| Аннотация | Предпринята попытка на примере можжевельника обыкновенного выяснить
функциональное значение ядра клетки трубки и его связь со структурами пыльцевой
трубки у голосеменных растений. Пыльцевые трубки можжевельника в культуре in
vitro изучались методами световой микроскопии (проходящий свет, флуоресценция)
и инфракрасной Фурье-спектроскопии. Дано краткое описание процесса роста
и развития пыльцевых трубок можжевельника. опыты по ферментативному
разрушению стенки пыльцевой трубки позволили выявить взаимосвязь генеративного
ядра с протопластом, ассоциированным с ядром клетки трубки. Установлено, что
генеративное ядро довольно прочно связано с протопластом ядра клетки трубки силой
поверхностного натяжения внутренних мембран. Доказано, что протопласт и оба
ядра некоторое время сохраняют нативность вне тела трубки после лизиса ее кончика.
однако ни генеративное ядро, ни ядро клетки трубки не могут самостоятельно
функционировать вне протопласта пыльцевой трубки. Микрофибриллы актинового
цитоскелета распределены во внутреннем объеме трубки неравномерно, бо́льшая их
часть сконцентрирована в центральной части трубки и ассоциирована с ядром клетки
трубки и протопластом. в составе пластид преобладают лейкопласты, в основном это
амилопласты, бо́льшая часть которых сконцентрирована вокруг ядра клетки трубки.
Протопласт содержит бо́льшое количество митохондрий. лизосомы распределены по
всему объему пыльцевой трубки более или менее равномерно, однако значительная их
часть, особенно у активно растущих трубок, скапливается вокруг ядра клетки трубки
и вблизи кончика трубки. Использование в качестве маркера дейтерия позволило
установить последовательность синтеза и локализацию синтезируемых веществ в
процессе роста пыльцевой трубки. Повышенное содержание дейтерия наблюдалось
в зоне протопласта, ассоциированного с ядром клетки трубки. на основе новых
экспериментальных данных высказано предположение, что, возможно, ядро клетки
трубки контролирует синтез органических веществ и их распределение в теле трубки.
вероятно, ядро клетки трубки способствует ее полярному росту и ориентирует во
времени и пространстве рост кончика трубки in vivo.
Для цитирования: Сурсо М.В., Чухчин Д.Г. Рост и развитие пыльцевой трубки
можжевельника обыкновенного (Juniperus communis): роль ядра клетки трубки // Изв.
вузов. Лесн. журн. 2020. № 2. с. 20–34. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-2-20-34
Финансирование: Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект № 18-04-00056.
образцы пыльцы собраны при проведении экспедиционных работ в рамках ФНИР по
государственному заданию ФИЦКИА РАн (тема №0409-2019-0039), № гос. регистрации
– АААА-А18-118011690221-0. Благодарность: Исследования проведены с использованием оборудования ЦКП НО
«Арктика» северного (Арктического) федерального университета им. М.В. Ломоносова.
In this work we have tried to explain the functional value of the tube cell nucleus and its relationship with the structures of the pollen tube on the example of juniper. Juniper pollen tubes
were studied in vitro by the methods of light microscopy (transmitted light, fluorescence)
and Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy. A brief description of the growth and
development processes of juniper pollen tubes is given. The experiments on the enzymatic destruction of the pollen tube wall revealed the relation between the generative nucleus and the
protoplast associated with the tube cell nucleus. The generative nucleus is quite firmly connected with the protoplast of the tube cell nucleus by means of the surface tension of internal
membranes. It was proven that the protoplast and the both nuclei save their integrity outside
the tube body. That is, they retain their viability outside the tube body for some time after lysis
the tube tip. However, both the generative nucleus and the tube cell nucleus cannot function
independently outside the protoplast of the pollen tube. Microfibrils of the actin cytoskeleton
are distributed irregularly inside the tube. Most of them are concentrated in the central part of
the tube and associated with the tube cell nucleus and protoplast. Leucoplasts predominate in
the composition of plastids. The majority of them are amyloplasts, the better part of which is
concentrated around the tube cell nucleus and protoplast. Protoplast contains a large number
of mitochondria. Lysosomes are distributed over the entire volume of the pollen tube more
or less regularly. However, a significant part of lysosomes, especially in actively growing
tubes, accumulates around the tube cell nucleus and near the tube tip. The use of deuterium as
a marker allowed to establish the sequence of synthesis and localization of synthesized substances during the pollen tube growth. The increased deuterium content was observed in the
zone of the protoplast associated with the tube cell nucleus. The obtained experimental data
allowed to suggest that the tube cell nucleus likely controls the synthesis of organic substances and their distribution in the tube body. Probably, the tube cell nucleus promotes its polar
growth and orients the growth of the tube tip in vivo in time and space.
For citation: Surso M.V., Chukhchin D.G. Growth and Development of Pollen Tubes in
Common Juniper (Juniperus communis): The Role of the Tube Cell Nucleus. Lesnoy Zhurnal
[Russian Forestry Journal], 2020, no. 2, pp. 20–34. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-2-20-34
Funding: The study was carried out with the financial support from the Russian Foundation
for Basic Research within the framework of the research project No. 18-04-00056. Pullen
samples were collected during the expedition work within the framework of the research on
the state assignment of the Russian Academy of Sciences (topic No. 0409-2019-0039), state
registration No. АААА-А18-118011690221-0.
Acknowledgments: This research was performed using the equipment of the Core Facility
Center “Arktika” of the Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov. |