Материал: 4693

16

У лиственницы мужские и женские шишечки сидят поодиночке на укороченных побегах (рисунок 12). Женские шишечки окрашены в светлозеленый или малиновый цвет. Устроена шишечка лиственницы так же, как и шишечка сосны: состоит из парных чешуй – кроющей и семенной. На семенной чешуе лежат открыто две семяпочки. После опыления шишечка быстро развивается, а к осени созревают семена. Мужские шишечки сидят поодиночке на укороченных побегах, представляют собой желтые «шарики», которые состоят из чешуевидных тычинок.

Рисунок 12 - Строение генеративных побегов лиственницы:

1 – общий вид дерева; 2 – ветвь с укороченными побегами и хвоей, с макро- и микростробилами; 3 – микростробил; 4 – кроющая и семенная чешуи с семяпочками

Выполнение задания. Препарировать соцветия сосны обыкновенной, лиственницы сибирской и ели обыкновенной, зарисовать. Изучить особенности гибридизации этих видов растений, биологию цветения и плодоношения.

Ель – однодомное растение, цветет весной (конец апреля, начало мая месяца). Микростробилы состоят из тычинок (микроспорофиллов), расположенных спирально. Каждая тычинка несет по два пыльника. Пыльца с двумя воздушными мешками. Опыление – ветром. Шишки (мегастробилы) веретенообразные или яйцевидные свисающие, состоят из твердеющих при созревании семенных чешуй (у их основания на внутренней стороне имеются два обратных семязачатка, которые находятся в пазухах более коротких кроющих чешуй, снаружи они невидны); опадают (у многих видов во второй половине зимы) после высыпания семян целиком (чешуи не рассыпаются)

17

(рисунок 13). Семена крылатые, продолговатые, легко отделяются от крыла, оставляя ложкообразные углубления. Созревают в год цветения в октябреноябре.

4

6

8

9

Рисунок 13 - Строение генеративных побегов ели обыкновенной:

1 – макростробил; 2 – кроющая чешуйка с двумя семяпочками; 3 – семенная и кроющая чешуйки; 4 – микростробилы; 5 – пыльца; 6 – зрелая шишка; 7 – семенная чешуйка и два зрелых семени; 8 – семенная и кроющая чешуйки зрелой шишки (вид снаружи); 9 – зрелое семя

Работа 4. Заготовка, хранение, пересылка и определение жизнеспособности пыльцы древесных пород

Вопросы заготовки, хранения и пересылки пыльцы обсуждаются руководителем лабораторных занятий с демонстрацией фото и слайдов.

Заготовка пыльцы. При гибридизации древесных растений требуется в большом количестве пыльца соответствующих видов (ценных форм),

18

выбранных в качестве опылителей. Успех работы по скрещиванию достигается благодаря высокой степени жизнеспособности пыльцы. Для этого необходима правильная заготовка и хранение пыльцы. По способу заготовки пыльцы древесные растения можно разделить на две группы: I – растения, пыльцу которых можно готовить на срезанных ветвях за 1…2 месяца до их цветения в природе. К этой группе растений относится тополь, осина, ива, лещина; II – растения пыльцу которых можно готовить только на растущих деревьях, то есть заранее получить пыльцу нельзя. К этой группе растений относится сосна, лиственница, ель, дуб, орех грецкий, орех маньчжурский. Береза относится к промежуточной форме: пыльцу ее можно «довыгнать» за 10 дней до цветения в природе.

При заготовке пыльцы растений I группы поступают следующим образом: срезают ветки длиною 1,0…1,5 м с цветочными почками. Срезать лучше ближе к срокам цветения в природе. В этом случае можно получить более качественную пыльцу. Срезанные ветки с цветочными почками ставят в банки (ведра) с водой. «Выгонку» пыльца проводят в теплице или помещении. Влажность воздуха должна быть не ниже 70…60 %. Температура воздуха от +15 до +20 С. Сухой воздух и высокая температура в помещении резко снижают жизнеспособность пыльцы. Желательно каждую неделю подновлять срезы и менять воду. Примерно через 2…3 недели соцветия достигают нормальной величины, пыльники желтеют, лопаются, пыльца осыпается. собирают ее в чашки Петри или поступают так: как только начинают лопаться первые пыльники, обрывают соцветия (сережки) со срезанных ветвей и раскладывают их в один слой на черной глянцевой бумаге или восковке. Через 2…3 часа пыльники, подсохнув, начинают лопаться и раскрываться, пыльцевые зерна высыпаются на бумагу. Когда осыпается пыльца, сережки обмолачивают стеклянной палочкой. После того, как пыльца осыпается, чешуйки и другие примеси удаляют пинцетом. Пыльцу просеивают на ситах, собирают в боксы, пробирки, чашки Петри и закладывают на хранение.

Заготовку пыльцы у ели обыкновенной проводят так же, как и у сосны. Сложнее работать с лиственницей. Пыльцу у лиственницы получают следующим образом: когда шишечки пожелтеют, срезают побеги, ставят в банки с водой, под банки прокладывают бумагу; пыльца на 2-ые сутки осыпается. Влажность в помещении должна быть 60%. При большом объеме работ поступают несколько иначе: когда начинают лопаться пыльники, веточки разрезают и кладут их в бумажные пакеты или раскладывают на восковке. В пакетах пыльники лопаются, пыльца осыпается. Пыльцу

пересыпают в пробирки, бюксы и другую тару.

У орехов рода Juglans L. (грецкий, черный, маньчжурский, серый) поступают следующим образом: сильно развившиеся соцветия (многоцветковые висячие сережки) желтеют, их срывают, приносят в помещение, раскладывают на бумагу, пыльца осыпается.

19

У дуба, ольхи за 5 дней, у березы за 10 дней до вылета пыльцы срезают ветки с соцветиями, ставят их в помещении в банки с водой, проводят «довыгонку» пыльцы.

Демонстрация и ознакомление с формой пыльцевых зерен у древесных пород.

Хранение пыльцы. Пыльцу рекомендуется хранить в сухом, прохладном, темном месте. Пыльцу сосны лучше хранить при влажности воздуха 30…40 %, дуба – 60 %, тополя 35…40 %. Относительно сухой воздух достигается при хранении пыльцы в эксикаторе, заряженном серной кислотой или хлористым кальцием. Температура хранения пыльцы: от 0 до +3 С. Хотя пыльца сосны выносит температуру до –20 С. Пыльцу дуба и ореха лучше хранить при температуре от +2 до +3 С.

Рекомендуется хранить пыльцу в нижней части холодильника или на леднике в темном месте. Сроки хранения пыльцы: пыльца сосны обыкновенной при правильном хранении не теряет жизнеспособности 1-2 года. В НИИ лесной генетики и селекции разработан способ долговременного хранения пыльцы сосны обыкновенной: в чистые сухие «пеницилиновые» склянки насыпают пыльцу (1/5-1/6 ее объема), закатывают герметически и хранят на дне холодильника более двух лет (5 лет).

Пыльца лиственницы быстро теряет жизнеспособность, рекомендуется ее хранить не более двух недель; пыльцу ели можно хранить до 3-х месяцев, березы и ореха 2…3 недели, тополя – до 1 месяца. При хранении пыльцы лучше использовать стеклянную тару, на которой должна быть этикетка, где дается происхождение и характеристика пыльцы. Демонстрация тары для хранения пыльцы (бюксы, пробирки с пыльцой, эксикатор с серной кислотой и др.).

Пересылка пыльцы. Пересылку пыльцы осуществлять проще всего для тех пород, у которых можно «выгнать» пыльцу на срезанных ветвях. Поступают следующим образом: нарезают ветви с цветочными почками, запарафинивают срезы, заворачивают во влажную фильтровальную бумагу, полиэтилен и отсылают авиапочтой.

При получении веток, их хранят в холодильнике или снегу. Когда нужна пыльца, у веток подновляют срезы и ставят их в банки с водой, получают пыльцу.

У второй группы растений пересыпать пыльцу сложнее. Небольшое количество можно послать в конверте. В этом случае пыльцу помещают в пакетик из проклеенной бумаги или помещают пакет с пыльцой в полиэтилен, чтобы в конверте пыльца не отсырела. При пересылке большого количества пыльцы можно использовать полиэтиленовую банку, на дно которой помещают хлористый кальций (CaCl2), затем слой ваты, далее ставят пробирки с пыльцой. Пробирки должны иметь этикетки. Пыльцу в пробирки насыпают не более 1/3 объема пробирки. Банку закрывают крышкой, запарафинивают и пересылают авиапочтой.

Демонстрация упаковки тары и веток для пересылки пыльцы.

20

Определение жизнеспособности пыльцы. Принято различать фертильность и жизнеспособность пыльцы. Фертильность – это оплодотворяющая способность пыльцы. Жизнеспособность – это способность мужского гаметофита к росту на соответствующих тканях пестика. Известно несколько методов определения жизнеспособности пыльцы в лабораторных условиях: проращивание пыльцы на искусственных жидких средах, твердых средах и экспресс-методы (реакция красителей на жизненно важные ферменты и др. вещества).

Задание 1. Определить жизнеспособность пыльцы сосны обыкновенной экспресс-методом. Сделать выводы.

Материал и оборудование:

1.Пыльца сосны обыкновенной.

2.Предметные и покровные стекла.

3.Препаровальные иглы.

4.Микроскоп световой.

5. Реактив для окраски пыльцы (йод-хлоралгидрат) готовится за 2…3 суток: 5 г хлоралгидрата смешивают с 2 мл воды, добавляют кристаллический йод – 0,2 г, настаивают 2-3 суток.

Пояснения к заданию. Этот метод основан на йодной реакции: обычно жизнеспособные пыльцевые зерна полностью заполнены крахмалом. Если тело пыльцы окрашивается полностью реактивом в виде фиолетовых зерен, то оно считается жизнеспособным. Половину частично окрашенных зерен относят к жизнеспособным, остальные – нежизнеспособным. Неокрашенные зерна относят к категории жизнеспособных.

Выполнения задания. Необходимо хорошо очистить предметные и покровные стекла, нанести каплю йод-хлоралгидрата на предметное стекло, затем препаровальной иглой делают посев пыльцы в каплю реактива, накрывают покровным стеклом. Через 5…10 мин, можно делать подсчет окрашенных зерен. Для этого препараты надо поставить на столики микроскопов и при увеличении ок. 7, об. 40 в пяти полях зрения сделать подсчет жизнеспособности зерен. Результаты опыта занести в таблицу.

Демонстрация других методов определения жизнеспособности пыльцы: проращивание пыльцы березы на твердых агаровых средах с сахарозой; проращивание пыльцы сосны обыкновенной на жидких средах раствора сахарозы.

Таблица 1 - Определение жизнеспособности пыльцы сосны обыкновенной методом окрашивания йод-хлоралгидратом