Spirodela polyrrhiza

Spirodela polyrhiza
Scientific classification
Kingdom: Plantae
Clade: Tracheophytes
Clade: Angiosperms
Clade: Monocots
Order: Alismatales
Family: Araceae
Genus: Spirodela
Species:
Binomial name Spirodela polyrhiza

Spirodela polyrhiza (orth. var. S. polyrrhiza) is a species of duckweed known by the common names common duckmeat, [1] greater duckweed, [2] great duckmeat, [3] common duckweed, and duckmeat. It can be found nearly worldwide in many types of freshwater habitat. It is a perennial aquatic plant usually growing in dense colonies, forming a mat on the water surface. Each plant is a smooth, round, flat disc 0.5 to 1.0 cm wide. It produces several minute roots. It also produces a pouch containing male and female flowers. The top part dies in the fall and the plant often overwinters as a turion.

S.polyrhiza is an ideal system for biofuels, bioremediation, and carbon cycling due to its aspects of fast-growing, direct contact with media, and smallest genome size (

150 Mb). [4] A comprehensive genomic study of S. polyrhiza was published in February 2014. The results provide insights into how this organism is adapted to rapid growth and an aquatic lifestyle. [5]

S. polyrhiza, living in pond, differs development from terrestrial plants in morphology and physiology. It undergoes mainly vegetative growth called fronds in spring and summer, while switching into a dormant phase represented by turions in autumn and winter due to nutrition starvation and freezing temperatures. Turions could also be induced by plant hormone ABA in the lab. Researchers reported that turions were rich in anthocyanin pigmentation and had a density that submerged them in liquid media. Transmission electron microscopy l of turions showed in comparison to fronds shrunken vacuoles, smaller intercellular space, and abundant starch granules surrounded by thylakoid membranes. Turions accumulated more than 60% starch in dry mass after two weeks of ABA treatment. [6]

Distribution [ edit ]

As Lemna polyrhiza L., it is mainly found in the south and east of the British Isles. [7] In Ireland it is found in counties Down, Antrim, and Londonderry. [8]

Subcategories

This category has only the following subcategory.

Pages in category "Spirodela polyrrhiza"

This category contains only the following page.

Media in category "Spirodela polyrrhiza"

The following 47 files are in this category, out of 47 total.

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Алексеева Саргылана Ильинична, Охлопкова Жанна Михайловна

В данной работе исследовано воздействие водных экстрактов дикорастущих растений полыни крузе Artemisia kruhsiana Bess., шлемника обыкновенного Scutellaria galericulata L., шлемника скордиелистного Scutellaria scordiifolia Fisch. ex Schrank., произрастаю-щих на территории Якутии, на динамику роста и развития генетически однородных линий Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. ( многокоренника обыкновенного ). Использованы генетически однородные линии многокоренника обыкновенного , культивируемые в условиях лаборатории в ¼ питательной среды Гельригеля . В качестве показателей роста и развития взяты количество образовавшихся листецов-почек на каждом растении и диаметр листецов растений. Продолжитель-ность культивирования контрольных и опытных линий при 24-часовом световом периоде составила 21 сутки. Рост численности популяции опытной линии многокоренника обыкновенного при добавлении водного экстракта из листьев шлемника обыкновенного, произрастающего на территории Центральной Якутии, проявил наивысшие показатели по сравнению с контрольной линией (26,9±1,34 %). Отмечается и положительное влияние данного экстракта на морфометри-ческие показатели листецов и почек ряски. Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. ( многокоренник обыкновенный ) однодольное покрытосеменное водное растение семейства ароидные подсемейства рясковые. Подсемейство рясковые характеризуется наличием одного корня или пучка из нескольких корней, двумя боковыми кармашками на листеце , одиночным соцветием, заключенным в пленчатое покрывало, состоящим из двух мужских и одного женского цветка. В подсемействе рясковых 2 рода: ряска (Lemna) и многокоренник (Spirodela). Многокоренник обыкновенный многолетнее маленькое растение на поверхности стоячих и медленно текущих вод. Листецы в виде округлых пластинок от 6 до 10 мм в длину. Образует колонии от 2 до 5 растений. Размножается растение в основном вегетативно, зимующей формой являются буро-красные зимующие почки (турионы). В виду быстрого роста и накопления отдельных химических веществ представители подсемейства рясковых выступают модельными объектами для экологических исследований и мониторинга окружающей среды. Данная работа подтверждает правильность использования генетически однородной линии Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. в качестве тест-объекта для изучения динамики роста популяции при воздействии водными экстрактами, полученными из разных частей дикорастущих растений Якутии.

Читайте также:  Макияж под спортивный стиль

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Алексеева Саргылана Ильинична, Охлопкова Жанна Михайловна

The Growth and Development of a Genetically Homogeneous Line Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. when Exposed to Water Extracts of wild Plants of Yakutia

The effect of water extracts from wild plants Artemisia kruhsiana Bess., Scutellaria galericulata L., Scutellaria scordiifolia Fisсh. ex Schrank., growing on the territory of Yakutia, on the growth and development dynamics of genetically homogeneous lines of Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. Genetically homogeneous lines of duckweed are used and cultivated in laboratory conditions in ¼ of Helrigel’s nutrient medium. As indicators of growth and development, the amount of leaf-buds formed on each plant and the diameter of the leaves of plants were taken. The cultivating duration of control and experimental lines with a 24-hour light period was 21 days. The increase in the population size of the experimental line of Spirodela polyrhiza with addition of an extract from the leaves of an ordinary sculpin growing on the territory of Central Yakutia showed the highest indices in comparison with the control line (26.9 ± 1.34 %). There is also positive effect by this extract on morphometric indices of duckweed flaxen. Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. a monocotyled angiosperm aquatic plant of the family Araceae, subfamily Lemnaceae. The Lemnaceae is characterized by the presence of one root or bundle of several roots, two side pockets on a leaf, a single inflorescence enclosed in a filmy coverlet consisting of two male and one female flowers. In the subfamily Lemnaceae of the 2nd genus: duckweed (Lemna) and Spirodela polyrhiza. Duckweed is a perennial small plant on the surface of stagnant and slowly flowing waters. Fronds are in the form of rounded plates from 6 to 10 mm in length. It forms colonies from 2 to 5 plants. The plant reproduces mainly vegetatively, the wintering form is brown-red wintering buds (turiones). In view of the rapid growth and accumulation of individual chemicals, representatives of the subfamily of the duckweed are model objects for environmental research and environment monitoring. This work confirms the correctness of using the genetically homogeneous line Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. As a test object for studying the dynamics of population growth when exposed to water extracts obtained from different parts of wild plants of Yakutia.

Текст научной работы на тему «Рост и развитие генетически однородной линии многокоренника обыкновенного Spirodela polyrhiza (L. ) Schleid. При воздействии водными экстрактами дикорастущих растений Якутии»

С. И. Алексеева, Ж. М. Охлопкова

Рост и развитие генетически однородной линии

многокоренника обыкновенного Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. при воздействии водными экстрактами дикорастущих растений Якутии

СВФУ им. М.К. Аммосова, г. Якутск, Россия

Аннотация. В данной работе исследовано воздействие водных экстрактов дикорастущих растений — полыни крузе Artemisia kruhsiana Bess., шлемника обыкновенного Scutellaria galericulata L., шлемника скордиелистного Scutellaria scordiifolia Fisch. ex Schrank., произрастающих на территории Якутии, на динамику роста и развития генетически однородных линий Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. (многокоренника обыкновенного). Использованы генетически однородные линии многокоренника обыкновенного, культивируемые в условиях лаборатории в % питательной среды Гельригеля. В качестве показателей роста и развития взяты количество образовавшихся листецов-почек на каждом растении и диаметр листецов растений. Продолжительность культивирования контрольных и опытных линий при 24-часовом световом периоде составила 21 сутки. Рост численности популяции опытной линии многокоренника обыкновенного при добавлении водного экстракта из листьев шлемника обыкновенного, произрастающего на территории Центральной Якутии, проявил наивысшие показатели по сравнению с контрольной линией (26,9±1,34 %). Отмечается и положительное влияние данного экстракта на морфометри-ческие показатели листецов и почек ряски. Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. (многокоренник обыкновенный) — однодольное покрытосеменное водное растение семейства ароидные

АЛЕКСЕЕВА Саргылана Ильинична — аспирант ИЕН СВФУ, м. н. с. учебно-научной лаборатории «Молекулярно-генетические и клеточные технологии» ИЕН СВФУ им. М.К. Аммосова.

ALEKSEEVA Sargylana Ilinichna — Postgraduate Program Student, Junior Researcher of the "Molecular-genetic and cell technologies" Laboratory, Institute of Natural Sciences, M.K. Ammosov North-Eastern Federal University.

ОХЛОПКОВА Жанна Михайловна — к. б. н., доцент, научный руководитель, в. н. с. учебно-научной лаборатории «Молекулярно-генетические и клеточные технологии» ИЕН СВФУ им. М.К. Аммосова.

OKHLOPKOVA Zhanna Mikhailovna — Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Head and Lead Researcher of the "Molecular-genetic and cell technologies" Laboratory of the Department of Biology, Institute of Natural Sciences, M.K. Ammosov North-Eastern Federal University.

подсемейства рясковые. Подсемейство рясковые характеризуется наличием одного корня или пучка из нескольких корней, двумя боковыми кармашками на листеце, одиночным соцветием, заключенным в пленчатое покрывало, состоящим из двух мужских и одного женского цветка. В подсемействе рясковых 2 рода: ряска (Lemna) и многокоренник (Spirodela). Многокоренник обыкновенный — многолетнее маленькое растение на поверхности стоячих и медленно текущих вод. Листецы в виде округлых пластинок от 6 до 10 мм в длину. Образует колонии от 2 до 5 растений. Размножается растение в основном вегетативно, зимующей формой являются буро-красные зимующие почки (турионы). В виду быстрого роста и накопления отдельных химических веществ представители подсемейства рясковых выступают модельными объектами для экологических исследований и мониторинга окружающей среды. Данная работа подтверждает правильность использования генетически однородной линии Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. в качестве тест-объекта для изучения динамики роста популяции при воздействии водными экстрактами, полученными из разных частей дикорастущих растений Якутии.

Читайте также:  Осетр доклад

Ключевые слова: многокоренник обыкновенный, водное растение, генетически однородная линия, популяция, водные экстракты дикорастущих растений, листец, почки, питательная среда Гельригеля, динамика, рост и развитие, лабораторные условия.

S. I. Alekseeva, Zh. M. Okhlopkova

The Growth and Development of a Genetically Homogeneous Line Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. when Exposed to Water Extracts of wild Plants of Yakutia

M.K. Ammosov North-Eastern Federal University, Yakutsk, Russia

Abstract. The effect of water extracts from wild plants — Artemisia kruhsiana Bess., Scutellaria galericulata L., Scutellaria scordiifolia Fis^. ex Schrank., growing on the territory of Yakutia, on the growth and development dynamics of genetically homogeneous lines of Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. Genetically homogeneous lines of duckweed are used and cultivated in laboratory conditions in % of Helrigel’s nutrient medium. As indicators of growth and development, the amount of leaf-buds formed on each plant and the diameter of the leaves of plants were taken. The cultivating duration of control and experimental lines with a 24-hour light period was 21 days. The increase in the population size of the experimental line of Spirodela polyrhiza with addition of an extract from the leaves of an ordinary sculpin growing on the territory of Central Yakutia showed the highest indices in comparison with the control line (26.9 ± 1.34 %). There is also positive effect by this extract on morphometric indices of duckweed flaxen. Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. — a monocotyled angiosperm aquatic plant of the family Araceae, subfamily Lemnaceae. The Lemnaceae is characterized by the presence of one root or bundle of several roots, two side pockets on a leaf, a single inflorescence enclosed in a filmy coverlet consisting of two male and one female flowers. In the subfamily Lemnaceae of the 2nd genus: duckweed (Lemna) and Spirodela polyrhiza. Duckweed is a perennial small plant on the surface of stagnant and slowly flowing waters. Fronds are in the form of rounded plates from 6 to 10 mm in length. It forms colonies from 2 to 5 plants. The plant reproduces mainly vegetatively, the wintering form is brown-red wintering buds (turiones). In view of the rapid growth and accumulation of individual chemicals, representatives of the subfamily of the duckweed are model objects for environmental research and environment monitoring. This work confirms the correctness of using the genetically homogeneous line Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. As a test object for studying the dynamics of population growth when exposed to water extracts obtained from different parts of wild plants of Yakutia.

Keywords: Spirodela polyrhiza, water plants, genetically homogeneous line, population, water extracts of wild plants, leaf, buds, Gelrigel’s nutrient medium, dynamics, growth and development, laboratory conditions.

Подсемейство рясковые, широко известные как ряски, является самым маленьким, самым быстрорастущим и самым простым покрытосеменным растением [1]. В этом подсемействе водных однодольных существует 33 вида, представляющих пять родов: Spirodela, Landoltia, Lemna, Wolffiella и Wolffia. Отдельные растения имеют размеры от 1,5 см длиной (Spirodela polyrhiza) до менее одного миллиметра (Wolffia globosa), что говорит о последовательном сокращении морфологических структур параллельно с эволюционным продвижением в данном подсемействе [2]. Представляют собой сильно измененную структурную организацию, которая упрощена или потеряла многие морфологические и анатомические особенности. Биомасса рясок быстро удваивается, в оптимальных условиях в два раза быстрее, чем у других быстро растущих цветковых растений [3].

Рясковые главным образом размножаются вегетативно с помощью почек, находящихся в почечных кармашках. Эти почки производят новые дочерние листецы по типу розеток. У многокоренника обыкновенного, а также у некоторых рясок образование дочерних растеньиц происходит поочередно то из одного, то из другого кармашка материнского листеца; у ряски тройчатой это происходит из двух кармашков сразу, поэтому спираль менее заметна [4, 5]. Вегетативное размножение рясок продолжается с июня по август и осуществляется очень быстро. При этом рясковые удваивают массу своего тела за 1-6 суток, подобно водорослям и грибам, а удвоение количества листецов происходит за 2-3 суток. В течение своей жизни каждое растение производит значительное количество дочерних, которые через некоторое время соединяются с материнским растением с помощью короткой гиалиновой или длинной зеленой ножки в группы или цепочки, затем отрываются и становятся самостоятельными особями [6-8].

Читайте также:  Таблица про амебу эвглену и инфузорию

Представителей подсемейства рясковых в основном используют в качестве тест-объектов при биотестировании окружающей среды [9]. О содержании того или иного загрязнителя в исследуемом объекте судят по изменениям процессов жизнедеятельности у высших водных растений и их внешнему виду [10]. При этом ряска является устойчивым растением по отношению к очень высоким концентрациям этих веществ. Содержание азота в клетках рясковых может в 2000 раз превышать его концентрацию в воде, фосфора — в 7000, калия — в 5000 раз. Это свойство позволяет использовать это семейство для очистки отработанных коммунальных и сельскохозяйственных сточных вод. Поскольку рясковые могут накапливать и токсичные тяжелые металлы, ряд авторов предлагает использовать эти растения в очистке промышленных вод [11-14].

Ряски небольшие, морфологически быстрорастущие, легко культивируемые в асептических условиях, они являются идеальной системой для биологических исследований [15-17].

Целью настоящей работы является поиск путей повышения показателей роста и развития Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. в лабораторных условиях.

Материал и методы

Ряски могут размножаться быстро за очень короткий промежуток времени. Из-за их небольшого размера, способности к быстрому и преимущественно вегетативному воспроизводству для формирования генетически однородных клонов, простоты в обращении и высокой чувствительности к органическим и неорганическим веществам ряски широко используются в качестве модельных растений для исследований физиологии растений, генетики, экологии и экологического мониторинга [18, 19].

Ранее нами были собраны образцы многокоренника обыкновенного из диких популяций на водоемах пригородной территории г. Якутска, и в течение нескольких лет мы получали и поддерживали их популяции в % питательной среде Гельригеля. Маточные культуры Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. содержались в данной среде в колбах

Состав % питательной среды Гельригеля для культивирования многокоренника обыкновенного в условиях лаборатории (на 1 л дистиллированной воды)

№ Минеральные компоненты Навеска, в мг

(250 мл) при комнатной температуре и интенсивности света в 3000 люкс со световым периодом 24 ч/сут.

Для исследования роста и развития генетически однородной линии Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. использовали водные экстракты дикорастущих растений Якутии: Artemisia kruhsiana Bess., Scutellaria galericulata L., Scutellaria scordiifolia Fisch. ex Schrank.

Для получения водных экстрактов из разных частей растений брали по 2 г сухого сырья, измельченного до размеров частиц диаметром в 1 мм. Сырье экстрагировали дистиллированной водой объемом 100 мл в течение 72 ч на мультишейкере Biosan PSU-20i с настроенным режимом оборотов. Свежие экстракты дважды профильтровывали через стерильные бумажные фильтры, хранили при условиях +4-+6 °С в течение использования в эксперименте.

Для учета роста численности популяции многокоренника обыкновенного использовали такой показатель, как количество листецов-почек. Продолжительность эксперимента составила 21 сутки. Измерения проводили каждые третьи сутки культивирования со сменой среды. В эксперименте использована генетически однородная популяция многокоренника обыкновенного, поддерживаемая в % питательной среды Гельригеля (табл. 1) при комнатной температуре и освещенности в 3000 люкс.

Для эксперимента генетически однородная линия Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. была разделена на 2 группы: контрольную и опытные линии. Вначале эксперимента в каждую колбу размещали по 1 растению с 1-4 листецами с ярко-зеленой окраской. Каждые 3 суток осуществляли замену среды и добавляли в опытные линии по 130 мкл водных экстрактов дикорастущих растений (рис. 1).

Воздействие водных экстрактов Scutellaria galericulata (из стеблей, соцветий и листьев), Artemisia kruhsiana (из корней и листьев) и Scutellaria scordiifolia (из стеблей, соцветий и листьев) на рост и развитие генетически однородной линии Spirodela polyrhiza (L.) Schleid.

Исследование воздействия водных экстрактов дикорастущих растений Якутии на рост и развитие генетически однородной линии многокоренника обыкновенного Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. основывалось на культивировании в течение 21 суток.

На третьи сутки во всех линиях культивирования отмечается инициация роста и развития дочерних листецов (рис. 2-7). До шестых суток наблюдается одинаковый рост растений ряски в контрольной и опытных линиях. С девятых суток культивирования отмечается разница в росте и развитии объекта исследования в контрольной и опытных линиях. Далее показатели роста численности популяций в обоих вариантах меняются.

В начале эксперимента

В конце эксперимента

1 — опытная; с добавлением экстракта из корней

2 — опытная; с добавлением экстракта из листьев и соцветий

Рис. 1. Рост популяции многокоренника обыкновенного (контрольной и опытных линий)

3 — опытная; с добавлением экстракта из стеблей и соцветий Scutellaria galericulata

4 — опытная; с добавлением экстракта из листьев Scutellaria galericulata

5 — опытная; с добавлением экстракта из листьев Scutellaria scordiifolia

6 — опытная; с добавлением экстракта из стеблей и соцветий Scutellaria scordiifolia

Рис. 1. Рост популяции многокоренника обыкновенного (контрольной и опытных линий)

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *