Cytogenetic polymorphism of seed progeny of introduced plants on the example of Rhododendron ledebourii Pojark.

Abstract

Аннотация. Проведено исследование цитогенетического полиморфизма семенного потомства рододендрона Ледебура (Rhododendron ledebourii Pojark.) в условиях Центрального Черноземья. По совокупности цитогенетических показателей проростки разделены на группы, различающиеся по степени стабильности генетического материала (слабомутабильная, мутабильная и промежуточные). Дана цитогенетическая характеристика каждой выделенной группы. У семенного потомства мутабильной группы выявлено снижение митотической активности (6,7 ± 0,2 %); возрастание числа клеток на стадии профазы митоза (55,3 ± 2,3 %); увеличение уровня патологий митоза (4,0 ± 0,6 %), указывающее на высокую цитогенетическую нестабильность; повышение уровня клеток с остаточными ядрышками (13,4 ± 1,4 %) и площади поверхности одиночных ядрышек (79,4 ± 1,8 %), что связано с изменением биосинтетических процессов у проростков данной группы. Слабомутабильная группа проростков характеризуется повышенной митотической активностью (9,1 ± 0,2 %) и низкими значениями цитогенетических нарушений (1,2 ± 0,2 %). В промежуточных группах отмечаются разнонаправленные тенденции изменения цитогенетических показателей: две из них сходны с мутабильной, две другие-со слабомутабильной группой. Сходные с мутабильной промежуточные группы характеризуются более низким (по сравнению с мутабильной группой) уровнем патологий митоза и клеток с остаточными ядрышками, более высокой площадью поверхности одиночных ядрышек и большим числом ядрышек активного типа. Промежуточные группы, близкие по своим цитогенетическим характеристикам к слабомутабильной, имеют по сравнению с ней более низкий митотический индекс, большую площадь поверхности одиночных ядрышек, в данных группах возможна задержка клеток на стадии профазы митоза и возрастание числа метафаз-анафаз с остаточными ядрышками. Сравнение результатов эксперимента с ранее полученными данными для других древесных растений показало, что в мутабильных группах проростков увеличивается уровень патологий митоза и расширяется их спектр с преобладанием нарушений, связанных с фрагментацией хромосом. Слабомутабильная группа характеризуется минимальными значениями патологий митоза с большим числом мостов в спектре нарушений (71,3 %).

Cytogenetic polymorphism of seed progeny of walnut (Juglans regia L.) during introduction in the Central Chernozem Region

“…In anaphase and telophase, persistent nucleoli were usually pushed to one of the poles of the cell. The appearance of persistent nucleoli in dividing cells was probably due to compensatory protein synthesis necessary for maintaining normal mitosis (Butorina et al, 1997;Burmenko et al, 2018). It should be noted that this functional impairment was rather rare in walnut cells in comparison with other studied deciduous species, which confirms the assumption about the stability of the cell division processes under natural conditions new to the species.…”

“…High indices of this criterion were also found in the study of polymorphism based on cytogenetic indices in seedlings of another introduced speciesrhododendron belonging to the mutable group. This phenomenon is considered as being a frequent case of increased nucleolar activity and is the mechanism providing the adaptation to adverse environmental conditions (Butorina et al, 1997;Burmenko at al., 2018). In the mutable group of seedlings, there is a whole spectrum of nucleoli types described for the walnut seedlings.…”

“…Similar studies were conducted for the rhododendron (Rhododendron ledebourii Pojark. ), introduced into the Central Chernozem Region (Burmenko et al, 2018).…”

Using pyrimidinecarboxylic acids as growth stimulants for Rhododendron ledebourii Pojark and Rhododendron smirnowii Trautv.

“…It has been reported about the antioxidant activity in Rhododendron leaves, connections between this characteristic in maternal plant and the cytogenetic structures in the seedlings of the Rhododendron species (Vostrikova et al, 2022). Cytogenetic polymorphism of seed progeny of introduced plants has been studied on the example of Rhododendron ledebourii (Burmenko et al, 2018). It has been revealed the high seeds quality.…”