УДК: 573.7:581.4:58.084.2:633.63

 

РЕПРОДУКТИВНЫЕ ПРИЗНАКИ, ФИЛЛОТАКСИС ЦВЕТОНОСНЫХ ПОБЕГОВ И МОРФОГЕНЕЗ

У САХАРНОЙ СВЕКЛЫ (BETA VULGARIS L.)

©Малецкий С. И., д–р биол. наук, Институт цитологии и генетики СО РАН, г. Новосибирск, Россия, stas@bionet.nsc.ru

©Юданова С. С., канд. биол. наук, Институт цитологии и генетики СО РАН, г. Новосибирск, Россия, sonia@bionet.nsc.ru

©Малецкая Е. И., канд. биол. наук, Институт цитологии и генетики СО РАН, г. Новосибирск, Россия, e_mal@bionet.nsc.ru

Аннотация. Исследована изменчивость репродуктивных признаков у сахарной свеклы, в частности, признаков филлотаксиса. Цветы (и плоды) на цветоносных побегах сахарной свеклы располагаются спирально, а признаки филлотаксиса (например, распределение числа спиралей на побегах) подчиняется закону нормального распределения. Аналогичный тип распределения характерен и для других репродуктивных признаков свеклы (число плодов на побегах, длина побегов). Число спиралей на единицу длины цветоносного побега также подчиняется закону нормального распределения и варьируют в выборке примерно в 4 раза, что определяется как длиной побега, так и плотностью размещения плодов.

В отличие от других репродуктивных признаков, признаки филлотаксиса относятся к пространственным (геометрическим) признакам, и в качестве модели при их описании использованы инварианты — золотая пропорция и числовые последовательности Фибоначчи. Для каждого побега был установлен индекс филлотаксиса (число левых и правых спиралей на побегах) путем сопоставления числа плодов на побегах и чисел Фибоначчи из трех рекуррентных числовых последовательностей. Рассмотрена связь индексов филлотаксиса с другими репродуктивными признаками. С одной стороны, показана независимость воспроизводства признаков филлотаксиса от количественных признаков (длина побегов и число спиралей на побегах), а с другой — независимость от изменчивости качественных признаков (число цветков в соцветиях — признак одно– многоростковости плодов). Обсуждается вероятный ход морфогенеза филлотаксисных признаков, которые, с одной стороны, формируются в зависимости от активности морфогенов клетки, а, с другой, определяются симметрикой в различных структурах и частях растения, а также морфогенетическими полями, создаваемыми молекулами, клетками и растением в целом в ходе роста и развития.

Ключевые слова: биосимметрика, гномонический рост, морфогенез, симметрия, спирали, филлотаксис, числа Фибоначчи.

Библиографическая ссылка на статью:

Малецкий С. И., Юданова С. С., Малецкая Е. И. Репродуктивные признаки, филлотаксис цветоносных побегов и морфогенез у сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) // Бюллетень науки и практики. Электрон. журн. 2017. №2 (15). С. 63–77. Режим доступа: http://www.bulletennauki.com/maletskii-si (дата обращения 15.02.2017). DOI: 10.5281/zenodo.291829.

THE REPRODUCTIVE CHARACTERS, PHYLLOTAXIS OF THE FLORAL SHOOTS AND MORPHOGENESIS

IN SUGAR BEET (BETA VULGARIS L.)

©Maletskii S., Dr. habil., Federal Research Сenter Institute of Cytology and Genetics
Siberian Branch of the Russian Academy of Science, Novosibirsk, Russia, stas@bionet.nsc.ru

©Yudanova S., Ph.D., Federal Research Сenter Institute of Cytology and Genetics
Siberian Branch of the Russian Academy of Science, Novosibirsk, Russia, sonia@bionet.nsc.ru

©Maletskaya E., Ph.D., Federal Research Сenter Institute of Cytology and Genetics
Siberian Branch of the Russian Academy of Science, Novosibirsk, Russia, e_mal@bionet.nsc.ru

 

Abstract. The variability of some reproductive characters in sugar beet, to be more exact the phyllotaxis characters was investigated. Flowers (and fruits) on the sugar beet floral shoot are arranged spirally. One of the phyllotaxis characters is a distribution of the number of spirals in the shoot. This character is subject to the normal distribution law. The same kind of distribution is typical for other reproductive characteristics in sugar beet (number of fruits on the shoot, length of shoot).The spiral number per length unit on the floral shoot are also obeying to the normal distribution and varying about 4 times. This character is defined as the shoot length and the fruit arrangement (dense or arrangement).

Unlike other reproductive characters, the phyllotaxis characters belong to the spatial (geometric) characters. By its description were used invariants as a model: the golden ratio and Fibonacci sequence. For each shoot was estimated a phyllotaxis index (the number of left and right spirals on the shoots) by comparing the number of fruits on the shoots and the Fibonacci numbers from three recurrent numerical successions. The relation of phyllotaxis indices and other reproductive characters was studied. Phyllotaxis characters are reproduced independently on both quantitative characters (length of shoots and number of spirals on the shoots) and quality characters (a flower number in inflorescences: unianthy–synanthy or mono–multigerm characters). It is discussed a probable morphogenesis process of the phyllotaxis characters, that on the one hand are formed depending on the cell morphogenes activity, and on the other, are determined by symmetrics of the some structures and parts of plants, and also morphogenetic fields created by molecules, cells and plant as a whole in the course of growth and development.

 

Keywords: biosymmetrics, gnomonics growth, morphogenesis, symmetry, spirals, phyllotaxis, Fibonacci number.

Cite as (APA):

Maletskii, S., Yudanova, S., & Maletskaya, E. (2017). The reproductive characters, phyllotaxis of the floral shoots and morphogenesis in sugar beet (Beta vulgaris L.). Bulletin of Science and Practice, (2), 63–77. Available at: http://www.bulletennauki.com/maletskii-si, accessed 15.02.2017. (In Russian). DOI: 10.5281/zenodo.291829.

© 2015–20 Издательский центр НАУКА И ПРАКТИКА. Сайт создан на Wix.com