,27) —

Gpx = = = = = = = —

Примітка, тут і далі: під діагоналлю вказані значення коефіцієнтів асоційованості та у дуж-ках нерівноважності за зчепленням; = невагомі значення коефіцієнтів; над діагоналлю – асоційовані алелі

Таблиця 2 матриця коефіцієнтів асоційованості алелів в угрупованнях рапани з різних

акваторій північно-західної частини Чорного моря (2012 р.)Алелі Alp-1 Alp-2 nox-1 nox-2 Est-1 Est-2 Adh Gpx

1 2 3 4 5 6 7 8 9Акваторія Одеської затоки

Alp-1 — Alp-123/Alp-212

Alp-123/nox-111

Alp-126/nox-204

Alp-126/ Est-203

Alp-126/ Adh 03

Alp-2 0,60(0,53) — Alp-214/

Est-202Alp-212/ Adh 03

nox-1 0,53(0,32) = — nox-204/

nox-111nox-111/Est-112

nox-2 0,60(0,52) = 0,58

(0,36) — Est-203/nox-204

Est-1 = = 0,60(0,47) = —

Est-2 0,63(0,49)

0,58(0,47) = 0,55

(0,38) = —

Adh 0,65(0,58)

0,60(0,45) = = = = —

Gpx = = = = = = = —

105105


1 2 3 4 5 6 7 8 9Акваторія біля мису Тарханкут

Alp-1 — Alp-126/nox-204

Alp-126/ Adh 03

Alp-2 = —

nox-1 = = — nox-204/nox-111

nox-2 0,55(0,48) = 0,73

(0,39) — Est-114/nox-204

Adh 03/nox-204

Est-1 = = = 0,53(0,31) — Est-112/

Adh 03

Est-2 = = = = = —

Adh 0,70(0,51) = = 0,60

(0,35)0,55

(0,31) = —

Gpx = = = = = = = —Вся вибірка 2012 року

Alp-1 — Alp-123/Alp-212

Alp-123/nox-111

Alp-126/nox-204

Alp-126/ Est-203

Alp-126/ Adh 03

Alp-2 0,72(0,75) — Alp-214/

Est-202Alp-212/ Adh 03

nox-1 0,53(0,35) = — nox-204/

nox-111

nox-2 0,68(0,67) = 0,65

(0,49) — nox-204/Est-203

Adh 03/nox-204

Est-1 = = = = — Est-112/Adh 03

Est-2 0,58(0,47)

0,52(0,31) = 0,52

(0,30) = —

Adh 0,65(0,53)

0,65(0,63) = 0,59

(0,32)0,53

(0,38) = —

Gpx = = = = = = = —

Зазначена нестабільність формування певних асоціацій генів може бути пов’язана як з природним добором, так і з міграцією інших алелів з других районів проживання рапани. Крім того, створення адаптивних комплексів генів потребує певного часу.

Конкретна фізіологічна роль досліджуваних ензимів і відповідно їх адап-тивне значення щодо рапани невідомі. Можна навести лише загальні відомості про функції обраних ензимів у клітині та в цілому організмі.

Значення глутатіонпероксидази в антиоксидантній системі та підтриманні окиснювально-відновного балансу клітини є широко відомим [11, 12]. Алко-гольдегідрогеназа, крім розщеплення спиртів та інших токсичних речовин, ви-


106106


Табл

иця

3м

атри

ця к

оеф

іціє

нтів

асо

ційо

вано

сті а

лелі

в в

угру

пова

ннях

рап

ани

з різ

них

аква

торі

й

півн

ічно

-зах

ідно

ї час

тини

Чор

ного

мор

я (2

013

р.)

Але

лі

Alp-

1Al

p-2

nox

-1n

ox-2

Est-1

Est-2

Adh

Аква

тор

ія О

десь

кої з

аток

иAl

p-1

—Al

p-126

/ Es

t-203

Alp-

126/

Adh

03

Alp-

2=

—Al

p-214

/Es

t-202

Alp-

212/

Adh

03

nox

-1=

=—

Adh 0

3 /n

ox-1

13

nox

-2=

==

—n

ox-2

04/

Est-2

03Ad

h 03 /

nox

-204

Es

t-1=

==

=—

Est-1

12/

Adh 0

3

Est-2

0,65

(0,3

6)0,

53(0

,25)

=0,

58(0

,27)

=—

Est-2

03/

Adh 0

3

Adh

0,68

(0,5

2)0,

58(0

,42)

0,61

(0,4

7)0,

60(0

,45)

0,58

(0,3

0)0,

88(0

,60)

—

Аква

тор

ія б

іля

мису

Тар

ханк

ут

Alp-

1—

Alp-

126/

Est-2

03Al

p-126

/ A

dh 0

3

Alp-

2=

—Al

p-126

/n

ox-2

04

nox

-1=

=—

nox

-111

/Es

t-112

nox

-2=

0,56

(0,3

5)=

—

Est-1

==

0,55

(0,3

3)=

—

Est-2

0,55

(0,3

4)=

==

=—

107107

ISSN 2077-1746. Вісник ОНУ. Біологія. 2016. Т. 21, вип. 1(38)

Але

лі

Alp-

1Al

p-2

Nox

-1N

ox-2

Est-1

Est-2

Adh

Adh

0,60

(0,4

2)=

==

==

—

Аква

тор

ія б

іля

о. З

міїн

ий

Alp-

1—

Alp-

126/

Adh

03

Alp-

2=

—Al

p-126

/N

ox-2

04

Nox

-1=

=—

Adh 0

3 /N

ox-1

11

Nox

-2=

0,51

(0,2

9)=

—Ad

h 03 /

Nox

-204

Es

t-1=

==

=—

Est-2

03/

Est-1

12

Est-2

==

==

0,53

(0,2

8)—

Est-2

03/

Adh 0

3

Adh

0,66

(0,3

9)=

0,59

(0,3

3)0,

59(0

,31)

=0,

55(0

,29)

—

Вся

вибі

рка

2013

рок

у

Alp-

1—

Alp-

126/

Est-2

03Al

p-126

/ A

dh 0

3

Alp-

2=

—N

ox-1

==

—N

ox-2

==

=—

Est-1

==

==

—

Est-2

0,56

(0,3

4)=

==

=—

Est-2

03/

Adh 0

3

Adh

0,65

(0,4

1)=

==

=0,

73(0

,42)

—

Про

довж

ення

таб

лиці

3

108108


конує інтегральні біохімічні та фізіологічні функції [2]. Фосфатази виконують важливі регуляторні [24, 29], енергетичні та транспортні функції [13]. НАдН-оксидаза є важливим компонентом дихального ланцюга у мітохондріях [13]. Крім того, генеруючи супероксидні радикали, вона бере участь у різних регу-ляторних процесах [12]. Важливість естераз підкреслюється різноманітністю субстратів та реакцій, що ними каталізуються [13].

Привертає до себе увагу той факт, що в різних угрупованнях рапани фор-мується різна кількість асоційованих алелів. Так, найбільша кількість асоці-йованих алелів ген-ензимних систем спостерігається у сукупностях особин рапани з Одеської затоки, найменша – в Тарханкутській акваторії, проміжне положення займає угруповання рапани, що мешкає біля о. Зміїний. це добре узгоджується із загальним станом зазначених субпопуляцій рапани [10]. Група особин біля Тарханкуту знаходиться у депресивному стані в зв’язку з поганою трофічною базою, а сукупність рапани в Одеській затоці знаходиться практич-но у розквіті. Можливо, що в Тарханкутській акваторії відбувається «пошук» найбільш адаптованих для місцевої ситуації генотипів, чим пояснюється не-значна кількість асоційованих на даний момент алелів.

На підставі отриманих даних про наявність асоціацій між певними алелями в різних досліджуваних угрупованнях рапани можна припустити такий гіпоте-тичний механізм формування адаптивних комплексів генів. На першому етапі в популяції (субпопуляції), яка знаходиться у відносно сприятливих умовах іс-нування, виникає значна кількість асоціацій між алелями різних генів. За зміни умов середовища залишаються лише ті асоціації алелів, які забезпечують най-більшу адаптованість особин – їх носіїв. В подальшому за дії природного до-бору зазначені асоціації алелів закріплюються у популяції – формуються АКГ. Таким чином, тимчасові асоціації алелів можна розглядати як джерело адап-тивних комплексів генів.

Висновки

1. Між деякими алелями локусів ферментів рапани формуються тимчасові асоціації.

2. Окремі асоціації алелів можуть зберігатися у популяції протягом декіль-кох років, що може свідчити про їх адаптивне значення. Таким довготривалим сполученням є асоціація між алелями лужної фосфатази Alp-126 і алкогольдегі-дрогенази Adh 03.

3. Кількість асоційованих алелів ген-ензимних систем у конкретному угру-пованні рапани пов’язана із загальним станом особин у даної акваторії: най-більша кількість комплексів алелів ген-ензимних систем спостерігається у су-купностях особин рапани з Одеської затоки (угруповання у доброму стані), найменша – в Тарханкутській акваторії (угруповання у депресивному стані).

109109


список використаної літератури1. Айала Ф. Современная генетика: В 3-х т. / Ф. Айала, дж. Кайгер. – М.: Мир, 1987. – 295 с., 368 с., 337 с. 2. Ашмарин И. П. Алкогольдегидрогеназа млекопитающих – объект молекулярной медицины / И. П. Аш-

марин // Усп. биол. химии. – 2003. – Т. 43. – С. 3–18.3. Бондарев И. П. динамика руководящих видов современных фаций черного моря / И. П. Бондарев // Гео-

логия и полезные ископаемые Мирового океана. – 2013. – № 3. – С. 78–93. 4. Гаевская А. В. Паразиты, болезни и вредители мидий (mytilus, mytilidae). ii. Моллюски (mollusca) /

А. В. Гаевская. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2006. – 100 с.5. Гайдышев И. П. Решения научных и инженерных задач средствами Exel, VBa и c/c++ / И. П. Гайды-

шев. – СПб: БХВ-Петербург, 2004. – 512 с.6. Говорин И. А. Оценка влияния хищного брюхоногого моллюска Rapana venosa (Valenciennes, 1864) на

фильтрационный потенциал мидий mytilus galloprovincialis Lam. / И. А. Говорин, А. П. Куракин // Екол. безпека прибереж. та шельф. зон та комплекс. використ. ресурсів шельфу: зб. наук. пр. - 2011. – Т. 25. – С. 435–442.

7. Ершова О. Н. Антиоксидантная активность тканей Rapana venosa (Valenciennes, 1846) из аквато-рий северо-западной части чёрного моря с различными экологическими условиями / О. Н. Ершова, В. А. Топтиков, Я. А. Терлецкая, Т. И. лавренюк, С. Г. Каракис, О. А. Ковтун // Вісник ОНУ. – 2014. – Т. 19, № 2(35). – С. 9–20.

8. Заика В. Е. Вселенцы в донной макрофауне черного моря: Распространение и влияние на сообщества бентали / В. Е. Заика, Н .Г. Сергеева, Е. А. Колесникова // Морський екологічний журн. – 2010. – Т. ІХ, № 1. – С. 5–7.

9. Иванов д. А. Влияние вселенца рапаны (Rapana venosa) на донные биоценозы в восточной части черно-го моря / д. А. Иванов // Рибне господарство України. – 2012. – № 2. – С. 3–7.

10. Ковтун О. А. Сравнительная морфологическая характеристика Rapana venosa (Gastropoda: muricidae, rapaninae) из разных акваторий северной части черного моря / О. А. Ковтун, В. А. Топтиков, В. Н. Тоц-кий // Вісник ОНУ. – 2014. – Т. 19, № 1(34). – c. 68-80.

11. Костюк В. А. Биорадикалы и биоантиоксиданты / В. А. Костюк, А. И. Потапович. – Мн.: БГУ, 2004. – 179 с.

12. Мартинович Г. Г. Окислительно-восстановительные процессы в клетках / Г. Г. Мартинович, С. Н. черен-кевич. – Мн.: БГУ, 2008. – 159 с.

13. Мецлер д. Биохимия. Химические реакции в живой клетке / д. Мецлер. – М.: Мир, 1980. – 1505 с.14. Пудовкин А. И. Аллозимная популяционная генетика морских беспозвоночных: автореф. …дис. д.б.н. –

03.0015 – генетика. / А И. Пудовкин. – СПб, 1998 – 68 с. 15. Топтіков В. А. Особливості протеїназної активності у травному тракті рапани (Rapana venosa,

Valenciennes) з північно-західної частини чорного моря / В. А. Топтіков, В. М. Тоцький, Т. Г. Алексєєва, О. О. Ковтун // Гідробіол. журнал. – 2014. – Т. 50, № 5 (299). – С. 90–101.

16. Тоцкий В.Н. Экспрессивность ген-энзимных систем и показатели жизнеспособности в онтогенезе ин-бредных линий и гибридов дрозофилы / В. Н. Тоцкий, Н. д. Хаустова, А. М. Андриевский, Н. Г. Ганди-рук, Г. И. Белова, Е. В. Есеркепова // Генетика. – 1990. – Т. 26, № 2. – С. 1791–1799.

17. Тоцкий В. Н. Генетико-биохимические механизмы онтогенетической и филогенетической адаптации / В. Н. Тоцкий, Н. д. Хаустова, Н. М. Алшибли, А. л. Сечняк // цитология и генетика. – 2002. – Т. 36, № 3. – С. 69–75.

18. Тоцкий В. Н. Состояние антиоксидантной системы у представителей Rapana venosa (Valenciennes, 1846), обитающих в разных акваториях Одесского залива (черное море) / В. Н. Тоцкий, О. Н. Ершова, В. А. Топтиков, О. А. Ковтун, А. Г. драгоева, Т. И. лавренюк // Вісник ОНУ. – 2013. – Т. 18, № 1(30). – С. 7–15.

19. чухчин В.д. Функциональная морфология рапаны / В. д. чухчин. – К.: Наукова думка, 1970. – 138 с.20. чухчин В. д. Экология брюхоногих моллюсков черного моря / В. д. чухчин. – К.: Наук. думка, 1984. –

176 с.21. Шадрин Н. В. Питание и распределение Rapana venosa (Vallenciennes, 1846) в акватории Опукского за-

поведника (Восточный Крым, черное море) / Н. В. Шадрин, Т. А. Афанасова // Морський екологічний журн. – 2009. – Т. 8, № 2. – С. 24.

22. Bondarev i. p. Dinamics of Rapana venosa (Vallenciennes, 1846) (Gastropoda: muricidae) population in the Black Sea / i. p. Bondarev // intern. J. marine Sci. – 2014. – V. 4, № 03. – p. 42–56.

23. Davis B. i. Disc elektrophoresis. 2. method and application to human serum proteins / B. i. Davis // ann. N.y. acad. Sci. – 1964. – Vol. 121, No 2. – Р. 404–427

110110


24. Janssens V. protein phosphatase 2a: a highly regulated family of serine/threonine phosphatases implicated in cell growth and signaling / V. Janssens, J. Goris // Biochem. J. – 2001. – V. 353. – p. 417–439.

25. manchenko G.p. Handbook of detection of enzymes on electrophoretic gels / G. p. manchenko. – crc press LLc, 2003. – 592 p.

26. mueller J. c. Linkage disequilibrium for different scales and applications / J. c. mueller // Briefings in bioin-formatics. – 2004. – Vol. 5, No 4. – p. 355–364.

27. mann r. Salinity tolerance of larval Rapana venosa: implications for dispersal and establishment of an invading predatory gastropod on the North american atlantic coast / r. mann, J. m. Harding // Biol. Bull. – 2003. – Nо. 204, february. – p. 96–103.

28. Savini D. consumption rates and prey preference of the invasive gastropod Rapana venosa in the Northern adriatic Sea / D. Savini, a. Occhipinti-ambrogi // Helgol. mar. res. – 2006. – V. 60. – p. 153–159.

29. Seger r.the mapk signaling cascade / r. Seger, E. G. krebs // faSEB J. – 1995. – Vol. 9, № 9. – p. 726–735.30. Zolotarev V. the Black Sea ecosystem changes related to the introduction of new mollusk species / V. Zolotarev

// pSZNJ: mar. Ecology. – 1996. – Vol. 17 (1–3). – p. 227–236.

В. А. топтиков, В. Н. тоцкий, т. Г. Алексеева, О. А. Ковтун Одесский национальный университет имени И. И. Мечникова,ул. дворянская, 2, Одесса, 65082, Украина, e-mail: [email protected]

ОсОБЕННОстИ АссОЦИАтИВНЫХ сВЯЗЕЙ мЕЖДУ НЕГОмОЛОГИЧНЫмИ АЛЛЕЛЯмИ ГЕН-ЭНЗИмНЫХ сИстЕм В РАЗНЫХ ГРУППИРОВКАХ РАПАНЫ ЧЕРНОГО мОРЯ

РезюмеС помощью коэффициента ассоциированности Рассела-Рао и коэффициента неравновесности по сцеплению определяли наличие сопряженности между аллелями разных локусов, контролирующих энзимные системы. Алозимы вы-являли путем электрофореза. Исследовали группировки рапаны, обитающие в различных акваториях северо-западной части черного моря (Одесский залив, Тарханкут, о. Змеиный). Выявлено, что между отдельными аллелями локусов ферментов рапаны формируются временные ассоциации, некоторые из кото-рых могут сохраняться в популяциях длительное время. Обсуждаются условия формирования ассоциаций аллелей и роль этих ассоциаций в адаптации жи-вотных и возникновении адаптивных комплексов генов. Рапана жилковатая (Rapana venosa, Valenciennes, 1846) оказывает существен-ное влияние на функционирование такой изолированной морской экосистемы, как черное море. Однако многие аспекты ее жизнедеятельности, в том чис-ле генетико-биохимические механизмы формирования высоких адаптивных возможностей, практически не известны. В связи с этим, целью работы было поиск в генотипах рапаны устойчивых сочетаний (сопряжений, ассоциаций) различных аллелей ген-энзимных систем, совокупность которых можно рас-сматривать как адаптивные комплексы генов. Исследовали моллюсков из трех акваторий северо-западной части черного моря (Одесский залив, мыс Тарханкут, о. Змеиный). Всего было проанализи-ровано 169 представителей вида R. venosa. Электрофоретическое разделение гомогенатов, полученных из лейбленовской железы моллюков с целью выявле-ния аллозимов проводили в ПАА-гелях. Изучали следующие ферменты: ЩФ,

111111


НАдН-оксидазу, эстеразу, алкогольдегидрогеназу и глутатионпероксидазу. для тестирования генотипов было выбрано восемь локусов, из них по два, контро-лирующие ЩФ, эстеразу и НАдН-оксидазу; по одному локусу были представ-лены алкогольдегидрогеназа и глутатионпероксидаза. При проведении генети-ческого анализа исходили из гипотезы о двуаллельном строении исследуемых локусов. Наличие сопряженности между аллелями разных локусов, контроли-рующих энзимные системы, определяли с помощью коэффициента ассоцииро-ванности Рассела-Рао и коэффициента неравновесности по сцеплению. Выявлено, что между некоторыми аллелями локусов ферментов рапаны фор-мируются временные ассоциации. Отдельные ассоциации аллелей могут хра-ниться в популяции в течение нескольких лет, что может свидетельствовать об их адаптивном значении. Таким длительным сочетанием является ассоциация между аллелями щелочной фосфатазы Alp-126 и алкогольдегидрогеназы Adh03. Количество ассоциированных аллелей ген-энзимных систем в определенной группировке рапаны связано с общим состоянием особей в данной акватории: наибольшее количество комплексов аллелей ген-энзимных систем наблюда-ется в совокупностях особей рапаны Одесского залива (группировка в хоро-шем состоянии), наименьшая – в акватории мыса Тарханкут (группировка в депрессивном состоянии). Сделано предположение о роли ассоциаций аллелей в адаптации: обнаружены временные сочетания негомологиних аллелей могут выступать в качестве источника адаптивных комплексов генов.Ключевые слова: Rapana venosa; аллозимы; ассоциации аллелей; адаптивные комплексы генoв; черное море.

V. A. Toptikov, V. M. Tots’kiy, T. G. Alieksieieva, O. O. Kovtun Odesa National mechnykov University, Department of Genetics and molecular Biology, 2, Dvoryanska str., Odesa, 65082, Ukraine, [email protected]

FEATURES OF ASSOCIATIVE LINKS BETWEEN NONHOMOLOGOUS ALLELES OF THE GENE-ENZYME SYSTEMS IN DIFFERENT RAPAnA GROUPS OF THE BLACK SEA

Abstract rapa whelk (Rapana venosa, Valenciennes, 1846) has a great influence on the op-eration of such an isolated marine ecosystem, as the Black Sea. However, many aspects of its vital functioning, including the genetic and biochemical mechanisms of Rapana high adaptive capacity, are practically unknown. therefore, the aim of this work was to find among rapana genotypes stable combinations (pairings, as-sociation) of different alleles of gene-enzyme systems, the totality of which can be regarded as adaptive gene complexes. the shellfish from waters of the three north-western parts of the Black Sea (Odesa Bay, саре tarhankut and island Zmiinyi) were investigated. 169 individuals of spe-cies R. venosa were analyzed. the homogenates for electrophoretic separation were prepared from gland of Leiblein of molluscs; the identification of allozymes wes performed in paa-gels. the eight loci, including two for the following enzimes – alkaline phosphatase, esterase and NADH oxidase were chosen to test genotypes; the alcohol dehydrogenase and glutathione peroxidase were represented by one locus for each enzime. in conducting the genetic analysis we based on the hypothesis

112112


about the two-allele structure of the investigated loci. the presence of conjugation between alleles of different loci, controlling different enzyme systems, was deter-mined by the coefficient of association and russell-rao coefficient of linkage dis-equilibrium. it was found that temporary associations were formed between certain alleles of enzyme loci. Specific association of alleles in a population can be kept for several years; this fact may indicate their adaptive value. the example of such combination is a long association between alleles of alkaline phosphatase Alp-126 and the alcohol dehydrogenase Adh03. the number of associated alleles of the gene-enzyme systems to a certain Rapana group is connected with the general state of the animals in the waters: the largest number of complexes between alleles of gene-enzymes systems was observed in a set of Odesa Bay Rapana individuals (grouping in a good condi-tion), the lowest – in tarkhankut waters (grouping in the depressed condition). it is suggested that the role of the alleles in the adaptation of associations: temporary non-homologous combinations of alleles that were found can act as a source of adap-tive gene complexes. it is suggested that the role of the alleles associations is impor-tant for the adaptation: detected temporary combination of non-homologous alleles can act as a source of adaptive complexesKey words: Rapana venosa; allozymes; allelic association; adaptive gene complexes; Black Sea

REFERENCES1. ayala fJ, kiger JJr (1987) “modern genetics”[Sovremennaia genetyka], В 3-х т. М.: mir, p 295, p 368, p 337. 2. ashmarin ip (2003) “Алкогольдегидрогеназа млекопитающих – объект молекулярной медицины” [alko-

holdehidrogenaza mlekopytaiushchikh – ob’ekt molekuliarnoi medytsyny], the successes of Biological chem-istry, No 43, pp 3–18.

3. Bondarev ip (2013) “the dynamics of leading species of modern facies in the Black Sea” [Dynamyka rukovo-diashchykh vydov sovremennykh fatsyi chernoho moria], Geology and mineral resources of the World Ocean, No 3, pp 78-93.

4. Gaevskaya aV (2006) parasites, diseases and pests of mussels (mytilus, mytilidae). ii. mollusca [parazyty, bolezny i vredytely mydyi (mytilus, mytilidae). ii. molliusky (mollusca)], Sevastopol: EkOSi-Gidrofizika, 100 p.

5. Gaidyshev yp (2004) Decisions of scientific and engineering problems by means of Excel VBa and c/c++ [reshenyia nauchnykh i ynzhenernykh zadach sredstvamy Excel, VBa i c/c++], Spb: BkhV-peterburh, 512 p.

6. Govorin ya, kurakyn ap (2011) assessing the impact of predatory gastropod Rapana venosa (Valenciennes, 1864) to the filtration capacity of the mussel mytilus galloprovincialis Lam., Ecological safety of coastal and shelf zones and complex use of shelf resources [Otsenka vlyianyia khyshchnoho briukhonohoho molli-uska Rapana venosa (Valenciennes, 1864) na fyltratsyonnyi potentsyal mydyi mytilus galloprovincialis Lam., Ekolohichna bezpeka pryberezhnoi ta shelfovoi zon ta kompleksne vykorystannia resursiv shelfu], Vol 25, pp 435– 442.

7. yershova OМ, toptikov VА, terletska yaО, Lavrenyuk ti, karakis SG, kovtun OО (2014) antioxidant activ-ity of tissue Rapana venosa (Valenciennes, 1846) from the regions of the northwestern Black Sea different envirinmental conditions [antyoksydantnaia aktyvnost tkanei Rapana venosa (Valenciennes, 1846) yz akva-toryi severo-zapadnoi chasty chernogo moria s razlichnymy ekolohycheskymy uslovyiamy], Odesa National University Herald. Biology, Vol 19, No 2(35), pp 9-20.

8. Zaika VE, Sergeeva NG, kolesnikova Ea (2010) alien species in bottom macrofauna of the Black Sea: their distribution and influence on benthic communities [Vselentsy v donnoi makrofaune chernogo moria: raspros-tranenye y vlyianye na soobshchestva bentaly], marine Ecological Journal, Vol 9, No 1, pp 5–7.

9. ivanov Da (2012) the influence of the acccclimatized rapana (Rapana venosa) on benthic biocoenoses in the eastern Black Sea [Vlyianye vselentsa rapany (Rapana venosa) na donnye byotsenozy v vostochnoi chasty chernoho moria], fishing industry of Ukraine, No 2, pp 3-7.

10. kovtun OО, toptikov Va, totsky Vm (2014) comparative morphological characteristic of Rapana venosa (Gastropoda: muricidae, rapaninae) from different water areas of the northern part of the Black sea [Srav-

113113


nytelnaia morfolohycheskaia kharakterystyka Rapana venosa (Gastropoda: muricidae, rapaninae) iz raznykh akvatoryi severnoi chasty chernogo moria], Odesa National University Herald, Vol 19, No 1(34), pp 68-80.

11. kostyuk Va, potapovich ai (2004) Bioradicals and bioantioxidants [Bioradykaly i bioantyoksidanty], minsk : BSU, 179 p.

12. martinovic GG, cherenkevich SN (2008) the redox processes in cells [Okyslitelno-vosstanovitelnye protsessy v kletkakh], minsk: BSU, 159 p

13. metzler DE (1980) the chemical reactions of living cells [Okislitelno-vosstanovytelnye protsessy v kletkakh], mosow : mir, 1505 p.

14. pudovkyn ai (1998) allozyme population genetics of marine invertebrates [allozymnaia populiatsyonnaia henetyka morskikh bespozvonochnykh. avtoref. …dys. d.b.n], Spb, 68 p.

15. toptikov Va, tots’kiy Vm, alieksieieva tG, kovtun OO (2014) peculiarities of proteinase activity in diges-tive tract of the veined rapa whelk (Rapana venosa) from the north-western section of the Black Sea [Osobly-vosti proteinaznoi aktyvnosti u travnomu trakti rapany (Rapana venosa, Valenciennes) z pivnichno-zakhidnoi chastyny chornoho moria], Hydrobiological Journal, Vol. 50, No. 5(299), pp. 90-101.

16. totskyi VN, khaustova ND, andryevskyi am, Handyruk NH, Belova Hy, Eserkepova EV (1990) the expres-siveness of the gene-enzyme systems and indicators of viability in the ontogeny of inbred lines and hybrids of Drosophila [Ekspressivnost hen-enzimnykh sistem i pokazateli zhiznesposobnosty v ontoheneze inbrednykh linii y gibrydov drozofily], russian Journal of Genetics, Vol 35, No 3, pp 69-75.

17. totsky VN, khaustova ND, alshibli Nm, Sechnyak aL (2002) Biochemical mechanisms of ontogenetic and phylogenetic adaptation [Genetyko-biokhimycheskie mekhanyzmy ontogeneticheskoi i filogeneticheskoi adap-tatsii], cytology and Genetics, Vol 36, No 3, pp 69-75.

18. totsky VN, Ershova ON, topikov Va, kovtun Oa, Drahoeva aG, Lavreniuk ti (2013) antioxidant system of Rapana venosa (Valenciennes, 1846) representatives, the inhabitants of different water areas of the Odessa Bay (the Black sea) [Sostoianye antyoksydantnoi sistemy u predstavytelei Rapana venosa (Valenciennes, 1846), obytaiushchykh v raznykh akvatoryiakh Odesskogo zalyva (chernoe more), Odesa National University Herald, Vol 18, No 1(30), pp 7-15.

19. chukhchin VD (1970) functional morphology of Rapana [funktsionalnaia morfologyia rapany], kiev : Nau-kova Dumka, 138 p.

20. chukhchin VD (1984) the ecology of gastropods of the Black Sea [Ekologyia briukhonohikh molliuskov cher-nogo moria], kiev : Naukova Dumka, 176 p.

21. Shadrin NV, afanasyev ta (2009) Nutrition and the distribution of Rapana venosa (Vallenciennes, 1846) in the waters of Opuksky reserve (Eastern crimea, the Black Sea) [pytanie i raspredelenye Rapana venosa (Val-lenciennes, 1846) v akvatorii Opukskoho zapovednyka (Vostochnii krym, chernoe more)], marine Ecological Journal, Vol. 8, No 2, p. 24

22. Bondarev ip (2014) Dinamics of Rapana venosa (Vallenciennes, 1846) (Gastropoda: muricidae) population in the Black Sea, intern. J. marine Sci, Vol 4, No 03, pp 42–56.

23. Davis Bi (1964) Disc elektrophoresis. 2. method and application to human serum proteins, ann. N.y. acad. Sci, Vol. 121, No 2, pp. 404–427.

24. Janssens V, Goris J (2001) protein phosphatase 2a: a highly regulated family of serine/threonine phosphatases implicated in cell growth and signaling, Biochem. J., Vol 353, pp 417–439.

25. manchenko Gp (2003) Handbook of detection of enzymes on electrophoretic gels, crc press LLc, 592 p.26. mueller Jc (2004) Linkage disequilibrium for different scales and applications, Briefings in bioinformatics, Vol

5, No 4, pp 355–364.27. mann r, Harding Jm (2003) Salinity tolerance of larval Rapana venosa: implications for dispersal and es-

tablishment of an invading predatory gastropod on the North american atlantic coast, Biol. Bull, No 204, pp 96–103.

28. Savini D, Occhipinti-ambrogi a (2006) consumption rates and prey preference of the invasive gastropod Ra-pana venosa in the Northern adriatic Sea, Helgol. mar. res, Vol 60, pp 153–159.

29. Seger r, krebs EG (1995) the mapk signaling cascade, faSEB J.,Vol 9, No 9, pp 726–735.30. Zolotarev V (1996) the Black Sea ecosystem changes related to the introduction of new mollusk species,

pSZNJ: mar. Ecology, Vol. 17, No 1–3, pp 227–236.

ГіДРОБіОЛОГіЯ тА ЗАГАЛЬНА ЕКОЛОГіЯ

117117


УДК 574.653 (262.5) DOI 10.18524/2077-1746.2016.1(38).68011

И. А. Говорин, научный сотрудник,Е. И. Шацилло, младший научный сотрудникИнститут морской биологии НАН Украины, ул. Пушкинская, 37, Одесса, 65011, Украина, e-mail: [email protected]

мЕЖГОДОВЫЕ ИЗмЕНЕНИЯ ЧИсЛЕННОстИ И БИОмАссЫ мИДИИ MYTILUS GALLOPROvInCIALIS LAM. И мИтИЛЯстЕРА MYTILASTER LInEATUS GMEL. В ПЕРИФИтОННЫХ ПОсЕЛЕНИЯХ У ОДЕссКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ ЧЕРНОГО мОРЯ

Приводятся данные многолетних (2006–2015 гг.) наблюдений за динамикой численности и биомассы мидии Mytilus galloprovincialis (Lamarck, 1819) и митилястера Mytilaster lineatus (Gmelin, 1791) в обрастании траверсов, рас-положенных в четырёх мелководных акваториях одесского побережья, раз-личающихся по степени изолированности от открытого моря бетонными гидротехническими сооружениями. Установили значительные межгодовые изменения структуры и количественных характеристик перифитонных посе-лений этих моллюсков, в зависимости от гидрологических условий и клима-тических аномалий.

Ключевые слова: мидия; митилястер; перифитон; численность; биомасса; бе-регозащитные гидротехнические сооружения; Одесский залив; Украина.

Одесский залив и прилегающие к нему районы представляют интерес с

точки зрения изучения функционирования морских экосистем в мелководных, изменённых гидротехническим строительством прибрежных акваториях, испытывающих климатические изменения [7]. Кроме акватории торгового пор-та, береговую линию здесь составляют неглубокие бассейны городских пляжей, отделённые от открытого моря системой бетонных траверсов и волноломов, ослабляющих интенсивность водообмена с открытым морем. Глубины в таких прибрежных акваториях, как правило, не превышают 2,0–2,5 м [1]. Вследствие малых глубин, вода в них сильно прогревается летом, а в аномально холодные зимы толщина льда здесь может достигать 0,3–1,0 м, за счёт торошения ледяных масс, что не может не влиять на жизнедеятельность обитающих в них морских организмов [4]. Наиболее представлены в обрастании гидротехнических кон-струкций в прибрежной зоне моря (и в первую очередь на бетонных траверсах и волноломах) мидии Mytilus galloprovincialis Lam. и митилястер Mytilaster lin-eatus Gmel., от биологического процветания и оптимального функционирова-ния поселений этих двустворчатых моллюсков-фильтраторов во многом зави-сит санитарно-экологическое состояние морской среды [6, 8]. В то же время, имеющиеся в литературе данные относительно структуры и количественных показателей мидий и митилястеров на берегоукрепительных сооружениях

© И. А. Говорин, Е. И. Шацилло, 2016

118118


у берегов Одессы представляют результаты краткосрочных наблюдений, не охватывающих многолетнюю динамику межгодовых вариаций численнос-ти и биомассы этих животных. Кроме того, большинство исследований были проведены либо ещё в конце прошлого века [3, 5, 10], либо ограничивались изучением поселений моллюсков в однотипных акваториях с определённым гидрологическим режимом (например, в акваториях портов) [10, 11].

целью работы было изучение долгопериодной (2006–2015 гг.) межгодовой динамики численности и биомассы перифитонных поселений мидий и мити-лястеров в четырёх прибрежных акваториях, антропогенно преобразованных берегоукрепительным гидростроительством и различающихся по степени изолированности от открытого моря бетонными траверсами и волноломами (Одесский залив, район м. ланжерон, Украина).

материалы и методы исследования

Отбор моллюсков проводили в течение десяти лет (2006–2015 гг.), ежеме-сячно, с марта по ноябрь включительно. Изучались поселения мидий и ми-тилястеров на поверхности бетонных траверсов в прибрежных акваториях четырёх типов:

– полностью открытая акватория, характеризующаяся свободным водооб-меном с открытой частью моря (площадка № 1);

– полузакрытая заглубленным волноломом акватория пляжа (пл. № 2);– сильно заизолированная надводными траверсами гавань, в которой водо-

обмен с морем осуществляется через узкий, 14-ти метровый вход (пл. № 3);– полузакрытая заглублённым волноломом акватория пляжа с выпуском

дренажных стоков, имеющих на протяжении всего года постоянную темпера-туру 14–15 °С. Участок траверса, используемый как площадка для отбора проб, располагался на удалении 70 м от места выпуска стоков (пл. № 4).

Моллюсков отбирали с горизонта 1,0–1,5 м, ручным скребком с площадью «захвата» 0,20 × 0,25 м (0,05 м2). Исходя из численности и массы моллюсков в пробе, рассчитывали плотность мидий и митилястера в поселении (n, тыс. экз.•м-2), их биомассу (М, кг•м-2) и её долю в общей биомассе обрастания (Р, %), а также среднюю массу одного моллюска в поселении (М1, г) и длину его ство-рок (L, мм). У мидий также изучали распределение численности животных в обрастании по размерным группам: 0–10, 11–20, 21–30, 31–40, 41–50, 51–60 и 61–70 мм. Взвешивание моллюсков проводили на электронных весах марки axiS aD 500 с точностью до 0,01 г, длину створок измеряли с помощью штан-генциркуля с точностью до 0,1 мм.

Результаты исследования и их обсуждение

Проведенные исследования показали, что за период 2006–2015 гг. числен-ность и биомасса моллюсков в перифитонных поселениях у одесского побере-

119119


жья в районе м. ланжерон варьировали в широких пределах. Так, средние для четырёх исследуемых акваторий значения численности мидий M. galloprovin-cialis на бетонных траверсах колебались от 0,927±0,335 тыс. экз.•м-2 (2011 г.) до 3,877±0,675 тыс. экз•м-2 (2008 г.) (рис. 1а).

Рис. 1. Межгодовые изменения численности (n, тыс. экз.•м-2) мидий M. galloprovincialis (а) и митилястера M. lineatus (б) на бетонных траверсах в четырёх пляжных акваториях

одесского побережья в районе м. Ланжерон, март–ноябрь 2006 – 2015 гг.:

№ 1 – открытый участок побережья со свободным водообменом; № 2 – полузакрытая заглуб-лённым волноломом акватория; № 3 – гавань; № 4 – полузакрытая волноломом акватория со сбросом дренажных вод

летом 2010 г., вследствие длительных аномально высоких температур морской воды, достигавших в июле-августе 30 °С, была зафиксирована мас-совая гибель этих моллюсков в неглубоких, прогревающихся акваториях

0123456789

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Года

N, т

ыс.

экз

/м2

№1 №2 №3 №4 В среднем для 1--4

б

0

1

2

3

4

5

6

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Года

N, т

ыс.

экз

/м2

а

120120


одесского побережья [2]. За период с конца июня по конец августа 2010 г. численность мидий в обрастании траверсов снизилась почти на порядок, с 2,182±0,761 до 0,234±0,140 тыс. экз.•м-2. В течение двух последующих лет этот показатель для мидий оставался низким и не превышал, соответственно, 0,992±0,256 и 0,936±0,285 тыс. экз.•м-2. И только в 2013-м численность ми-дий на траверсах у м. ланжерон приблизилась к показателям 2009 г., составив 3,776±1,198 тыс. экз.•м-2.

Наименьшая численность мидий традиционно отмечалась в самой изо-лированной от открытого моря гавани (пл. № 3), наибольшая – в полностью открытой акватории характеризующейся свободным водообменом (пл. № 1). Средние значения этого показателя за весь период исследований составляли здесь, соответственно 1,070±0,247 и 3,072±0,727 тыс. экз.•м-2.

что касается численности митилястера M. lineatus в перифитонных поселе-ниях исследуемого района, то на протяжении всего периода наблюдений она также колебалась в широких пределах – от 1,355±0,322 тыс. экз.•м-2 в 2009 г. до 4,710±0,953 тыс. экз.•м-2 в 2011 г (рис. 1б). При этом поселения митилястера, в отличие от массово гибнувших мидий в период аномально высоких темпера-тур лета 2010 г., не только сохранили, но даже увеличили с июня по сентябрь этого же года свои количественные показатели с 1,432±0,561 до 3,924±1,092 тыс. экз.•м-2. Уже в следующем, 2011-м нами был отмечен пик численности митилястера на траверсах в районе м. ланжерон, однако, начиная с 2012 г. этот показатель здесь снизился до 3,134±0,962 – 3,415±0,701 тыс. экз.•м-2, впрочем, пока ещё превышая уровень 2006–2009 гг.

Наименьшая численность митилястера в обрастании традиционно отмеча-лась в открытой (пл. № 1) и полузакрытой волноломом акваториях (пл. № 2) – соответственно 2,251±0,621 и 1,990±0,276 тыс. экз.•м-2, а наибольшая – в изо-лированной гавани (пл. № 3), где составляла 4,412±0,665 тыс. экз.•м-2.

Соответственно колебаниям численности моллюсков, варьировала и их би-омасса в обрастании субстрата. Так, самая высокая за весь период наблюдений масса мидий в перифитонных поселениях была зафиксирована в 2008 году – 7,053 ± 0,721 кг•м-2, а наименьшее значение массы этих моллюсков наблюда-лось в 2011-м, на следующий год после их массовой гибели летом 2010-го – 0,849 ± 0,338 кг•м-2 (рис. 2а).

Исходя из массы мидий в каждой акватории, можно констатировать, что наиболее благоприятными для этих моллюсков были условия в полузакрытой волноломом акватории со сбросом дренажных вод (пл. № 4), имеющих на про-тяжении года постоянную температуру 14–15 °С, охлаждающих водные массы в акватории летом и препятствующих образованию льда, «стирающего» обрас-тания в приповерхностном слое траверсов зимой. Здесь средние значения массы мидий составляли 5,834 ± 0,906 кг•м-2, в то время как в наиболее изолирован-ной от открытого моря неглубокой акватории гавани (пл. № 3), промерзающей зимой и быстро прогревающейся в летние месяцы, аналогичный показатель

121121


составлял всего 1,907±0,578 кг•м-2. В то же время поселения митилястера, на-оборот, в гавани демонстрировали наибольшую биомассу – 0,665±0,103 кг•м- 2, в бассейне с дренажом этот показатель составлял 0,482±0,076 кг•м-2, а на-именьшая масса митилястера была зафиксирована на траверсе в полностью открытой для волнового воздействия акватории (пл. № 1) – 0,249±0,063 кг•м-2.

Перифитонные поселения митилястера, в отличие от мидийных, лучше перенесли аномально высокую температуру морских вод у одесского побере-жья летом 2010-го, при этом увеличив не только численность, но и биомассу в результате освобождения части субстрата и снижения конкуренции [9]. Так, уже в 2011 г. масса митилястера на траверсах в исследуемом районе продемон-стрировала свой максимум за весь период наблюдений – 0,531±0,132 кг•м-2. В следующем году, этот показатель несколько снизился – до 0,358±0,106 кг•м-

0

0.5

1

1.5

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Года

М, к

г/м2

№1 №2 №3 №4 В среднем для 1--4

б

0123456789

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Года

M, к

г/м2

а

Рис. 2. Межгодовые изменения биомассы (М, кг•м-2) мидий M. galloprovincialis (а) и митилястера M. lineatus (б) на бетонных траверсах в четырёх прибрежных акваториях

в районе м. Ланжерон, март–ноябрь 2006–2015 гг.

122122


2. Минимальное же значение массы митилястера в обрастании траверсов иссле-дуемого района было зафиксировано в 2009 году – 0,201±0,074 кг•м-2 (рис. 2б).

доля мидий в общей биомассе обрастания траверсов (Р, %) у м. ланжерон варьировала от 32,07±8,08 % (2011 г.) до 81,43±3,87 % (2009 г.) (рис. 3а). В 2010 году, вследствие массовой гибели этих моллюсков практически во всех исследуемых акваториях, этот показатель с июня по конец августа снизился с 78,30 до 6,37 % (в среднем за год – 45,25±6,73 %). Начиная с 2012 г. доля мидий в обрастании постепенно начала расти, составив 62,94±10,92 % в 2013 г., пока не достигла уровня 2009-го. Самым высоким этот показатель был в акватории с дренажом (пл. № 4) – 73,22 ± 4,81 %, наиболее низким – в акватории гавани (пл. № 3), где составлял 47,73 ± 8,65 %.

Рис. 3. Доля мидий M. galloprovincialis (а) и митилястера M. lineatus (б) в общей массе обрастания субстрата (Р, %) на бетонных траверсах в четырёх прибрежных акваториях

у м. Ланжерон, март–ноябрь 2006–2015 гг.

0

10

20

30

40

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Года

Р, %

№1 №2 №3 №4 В среднем для 1--4

б

0

20

40

60

80

100

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Года

P, %

a

123123


доля митилястера в общей биомассе обрастания траверсов до 2010 г. была незначительной и варьировала от 3,58 ± 1,97 % (2009 г.) до 7,17 ± 3,33 % (2007 г.). Однако в 2010-м, вследствие снижения «мидийной составляющей» обрастания, она поднялась до 21,82 ± 4,95 %. В следующем году доля массы митилястера в обрастании уже составляла 28,16 ± 4,01 % (максимальное значение за весь период наблюдений), но с постепенным восстановлением популяции мидий она начала снижаться. В 2012 г. этот показатель не превышал 19,81±5,83 %, а в 2013 г. – 9,54±3,70 % (рис. 3 б). В среднем для всего периода исследований, наибольшая доля митилястра в общей массе обрастания субстрата отмечалась в акватории гавани (пл. № 3) – 22,84±4,05 %, а наименьшая – 9,55±3,96 % на траверсе в открытой для волнового воздействия акватории (пл. № 1). Таким образом, митилястер продемонстрировал более высокую толерантность к аномально высоким температурам окружающей среды в мелководных аквато-риях исследуемого района, чем мидии. Основным фактором, определяющим количественные характеристики перифитонных поселений этого моллюска, была степень «закрытости» акватории гидротехническими сооружениями, снижающими вероятность его элиминации при прямом волновом воздействии.

что касается средней массы моллюска (М1, г) в обрастании траверсов, то для мидий она была наибольшей в 2007–2008 гг., соответственно 2,162 ± 0,164 и 2,084 ± 0,160 г. В дальнейшем наметилось снижение этого показателя до минимального за весь период исследований, отмеченного в 2011 г. (1,012 ± 0,085 г), т.е. на следующий год после массовой гибели мидий вследствие температурной аномалии лета 2010 г. После подъёма в 2012 году (М1 = 1,641 ± 0,267 г), средняя масса моллюска в перифитонных поселениях мидий в по-следующие два года демонстрировала тенденцию к уменьшению (до 1,074 ± 0,198 г в 2014-м) и только в 2015 году этот показатель вновь сравнялся с 2012-м годом. В целом, следует констатировать негативный тренд этого показателя за период наблюдений 2006–2015 гг. (рис. 4а).

Аналогичную тенденцию к уменьшению средней массы моллюска в посе-лении продемонстрировал и митилястер. данный показатель у этого моллюска был наибольшим в 2008 году (0,195 ± 0,023 г), после чего из года в год отме-чалось его постепенное снижение вплоть до минимального значения (0,086 ± 0,006 г), зафиксированного в 2015 году (рис. 4б).

Изучение размерного состава моллюсков показало, что в исследуе-мом районе наибольшую часть мидий в обрастании траверсов составляли мелкоразмерные особи с длиной створок до 30 мм (83,02 ± 3,24 %). Крупные особи размером 50–60 мм встречались редко, составляя менее одного процента от общей численности этих моллюсков. Мидии крупнее 70 мм за весь период наблюдений не встречались совсем. что касается митилястера, то наибольший по размеру экземпляр из найденных нами имел длину створок 22,0 мм, в сред-нем же линейный размер этих моллюсков составлял здесь 9,2±1,04 мм.

124124


Рис. 4. Средняя масса особи (М1, г) у мидий M. galloprovincialis (а) и митилястера M. lineatus (б) на бетонных траверсах в четырёх прибрежных акваториях у м. Ланжерон, март–ноябрь

2006–2015 гг.

Выводы 1. численность мидий в обрастании гидротехнических сооружений Одес-

ского залива варьировала от 0,927±0,335 до 3,877±0,675 тыс. экз.•м-2 (2011 и 2008 гг.), а митилястера – от 1,355±0,322 до 4,710±0,953 тыс. экз.•м-2 (2009 и 2011 гг.).

2. Соответственно изменениям численности моллюсков в значительной сте-пени изменялась по годам и их масса, а также её доля в общей биомассе обрас-тания. для мидий эти показатели варьировали, соответственно, от 0,849±0,338 до 7,053±0,721 кг•м-1 и от 32,07±8,08 до 81,43±3,87 %, у митилястеров – от 0,201±0,074 до 0,531±0,132 кг•м-1 и от 3,58±1,97 до 28,16±4,01 %.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Года

М1,

г

а

0

0.1

0.2

0.3

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Года

М1,

г

№1 №2 №3 №4 В среднем для 1--4

б

125125


3. На численность и биомассу моллюсков в перифитонных поселениях в мелководных акваториях, антропогенно изменённых берегоукрепительным ги-дростроительством, в значительной степени влияют климатические условия. длительная аномально высокая температура морских вод в июле-августе 2010 года, с одной стороны, повлекла за собой массовую гибель мидий на траверсах в исследуемом районе и, соответственно, снижение численности этого мол-люска – с 3,410±0,827 тыс. экз.•м-2 в 2009 г. до 0,992±0,256 тыс. экз.•м-2 в 2010 г. В то же время митилястер, в отличие от мидий, продемонстрировал большую пластичность и устойчивость к высоким температурам, и заняв освободившу-юся экологическую нишу, увеличил здесь свою численность, соответственно с 1,355±0,322 до 4,014±1,345 тыс. экз.•м-2.

4. В исследуемом районе одесского побережья наблюдалось «омоложение» популяции моллюсков, проявляющееся в преобладании мелкоразмерных осо-бей в поселениях. Так, средняя масса одной мидии на траверсах с 2007 по 2015 гг. уменьшилась с 2,162 ± 0,164 до 1,563 ± 0,184 г, а масса одного мити-лястера за этот же период – с 0,151 ± 0,017 до 0,086 ± 0,006 г.

Заключение

Наблюдаемые в последнее десятилетие аномальные изменения в региональ-ном климате северо-западного Причерноморья оказывают прямое воздействие на биотическую компоненту экосистемы, обуславливая заметные изменения структуры животных сообществ, и в первую очередь в неглубоких прибрежных акваториях. Проведенные исследования продемонстрировали значительные межгодовые колебания численности и массы как мидий Mytilus galloprovincia-lis, так и митилястера Mytilaster lineatus в биообрастании гидротехнических сооружений Одесского залива и прилегающих к нему акваторий, изменённых берегоукрепительным гидростроительством. Перифитонные поселения этих массовых здесь моллюсков находятся в постоянном взаимодействии, совмест-но формируя фильтрационный потенциал биообрастания. В случае массовой гибели мидий вследствие аномально высоких температур морской среды, как это было летом 2010 года у одесского побережья, митилястер демонстрирует резкое увеличение своей численности, поддерживая тем самым биологический потенциал водных экосистем данного региона чёрного моря.

список использованной литературы1. Адобовский В. В. Северо-западная часть черного моря: биология и экология / В. В. Адобовский,

Б. Г. Александров, л. В. Анцупова и др. [Под ред. Ю. П. Зайцева, Б. Г. Александрова, Г. Г. Миничевой]. – Киев: Наук. думка, 2006. – 701 с.

2. Адобовский В. В. Влияние аномальных гидрологических процессов на мидийные обрастания берего-защитных гидротехнических сооружений Одесского побережья / В. В. Адобовский, И. А. Говорин, Е. В. Краснодембский // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное ис-пользование ресурсов шельфа.– Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011.– Вып. 25 (1). – С. 375–382.

126126


3. Александров Б. Г. Изменение структуры и самоочистительной способности обрастания прибрежной зоны чёрного моря в условиях антропогенного воздействия / Б. Г. Александров, И. В. Ходаков // Эколог. проблемы чёрного моря: Сб. науч. ст. – Одесса: ОцНТЭИ, 1999. – С. 192–197.

4. Варигин А. Ю. Состояние зооценоза обрастания Одесского залива черного моря после аномально холод-ной зимы 2011–2012 гг. / А. Ю. Варигин // Проблемы изучения краевых структур биоценозов: материалы 3-й Междунар. науч. конф. (Саратов, 2–4 окт. 2012 г.). – Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2012. – С. 36–38.

5. Воробьёва Л. В. Структура и количественные показатели зообентоса обрастания берегоукрепительных сооружений у берегов Одессы / л. В. Воробьёва, И. А. Синегуб // Глобальная система наблюдений чер-ного моря: фундаментальные и прикладные аспекты. – Севастополь, 2000. – С. 132–137.

6. Говорин И. А. Роль мидий из обрастания берегозащитных гидротехнических сооружений в формирова-нии микробиологических характеристик морской среды пляжных акваторий / И. А. Говорин // Гидроби-ол. журн. – 2006. – 42, № 3. – С. 41–50.

7. Говорин И. А. Мидийный биофильтр одесского побережья: современный биопотенциал и факторы его лимитирующие / И. А. Говорин // Причорноморський екологічний бюллетень. Проблеми оптимизації природокористування шельфових і приморських зон чорноморсько-Азовського бассейну. – Одеса: ІНВАц, 2009. – 31, № 1. – С. 130–138.

8. Говорин И. А. Формирование фильтрационного потенциала поселений мидий и митилястера в антро-погенно преобразованной прибрежной зоне моря / И. А. Говорин, Е. И. Шацилло // Гидробиол. журн. – 2009. – 45, № 6. – С. 3–12.

9. Говорин И. А Перифитонные поселения мидий Mytilus galloprovincialis (Lamarck, 1819) и митилястера Mytilaster lineatus (Gmelin, 1791) в условиях аномально высокой температуры прибрежных морских вод / И. А. Говорин, Е. И. Шацилло // ruthenica. – 2012. – 22, № 2. – С. 101–110.

10. Миловидова Н. Ю. Количественная характеристика мидий и митилястеров гидротехнических сооруже-ний, и их роль в самоочищении портовых акваторий / Н. Ю. Миловидова // Экология моря. – 1986. – Вып. 23. – С. 78–82.

11. Стадниченко С. В. Оценка состояния поселений мидий в обрастаниях гидротехнических сооружений Одесского порта / С. В. Стадниченко, Н. М. Шурова // Екологічні проблеми чорного моря: Збірник наук. Статей. Міжнародна наук.-практ. конф., Одеса, 31 травня – 1 червня 2007. – Одеса, 2007. – С. 310–313.

Статья поступила в редакцию 15.12.2015

і. О. Говорін, Е. і. ШаціллоІнститут морської біології НАН України,вул. Пушкінська, 37, Одеса, 65011, Україна, e-mail: [email protected]

міЖРіЧНі ЗміНИ ЧИсЕЛЬНОсті тА БіОмАсИ міДіЇ MYTILUS GALLOPROvInCIALIS LAM. тА мітіЛЯстЕРУ MYTILASTER LInEATUS GMEL. У ПЕРіФітОННИХ ПОсЕЛЕННЯХ БіЛЯ ОДЕсЬКОГО УЗБЕРЕЖЖЯ ЧОРНОГО мОРЯ

РезюмеВпродовж 2006–2015 рр. вивчався кількісний розподіл мідій Mytilus gallo-provincialis (Lamarck, 1819) і мітілястеру Mytilaster lineatus (Gmelin, 1791) у періфітонних поселеннях цих молюсків на бетонових траверсах, розташова-них у чотирьох акваторіях Одеського узбережжя (район м. лонжерон, північно-західна частина чорного моря, координати: 46°28.511’ півн. ш., 30°45.959’ сх. д. – 46°28.091’ півн. ш., 30°45.828’ сх. д.). Вибрані акваторії розрізнялися за своїми гідрологічними умовами внаслідок різного ступеня ізольованості від відкритого морського простору системою бетонових берегозахисних спо-

127127


руд (надводних траверсів та занурених хвилеломів). В поселеннях молюсків вивчали чисельність та біомасу тварин, її частку в загальній масі обростання субстрату, а також середню масу особини в поселенні та довжину її стулок. У мідій також аналізувався розподіл молюсків в поселенні по окремих розмірних групах (до 70 мм включно). На підставі багаторічного періоду спостережень продемонстровані значні міжрічні зміни кількісних показників молюсків у періфітонних поселеннях в дослідженому районі. чисельність мідій в обростанні траверсів коливалася від 0,927±0,335 до 3,877±0,675 тис. екз.•м-2 (відповідно у 2011 та 2008 рр.), а кількість мітілястеру – від 1,355±0,322 до 4,710±0,953 тис. екз.•м-2 (у 2009 та 2011 рр.). При цьому, впродовж всього періоду досліджень маса мідій змінювалася від 0,849±0,338 до 7,053±0,721 кг•м-2, а мітілястеру – від 0,201±0,074 до 0,531±0,132 кг•м-2 (відповідно 32,07–81,43 % та 3,58–28,16 % від загальної маси обростання субстрату). У негли-боких прибережних акваторіях, що відзначаються уповільненим водообміном із відкритим морським простором внаслідок значної ізольованості бере-гозахисними гідротехнічними спорудами, кількісні та масові показники мідій та мітілястерів у періфітонних поселеннях характеризуються знач-ною нестабільністю, динаміка якої залежить від різних гідрологічних та кліматичних складових. Негативним фактором, що впливає на деградацію поселень цих молюсків, є аномально висока температура водного середовища в літні місяці, яка відмічалася у 2010 році і яка спричинила масову загибель мідій та значно зменшила біопотенціал періфітонних поселень молюсків у да-ному регіоні чорного моря.Ключові слова: мідії; мітілястер; періфітон; чисельність; біомаса; берегозахисні гідротехнічні споруди; Одеська затока; Україна.

I. A. Govorin, E. I. Shatsilloinstitute of marine Biology NaS Ukraine,37, pushkinskaya str., Odessa, 65011, Ukraine, e-mail: [email protected]

THE INTER-ANNUAL CHANGES OF THE QUANTITATIVE AND BIOMASS INDICES OF MUSSELS MYTILUS GALLOPROvInCIALIS LAM. AND MYTILASTERS MYTILASTER LInEATUS GMEL. IN THE PERIPHYTON SETTLEMENTS NEAR ODESA COAST OF THE BLACK SEA

Abstractthe inter-annual dynamics of the abundance and the biomass of mussels Mytilus gal-loprovincialis (Lamarck, 1819) and mytilasters Mytilaster lineatus (Gmelin, 1791) in the periphyton settlements on the concrete traverses in four coastal beach areas of the Odessa Bay (North-western Black Sea, Ukraine), for the period 2006–2015 was presented. the selected marine areas were located near Lanzheron cape (46°28.511’ N, 30°45.959’ E – 46°28.091’ N, 30°45.828’ E) and differed in their hydrological conditions due to varying degrees of isolation from the open sea by the concrete coast-protecting engineering structures (breakwaters and up-water traverses). in the mollusks settlements the number and the biomass of animals, their share in the total mass of fouling, the weight of individuals and the length of its shells were studied.

128128


in the mussel colonies the distribution of the mollusks by different size groups (up to 70 mm inclusive) was also analyzed. the observations showed significant inter-annual changes in the quantitative and mass indices of mollusks in the periphyton settlements from the investigated area. the number of mussels in fouling on the concrete traverses ranged from 0.927±0.335 to 3.877±0.675 thousand. ind. • m -2 (in 2011 and 2008 respectively) and the number of mytilasters varied from 1.355±0.322 to 4.710±0.953 thousand ind. • m -2 (in 2009 and 2011). During the period of 2006–2015, the mass of mussels varied from 0.849±0.338 to 7.053±0.721 kg • m-2, and the mass of mytilasters – from 0.201±0.074 to 0.531±0.132 kg • m-2 (the share in the total mass of fouling is 32.07–81.43 % and 3.58–28.16 % respectively). Basing on the long period of observations, we concluded that in shallow coastal marine areas, which are marked by slow water exchange with the open sea due to the large isola-tion by coast-protecting structures, the quantitative and biomass indices of mussels and mytilasters in periphyton settlements showed significant instability. the dynam-ics of these indices depended on various hydrological and climatic conditions, one of the factors affecting the success or degradation of mollusks settlements may be ab-normally high temperature of the seawater environment during the summer months. the negative impact of prolonged period of water high temperature may laed to mass mortality of mussels and reduce its density in fouling (which was recorded in the summer of 2010), decreasing the biological potential of the periphyton settle-ments in this region of the Black Sea.

Keywords: mussel; mytilaster; аbundance; biomass; fouling; concrete traverses; Odesa Bay; Ukraine.

References1. adobovsky VV, aleksandrov BG, ancupova LV et al. (2006) the Northwestern part of the Black Sea: Biol-

ogy and Ecology. in editor: Zaitsev yp, aleksandrov BG, minicheva GG [Severo-zapadnaya chast’ chernogo morya: biologia i ekologia], kiev: Naukova dumka, 701 p.

2. adobovsky VV, Govorin ia, krasnodembsky EV (2011) “the influence of the abnormal hydrological processes on the mussel fouling on the coast-protecting engineering structures of the Odessa coast” [“Vliyanie anomal-nych gidrologicheskich processov na midiynyie obrastania beregozaschytnych gidrotechnicheskich sooruzhenij Odesskogo poberezhya”], Ecological safety of coastal and shelf zones and complex use of shelf resources [Ekologicheskaya bezopasnost’ pribrezhnoj i shelfovoj zon i kompleksnoie ispol’zovanie resursov shelfa], Se-bastopol: EcOSi-Gidrofizika, vol. 25 (1), pp 375-382.

3. aleksandrov BG, Hodakov iV (1999) “the changes in the structure and self-cleaning ability of fouling in the coastal zone of the Black Sea in the anthropogenic impact conditions” [“izmeneniye struktury i samoochistitel-noj sposobnosti obrastaniya pribrezhnoj zony chernogo morya v usloviach antropogennogo vozdejstviya”], Ecological problems of the Black Sea [Ekologicheskie problemy chernogo morya], collected of scientific papers, Odessa: OcNtEi, pp 192-197.

4. Varigin ayu (2012) “State of zoocenose fouling in the Odessa Gulf of the Black Sea after an abnormally cold winter of 2011–2012” [“Sostoyanie zoocenoza obrastaniya Odesskogo zaliva chernogo morya posle anomal’no holodnoj zimy 2011–2012”], problemy izucheniya kraevych struktur biocenozov: abstracts of the 3-rd interna-tional scientific confer. (Saratov, 2–4 October 2012), Saratov University press, pp 36-38.

5. Vorobiova LV, Sinegub ia (2000) “Structure and quantitative indices of the zoobenthos fouling on the coast-protection structures near the Odessa coast” [“Struktura i kolichestvennyie pokazateli zoobentosa obrostaniya beregoukrepitel’nych sooruzhenij u beregov Odessy”], Globalnaia sistema nablyudenij chernogo morya: fun-damentalnyie i prikladnyie aspekty, Sebastopol, pp 132-137.

6. Govorin ia (2006) “the role of mussels from Biofouling of coast-protecting Hydraulic facilities in forming of microbiological characteristics of the marine Environment in the Beach Water areas” [“rol’ midij iz ob-rastaniya beregozaschitnych gidrotehnicheskich sooruzhenij v formirovanii mikrobiologicheskich harakteristik morskoj sredy pliazhnych akvatorij”], Hydrobiological J., vol. 42, No 3, pp 41-50.

129129


7. Govorin ia (2009) “mussels biofilter of the Odessa coast: the present biological potential and the factors his limited” [“midijnyj biofiltr odesskogo poberezhia: sovremennyj biopotencial i faktory ego limitiruyuschije”], prichernomorskij ekologicheskij biulleten’. problemy optimizacii prirodokoristuvannya shelfovych i primor-skich zon chernomorsko-azovskogo bassejna, Odessa, iNVatc, vol. 31, No 1, pp 130-138.

8. Govorin ia, Shatsillo Ei (2009) “formation of the filtering potential of the mussel and mytilaster Settlements within anthropogenically transformed coastal Zone of the Black Sea” [“formirovanie filtracionnogo poten-ciala poselenij midij i mitiliasterov v antropogenno preobrazovannoj pribrezhnoj zonie morya”], Hydrobiologi-cal J., vol. 45, No 6, pp 3-12.

9. Govorin ia, Shatsillo Ei (2012) “the periphyton settlements of mussels Mytilus galloprovincialis (Lamarck, 1819) and mytilasters Mytilaster lineatus (Gmelin, 1791) in abnormal high temperature conditions of the coastal sea waters” [“perifitonnyie poselenia midii Mytilus galloprovincialis (Lamarck, 1819) i mitiliastera Mytilaster lineatus (Gmelin, 1791) v uslovijach anomal’no vysokoj temperatury pribrezhnych morskich vod”], ruthenica, vol. 22, No 2, pp 101-110.

10. milovidova Nyu (1986) “Quantitative characteristic of mussels and mytilasters on the hydrotechnical construc-tions and their role in the self-purification of the harbors” [“kolichestvennaja harakteristika midij i mitilasterov gidrotehnicheskich sooruzhenij, i ich rol’ v samoochischenii portovych akvatorij”], Ecologiya morya (Sebasto-pol), vol. 23, pp 78-82.

11. Stadnichenko SV, Shurova Nm (2007) “assessment of the state mussel settlements in the biofouling on the hydrotechnical constructions in the Odessa port ” [“Ocenka sostojania poselenij midij v obrastanijach gi-drotehnicheskich sooruzhenij Odesskogo porta”], Ecological problems of the Black Sea [Ekologicheskie problemy chernogo morya]: abstracts of the international scientific confer., Odessa, 31 may–1 June 2007, pp 310-313.

130130


УДК 582.26:574.5(262.5.05) DOI 10.18524/2077-1746.2016.1(38).70083

В. П. Герасим’юк, к.б.н., доцентА. О. Долінська, студентОдеський національний університет імені І. І. Мечникова, кафедра ботаніки,вул. дворянська, 2, Одеса, 65082, Україна

міКРОсКОПіЧНі ВОДОРОсті БЕНтОсУ ХАДЖИБЕЙсЬКОГО ЛИмАНУ (ОДЕсА, УКРАЇНА)

Наведені результати досліджень (2001–2015 рр.) видового складу мікро-скопічних водоростей бентосу Хаджибейського лиману. Виявлено 100 видів водоростей, які належать до 6 відділів. Вперше для досліджуваної водойми знайдено 35 нових видів, 2 види (Mallomonas apochromatica conrad, Distigma striato-granulata Skuja) наведені як нові для території України.

Ключові слова: мікроводорості; бентос; Хаджибейський лиман.

Мікроскопічні водорості Хаджибейського лиману відіграють важливу роль у створенні первинної продукції, кисню і мулу. Крім того, вони є індикаторами стану водних екосистем.

Проте, незважаючи на таке важливе значення водоростей, вони все ще недо-статньо вивчені в багатьох водоймах, у тому числі і в Хаджибейському лимані. Відомі деякі роботи [1, 4, 5, 8], які були присвячені водоростям цієї водойми. З того часу минуло майже 25 років і за цей період накопичилися нові дані про видовий склад мікроскопічних (евгленових, діатомових, золотистих, протоко-кових зелених, синьозелених) водоростей, їх систематичну структуру, еколо-гічний стан мікрофітобентосу Хаджибейського лиману.

Хаджибейський лиман розташований в південно-східній частині Європи, на південному заході України, на північний захід від Одеси за 6 км. В верхів’я Хад жибейського лиману впадає мала річка Малий Куяльник, довжина якої складає 89 км. Витоком річки є Подільська височина. лиман відокремлений від чорного моря піщано-черепашковим пересипом довжиною 5 і шириною 4,5 км і не має зв’язку з морем. Зараз довжина Хаджибейського лиману сягає 40–80, ширина – 3,2–3,6 км. Максимальна глибина коливається у межах 14–17 м [10].

Солоність води дуже мінлива. Якщо в 70 роки ХХ століття вона складала 15–30 ‰ [10], то в 1983–1989 рр. – 3,76–6,19 ‰ [4], а зараз за нашими даними становить 4,92–5,58 ‰. Активна реакція середовища (рН) порівняно постійна (8,55–9,09). Перманганатна окисність змінюється в межах 5,96–10,03 мг О2/л. Вміст розчиненого кисню в поверхневих шарах води склав 4,22–9,6 мг/л [4].

Метою роботи було вивчення видового складу мiкроводоростей бентосу Хаджибейського лиману.

© В. П. Герасим’юк, А. О. долінська 2016

131131


матеріали і методи досліджень

Матеріалами для дослідження слугували проби мікроводоростей, які були відібрані на узбережжі Хаджибейського лиману біля с. Алтестово, с. Морозів-ка, с. Протопопівка, с. Холодна Балка та поблизу Одеських полів фільтрації. Проби відбирали в період з вересня 2001 по травень 2016 р.

Мікроскопічні водорості вивчали в обростаннях макрофітів (Carex sp., Cladophora glomerata L., Phragmites australis (cav.) trin. ex Steud., Potamogeton pectinatus L., Ulothrix implexa (kütz.) kütz., Ulva intestinalis L., U. prolifera O. f. müll., Urospora peniciliformis (roth) aresch), на мулистих і піщаних ґрун-тах. Відбір проб здійснювали за допомогою бакпечаток, в яких їх і зберігали. Матеріал фіксували в 4 % розчині формаліну. Всього було зібрано і оброблено 44 проби.

Збір і обробку проб здійснювали за загальноприйнятими методиками [2, 6]. Постійні препарати готували за допомогою середовища О. О. Ельяшева [2, 6]. Матеріал вивчали спочатку на тимчасових, а потім і на постійних препаратах. Усього було виготовлено 12 постійних препаратів.

Вивчення морфології клітин водоростей, стулок здійснювали за допомогою світлового мікроскопа марок “xSp-104” (Росія). Фотографування водоростей робили цифровим фотоапаратом “canon”. Значення сапробних індексів видів водоростей брали з літератури [2].

Таксономічний список водоростей складено згідно з системою, що базуєть-ся на сучасних уявленнях щодо їх класифікації [9, 12]. Виявлені мікроскопічні водорості Хаджибейського лиману визначали за європейськими і українськи-ми визначниками [3, 5, 7, 11, 13].


В мікрофітобентосі Хаджибейського лиману було знайдено і ідентифікова-но 100 видів мікроскопічних водоростей, які належали до 69 родів, 37 родин, 20 порядків, 9 класів і 6 відділів (табл. 1, 2).

Найбільша видова різноманітність водоростей відмічена в відділі Bacillariophyta (59 видів) (табл. 2). За кількістю видів діатомові водорості набагато переважали інші відділи: Chlorophyta (18 видів), Cyanoprokaryota (14), Euglenophyta (7), Chrysophyta (1), Charophyta (1). Основу видово-го багатства альгофлори Хаджибейського лиману формують представни-ки класів Bacillariophyceae (54 види), Chlorophyceae (15), Cyanophyceae (14) i Euglenophyceae (7). Серед порядків за кількістю видів переважали Chlorococcales (15 видів), naviculales (15), Bacillariales (13), Euglenales (7), Surirellales (6) і Fragillariales (5). Найбільший внесок у систематичну різ-номанітність бентосу Хаджибейського лиману вносять провідні родини: Bacillariaceae (13 видів), naviculaceae (7), Euglenaceae (7), Oscillatoriaceae (7), Scenedesmaceae (6), Fragilariaceae (5), Catenulaceae (4), Surirellaceae (4),

132132


Таблиця 1систематичний склад водоростей мікрофітобентосу Хаджибейського лиману,

їх екологічна характеристика і біогеографічне розповсюдження

таксониЕкологічні характеристики Біогео-

графіямісцезро-стання

Галоб-ність

алкало -Фільнісь

сапро-ність

1 2 3 4 5 6

сyanoprokaryota

*1. Anabaena constricta (Szaper) Geitler об і алк р к

2.Gloeocapsa minuta (kutz.) Hollerb. пл i алк о б*3 Limnothrix guttulata (Goor) i. Umezaki et m. Watanabe об гл алк - б

4.Merismopedia glauca (Ehrenb.) kütz. пл і І β-α к

5. M. tenuissima Lemmerm. пл гл алк β-α б6 Microcoleus amoenus (Gomont) Strunecky, komarek et Johansen об гл алк - б

7.Microcystis aeruginosa (kütz.) kütz. пл гл алк β к*8. nostoc caeruleum Lyngb.ex Bornet et flahault об м алк - б9. Oscillatoria limosa c. agardh ex Gomont об гл алк α к

10. O. planctonica Wolosz. пл i алк - б11.Phormidium breve (kütz. ex Gomont) anagn. et komarek об м алк α к12.Ph. chalybeum (mert. ex Gomont) anagn. et komarек об м алк α к13.Jaaginema quadripunctulatum (Bruhl et Biswas) anagn. et komarek об і алк - б*14.Woronichinia compacta (Lemmerm.) komarek et Hindak пл і алк β б

Euglenophyta

*15.Astasia inflata Dujard пл i алк - б

**16. Distigma striato-granulata Skuja д i алк - б

*17.Euglena ehrenbergii klebs д i алк β к

*18.E. oxyuris Schmarda д i алк β-α к

*19.E.satelles Brasl.-Spect. д i алк β-α б

*20. E. spathirhyncha Skuja д і алк р-α б

*21.E. viridis Ehrenb. д i алк р-α к

Chrysophyta

**22. Mallomonas apochromatica conrad пл і алк - б

133133


1 2 3 4 5 6

Bacillariophyta

23. Achnanthes brevipes c. agardh об пг алк β к

24.Amphora caroliniana Giffen д пг алк - к

25. A. commutata Grunow д м алк - б

26. A. ovalis (kütz.) kütz. д і алк х-α к*27. Aulacoseira granulata (Ehrenb.) Simonsen пл і алк β к28. Bacillaria paxillifera (O.f. müll.) Hendey д м алк β к

29. Caloneis amphisbaena (Bory) cleve д гл алк β к

30.Campylodiscus clypeus Ehrenb. д м алк - б

31. Cocconeis euglypta Ehrenb. об i алк β к

32. Coscinodiscus granii Gough пл м алк β б33.Craticula halophila (Grunow) D.G. mann д м алк - б34. Ctenophora pulchella (ralfs ex kütz.) D.m. Williams et round об м і о к

35.Cyclotella caspia Grunow пл гл алк - к

36. C. meneghiniana kütz. пл гл алк α к37. Cylindrotheca closterium (Ehrenb.) reimer et f. W. Lewis пл м алк - к

*38. Cymatopleura librile (Ehrenb.) pant. д і алк β к

*39. Cymbella helvetica kütz. об і алк о б

40. Diatoma vulgare Bory об гл i β к

*41.Encyonema prostrata (Berk.) kütz. об i алк β к

42. Entomoneis.alata (Ehrenb.) Ehrenb. пл пг алк - к

43. E. paludosa (W. Sm.) reimer д м алк - к

*44. Epithemia sorex kütz. д гл алк β к45. Fallacia pygmaea (kütz.) Stick. et D. G. mann д гл алк α к

46. Gyrosigma acuminatum (kütz.) rabenh. д і алк β к

47. G. spenceri (W.Sm.) cleve д м i β к48..Halamphora coffeaeformis (c.agardh) Levkov д м алк α к

49.Haslea spicula (Hickie) Bukht. д i алк - б


134134


1 2 3 4 5 650. Hippodonta capitata (Ehrenb.) Lange-Bert., D. metzeltin et a. Witkowski д гл алк β б

51. Karayevia amoena (Hust.) Bukht. об м алк - б52. Melosira moniliformis (O.f. müll.) c.agardh пл м алк α к

53. navicula cryptocephala kütz. д гл алк α к

54. n. pennata var. pontica mereshkowsky д м алк β б

55. n. perminuta Grunow д м алк к

56. n. ramosissima (c. agardh) cleve д пг алк β к

57.n. salinarum Grunow д м i α к

58. nitzschia acicularis (kütz.) W. Sm. пл і алк α к

59. n. amphibia Grunow д і алк β к

60. n. commutata Grunow д гл алк - б

61. n. filiformis (W.Sm.) Hust. д гл алк - б

62. n. hybrida Grunow д м алк β б

63. n. linearis W. Sm. д i алк о б

64. n. sigma (kütz.) W. Sm. д м алк о к

65. n. vermicularis (kütz.) Grunow д i i β к66. Plagiotropis lepidoptera (W. Greg.) kuntze д пг алк - к67. Planothidium delicatulum (kütz.) round et Bukht. об гл алк β к68. Pleurosigma angulatum (Queck.) W. Sm. д пг алк - к

69. P.elongatum W. Sm. д пг алк - к70. Rhoicosphenia abbreviata (c. agardh) Lange-Bert. об гл алк β к

*71. Rhopalodia gibba (Ehrenb.) O.müll д і алк о к

72.R. gibberula (Ehrenb.) O. müll. д гл алк - б

*73.R. parallela Grunow д i алк о б74. Stauroneis salina (W. Sm.) mereschkovsky д м алк - б75. Surirella brebissonii krammer et Lange-Bert. д гл алк β к

76.S. striatula turp. д м алк - б77. Tabularia fasciculata (c. agardh) D.m. Williams et round об м і α к


135135


1 2 3 4 5 678. T. tabulata (c. agardh) D.m. Williams et round об м і α к

79. Tryblionella apiculata Grunow д м алк α к

80. T. gracilis W. Sm. д гл алк α б

81. T. hungarica (Grunow) D.G. mann д м алк α к

*82. Ulnaria ulna (Nitzsch) compere об і алк β к

Chlorophyta*83. Acutodesmus dimorphus (turpin) p. tsarenko пл і алк о-β к*84.Ankistrodesmus fusiformis corda ex korshikov пл i алк - к

85. Chlorella vulgaris Beyerinck пл і алк β к*86. Chlorococcum infusionum (Schrank) menegh. пл i алк - к*87.Desmodesmus intermedius (chodat) E. Hegew. пл і алк β к

*88. D. opoliensis (p.richt.) E. Hegew. пл гл алк β к*89.Hyalorhaphidium contortum pascher et korshikov пл i алк - б

*90 Lagerheimia marssonii Lemmerm. пл i алк - б*91.Monorhaphidium arcuatum (korshikov) Hindak пл i алк β к

*92. Oocystis parva W. et G.S. West пл i алк - к*93. Psedopediastrum boryanum (turpin) E. Hegew. пл і алк β к*94.Pseudoshroederia robusta (korshikov) E. Hegew. et Schnept пл i алк - б

*95. Scenedesmus arcuatus Lemmerm. пл і алк β к

*96.S. obtusus meyen пл i алк - к*97. Schroederia setigera (Schroder) Lemmerm. пл i алк - б*98.Sphaerocystis planctonica (korshikov) Bourelly пл i алк - б

*99.Tetraedron minimum (a. Braun) Hansg. пл i алк β к

Charophyta*100. Closterium lunula Ehrenb. et Hemprix ex ralfs пл і ац о бУмовні позначки: пл – планктонний, об – обростання, д – донний, і – індиферент, гл – галофіл, алк – алкаліфіл, ац – ацидофіл, о – олігосапроб, х – ксеносапроб, β – бетамезосапроб, α – аль-фамезосапроб, р – полісапроб, к – космополіт, б – бореальний, * – нові види для Хаджибейсь-кого лиману, ** – нові види для території України.


136136


Rhopalodiaceae (4) i Achnanthaceae (3). Роди nitzschia (8 видів), Oscillatoria (7), navicula (5), Euglena (5) і Rhopalodia (3) виявилися найбільш різноманітними за видовим складом в альгофлорі Хаджибейського лиману.

Таблиця 2таксономічний спектр водоростей Хаджибейського лиману

ВідділКількість

класів порядків родин родів видів

Bacillariophyta 3 12 21 37 59

Cyanoprokaryota 1 3 5 11 14

Chlorophyta 2 2 8 16 18

Euglenophyta 1 1 1 3 7

Chrysophyta 1 1 1 1 1

Charophyta 1 1 1 1 1

Усього 9 20 37 69 100

Зі знайдених водоростей 35 видів виявилися новими для акваторії Хаджи-бейського лиману (табл. 1). 2 види (Distigma striato-granulata, Mallomonas apochromatica) водоростей наводяться як нові для території України (рис. 1).

Серед 59 знайдених діатомових, раніш серед них було виявлено 140 ви-дів [4], новими для території були 8 видів (Ulnaria ulna (Nitzsch) compere, Rhopalodia gibba (Ehrenb.) O. müll, R. parallela Grunow, Epithemia sorex kütz, Encyonema prostrata (Berk.) kütz, Cymbella helvetica kütz, Cymatopleura librile (Ehrenb.) pant., Aulacoseira granulata (Ehrenb.) Simonsen). Більшість цих видів є донними (табл. 1), що унеможливлює їх випадкове виявлення на вивчених станціях.

За рівнем організації водоростей серед знайдених таксонів 57 видів були поодинокими, 34 – колоніальними і 9 – багатоклітинними. Серед них спосте-рігалися рухливі (50 видів) та нерухливі (50) форми. За типом морфологічної диференціації слані до кокоїдних належить переважна більшість – 78 видів, форми з нитчастим типом склали 9, монадним – 8, пальмелоїдним – 5 видів. У відповідності до місцезростання спостерігалися представники двох екологіч-них угруповань: бентосні та планктонні види.

Переважали бентосні форми (65 види), які в свою чергу розподілялися на перифітонні (21) та донні форми (44). Планктонних видів нараховувалося 35 видів.

За відношенням до солоності води переважали прісноводні форми (67 ви-дів), які розподілялися на дві підгрупи: індиференти – 46 видів та галофіли – 21 вид. Значно їм поступалися солонуватоводні види (мезогалоби) – 26 видів.

137137


Морські види склали 7 видів. Таке співвідношення екологічних груп відповіда-ло солоності води, яка становила 4,92–5,58 ‰.

За відношенням до водневого показника (рН) у мікрофітобентосі Хаджи-бейського лиману переважали алкалофіли (91 вид). Індиференти значно посту-палися алкалофілам і нараховували 8 видів. Найменше було ацидофілів (1 вид). Такий розподіл видів відповідав рН середовища, який становив 8,55–9,09.

Рис. 1. Фотографії нових видів водоростей для території України: 1 – Mallomonas apochromatica Conrad, рухлива клітина;

2 – Distigma striato-granulata Skuja, окрема клітина (СМ)

З вище наведених таксонів 63 види мікроводоростей Хаджибейського ли-ману є індикаторами сапробності води [2]. З них β-мезосапроби склали 32, α-мезосапроби – 15, β-α – мезосапроби – 4, р-α-мезосапроби – 3, о-β-мезосапроби – 1, х-α-мезосапроби – 1 вид. Олігосапроби нараховують 6 видів, полісапроби – 1 вид. Група з невідомим значенням сапробності склала 37 видів. Сапробний індекс дорівнював 2,34, що відповідає β-мезосапробному рівню забруднення води Ха-джибейського лиману.

За відношенням до біогеографічного розповсюдження водоростей доміную-чою групою є космополіти (63 види). Значно їм поступається бореальна група, яка складає 37 видів.

Висновки

1. У мікрофітобентосі Хаджибейського лиману було знайдено і іденти-фіковано 100 видів мікроскопічних водоростей, які належали до 63 родів, 36 родин, 20 порядкiв, 9 класів і 6 відділів.

2. Основу видового багатства альгофлори Хаджибейського лиману скла-ли відділи Bacillariophyta (59 видів), chlorophyta (18) та cyanoprokaryota (14).

3. Серед знайдених мікроводоростей виявлено 35 нових видів для Ха-джибейського лиману і 2 види нових для України.

1 2

138138


4. За відношенням до солоності води видовий склад мікрофітобентосу водой-ми був прісноводно-солонуватоводним (олігогалоби – 67 видів, мезогалоби – 26, полігалоби – 7).

5. У відповідності до біогеографічного розповсюдження організмів водо-рості Хаджибейського лиману були представлені космополітною (63 види) і бореальною (37) групами.

список використаної літератури1. Бєлєнкова Н. І. Фітопланктон Одеської затоки та Хаджибейського лиману / Н. І. Бєлєнкова // Вісник

ОдУ. – 2000. – Т. 5, Вип. 1. – С. 117–121. 2. Вассер С. П. Водоросли: Справочник / С. П. Вассер, Н. В. Кондратьева, Н. П. Масюк. – К.: Наук. думка,

1989. – 608 с.3. Визначник прісноводних водоростей України. – К.: Наук. думка, 1938-1993. – Т. 1–12.4. Герасимюк В. П. Эколого-флористический анализ диатомовых водорослей бентоса Хаджибейского ли-

мана / В. П. Герасимюк, Н. Е. Гусляков // Альгология. – 1992. – Т. 2, № 3. – С. 49–53.5. Гусляков Н. Е. Атлас диатомовых водорослей бентоса северо-западной части черного моря и прилегаю-

щих водоемов / Н. Е. Гусляков, О. А. Закордонец, В. П. Герасимюк. – К.: Наук. думка, 1992. – 112 с.6. Диатомовые водоросли СССР. Ископаемые и современные. – л.: Наука, 1974. – Т.1. – 400 с.7. Кондратьєва Н. В. Клас гормогонієві–Hormogoniophyceae / Н. В. Кондратьева. – К.: Наук. думка, 1968. –

523 с.8. Погребняк І. І. Фітобентос Хаджибейського лиману / І. І. Погребняк // Пр. ОдУ. – 1948. – Т. 11. – С. 41– 52.9. Разнообразие водорослей Украины / Под ред. С. П. Вассера, П. М. царенко // Альгология. – 2000. – Т. 10,

№ 4. – 309 с.10. Розенгурт М. Ш. Гидрология и перспективы реконструкции природных ресурсов Одесских лиманов /

М. Ш. Розенгурт. – К.: Наук. думка, 1974. – 222 с.11. Царенко П. М. Краткий определитель хлорококковых водорослей Украинской ССР / П. М. царенко. – К.:

Наук. думка, 1990. – 208 с.12. Algae of Ukraine: Diversity, nomenclature, Taxonomy, Ecology and Geography / Eds. p. m. tsarenko,

S. p. Wasser, E. Nevo. – ruggel: a. r. G. Gantner Verlag, 2006. – Vol. 1. Cyanoprocaryota, Euglenophyta, Chrysophyta, Xanthophyta, Raphidophyta, Phaeophyta, Dinophyta, Cryptophyta, Glaucocystophora and Rhodophyta. – 713 p.; – Vol. 2. Bacillariophyta – 2009. – 413 p.; Vol. 3. Chlorophyta – 2011. – 511 p. – Vol. 4. Charophyta – 2014. – 703 p.

13. Krammer K. Bacillariophyceae / k. krammer, H. Lange-Bertalot // Susswasserflora von mitteleuropa. – 1986–1991. – Bd. 2. – 1. naviculaceae. – 1986. – 876 s.; 2. Bacillariaceae, Epithemiaceae, Surirellaceae. – 1988. – 536 s.; 3. Centrales, Fragilariaceae, Eunotiaceae. – 1991. – 576 s.; 4. Achnanthaceae. – 1991. – 437 s.


В. П. Герасимюк, А. О. ДолинскаяОдесский национальный университет имени И. И. Мечникова, кафедра ботаники,ул. дворянская, 2, Одесса, 65082, Украина

мИКРОсКОПИЧЕсКИЕ ВОДОРОсЛИ БЕНтОсА ХАДЖИБЕЙсКОГО ЛИмАНА (ОДЕссА, УКРАИНА)

РезюмеПриведены результаты исследований (2001–2015 гг.) видового состава микро-скопических водорослей бентоса Хаджибейского лимана. целью работы было изучение таксономического состава микроскопических водорослей бентоса Хаджибейского лимана. Всего было собрано и обработано 44 пробы в обра-

139139


станиях макрофитов, на илистых и песчаных грунтах. Выявлено 100 видов водорослей, которые принадлежат к 69 родам, 37 семействам, 20 порядкам, 9 классам и 6 отделам. Впервые в акватории найдено 35 новых видов, а 2 вида (Mallomonas apochromatica conrad, Distigma striato-granulata Skuja) приведе-ны как новые для Украины. В микрофитобентосе лимана бентосные формы (65 видов) доминировали над планктонными (35). Преобладали пресноводные формы (67 видов). Значительно им уступали солоноватоводные виды (26). Морские формы составили 7 видов. В соответствии с биогеографическим рас-пространением водорослей преобладающей группой были космополиты (63 вида). Значительно им уступала бореальная группа, которая составляет 37 ви-дов.Ключевые слова: микроводоросли; бентос; Хаджибейский лиман.

V. P. Gerasimiuk, A. O. DolynskaOdesa National mechnykov University, Department of Botany,2, Dvoryanska str., 65082, Odesa, Ukraine

MICROSCOPIC ALGAE OF BENTHOS OF THE KHADZHIBEY ESTUARY (ODESA, UKRAINE)

Abstract the results of studies (2001-2015) of the species composition of microscopic algae of benthos of the khadzhibey estuary are presented. the aim of this work was to study the taxonomic composition of microscopic algae of benthos of the khadzhibey estuary. 44 samples of periphyton macrophytes, silt and sandy soils were collected and processed. 100 species of algae, which belong to 69 genera, 37 families, 20 orders, 9 classes and 6 divisions, were identified. for the first time 35 new species were found for the waters of the studied reservoir, 2 species (Mallomonas apochro-matica conrad, Distigma striato-granulata Skuja) are given as new for the territory of Ukraine. in the microphytobenthos in the khadzhibey estuary benthic forms (65 species) dominated over planktonic ones (35). With respect to water salinity fresh-water forms (67 species) dominated. Brackish-water species (26) were much less numerous. marine forms constituted 7 taxa. in accordance with the biogeographic distribution of algae, cosmopolitans (63 species) were the dominant group. the bo-real group, which accounted 37 species, was considerably less numerous.Key words: microalgae; benthos; khadzhibey estuary

References1. Belenkova Ni (2000) “phytoplankton of Odessa bay and the khadzhibey estuary” [“phitoplankton Odesskoi

zatoku ta khadzhibeiskogo limanu”], Bul. OSU, No 1, 5, pp 117-121.2. Wasser Sp, kondratieva NV, masuk Np et al. (1989) “algae. reference” [“Vodorosli. Spravochnik”], kiev:

Nauk. Dumka, 608 p.3. “the key to freshwater algae of Ukraine” (1938-1993) [“Vysznachnik prisnovodnikh vodorostei Ukrainy”],

kiev, Vol. 1-12.4. Gerasimiuk Vp (1992) “Ecological and floristic analysis of diatom algae of benthos of the khadzhibey estu-

ary” [“Ekologo-floristicheskii analiz diatomovych vodoroslei khadzhibeiskogo limanu”], algologia, No 3, 2, pp 49-53.

140140


5. Guslyakov N.E., Zakordonets Oa, Gerasimiuk Vp (1992) “atlas of diatom algae of benthos of the North-West-ern Black sea and adjacent waters”. [“atlas diatomovyh vodoroslei bentosa severo-zapadnoi chasti chernogo morya i prilegayuschih vodoemov”], kiev, Nauk. dumka: 252 p..

6. proshkina-Lavrenko ai (1974) “Diatoms algae of the USSr” [Diatomovye vodorosli SSSr], L.: Nauka, 1, 400 p.

7. kondrateva NV (1968) “class gormogonievye- Hormogoniophyceae” [“klas gormogonievye- Hormogoniophyceae”], kiev: Nauk. dumka, 523 p.

8. pogrebnyak ii (1948) “phytobenthos of the khadzhibey estuary”. [“phitobentos Hadzibeyskogo limanu”], praci ODU, 11, pp 41-52.

9. Wasser Sp, tsarenko pm et al. (2000) “Variety of algae of Ukraine” [“raznoobrazie vodorosley Ukrainy”], algologia, No 4, 10, 309 p.

10. rozengurt mSh (1974) “Hydrology and prospects of reconstruction of narural resources of the Odessa estuaries” [“Gidrologiya i prospecty reconstrurcii prirodnyh resursov Odesskih limanov”], kiev: Nauk. dumka, 222 p.

11. tsarenko pm (1990): “concise guide to chlorococcales algae of the Ukrainian SSr” [“kratkiy opredelitel hlorokokovyh vodorosley Ukrainskoy SSr”], kiev: Nauk. dumka, 207 p.

12. tsarenko p. m., Wasser S. p., Nevo E. (2006) .algae of Ukraine: Diversity, nomenclature, Taxonomy, Ecol-ogy and Geography, Vol. 1. Cyanoprocaryota, Euglenophyta, Chrysophyta, Xanthophyta, Raphidophyta, Pha-eophyta, Dinophyta, Cryptophyta, Glaucocystophora and Rhodophyta, 713 p, (2009), Vol. 2. Bacillariophyta, 413 p.; (2011), Vol. 3. Chlorophyta, 511 p. –(2014), Vol. 4. Charophyta, 703 p.

13. Krammer K, Lange-Bertalot Н Bacillariophyceae (1986-1991) Susswasserflora von mitteleuropa, Bd. 2. (1986) naviculaceae, 876 s.; (1988). Bacillariaceae, Epithemiaceae, Surirellaceae, 536 s.; (1991. Centrales, Fragila-riaceae, Eunotiaceae, 576 s.; (1991) Achnanthaceae, 437 s.

міКРОБіОЛОГіЯ тА БіОтЕХНОЛОГіЯ

143143


УДК 579.674 DOI 10.18524/2077-1746.2016.1(38).67747

В. м. Філімонов, студентА. Г. мерліч, аспірантН. В. Ліманська, к.б.н., доцентОдеський національний університет імені І. І. Мечникова, кафедра мікробіології, вірусології та біотехнології, вул. дворянська, 2, Одеса, 65082, Україна

ВПЛИВ КОНсОРЦіУмА ШтАміВ LACTOBACILLUS PLANTARUM НА РОстОВі ХАРАКтЕРИстИКИ ПАРОстКіВ сАЛАтУ LACTUCA SATIvA L.

Вивчено вплив консорціумів штамів L. plantarum на проростання та ростові характеристики салату Lactuca sativa L. в стерильних умовах in vitro та за висіву у ґрунт в умовах теплиці. Стимулювальна дія лактобацил краще про-являлася у ґрунті. Усі тестовані консорціуми (L. plantarum ОНУ 12+991; ОНУ 12+991+311; ОНУ12+991+311+313 у концентраціях 2 % від добових культур) та штам L. plantarum окремо покращували середню довжину стебел і листків салату, а середня площа листка і маса рослин збільшувалася за усіх варіантів обробок, крім консорціуму з чотирьох штамів. Найефективнішим виявився консорціум з двох штамів L. plantarum ОНУ 12+991: середня маса рослин з насіння, обробленого сумішшю ОНУ 12+991, збільшилася у 8,6 разів, середня площа листової пластинки – у 3,2 рази, а схожість в умовах ґрунту – на 43,3 %.

Ключові слова: схожість; морфометричні показники; молочнокислі бактерії; бактеріальні препарати; Lactuca sativa.

Бактерії виду L. plantarum широко відомі як мікроорганізми, які застосову-ються для ферментації продуктів рослинного походження і створення пробіо-тиків, а роль їх у покращенні ростових характеристик рослин і захисту їх від фітопатогенів відома менше. Натомість застосування лактобацил може бути надзвичайно корисним для органічного землеробства, оскільки дані мікро-організми є абсолютно безпечними для здоров’я людини і тварин. Внесення лактобацил у комбінації з іншими корисними мікроорганізмами приводить до покращення розкладання органічних речовин у ґрунті. Ростові характеристи-ки редису, гірчиці, огірків, кукурудзи, фасолі, цибулі були збільшені завдяки більшому вмісту гумусу порівняно з такими, що росли у необробленому ґрунті [5, 8, 9]. Кількість якісних плодів з томатів, що росли у ґрунті, інокульованому сумішшю, що містила Lactobacillus, була на 51,8 % вищою, ніж така з ґрунту з внесеними хімічними добривами [5, 6]. Такий самий позитивний ефект лак-тобацил було описано для ґрунтів, заражених Fusarium oxysporum, і цей вплив був штамоспецифічним [4]. Lactobacillus з Bacillus subtilis і у комбінаціях з живильними розчинами позитивно впливали на ріст Sedum [10].

© В. М. Філімонов, А. Г. Мерліч, Н. В. ліманська, 2016

144144


Метою роботи було вивчення впливу консорціуму штамів L. plantarum, ви-ділених на півдні України, на проростання та ростові характеристики паро-стків салату.

матеріали і методи дослідження

Як тест-об’єкт використовували насіння салату (Lactuca sativa L.) сор-ту „Кучерявець Одеський”. Штами L. plantarum, використані у цьому до-слідженні, були виділені з різних джерел півдня України: L. plantarum ОНУ 12, L. plantarum OНУ 311, L. plantarum OНУ 313 – з сусла винограду сортів, які широко культивуються в Одеській області; L. plantarum OНУ 991 – з кисломо-лочних продуктів домашнього виробництва (цій штам був люб’язно наданий к.т.н. Г. В. Ямборко). для приготування бактеріальних інокулюмів лактобацили висівали у mrS-бульон [2] та культивували добу при 37 ºc. Бактеріальні сус-пензії змішували у рівних об’ємах для отримування 2 % суспензії та відразу ж використовували для бактеризації насіння. У експерименті використовували одну чисту культуру ОНУ 12 та три суміші: ОНУ 12+991; ОНУ 12+991+311; ОНУ12+991+311+313. Штами ОНУ 12 та ОНУ 991 було обрано як основу кон-сорціуму за результатами попередніх досліджень, які вказували на високу сти-мулювальну активність даних штамів на томатах [7].

Концентрації лактобацил різних штамів у інокулюмах варіювали від (2,3 ± 0,8) x 109 до (5,2 ± 0,9) x 109 колонієутворювальних одиниць (КУО/мл).

Насіння стерилізували 30 сек у 25 % розчині перекису водню, а потім про-миванням три рази у стерильній дистильованій воді (СдВ). Підготовлене на-сіння поміщали у чашки Петрі з бактеріальними суспензіями, контрольними розчинами та залишали на 1 годину при 25 ± 2 ºc. У контролі насіння вимочу-вали у СдВ та 2 % розчині живільного середовища mrS замість бактеріальних інокулюмів.

У другій схемі оброблене насіння після експозиції висівали у горщики об’єму 2,5 літрів із субстратом, які надалі були поміщені в умови теплиці (тем-пература 23 ± 2°С, 12-годинне освітлення). Використовували комерційний суб-страт універсальний «Поліський». Попередньо субстрат не обробляли.

Проводили по три незалежних експерименти з 20–30 насінинами у кожному варіанті. Підрахунок результатів здійснювали через 7 днів для насіння, яке про-ростало в лабораторних умовах, і через два місяці для рослин в умовах тепли-ці. Враховували такі параметри: кількість листків, довжина кореня та надзем-ної частини рослини, маса кореня та надземної частини, довжина та ширина листової пластинки [11].

Графічне оформлення результатів роботи та статистичне опрацювання про-водили за допомогою програми Excel microsoft Office 2000. довжини коренів і пагонів були виражені як середні з 95 % конфіденційним інтервалом.

145145


Середню помилку при альтернативній варіації розраховували за формулою [1]:

Суттєві відмінності між вимірюваннями контролю та інокульованих сіян-ців були виявлені у t-тесті (p < 0,05).

Розрахунок площі листової пластинці здійснювався за допомогою формули:

a=a+bLW+cW2+dL [11],

де А – площа, L – довжина, W – ширина, а маленькими буквами вказані коефі-цієнти: а = – 1,636, b=0,193, c=0,74, d=0,975.

Результати досліджень та їх обговоренняРезультати експериментів, проведених у стерильних чашках Петрі в лабора-

торних умовах та у ґрунті в умовах теплиці відрізнялися.Так, схожість насіння салату в стерильних умовах у чашках Петрі збільшува-

лась на 5,0–16,6 % за усіх варіантів обробок, крім суміші ОНУ 12+991+311+313. Найвища схожість була у насіння, обробленого сумішшю ОНУ 12+991, та скла-ла 61,6 %, тобто збільшилася від контролю на 16,6 % (рис. 1).

Рис. 1. Схожість насіння салату, обробленого сумішами лактобацил і пророщеного в лабораторних умовах.

довжини коренів салату з насіння, обробленого усіма препаратами, були дещо нижчі за контроль, але відрізнялися від нього недостовірно крім сумішей ОНУ 12, ОНУ 12+ 991+311+313, котрі були достовірно нижче, ніж контроль СдВ (рис. 2).

146146


Рис. 2. Довжина коренів сіянців салату з насіння, обробленого сумішами лактобацил і пророщеного в лабораторних умовах

Goffin et al. (2010) показали зменшення коренів паростків редису після обробок культурою L. plantarum ОНУ 12+991 і висловили припущення про ймовірний синтез лактобацилами рослинних гормонів, надлишок яких може інгібувати розвиток коренів, адже одні й тіж самі концентрації гормонів, на-приклад, ауксину, можуть стимулювати ріст пагона та пригнічувати ріст ко-реня. Подальші дослідження можливої продукції гормонів лактобацилами, на жаль, не проводилися [3].

довжина стебел сіянців салату була найбільшою в групі насіння, обробле-них сумішшю ОНУ 12+991+311, хоча цей показник не відрізнявся достовірно від такого у насіння, вимоченого у СдВ (рис. 3).

Рис. 3. Довжина стебел сіянців салату з насіння, обробленого сумішами лактобацил і пророщеного в лабораторних умовах

147147


Стимулювальна дія штаму ОНУ 12 більш проявилася тільки на етапі про-ростання насіння.

Що стосується салату, то його схожість у ґрунті за обробки усіма сумішами значно підвищувалася – на 10–43,3 % (рис. 4).

Рис. 4. Схожість насіння салату у ґрунті

Результати є особливо цінними, вважаючи на те, що первинна схожість на-сіння салату була дуже низькою – 26,6 %. Найкращі результати були отримані з сумішами штамів ОНУ 12+991 та ОНУ 12+991+311 (збільшення на 43,3–33,4 % відповідно). А от середня довжина кореня салату, так само, як і у випадку лабо-раторних дослідів у чашках Петрі, зменшувалася за обробки будь якими бакте-ріями та їх консорціумами (рис. 5).

Рис. 5. Середня довжина кореня рослин салату з насіння, обробленого сумішами лактобацил і висіяного в ґрунт

148148


Що стосується довжини та площі листків, які є основними цінними морфо-метричними показниками для культури салату, то вони покращувалися за об-робки усіма варіантами лактобацил (рис. 6, рис. 7). Так, довжина листків разом зі стеблом збільшувалася на 23,2–48,7 % (рис. 6).

Рис. 6. Середня довжина стебел і листків салату з насіння, обробленого сумішами лактобацил і висіяного в ґрунт

Найкращий результат було отримано із сумішшю ОНУ 12+991 (збільшення на 48,7%).

У цілому по цій групі показників спостерігається тенденція, яка може свід-чити про те, що корисні поживні речовини, які надходять до складу mrS, та бактерії із сумішей надають сприятливі умови для росту листя салату.

Найбільша площа листової пластинки спостерігалась за обробки сумішшю ОНУ12+991 – збільшення у 3,2 рази порівняно з контролем (рис. 7).

Рис. 7. Середня площа листка рослин салату з насіння, обробленого сумішами лактобацил і висіяного в ґрунт

149149


Площу листової пластинки збільшували усі суміші лактобацил, крім кон-сорціуму з чотирьох штамів. ймовірно, у такому складному консорціумі по-чинається конкурентний антагонізм між штамами, і їх корисні властивості вза-ємно пригнічуються.

За результатами вимірювання середньої маси найбільший стимулювальний вплив також спостерігається у рослин, оброблених сумішшю ОНУ 12+991, в яких середня маса рослин збільшилася у 8,6 разів (рис. 8).

Рис. 8. Середня маса рослин салату, вирощених у ґрунті

Усі варіанти обробок лактобацилами, крім суміші з чотирьох штамів, під-вищували масу рослин. За обробки лише одним штамом ОНУ 12 також спо-стерігалося збільшення маси паростків у 3,7 разів. Консорціум з трьох штамів збільшував масу на 44%.

Отже, найкраще позитивний вплив консорціумів L. plantarum було видно на рослинах, висаджених у ґрунт, і на таких показниках, як середня площа листка і середня маса паростка, тобто на найбільш важливих для даної культури по-казниках. У чашках Петрі результати не були такими разючими, оскільки сте-рильні умови не враховують впливу патогенної мікробіоти ґрунту, яка активно впливає на рослину і може інгібувати її ріст. При висадженні у ґрунт контр-ольне насіння, вимочене лише у воді, інфікується фітопатогенами. Обробка до-слідних варіантів лактобацилами з їх відомими антагоністичними властивостя-ми запобігає негативному впливу мікроорганізмів ґрунту. Саме тому в умовах ґрунту спостерігається більша різниця між контрольними рослинами і росли-нами, що проросли з насіння, інокульованому лактобацилами.

Так само й вимочування насіння у одному з контролів – середовищі mrS, речовини якого позитивно впливають на ріст рослин, але й за висадки у ґрунт активно приваблюють ґрунтові патогени. Тому для найважливіших показників

150150


середньої площі листка і середньої маси паростка вплив бактеріальної суміші, вирощеної в mrS, виявився кращим.

Отримані результати підтверджують дані літератури щодо стимулювально-го впливу лактобацил на ростові характеристики рослин [6; 10].

Висновки

1. Стимулювальна дія лактобацил проявлялася краще у ґрунті, ніж у сте-рильних лабораторних умовах у чашках Петрі, що свідчить про доцільність тестування активності штамів за висівах обробленого насіння безпосередньо у ґрунт, без стадії досліджень in vitro.

2. Найкращий вплив на схожість насіння салату проявив консорціум L. plantarum ОНУ 12+991 (збільшення на 43,3% у ґрунті і на 16,6% у чашках Петрі порівняно з насінням, вимоченим у воді).

3. Усі варіанти обробок лактобацилами, крім суміші з чотирьох штамів (L. plantarum ОНУ 12+991+311+313), підвищували середню площу листка і масу рослин, а середня довжина стебел і листків покращувалася за обробок насіння салату усіма консорціумами і окремим штамом ОНУ 12.

4. Найбільше стимулювальний вплив лактобацил проявився на таких по-казниках, як середня площа листка і середня маса паростка салату, тобто на найбільш важливих для даної культури показниках. Середня маса рослин з на-сіння, обробленого сумішшю ОНУ 12+991, збільшилася у 8,6 разів, а середня площа листової пластинки – у 3,2 рази порівняно з контролем.

Висловлюємо щиру вдячність к.т.н., доценту Г. В. Ямборко за люб’язно на-

даний штам L. plantarum ОНУ 991.

список використаної літератури1. Рокицкий П. Ф. Биологическая статистика. – Минск: Вышейшая школа, 1973. – 320 с.2. de man J. c. a medium for the cultivation of lactobacilli / J. c. de man, m. rogosa, m. E. Sharpe // Journal of

applied Bacteriology. – 960. – № 23. – p. 130-135.3. Goffin P. Understanding the physiology of Lactobacillus plantarum at zero growth / p. Goffin, B. De Bunt,

m. Giovane, J. H. J. Leveaue, S. Hoppener-Ogawa, B. teusink, J. Hugenholtz // molecular Systems Biology. – 2010. – Vol. 6, № 431. doi: 10.1038/msb.2010.67.

4. Hamed H. A. In vivo efficacy of lactic acid bacteria in biological control against Fusarium oxysporum for protection of tomato plant / H. a. Hamed, y. a. moustafa, S. m. abdel-aziz // Life science J. – 2011. – Vol. 8. – p. 462–468.

5. Higa T. Effect of lactic acid fermentation bacteria on plant growth and soil humus formation / t. Higa, S. kinjo // proceedings of 1th int. conf. on kyusei Nature farming, khon kaen, thailand. – 1989. – p. 140–147.

6. Higa T. changes in the soil microflora induced by effective microorganisms / t. Higa, G. N. Wididana // proceedings of 1th int. conf. on kyusei Nature farming, khon kaen, thailand – 1989. – p. 153–162.

7. Limanska n. Effect of Lactobacillus plantarum on germination and growth of tomato seedlings / N. Limanska, t. ivanytsia, O. Basiul, k. krylova, V. Biscola, J.-m. chobert, V. ivanytsia, t. Haertle // acta physiologiae plantarum. – 2013. – Vol. 35, № 5. – p. 1587–1595.

8. Panchaban S. Effect of Em on growth and yield of corn // proceedings of 1th int. conf. on kyusei Nature farming, khon kaen, thailand. – 1989. – p. 132–139.

151151


9. Primavesi A. M. Effect of Lactobacillus inoculants, organic amendments and mineral elements on yield of onion and field bean // proceedings of 4th int. conf. on kyusei Nature farming, paris, france. – 1995. – p. 121–128.

10. Sadif D. Use of Bacillus subtilis and a Lactobacillus strain in the remediation of rail tracks / D. Sadif, t. kistner, H. Grueneberg, c. Oschmann, c. Ulrichs // Gesunde pflanzen. – 2005. – Vol. 57. – p. 193–198.

11. Salerno A. Leaf area estimation of radish from simple linear measurements / a. Salerno, c. m. rivera, y. rouphael, G. colla, m. cardarelli, f. pierandrei, E. rea, f. Saccardo // adv. Hort. Sci. – 2005. – Vol. 19. – p. 213–215.


В. м. Филимонов, А. Г. мерлич, Н. В. Лиманская Одесский национальный университет имени И. И. Мечникова, кафедра микро-биологии, вирусологии и биотехнологии, ул. дворянская, 2, Одесса, 65082, Украина

ВЛИЯНИЕ КОНсОРЦИУмА ШтАммОВ LACTOBACILLUS PLANTARUM НА РОстОВЫЕ ХАРАКтЕРИстИКИ сАЛАтА LACTUCA SATIvA L.

РезюмеИзучено влияние консорциумов штаммов L. plantarum на прорастание и ро-стовые характеристики салата Lactuca sativa L. в стерильных условиях in vitro и в почве в условиях теплицы. Стимулирующее действие лактобацилл лучше проявлялось в почве. Все протестированные консорциумы (L. plantarum ОНУ 12+991; ОНУ 12+991+311; ОНУ12+991+311+313 в концентрациях 2 % от су-точных культур) и штамм L. plantarum в отдельности увеличивали среднюю длину стеблей и листьев салата, а средняя площадь листа и масса растений увеличивалась в результате всех вариантов обработок, кроме консорциума из четырех штаммов. Наиболее эффективным выявился консорциум из двух штаммов L. plantarum ОНУ 12+991: средняя масса растений из семян, обрабо-танных смесью ОНУ 12+991, увеличилась в 8,6 раз, средняя площадь листовой пластинки – в 3,2 раз, а всхожесть в условиях почвы – на 43,3 %. Ключевые слова: всхожесть; морфометрические показатели; молочнокислые бактерии; бактериальные препараты; Lactuca sativa.

V. M. Filimonov, A. G. Merlich, N.V. LimanskaOdesa National mechnykov University, Department of microbiology, Virology and Biotechnology, 2, Dvorianska str., Odesa 65082, Ukraine

EFFECT OF CONSORTIA OF LACTOBACILLUS PLAnTARUM STRAINS ON GROWTH CHARACTERISTICS OF LACTUCA SATIvA L. SEEDLINGS

Abstract Being absolutely safe for human and animal health, bacteria of Lactobacillus genus are the perspective agents for biological control and plant growth stimulation in organic agriculture. the aim of the investigation was to study the effect of consortia

152152


of L. plantarum strains on germination and growth characteristics of lettuce Lactuca sativa L. Materials and methods. Germination and growth characteristics were studied under sterile conditions in vitro and in soil in a greenhouse. 2% of overnight cultures of lactobacilli mixed in equal proportions were used. Seeds were treated with bacterial suspensions for one hour. Results. in soil lactobacilli exhibited better stimulation activity than under the laboratory conditions in petri dishes. all the tested consortia (L. plantarum ОNU 12+991; ОNU 12+991+311; ОNU 12+991+311+313) and the strain L. plantarum ONU 12 separately increased the mean lengths of lettuce stems and leaves. the mean leaf area and weight of the plants were improved by all variants of the treatments except the consortium from the four strains. Conclusion. the most effective was the consortium from the two strains – L. plantarum ONU 12+991: the mean lenghts of the plants germinated from the seeds treated with the mixture ONU 12+991 increased 8.6 times, mean leaf area – 3.2 times, and germination under soil conditions increased by 43.3%. Key words: germination; morphometric characteristics; lactic acid bacteria; bacterial preparations

References1. rokitski pf (1973) Biological Statistics [Biologicheskaiia statistika], minsk: Vesheishaia shkola, 320 p.2. de man Jc, rogosa m, Sharpe mE (1960) “a medium for the cultivation of lactobacilli”, Journal of applied

Bacteriology, No 23, pp 130-135.3. Goffin p, de Bunt B, Giovane m, Leveaue JHJ, Hoppener-Ogawa S, teusink B, Hugenholtz J (2010)

“Understanding the physiology of Lactobacillus plantarum at zero growth”, molecular Systems Biology, No 6, 431. doi: 10.1038/msb.2010.67.

4. Hamed Ha, moustafa ya, abdel-aziz Sm (2011) “In vivo efficacy of lactic acid bacteria in biological control against Fusarium oxysporum for protection of tomato plant”, Life science J., No 8, pp 462–468.

5. Higa t, kinjo S (1989) “Effect of lactic acid fermentation bacteria on plant growth and soil humus formation”, proceedings of 1th int. conf. on kyusei Nature farming, khon kaen, thailand. p. 140–147.

6. Higa t, Wididana GN (1989) “changes in the soil microflora induced by effective microorganisms”, proceedings of 1th int. conf. on kyusei Nature farming, khon kaen, thailand. p. 153–162.

7. Limanska, ivanytsia t, Basiul O, krylova k, Biscola V, chobert J.-m, ivanytsia V, Haertle t (2013) “Effect of Lactobacillus plantarum on germination and growth of tomato seedlings”, acta physiologiae plantarum, Vol. 35, No 5, pp 1587-1595.

8. panchaban S (1989) “Effect of Em on growth and yield of corn”, proceedings of 1th int. conf. on kyusei Nature farming, khon kaen, thailand. p. 132–139.

9. primavesi am (1995) “Effect of Lactobacillus inoculants, organic amendments and mineral elements on yield of onion and field bean”, proceedings of 4th int. conf. on kyusei Nature farming, paris, france. p. 121 –128.

10. Sadif D, kistner t, Grueneberg H, Oschmann c, Ulrichs c (2005) “Use of Bacillus subtilis and a Lactobacillus strain in the remediation of rail tracks”, Gesunde pflanzen, Vol 57, pp 193–198.

11. Salerno a, rivera cm, rouphael y, colla G, cardarelli m, pierandrei f, rea E, Saccardo f. (2005) “Leaf area estimation of radish from simple linear measurements”, adv. Hort. Sci., No 19, pp 213–215.

ФіЗіОЛОГіЯ ЛЮДИНИ тА тВАРИН

155155


УДК 598.278:616 – 005.4 DOI 10.18524/2077-1746.2016.1(38).65062

О. А. мельничук, зав. лаб. електроміографіїс. Є. Швайко, к. б. н., доцентСхідноєвропейський національний університет імені лесі Українки, кафедра фізіології людини і тварин, вул. Потапова, 9, луцьк, 43025, Україна. e-mail: [email protected].

ФАКтОРНА стРУКтУРА ПАРАмЕтРіВ іЗОмЕтРИЧНОГО сКОРОЧЕННЯ EX vIvO м’ЯЗУ GASTROCnEMIUS MEDIALIS У ЛАБОРАтОРНИХ ЩУРіВ З ГОстРОЮ іШЕміЄЮ тАЗОВИХ КіНЦіВОК

Застосуванням методів аналізу головних компонент і обертання факторів у двовимірному просторі Варімакс та критерію кам’янистого осипу було знай-дено два фактори, що впливають на власну скоротливу здатність ішемізованого м’язу, яку реєстрували тензометричним методом. З’ясовано, що вона більше залежить від змінних, які навантажують перший фактор і характеризують біомеханічні властивості м’язового скорочення, тоді як другий, що пов’язаний з індексом втоми, є другорядним.

Ключові слова: гостра ішемія; м’язи; ізометричне скорочення; gastrocnemius medialis.

Фундаментальні дослідження м’язового скорочення, які були виконані у 1930–50 роках Хіллом [8] і Хакслі [9] стали підґрунтям для з’ясування біоме-ханічних властивостей скелетних м’язів [18], їх структурної організації [10] та особливостей функції [14]. Сучасні дослідження власної скоротливої здатності м’язів пов’язані з потребою впровадження нових методів і технологій у реабі-літаційній інженерії та підходах до диференціації м’язової дисфункції [7]. для вирішення цих практичних завдань широко застосовують метод біомеханічно-го аналізу м’язового скорочення ex vivo [16], який характеризується високою інформативністю [12].

Сьогодні залишається актуальною проблема виявлення ранніх ознак гострої ішемії [11], яка може завдати м’язам більших пошкоджень аніж хронічна [17] та є однією з найпоширеніших і часто смертельних міопатологій, що може від-буватися в будь-якому регіоні кінцівки або в дистальних відділах стопи [1]. частота її діагностування становить 13–17 випадків на 100000 осіб щороку, а рівень смертності досягає 18 % [7], перевищуючи в деяких випадках 25 % [5].

Водночас повідомляється про недостатню ефективність методів фармако-логічної та ендоваскулярної корекції гострої ішемії [13]. Згідно з клінічними спостереженнями її домінуючі симптоми пов’язані з болем (зазвичай це пер-ший прояв), який часто недостатньо чітко локалізований, або втратою рухової функції чи сенсорної чутливості кінцівки [4], які є важливою ідентифікаційною

© О. А. Мельничук, С. Є. Швайко, 2016

156156


ознакою для визначення терміновості виконання реваскуляризації [15]. Поряд з цим біомеханічний аналіз власної скоротливої здатності ішемізованого м’язу може дати важливу інформацію щодо оптимізації фармакологічної корекції цього синдрому, адже ізольовані м’язові препарати широко застосовуються для вирішення інших подібних завдань [16].

Метою дослідження було з’ясувати факторну структуру параметрів скорот-ливої здатності ex vivo м’язу gastrocnemius medialis у лабораторних щурів з гострою ішемією м’язів гомілки.

м атеріали та методи досліджень

Експерименти виконувались на 60-х здорових 5-місячних щурах-самцях інбредної лінії Вістар масою 160,37±13,81 г відповідно до біоетичного регла-менту [6]. Тварини були вирощені й утримувались у віварії лабораторії біофі-зики СНУ імені л есі Українки відповідно до правил зоогігієни.

Щурі були розділені випадковим чином на 4 групи: контрольну і 3 дослід-ні (тварини, в яких відтворювали 1, 3 й 6-годинну ішемію). д ля відтворення білатеральної ішемії в анестезованих щурів (тіопентал натрію («art Eri -Um», Україна) – 50 мг/кг, підтримуюча доза – 30 мг/кг, швидкість введення – 5–10 мл/ хв після попередньої премедикації 0,1 % атропіном («д З ГНцл С», Україна) нейлоновими лігатурами (відріз нейлонової нитки типу «А» d – 0,152 мм й L – 5 см «Gudebrod Nylon t hread», США) перев’язувалась артерія femoralis у ділянці femoris.

Ізометричне скорочення ex vivo м’язу gastrocnemius medialis реєструвалось тензометричним методом в омиваючому розчині Тіроде під час безпосередньої електричної стимуляції м’язового препарату через паралельні платинові елек-троди стимулятора прямокутними імпульсами (напруга 2 В, тривалість 0,2 мс, частота 50 Гц), які були сформовані у 12 циклічних стимуляційних патернів тривалістю 3 с й міжстимульним інтервалом 5 хв. Осцилограми скорочення м’язу відображались на моніторі персонального комп’ютера у вікні осцилогра-фа «iris USB-Oscilloscope», ТТОВ «Відео-Інтернет Технології», Україна), який був з’єднаний з комп’ютером через відповідне програмне забезпечення й аналі-зувались у комп’ютерній програмі Оrigin 7.0. («Origin Lab c .)АШС ,»noitaropro

Тетанічна сила (f tet) розраховувалась у % як різниця між ізоелектричною лінією і тетанічним піком. Різниця величин сили м’язу при кожній стимуляції розраховувалась як відношення амплітуди послідовних тетанусів ( ) до амп-літуди першого тетанусу ( , рис. 1а), яку вважали за 100 %:

Індекс втоми (fi ) ‒ розраховувався в частках від 1 як відношення (f tet) м’язу в кожному наступному тетанусі ( ) до f tet в попередньому ( ):

157157


час розвитку тетанічної сили (tp) – розраховувався в секундах (с) як різ-ниця між точками (р) ізоелектричної лінії, що відображують ftet(p2) і перше скорочення в тетанусі (р1; рис. 1а):

tp = р2 – р1

Індекс злиття (fui) – розраховувався в частках від 1 в середині першої, дру-гої і третьої третини осцилограми тетанусу як відношення амплітуди макси-мального розслаблення попереднього м’язового скорочення (х) до максималь-ної амплітуди наступного (y; рис. 1б):

fui = x/y

час скорочення (cttet) – розраховувався у мс в останньому м’язовому ско-роченні кожного тетанусу як різниця тривалості знайденого часового відрізку ізолінії між точками максимальної амплітуди цього скорочення (t1) i макси-мальної амплітуди (t0) передостаннього скорочення (рис. 1б):

cttet = t1 –t0

час напіврозслаблення (Hrttet) – розраховувався у мс в останньому ско-роченні кожного тетанусу як різниця тривалості знайденого часового відріз-ку ізолінії між точками максимальної амплітуди цього скорочення (t1) і часу її зменшення на половину (t2; рис. 1б):

Hrttet = t1 –t0

Рис. 1. Параметри ізометричного скорочення м’язу gastrocnemius medialis: а – тетанічне скорочення, б – останнє скорочення в тетанусі

(знизу представлений стимуляційний патерн і його часовий фрагмент)

158158


Темп зростання сили (f tet / ct tet) – розраховувався у кожному тетанусі як від-ношення показників (f tet) до (ct tet) і відображувався у %/мс (рис. 1б).

Темп спадання сили (f tet / Hrt tet) – розраховувався у кожному тетанусі як відношення показників (f tet) до ( tet) і відображувався у %/мс (рис. 1б).

Для відображення факторної структури параметрів скорочення м’язу були застосовані методи аналізу головних компонент і ортогонального обертання факторів у двовимірному просторі Варімакс. Максимальну кількість факторів визначали за критерієм Кеттеля (Statistica 6.0. «Statsoft inc», США).


За критерієм кам’янистого осипу було виділено 2 фактори, власні значення яких пояснюють 87,22 % загальної дисперсії. Отже здійснена факторизація до-статньо повна, а інші фактори можливо вважати незначимими.

Рис. 2. Діаграма критерію кам’янистого осипу

Як видно з рис. 3 (а-г) перший фактор характеризується високими фактор-ними навантаженнями через такі ознаки, як f tet, tp , f ui, ct tet, Hrt tet, f tet / ct tet і f tet / Hrt tet. д о другого фактора ввійшла змінна, яка пов’язана із низькочастот-ною м’язовою втомою (fi ). Тому перший фактор можливо інтерпретувати, як фактор найбільшого впливу на власну скоротливу здатність м’язу, оскільки він охоплює 73,70 % загальної дисперсії, а другий – слабкого, на який припадає 13,82 % цієї дисперсії.

Hrt

Anna

Выделение

159159


Рис. 3. Графік факторних навантажень в інтактних щурів (а) і в тварин із 1 (б), 3 (в) й 6-годинною (г) ішемією тазових кінцівок

Отримані результати показали, що зміст кожного фактора в інтактних щурів і в дослідних групах тварин подібний (рис. 3 а-г). В контролі перший фактор пояснює 77,41 % загальної дисперсії, а другий – 15,35 % (рис. 3а). Загалом вони охоплюють 92 % загальної дисперсії. Водночас у щурів із 1-годинною ішемією внесок першого фактора в загальну дисперсію становить 79,82 %, а другого – 14,43 % відповідно (рис. 3б). Обидва пояснюють 94,25 % цієї дис-персії. Аналогічно у тварин із 3-годинною ішемією перший фактор охоплює 73,22 %, а другий – 15,54 % загальної дисперсії (рис. 3в). Загалом – 88,76 % сумарної дисперсії. У щурів із 6-годинною ішемією перший фактор становить 80,23 %, а другий – 13,20 % від загальної дисперсії (рис. 3г). Обидва фактори пояснюють 93,43 % сумарної дисперсії. Варто зауважити, що в інтактних тва-рин і в щурів із 3-годинною ішемією зв’язок tp з першим фактором слабкий (рис. 3а, в), тоді як у тварин із 1- й 6-годинною ішемією факторні навантаження цієї змінної більші за модулем значення 0,7 (рис. 3 б, г).

Отже, отримана факторна структура параметрів ізометричного скорочення м’язу в щурів з гострою ішемією тазових кінцівок свідчить, що його власна скоротлива здатність більше залежить від змінних, які навантажують перший фактор і менше – від індексу втоми, який навантажує другий фактор (рис. 3б-г). Водночас ці результати показують, що біомеханічні характеристики м’язового

160160


скорочення не пов’язані з низькочастотною втомою. це означає, що вона роз-вивається незалежно від їх зміни.

Отримані результати узгоджуються зі спостереженням щодо незалежнос-ті зміни характеристик м’язового скорочення від зміни ізометричної сили [3], адже індекс втоми інтерпретується, як відсоток від початкової сили [2]. це пояснює відсутність його зв’язку з іншими параметрами скорочення м’язу і показує, що обидва чинники впливають на його власну скоротливу здатність незалежно один від одного. Тому втома може розглядатись як другорядний фактор зміни власної скоротливої здатності ішемізованого м’язу, яка більше залежить від зміни біомеханічних характеристик скорочення.

Висновки

Факторний аналіз дав можливість виокремити два фактори, які впливають на власну скоротливу здатність м’язу в щурів із гострою ішемією м’язів гомілки.

1) Перший фактор навантажують змінні, які характеризують біомеханічні властивості скорочення м’язу (ftet, tp, fui, cttet, Hrttet, ftet / cttet і ftet / Hrttet), що найбільше впливають на його власну скоротливу здатність у тварин з го-строю ішемією тазових кінцівок.

2) другий фактор пов’язаний із низькочастотною м’язовою втомою (fi) і може розглядатись другорядним. Тому подальші наукові пошуки будуть зосе-реджені саме на аналізі змін біомеханічних характеристик скорочення ex vivo ішемізованого м’язу.

список використаної літератури1. Baril D. t. Outcomes of lower extremity bypass performed for acute limb ischemia / D. t. Baril, V. i. patel,

D. r. Judelson [et al] // J. Vasc. Surg. – 2013. – Vol. 58, № 4. – Р. 949–956.2. cairns S. p. changes of surface and t-tubular membrane excitability during fatigue with repeated tetani in

isolated mouse fast- and slow-twitch muscle / S. p. cairns, a. J. taberner, D. S. Loiselle // Journal of applied physiology. – 2009. – Vol. 106, №. 1. – Р. 101–112.

3. cheng a. J. fatigue-induced reductions of torque and shortening velocity are muscle dependent / a. J. cheng, c. L. rice // med. Sci. Sports Exerc. – 2010. – Vol. 42, № 9. – p. 1651–1659.

4. creager m. a. acute limb ischemia / m. a. creager, J. a. kaufman, m. S. conte // N. J. med. – 2012. – Vol. 366, № 23. – p. 2198–2206.

5. Earnshaw J. acute ischaemia: Evaluation and decision making / J. cronenwett, k. Wayne eds. – rutherford’s Vascular Surgery. – 7th ed. – phildelphia, pa: Saunders Elsevier, 2010. – p. 2389–2398.

6. European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific pur-poses. – council of Europe: Strasbourg. – 1986. – № 123. – 52 p.

7. Hakim c. H. Evaluation of muscle function of the extensor digitorum longus muscle ex vivo and tibialis anterior muscle in situ in mice / c. H. Hakim, N. B. Wasala, D. Duan // J. Vis. Exp. – 2013. – Vol. 72. – e 50183.

8. Hill a.V. the heat of shortening and the dynamic constants of muscle / a. V. Hill / proc. r. Soc. Lond. B. – 1938. – Vol. 126. – p. 136–195.

9. Huxley H. E. Structural changes in muscle during contraction / H. E. Huxley, J. Hanson / Nature. – 1954. – Vol. 173. – p. 971–973.

10. Huxley H. E. changes in the cross-striations of muscle during contractions and streatch and their structural interpretation / H. E. Huxley, J. Hanson // Nature. – 1954. – Vol. 173. – p. 973–976.

11. kashyap V. S. Endo-vascular therapy for acute limb ischemia / V. S. kashyap, r. Gilani, J. f. Bena [et al] // Journal of vascular surgery. – 2011. – Vol. 53, № 2. – p. 340–346.

161161


12. koren k. Differences between skeletal muscle contractile parameters estimated from transversal tensiomyo-graphic and longitudinal torque twitch response / k. koren, B. Šimunič, E. rejc [et al] // kinesiology. – 2015. – Vol. 47, № 1. – Р. 19–26.

13. Lyden S. p. Endovascular treatment of acute limb ischemia: review of current plasminogen activators and me-chanical thrombectomy devices / S. p. Lyden // perspectives i vascular surgery and endovascular therapy. – 2010. – Vol. 22, № 4. – p. 219–222.

14. macintosh B. r. Skeletal muscle fatigue regulation of excitation-contraction coupling to avoid metabolic catas-trophe / B. r. macintosh, r. J. Holash, J. m. renaud // J. cell Sci. – 2012. – Vol. 125, pt 9. – p. 2105–2114.

15. Naidoo N. G. acute lower extremity ischaemia / N. G. Naidoo, p. S. rautenbach, D. kahn // cmE. – 2013. – Vol. 31, № 6. – p. 201–205.

16. park k. H. Ex vivo assessment of contractility, fatigability and alternans in isolated skeletal muscles / k. H. park, L. Brotto, O. Lehoang [et al] // J. Vis. Exp. – 2012. – Vol. 69. – e 4198.

17. tang G. L. the effect of gradual or acute arterial occlusion on skeletal muscle blood flow, arteriogenesis, and inflammation in rat hind limb ischemia / G. L. tang, D. S. chang, r. Sarkar [et al] // J. Vasc. Surg. – 2005. – Vol. 41, № 2. – p. 312–320.

18. yue Hong y. Studios on biomechanics of skeletal muscle based on the working mechanism of myosin motors: an owerview / y. yue Hong, G. Zhao, c. xing [et al] // chinese science bulletin. – 2012. – Vol. 57, № 35. – Р. 4533–4544.


А. А. мельничук, с. Е. Швайко,Восточноевропейский национальный университет имени леси Украинки, кафедра физиологии человека и животных, ул. Потапова, 9, луцк, 43025, Украина, e-mail: [email protected].

ФАКтОРНАЯ стРУКтУРА ПАРАмЕтРОВ ИЗОмЕтРИЧЕсКОГО сОКРАЩЕНИЯ EX vIvO мЫШЦЫ GASTROCnEMIUS MEDIALIS У ЛАБОРАтОРНЫХ КРЫс с ОстРОЙ ИШЕмИЕЙ тАЗОВЫХ КОНЕЧНОстЕЙ

РезюмеПрименением методов анализа главных компонент, ортогонального вращения факторов в двухмерном пространстве варимакс и критерия каменистой осыпи было выявлено два фактора, которые влияют на собственную сократительную способность мышцы в изометрическом режиме у крыс с острой ишемией го-лени (1, 3 и 6 ч), воспроизводимой методом компрессионной окклюзии арте-рии femoralis. Тетаническое сокращение мышцы регистрировалось тензомет-рическим методом в течение 60 мин при ее раздражении через параллельные электроды стимулятора прямоугольными импульсами (напряжение – 2 В, дли-тельность – 0.2 мс, частота – 50 Гц), которые были сформированы в 12 цик-лических стимулирующих паттернов длительностью 3 с и периодом 5 мин. Выяснено, что первый фактор нагружают переменные, которые характеризи-руют биомеханические свойства мышечного сокращения, а второй – индекс мышечной усталости. Сделан вывод о зависимости собственной сократитель-ной способности ишемизированной мышцы от переменных первого фактора и влияния усталости, как второстепенной. Ключевые слова: острая ишемия; мышцы; изометрическое сокращение; gastrocnemius medialis.

162162


O. A. Melnуchuk, S. Ye. Shvaiko,Lessia Ukrainka Eastern European National University, Department of Human and animal physiology 9, potapov str, Lutsk, 43025, Ukraine. e-mail: [email protected].

FACTOR STRUCTURE OF PARAMETERS OF EX vIvO MUSCLE GASTROCnEMIUS MEDIALIS ISOMETRIC CONTRACTION IN LABORATORY RATS WITH ACUTE PELVIC LIMB ISCHEMIA

Abstracttwo factors that affect the own muscle contractile ability in isometric mode in rats with acute shim ischemia (1, 3 and 6 h), reproduced by compression of artery femoralis occlusion, were found by the application of method of analysis of the principal components, method of orthogonal rotation of factors in two-dimensional space varimax and scree plot criterion. tetanic contraction of the muscle was recorded by the strain gauge method for 60 minutes. the muscle was irritated through rectangular pulses (voltage 2 V, 0.2 ms duration, frequency 50 Hz), which were formed in 12 cyclical stimulus patterns 3 sec duration and 5 min period. it was found that the first factor was loaded by variables that characterize the biomechanical muscle contraction properties: muscle strength, the time to peak tension, fusion index, muscle contraction and half-relaxation time, muscle strength increase during tetanic contraction and its reduction during tetanic half-relaxation, and the second factor – muscle fatigue index. the conclusion about the dependence of own ischemic muscle contractile ability in rats on variables of the first factor and influence of fatigue as a secondary factor was made. Key words: acute ischemia; isometric muscle contraction; muscle contraction pa-rameters; muscle gastrocnemius medialis

References1. Baril Dt, patel Vi, Judelson Dr, Goodney pp, mcphee Jt, Hevelone ND, cronenwett JL, Schanzer a (2013)

Outcomes of lower extremity bypass performed for acute limb ischemia, J Vasc Surg, 58 (4), рр 949-956.2. cairns Sp, taberner aJ, Loiselle DS. (2009). changes of surface and t-tubular membrane excitability during

fatigue with repeated tetani in isolated mouse fast- and slow-twitch muscle, Journal of applied physiology, 106 (1), рр. 101-112.

3. cheng aJ, rice cL (2010) fatigue-induced reductions of torgue and shortening velocity are muscle dependent, med Sci Sports Exerc, 42 (9). рр 1651-1659.

4. creager ma, kaufman Ja, conte mS (2012) acute limb ischemia, NJ med, 366, рр. 2198-2206. 5. Earnshaw J (2010) acute ischaemia: Evaluation and decision making. in: cronenwett J, Wayne k rutherford’s

Vascular Surgery. 7th ed. phildelphia, pa: Saunders Elsevier рр 2389-2398.6. council of Europe (1986) European convention for the protection of Vertebrate animals Used for Experimental

and other Scientific purposes. available: http://m.likumi.lv/doc.php?id=212329. Last accessed 29 march 2016. 7. Hakim cH, Wasala NB, Duan D (2013) Evaluation of muscle function of the extensor digitorum longus muscle

ex vivo and tibialis anterior muscle in situ in mice, J Vis Exp, 72, e 50183.8. Hill aV (1938) the heat of shortening and the dynamic constants of muscle, proc r Soc Lond B, 126,

рр 136-195.9. Huxley HE, Hanson J (1954) Structural changes in muscle during contraction. Nature, 173, рр 971-973.10. Huxley HE, Hanson J (1954) changes in the cross-striations of muscle during contractions and streatch and

their structural interpretation, Nature, 173, рр 973-976.11. kashyap VS, Gilani r, Bena Jf, Bannazadeh m, Sarac tp (2011) Endo-vascular therapy for acute limb isch-

emia. Journal of vascular surgery, 53 (2), рр 340-346.

163163


12. koren k, Šimunič B, rejc E, Lazzer S, pišot r (2015) Differences between sceletal muscle contractile param-eters estimated from transversal tensiomyo-graphic and longitudinal torque twitch response, kinesiology, 47 (1), рр 19-26.

13. Lyden Sp (2010) Endovascular treatment of acute limb ischemia: review of current plasminogen activators and mechanical thrombectomy devices, perspectives i vascular surgery and endovascular therapy, 22 (4), рр 219-222.

14. macintosh Br, Holash rJ, renaud Jm (2012) Skeletal muscle fatigue regulation of excitation-contraction cou-pling to avoid metabolic catastrophe. J cell Sci, 125 (pt 9), рр 2105-2114.

15. Naidoo NG, rautenbach pS, kahn D (2013) acute lower extremity ischaemia. cmE, 31(6), рр 201-205. 16. park kH, Brotto L, Lehoang O, Brotto m, ma J, Zhao x (2012) Ex vivo assessment of contractility, fatigability

and alternans in isolated skeletal muscles, J Vis Exp, 69, e 4198. 17. tang GL, chang DS, Sarkar r, Wang r, messina Lm (2005) the effect of gradual or acute arterial occlusion

on skeletal muscle blood flow, arteriogenesis, and inflammation in rat hindlimb ischemia, J Vasc Surg, 41 (2), рр 312 – 320.

18. yue Hong y, Zhao G, xing c, yuan Jine f (2012) Studios on biomechanics of skeletal muscle based on the working mechanism of myosin motors: an owerview, chinese science bulletin, 57 (35), рр 4533-4544.

164164


ПРАВИЛА ДЛЯ АВтОРіВ

1. ПРОФіЛЬ ЖУРНАЛУ

1.1. «Вісник Одеського національного університету. Біологія» здійснює такі публікації:

1. Наукові статті2. Короткі повідомленняЗ. Бібліографія.4. Матеріали конференцій.5. Рецензії6. Матеріали з історії науки та університету1.2. У певному конкретному випуску один автор має право надрукувати тіль-

ки одну самостійну статтю1.3. Мова видання — українська, російська, англійська1.4. до редакції «Вісника...» подаєтьсяВідредагований і погоджений з редколегією текст статті, записаної на елек-

тронному носії у форматі *.dос (гарнітура times New roman (cyr), кегль 14, відстань між рядками 1,5 інтервали; поля: ліве — 2,5 см, праве — 1,5 см, верхнє — 2 см, нижнє — 2 см), набраний без застосування функції «Розстановка пере-носів» та два підписаних екземпляри “роздруківки” з неї.

Резюме двома мовами (зразок оформлення публікації наведено наприкінці Правил).

Рекомендація кафедри або наукової установи до друку

2. ПіДГОтОВКА стАтті – ОБОВ’ЯЗКОВі сКЛАДОВі

Оригінальна стаття має включати:2.1. Вступ, в якому обговорюють актуальність проблеми, формулюють мету

та основні завдання дослідження2.2. Матеріали і методи дослідження2.3. Результати дослідження2.4. Аналіз результатів або їх обговорення 2.5. Висновки2.6. Список використаної літератури та references 2.7. Анотація мовою оригіналу статті та українською, якщо стаття подаєть-

ся російською або англійською мовами і резюме (українською, англій-ською)

2.8. Ключові слова

165165


3. ОФОРмЛЕННЯ РУКОПИсУ, ОБсЯГ. ПОсЛіДОВНістЬ тА РОЗтА-ШУВАННЯ ОБОВ’ЯЗКОВИХ сКЛАДОВИХ стАтті

3.1. Обсяг рукопису наукової статті (з урахуванням малюнків, таблиць і під-писів до них, анотацій, резюме, списку літератури) — 8-15 сторінок друковано-го тексту, оглядів — до 20 сторінок, рецензій — до 3 сторінок, коротких пові-домлень — до 2 сторінок. Рукописи більшого обсягу приймаються до журналу тільки після попереднього узгодження з редколегією.

3.2. Послідовність друкування окремих складових наукової статті має бути такою:

1. УдК – в лівому верхньому кутку першого аркуша2. Прізвище та ініціали автора (авторів) мовою статті, вчений ступінь та

посада.3. Назва наукової установи (в тому числі відділу, кафедри, де виконано

працю).4. Повна поштова адреса (за міжнародним стандартом), телефон та елект-

ронна адреса (e-mail) для співпраці з авторами.5. Назва статті. Вона повинна точно відбивати зміст праці, бути короткою

(в межах 9 повнозначних слів), містити ключові слова.6. Анотація мовою оригіналу друкується перед початком статті з відступом

20 мм від лівого поля. Містить не більше 50 повнозначних слів і передує (окремим абзацом) основному тексту статті.

7. Під анотацією друкуються ключові слова, які відокремлюються крапкою з комою.

8. далі йде текст статті, що включає основні змістові розділи, список ви-користаної літератури.

9. Таблиці та малюнки разом з підписами та необхідними поясненнями до них розміщуються у тексті статті, після першого згадування про них у тексті

10. На окремому аркуші подаються анотація (російською мовою для україно мовних статей та українською мовою для російсько- та англомов-них статей) та резюме (українською та англійською мовами), оформле-них таким чином: прізвище та ініціали автора (авторів), назва наукової установи, повна поштова адреса установи, назва статті, слово “Резюме” (abstract), текст резюме, ключові слова. Резюме повинне бути зрозумі-лим без звертання до самої публікації включати актуальність проблеми, мету, методи дослідження, основні результати дослідження, висновки та конкретні пропозиції автора. Об’єм резюме 150-280 слів. З основни-ми вимогами до «Резюме» можна ознайомитись на сайті http://visbio.onu.edu.ua/about/submissions#authorGuidelines.

3.3 Стаття повинна бути підписана автором (авторами).

166166


4. мОВНЕ ОФОРмЛЕННЯ тЕКстУ: тЕРміНОЛОГіЯ. УмОВНі сКОРОЧЕННЯ, ПОсИЛАННЯ. тАБЛИЦі, сХЕмИ, мАЛЮНКИ

4.1. Автори несуть повну відповідальність за бездоганне мовне оформлення тексту, за правильну українську наукову термінологію (її слід звіряти за фахо-вими термінологічними словниками).

4.2. латинські біологічні терміни (назви видів, родів) подаються обов’язково латиницею і курсивом. За першого вживання латинської назви у дужках слід обов’язково подати український відповідник назви.

4.3. Якщо часто повторювані у тексті словосполучення автор вважає за по-трібне скоротити, то такі абревіатури за першого вживання наводять у дужках. Наприклад: селекційно-генетичний інститут (далі СГІ).

4.4. Посилання на літературу подаються у тексті статті, обов’язково у ква-дратних дужках, цифрами. цифра в дужках позначає номер праці у «Списку використаної літератури». Назви праць у списку літератури розташовуються у алфавітному порядку і оформлюються за ГОСТ 7.1:2006 (див. «Бюлетень ВАК України, 2009, № 5, с 26-30).

4.5. цифровий матеріал, по можливості, слід зводити у таблиці і не дублю-вати у тексті. Таблиці повинні бути компактними, мати порядковий номер; графи, колонки мають бути точно визначеними логічно і графічно. цифровий матеріал таблиць повинен бути оброблений статистично. Матеріал таблиць (як і малюнків) повинен бути зрозумілим незалежно від тексту статті.

При об’єднанні декількох рисунків або фотографій в один рисунок рекомен-дується позначати кожен з них прописними літерами знизу. Наприклад:

а б

Рис. Кристали (а) та ендоспори (б) штаму Bacillus sp. OnU29, отримані методом електронної мікроскопії

4.6. Рисунки виконуються у програмах “діаграма microsoft Graph” або “діа-грама microsoft Excel” та вставляються у текст. Кожна крива на рисунку пови-нна мати номер, зміст кривих пояснюється у підписах під рисунком. На осях абсцис і ординат рисунка зазначається лише величина, що вимірюється, і роз-мірність в одиницях СІ (%, мм, г і т.п.).

167167


4.7. У розділі «Результати досліджень» (якщо цей розділ не поєднаний з «Аналізом результатів», див. 2.4) необхідно викласти лише виявлені ефекти без коментарів — всі коментарі та пояснення подаються в і результатів». При викладі результатів слід уникати повторення змісту таблиць та рисунків, а звертати увагу на найважливіші факти та певні закономірності, що з них ви-пливають. Математичні (хімічні) формули виконуються засобами внутрішньо-го редактора формул «microsoft Equal” і, при потребі, нумеруються.

4.8. У розділі “Аналіз результатів” необхідно показати причинно-результативні зв’язки між встановленими ефектами, порівняти отриману ін-формацію з даними літератури і наголосити на виявлених нових даних. При аналізі слід посилатися на ілюстративний матеріал статті. Аналіз має закінчу-ватися відповіддю на питання, поставлені у вступі.

Редколегія має право редагувати текст статей, рисунків та підписів до них, погоджуючи відредагований варіант з автором, а також відхиляти рукописи, якщо вони не відповідають вимогам «Вісника ОНУ. Біологія». Рукописи ста-тей, що прийняті до публікування, авторам не повертаються.

5. ЛітЕРАтУРА

Список літератури друкується мовою оригіналу відповідної праці. Назви праць у списку літератури розташовуються у алфавітному порядку і оформлю-ються за ГОСТ 7.1:2006

додатково у електронному варіанті необхідно додати references оформлений згідно міжнародним стандартам за гарвардським стилем (ВSi) на англійській мові. При оформленні російськомовного джерела іншою мовою після переве-дення джерела в [квадратних дужках] вказується транслітерування російського вихідного джерела в тих же рамках оформлення на англійську мову. детальну інформацію та приклади можна отримати на сайті http://visbio.onu.edu.ua/about/submissions#authorGuidelines.

Приклади бібліографічних описань за ГОст 7.1:2006

Книги, монографії, атласи, словники1. Горячковский А. М. Клиническая биохимия в лабораторной диагнос-

тике: [справочное пособие] / А. М. Горячковский. — Одесса: Екология, 2005. — 616 с.

2. Эккерт Р. Физиология животных. Механизмы и адаптация / Р. Эккерт, д. Рэнделл, дж. Огастин; пер. с англ. Н. Н. Алипова, М. И. Харченко. — Москва: Мир, 1992. — 344 с. — (Т. 2)

3. Поздеев О. К. Медицинская микробиология: учебник для ВУЗов / под ред. В. И. Покровского. — М.: ГЭОТАР-МЕд, 2002. — 786 с.

4. Определитель высших растений Украины / д. Н. доброчаева, М. И. Ко-тов, Ю. Н. Прокудин и др. — Киев: Наукова думка, 1987. — 548 с.

168168


5. Анатомія пам’яті: атлас схем і рисунків провідних шляхів і структур нер-вової системи, що беруть участь у процесах пам’яті: посіб. для студ. та лікарів / О. л. дроздов, л. А. дзяк, В. О. Козлов, В. д. Маковецький. — 2-ге вид, розшир. та доповн. – дніпропетровськ: Пороги, 2005. — 218 с.

6. Українсько-німецький тематичний словник / [уклад. Н. Яцко та ін.]. — Київ: Карпенко, 2007. — 219 с.

Статті із журналів 1. Андриевский А. М. Онтогенетические особенности пептидгидролазной

активности экстрактов тканей Drosophila melanogaster / А. М. Андриев-ский, С. В. Катаненко, В. Н. Тоцкий // Укр. биохим. журн. — 1982. — Т.5 4, № 5. — С. 519–524.

2. Zhou S. Drug bioactivation, covalent binding to target proteins and toxicity relevance / S. Zhou, E. chhan, W. Duan, f. Newmen // Drug metab rev. — 2005. — Vol. 37 (1) — p. 41–213.

Збірки1. Андриевский А. М.Спектр тканевых карбоксиэстераз в онтогенезе сус-

лика крапчатого (Spermophilus suslicus Guld.) / А. М. Андриевский, Ю. Н. Олейник, В. А. Кучеров, А. С. Асманская // Генетика в современ-ном обществе: науч. конф., 3–5 окт. 2004 г.: тезисы докл. — Харьков, 2004. — С. 12.

2. Селекция in vitro генотипов пшеницы с комплексной устойчивостью к фузариозу злаков / Е. А. Клечковская, С. А. Игнатова, А. И. Слепченко и др. // Биология клеток растений in vitro, биотехнология и сохранение генофонда: Vii междунар. симп.: труды. — Москва, 2001. — С. 372.

3. De Man J. C. cell transfer and interferon Studies / J. c. De man, m. rogosa, m. E. Sharpe // abstracts of the V international symposium of immunophar-macology,17–21 may 2004: proc. of conf, Quebec, 2004. — p. 31.

Дисертації, автореферати дисертації1. Олярник О. О. дослідження процесів перекисного окислення ліпідів та

активності ферментів антиоксидантного захисту при цукровому діабеті: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня, канд. біол. наук: 03.00.04 “Био-химия” / О. О. Олярник. — К., 2007. — 17 с.

2. Олярник О. О. дослідження процесів перекисного окислення ліпідів та активності ферментів антиоксидантного захисту при цукровому діабеті: дис… канд. біол. наук: 03.00.04 / Олексій Олексійович Орляник. — Київ, 2007. — 117 с.

3. Патент України СО7д 243/24 ФС № 953812. Способ отримання 3-окси-7-бром-5(орто-хлор)-бенздиазепина / И. И. Иванов; заявитель и патен-тообладатель Физико-химический институт им. А. В. Богатского. – № 19803; Заявл. 09.04.90; опубл. 22.06.92; НКИ 355/68. — 3 с.

169169


Депоновані наукові роботи, патенти, авторські свідоцтво1. Рябушко Л. И. Микрофитобентос Филлофорного поля Зернова. – Севас-

тополь: деп. в ВИНИТИ 11.07.91 г., № 2981. — В91, 1991. — 28 с.2. Патент України СО7д 243/24 ФС № 953812. Способ отримання 3-окси-

7-бром-5(орто-хлор)-бенздиазепина / И. И. Иванов; заявитель и патентообла-датель Физико-химический институт им. А. В. Богатского. – № 19803; Заявл. 09.04.90; опубл. 22.06.92; НКИ 355/68. — 3 с.

Приклади бібліографічних описань за BSI

Книги1. Horiachkovskii a. m. (2005) clinical Biochemistry in laboratory diagnostics

[klinicheskaia biokhimiia v laboratornoi diahnostike], Odessa: Ecology, 616 p.2. Dobrochaeva D. N., kotov m. i., prokudin yu. N. (1987) the determinant of

higher plants of Ukraine [Opredelitel visshih rastenii Ukrainy], kiev, 548 p.

Книги під редакцією3. pozdeev O. k. (2002) medical microbiology: a textbook for high schools. in

editor: pokrovskiy V. i. [meditsinskaia microbiolohiia: uchebnik dlia VUZ], mosk-va: GEOtar-mED, 786 p.

Статті, збірки4. andrievskii a. m., katanenko S. V., totskii V. N. (1982) “Developmental fea-

tures peptidgidrolazy activity of extracts of tissues Drosophila melanogaster” [“On-toheneticheskie osobennosti peptidhidrolazonoi aktivnosti ekstraktov tkanei Dro-sophila melanogaster”], Ukr. biochemistri J, No 54, 5, pp 519-524.

5. klechkovskaia E. a., ihnatova c. a., Slepchenko a. i. (2010) “Selection of in vitro wheat genotypes with complex resistance to fusarium cereals”, Biology of plant cells in vitro, biotechnology and the preservation of the gene pool, Vii international Symposium [“Selektsiia in vitro henotipov pshenitsi s kompleksnoi ustoichivostiu k fuzariozu zlakov” Biolohiia kletok rastenii in vitro, biotekhnolohiia i sokhranenie henofonda], moskow, p 372.

6. De man J. c. (2004) “cell transfer and interferon Studies”, abstracts of the V international symposium of immunopharmacology, 17–21 may 2004: proc. of conf, Quebec, p. 31.

Дисертації, автореферати 7. Oliarnyk O. O. (2007) the study of lipid peroxidation and activity of antioxidant

enzymes in diabetes [Doslidzhennia protsessiv perekysnoho okyslennia lipidiv ta aktyvnosti fermentiv antyoksydantnoho zakhystu pry tsukrovomu diabeti. dis….kand. biol. nauk], kiev, 117 p.

170170


6. Зразок оформлення публікації

УДК 615.015.11:615.261.1:615.032

і. А. Кравченко1,2, д-р біол. наук, професорБ. В. Приступа1, аспірантА. О. Кобернік1, канд. біол. наук, старший викладач 1Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, кафедра фармацевтичної хімії,вул. дворянська, 2, Одеса, 65082, Україна. e-mail: [email protected]Фізико-хімічний інститут імені О.В. Богатського НАН України, люстдорфська дорога, 86, Одеса, 65080.

ПРОтИЗАПАЛЬНА АКтИВНістЬ ЕстЕРіВ іБУПРОФЕНУ ПРИ тРАНсДЕРмАЛЬНОмУ ВВЕДЕННі

На моделі карагенін-індукованого запалення встановлено, що рівень протизапальної активності складних естерів ібупрофену з різною довжиною вуглеводневого ланцюга при їх трансдермальному введенні за показниками динаміки зміни ширини та об’єму осередку запалення не поступаються ефекту референт-препарату – мазі ібупрофену, а у випадку використання довголанцю-гових естерів навіть перевищують його ефект.

Ключові слова: протизапальна активність, НПЗЗ, естери ібупрофену, карагенін, трансдермальне введеня.

... Текст вступу до статтіМатеріали та методи дослідженьТекст матеріалів та методів роботиРезультати та їх обговоренняВикладення результатів та їх аналіз Висновки

список використаної літератури1. Головенко Н. Я. Биохимическая фармакология пролекарств / Н. Я. Головенко, И. А. Кравченко. – Одесса:

Екологiя, 2007. – 358 с.2. Morris C. J. carrageenan-induced paw edema in the rat and mouse / c. J. morris // methods mol. Biol. –

2003. – V. 225. – p. 121.

И. А. Кравченко1,2, Б. В. Приступа1, A. A. Коберник1

1Одесский национальный университет имени И. И. Мечникова, кафедра фармацевтической химииул. дворянская, 2, Одесса, 65082, Украина, e-mail: [email protected]Физико-химический институт имени А. В. Богатского НАН Украины, люстдорфская дорога, 86, Одесса, 65080

171171


ПРОтИВОВОсПАЛИтЕЛЬНАЯ АКтИВНОстЬ сЛОЖНЫХ ЭФИРОВ ИБУПРОФЕНА ПРИ тРАНсДЕРмАЛЬНОм ВВЕДЕНИИ

РезюмеВ результате проведенного исследования было показано, что уровень противо-воспалительной активности эфиров ибупрофена с разной длиной углеродной цепи при их трансдермальном введении по показателям динамики изменения объема очага воспаления не уступают эффекту референт-препарата – мази ибу-профена на модели карагенин-индуцированого воспаления. А в случае исполь-зования длинноцепочечных эфиров действуют лучше препарата сравнения. Ключевые слова: противовоспалительная активность, эфиры, ибупрофен, каррагенин, трансдермальное введение.

I. A. Kravchenko1,2, B. V. Prystupa1, A. O. Kobernik1

1Odesa National mechnykov University, pharmaceutical chemistry Department2, Dvoryanska str., Odesa, 65082, Ukraine, e-mail: [email protected]. V. Bogatsky physico-Сhemical Іnstitute of NaS Ukraine86, Lustdorfska doroga, Odesa, 65080, Ukraine

ANTI-INFLAMMATORY ACTIVITY OF IBUPROFEN ESTERS BY TRANSDERMAL DELIVERY

Abstractthe goal of this study was to investigate the anti-inflammatory activity of ibupro-fen esters ointment after their transdermal application on the model of carrageenan-induced inflammation in experimental animals. in this paper, we have studied the transdermal delivery of ibuprofen esters with methyl, ethyl, octyl and heptyl radicals.the anti-inflammatory activity was assessed on the basis of inhibition of paw edema induced by the injection of 0.2 ml of 0.2 % solution of carrageenan (an edematogenic agent) into the subplantar region of the hind paw of the rat. the ointments were consisted of pEG -1500, pEO -400 and 1,2- propylene glycol in the following proportions: 4 : 2: 3 and consisted 5 % of ibuprofen esters. for comparison, 5 % ibuprofen ointment (cream Dolhit) was used. paw volumes were measured at the beginning of the experiment with a plethysmometer. as a result of the study, it was shown that the level of anti-inflammatory activity ointment with ibuprofen esters with different length of radical in transdermal delivery was not different from anti-inflammatory activity of the commercial referent drug – ibuprofen ointment and in some cases, were more active.We shown that the transdermal delivery of methyl, ethyl and heptyl esters of ibuprofen reduces the level of white blood cells in the blood of experimental rats to the level of physiological norm at the 4th day, after a significant level increase in the acute phase of inflammation.Key words: anti-inflammatory activity, NSaiDs, ibuprofen esters, carrageenan, transdermal delivery.

Підписано до друку 16.06.2016 р. Формат 70×108/16. Ум. друк. арк. 15,05. Тираж 100 прим. Зам. № 1439.

Видавець і виготовлювачОдеський національний університет імені І.І. Мечникова

Свідоцтво суб’єкта видавничої справи дК № 4215 від 22.11.2011 р.65082, м. Одеса, вул. Єлісаветинська, 12, Україна

Тел.: (048) 723 28 39e-mail: [email protected]

odesa national university herald Вестник...

Documents