Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Общие свойства ингибиторов протеиназ
1.2. Значение и роль в растениях ингибиторов протеиназ
1.3. Наследование активности ингибитора трипсина в растениях 20
1.4. Общая характеристика рода Hedysarum L. 21
1.5. Общая характеристика района исследования
Глава 2. Материалы и методы исследования
2.1. Материалы и методы исследования морфологических признаков 31
2.1. Материалы и методы исследований активности ингибиторов трипсина 38
Глава 3. Внутривидовая и индивидуальная изменчивость морфологических признаков у представителей Н. gmelinii, Н. neglectum, К austrosibiricum, Н. consanguineum 42
Глава 4. Активность ингибиторов трипсина у представителей Н. gmelinii, И. neglectum, И. austrosibiricumjH. consanguineum
4.1. Изменчивость АИТ в онтогенезе растений И. gmelinii и Н. neglectum
4.2. Внутривидовая и индивидуальная изменчивость АИТ у растений l/.gmelinii
4.3. Внутривидовая и индивидуальная изменчивость АИТ у растений Н. neglectum
4.4. Внутривидовая изменчивость АИТ у растений //. austrosibiricum
4.5. Внутривидовая изменчивость АИТ у растений //. consanguineum
Глава 5. Сравнительный анализ морфологических признаков и активность ингибиторов трипсина у представителей И. gmelinii, Я. neglectum, //. austrosibiricum, В. consanguineum
Выводы
Литература 127
Приложение
- Значение и роль в растениях ингибиторов протеиназ
- Общая характеристика рода Hedysarum L.
- Материалы и методы исследования морфологических признаков
- Изменчивость АИТ в онтогенезе растений И. gmelinii и Н. neglectum
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время возрастает интерес к биологически активным веществам растительного происхождения, в том числе к ингибиторам протеиназ. Их значение для растений заключается в основном в регуляции активности эндогенных протеиназ, запасающей функции и защите растений от вредителей и болезней (Мосолов, 1993).
Однако ингибиторы протеиназ, в частности, ингибиторы трипсина, снижают пищевую и кормовую ценность растений из-за их способности образовывать в организме человека и животных неактивные комплексы с ферментами, расщепляющими белки; при этом ферменты теряют каталитическую активность. Длительное употребление животными бобовых растений приводит к гипертрофии поджелудочной железы и, как следствие,— к замедлению роста (Валуева, 1995). Поэтому целесообразно использовать растения с низким содержанием ингибиторов трипсина.
Известно, что растения семейства Fabaceae Lindl содержат наибольшее количество ингибиторов протеиназ в семенах и в вегетативной массе. Так как в основном используется надземная часть растений, то представляет интерес как изучение активности ингибиторов протеиназ в вегетативных органах, так и выявление зависимости между активностью ингибиторов трипсина (АИТ) и различными морфологическими признаками.
Ранее было установлено, что наибольшей АИТ в семействе Fabaceae характеризовались представители рода Hedysarum L. (Агафонова, 1980, 2002). Поэтому в качестве модельного объекта для изучения АИТ с последующим отбором форм с низкой активностью были взяты 4 вида этого рода, являющиеся ценными лекарственными и кормовыми растениями (Растительные ресурсы, 1987).
Цель и задачи. Цель работы — определение величины АИТ у видов рода Hedysarum L. и выявление зависимости величины активности от морфологических признаков.
В связи этим были поставлены следующие задачи:
Изучить активность ингибиторов трипсина в онтогенезе у Я gmelinii, Н neglectum.
Исследовать внутривидовую и индивидуальную изменчивость некоторых морфологических признаков в природных ценопопуляциях Hedysarum L.
Изучить внутривидовую и индивидуальную изменчивость по активности ингибиторовтрипсинавлистьяхрастенийЯ.^дае/ш/'/, Н. neglectum, Н. austrosibiricum, Н. consanguineum и отобрать формы с низкой активностью.
Провести сравнительный анализ морфологических признаков и активности ингибиторов трипсина в ценопопуляциях четырех видов рода Hedysarum L.
Защищаемое положение. Наименьшими величинами изменчивости морфологических признаков и активности ингибиторов трипсина характеризуются ценопопу-ляции эндемичного Н. austrosibiricum, а наибольшими — ценопопуляции полиморфного Н. gmelinii.
РОСНАКИОНАЛЬНЛЯ'
\
*Щ1Щ$ \
БИБЛИОТЕКА CtUrepff
Научная новизна работы. Впервые проведено исследование АИТ в листьях представителей рода Hedysarum L. Изучена внутривидовая и индивидуальная изменчивость по величине АИТ. Выявлена зависимость между величиной АИТ и морфологическими признаками в различных природных ценопопуляциях видов: Н gmelinii, Н. neglectum, Н. austrosibiricum, Н. consanguineum. Впервые изучена изменчивость по АИТ в онтогенезе растений.
Практическая ценность. Определены границы изменчивости и выявлены виды с высокой и низкой АИТ в роде Hedysarum L, выявлены корреляционные связи между морфологическими признаками и АИТ. Данные по корреляции АИТ с морфологическими признаками можно использовать для прогнозирования величины АИТ, что может быть полезным в практике для селекционеров и интродукторов.
Апробация работы и публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 работы. Результаты исследования были представлены на молодежной конференции «Исследования молодых ботаников Сибири» (Новосибирск, 2001); «9th International Conference of Horticulture» (Lednice, 2001); «Сохранение этнокультурного и биологического разнообразия горных регионов через стратегию устойчивого развития» (Горно-Алтайск, 2003).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 142 страницах машинописного текста, содержит 32 рисунка и 17 таблиц. Списоклитературы включает 127 источников, из них 23 иностранных.
Значение и роль в растениях ингибиторов протеиназ
Присутствие белков-ингибиторов сериновых и нистеиновых протеиназ обнаружено практически в каждом растении и их высокое содержание, особенно в семенах ставит перед исследователем вопросы, касающиеся изучения их физиологических функций. Однако в отличие от весьма существенных результатов, достигнутых в последние годы в изучении свойств, структуры и механизма взаимодействия белков-ингибиторов протеиназ с ферментами, представления об их физиологических функциях в растении до сих пор носят фрагментарный и в некоторой степени противоречивый характер. Анализ литературных данных показывает, что физиологические функции природных ингибиторов протеиназ обычно рассматриваются со следующих позиций: а) ингибиторы как запасные белки; б) Ингибиторы как регуляторы активности эндогенных протеиназ; в) ингибиторы как составная часть системы защиты растений от вредителей и болезней (Лвсенева, 1988; Беозерский, 1999; Бурцева, 1995; Валуева, 1995, 1999а; Вовчук, 1989; Дунаевский, 1995; Ибрагимов, 1998; Левицкий, 1985а; Мосолов, 1993, 1997).
Ингибиторы как запасные белки. Белки-ингибиторы протеиназ составляют значительную часть белков семян растений. Так, у бобовых на их долю приходится около 6% от общего содержания водорастворимых белков. Такое высокое содержание ингибиторов протеиназ в семенах позволило высказать предположение о том, что они могут выступать в роли запасных белков (Валуева, 1999а).
Судя по аминокислотному составу некоторых из ингибиторов протеиназ, они могут быть важным источником аминокислот для растений. Так, ингибиторы типа SBBT1, отличающиеся особенно высоким содержанием остатков цистина, могут играть роль депо серы в семенах бобовых, запасные белки которых в целом характеризуются низким уровнем серосодержащих аминокислот (Pusztai, 1972). На долю ингибиторов протеиназ, составляющих примерно 6% от общего содержания белков в семенах фасоли, приходится от 32 до 40% от общего количества (Kakade, 1974; Валуева, 1999а).
Одним из отличительных признаков запасных белков у растений является их локализация внутри специальных органел - алейроновых зерен или белковых тел (Соболева, 1985; Валуева, 1999а). Как и запасные белки, ингибиторы синтезируются на полисомах и затем откладываются в вакуолях (Jonassen, 1981; Boisen, 1983; Валуева, 1999а). Показано также, что ингибиторы, относящиеся к семействам SKTI и SBBTI, в семенах сои локализованы в белковых телах вместе с запасными белками глицином (Morisberger, 1983; Валуева, 1999а). Таким образом, в этих случаях соблюдаются все необходимые критерии, а именно: а) образование одних и тех же продуктов in vivo и in vitro; б) корреляция между временем превращения ингибитора и временем появления активной протеи назы; в) локализация протеиназы и соответствующего субстрата в одном компоненте клетки (Мосолов, 1997). В то же время возможность участия протеиназы Кі в деградации [ї-конглицинина in vivo вызывает сомнение. Данные результаты показывают, что механизм деградации одного и того же белка, даже у близких родов растений одного семейства, может определенным образом различаться. Так, если в семенах маша деградация главного ингибитора типа Баумана-Бирка MBTI-F ингибируется сериновой протеиназной в покоящемся семени, у сои инициирующая протеиназа цистеинового типа синтезируется de novo в процессе прорастания (Мосолов, 1997).
Известно также, что далеко не все ингибиторы протеиназ в семенах растений содержатся в белковых телах, некоторые из них локализованы в цитоплазме (Baumgartner, 1976; Boisen, 1983; Валуева, 1995). Подобные различия в локализации и поведении ингибиторов протеиназ семян являются, очевидно, отражением многообразия их функций в растительном организме. Участие в регуляции активности эндогенных протеиназ. Установлено, что некоторые белки-ингибиторы протеиназ из семян принимают участие в регуляции собственных протеиназ. Shain и Mayer (Мосолов, І997; Валуева, 1999а) впервые показали, что ингибитор трипсина из семян салата-латука может подавлять активность собственной трипсиноподобной протеиназы из прорастающих семян. Впоследствии присутствие ингибиторов, способных угнетать действие собственных протеиназ, было обнаружено в семенах ряда растений из разных семейств: ячменя Hordeum (Kirsi, 1971; Horiguchi,1971; Мосолов, 1997; Валуева, 1999а), люцерны Medicago sativa (Мосолов, 1997; Валуева, 1999а), коровьего гороха Vigna unguiculata (Gennis, 1976; Мосолов, 1997; Валуева, 1999а), маша (Baumgartner, 1976; Мосолов, 1997; Валуева, 1999а), кукурузы Zea mays L. (Abe, 1980; Мосолов, 1997; Валуева, 1999а), гречихи Fagopyrum sagittatum (Белозерский, 1982; Мосолов, 1997; Валуева, 1999а), сои Glycine max (Morita, 1996; Мосолов, 1997; Валуева, 1999а), сосны Pimts sylvestris (Salmia, 1980; Мосолов, 1997; Валуева, 1999а),
М. А. Белозерским было обнаружено присутствие в семенах гречихи специфического ингибитора эндогенной мсталлопротсиназы (Воскобойникова, 1990), отличающегося от ингибитора трипсина из того же объекта. В то же время некоторые ингибиторы трипсина и химотрипсина также могут ингибировать активность эндогенных протеиназ. Например, этими свойствами обладают ингибиторы трипсина из латука, из семян коровьего гороха (Gennis, 1976) и из кукурузы (Авсенева, 1988). Однако в этих случаях протеиназы, на которые действовали ингибиторы, не были охарактеризованы в полной мере, что осложняет интерпретацию данных.
Более определенные результаты получены при изучении формирующихся семян бусенника (Coix lacryma-jobi L.), представителя семейства злаковых. Было установлено, что присутствующий в них ингибитор трипсина способен подавлять активность двух эндогенных протеиназ А и Bl (Ohtsubo,1989). Обе протеиназы ингибировались диизопропилфторфосфатом, SKTI и ингибитором трипсина из отрубей риса и могут быть с уверенностью отнесены к сериновым протеиназам.
Следует отметить, что ингибиторы распространены в растениях гораздо шире, чем представлялось раньше. Они встречаются как в семенах (Агафонова, 1980, 1981, 1981а, 1982; Пыльнева, 1984; Кладницкая, 1989; Иванова, 1991; Мосолов, 1997; Валуева, 1999а; Адамовский, 2000), так и в других органах растений: листьях (Су хинин, 1990; Конарев, 1993, 1987; Мосолов, 1997; Валуева, 1999а; Иевлева, 2000), корнях (Ромашкин, 1988; Конарев, 1993; Мосолов, 1997; Валуева, 1999а) и развивающихся плодах (Мосолов, 1997; Валуева, 1999а).
Ингибиторы протеиназ как составная часть системы защиты от вредителей и болезней. К настоящему времени установлено, что ингибиторы протеиназ играют роль в защите растения от поражения вредными насекомыми и микроорганизмами (Gennis, 1976; Abe, 1980; Белозерский, 1982; Boisen,1983; Мосолов, 1997; Ибрагимов, 1998; Валуева, 1999а).
Общая характеристика рода Hedysarum L.
Hedysarum L Род Копеечник - Hedysarum L. - один из крупных родов семейства Fabaceae Lindl., включает более 200 видов. По характеру распространения род является голарктическим. Наибольшее видовое разнообразие копеечников сосредоточено в Южной Сибири и Центральной Азии. Виды рода обладают широкой экологической амплитудой и произрастают от тундры до северных пределов пустынь умеренной зоны (Федченко, 1948; Положий, I960; Флора Центральной Сибири, 1979).
Географическое распространение видов рода Hedysarum (Флора Западной Сибири, 1933; Флора СССР, 1948; Флора Центральной Сибири, 1979) и эколого-географический анализ семейства бобовых Западной Сибири показали, что это, в основном, виды азиатского происхождения (Положий, 1965а, 19656).
Первичным центром дифференциации рода является Ангарида, лежавшая в палеогене на восточном берегу древнего Тетиса. Исходным типом рода является мезофильный кустарник с крупным цветком, нежными элиптическими листочками из тургайской флоры (Юрцев, 1962). После высыхания Тетиса континентализация и похолодание климата привели к увеличению степени отмирания деревянистого побега гипотетического предка рода и смене мезосимподиального нарастания базисимподиальным и в конечном итоге - к возникновению длинопобеговых трав (Гатцук, 1964, 1967, 1968). Возникновение видов секции Gamotlon связано с мезофильным Китайско-Гималайским предком. Сухой климат конца плиоцена и прогрессирующее похолодание, особенно, с наступлением плейстоцена, оказывали крайне неблагоприятное влияние на теплолюбивые немораліїньїе виды, сохранившиеся от миоценовой флоры в Южной Сибири. Они, в основном, исчезли из сибирской флоры, но отдельные, наиболее пластичные виды преобразовались и дали начало новым формам, приспосабливающимся к изменившимся условиям существования (Федченко, 1913; Байтенов, 1961, 1964). По мнению А.В. Положий (1964, 1970а, 19706, 1972а, 19726) к предковой форме из современных видов наиболее близок Н. alpinum. Она считает, что современный высокогорные виды секции Gamotion - //. atistrosibiricum и Я. comangitinewn являются результатом дифференциации более древнего бореально-лесного //. alpinum, происходившей в ледниковые эпохи плейстоцена в перигляциальной зоне горных ледников. Н. neglectum и И. thehmm, по-видимому, также являются преобразованными потомками той же предковой формы //. alpinam, но занявшими . менее экстремальные экониши в лесных местообитаниях и сохранившей более обширный ареал, чем высокогорные виды.
В плиоцене, в связи с установлением сухого климата и распространением степей на юге Сибири, предковые формы с полурозеточными генеративными побегами могли стать предметом естественного отбора и в зависимости от степени специализации к условиям обитания преобразовались в полурозеточные ксеромезофиты Н. gmelmii (Федченко, 1913; Байтенов, 1961; 1964; Положий 19706, 19726).
Время распространения предковой формы Н. gmelinii, судя по его современному ареалу, по-видимому, связано с широким распространением степей, переходящих из средне- и центрально-азиатских в сибирские и прибайкальские. Эволюционируя от мезофильного предка, в связи с большой пластичностью полурозеточных побегов в условиях недостаточной влажности и приобретением ксероморфных черт, предок /-/. gmclinii постепенно приспосабливался к существованию как в лесостепных и луговых ценозах, так и в типично степных. Как известно, древние виды по всем свойствам и признакам являются константными и относительно адаптированными, чего нельзя сказать о Н. gmelmii. Это довольно молодой вид,и в настоящее время он находится в процессе дальнейшего видообразования на основе экологической дифференциации (Соболевская, 1958, 1964; Четвертичный период в Сибири, 1966).
Таким образом, род Hedysarum древний, связанный происхождением с Центральной Азией и Южной Сибирью. Эволюция рода шла от видов наиболее древней секции Gamotion к видам секции Multicaulia. Мезофилия, унаследованная от предка рода и наиболее древних его представителей, служит исходной основой, а доминирующее направление преобразование шло в сторону приспособления к криоксеротическим условиям. Отсюда — двойственная природа Н. gmclinii - ксерофитизированного мезофита.
Во флоре Горного Алтая род Hedysarum представлен 5 видами, относящимися к 2 секциям. К секции Gamotion Basin, относятся 4 вида: Hedysarum amtrosibiricum В. Fedtsch., Н. neglectum Ledeb., II. comanguineum DC..H. theinum Krasnob.; к секции Multicaulia (Boiss.) В. Fedtsch. относится один вид - Н. gmelinii Ledeb.(Флора Западной Сибири, 1933; Флора СССР, 1948; Султанова, 19716, 1976; Флора Сибири, 1994). Нами было исследовано 4 вида: //. gmelinii, Н, neglectum, II. austrosibiricum, И. consanguineum. II gmelinii Ledeb. — К. Гмелина.
Стебли (5) 10 - 50 см, прямостоячие или восходящие, б. ч. густо покрыты прижатыми волосками, в соцветии нередко оттопырено-волосистые. Листочки в числе 4-Ю (11) пар, продолговатые или эллиптические, 0.7 - 3 см дл., 03 -1.2 (1.4) см шир., сверху голые или рассеянно-волосистые, снизу обычно шелковисто-беловатые от густого опушения, иногда зеленые, рассеяно опушенные. Цветки розовые, розово-пурпуровые, изредка желтые, и высушенном состоянии нередко фиолетовые, п густой кисти 3 -7 см дл., под конец цветения удлиняющиеся до 10 - 13 см. Прицветники яйцевидно-ланцетные, ланцетные, равны или превышают трубку чашечки. Чашечка 6 - 10 мм дл., зубцы ее ланцетно- или линейно-шиловидные, в 1.5-4 раза длиннее трубки. Венчик 14 - 20 (21) мм дл., флаг широкий, обычно длиннее лодочки или почти равен ей, крылья немного или на 1 / 4 — 1 / 3 короче лодочки. Завязь волосистая, большей частью по швам. Членики бобов в числе 3-6, округло-эллиптические, поперечно-морщинистые, слабо или довольно волосистые, покрытые длинными шипиками (Флора Сибири, 1994).
Материалы и методы исследования морфологических признаков
Hedysarum L Род Копеечник - Hedysarum L. - один из крупных родов семейства Fabaceae Lindl., включает более 200 видов. По характеру распространения род является голарктическим. Наибольшее видовое разнообразие копеечников сосредоточено в Южной Сибири и Центральной Азии. Виды рода обладают широкой экологической амплитудой и произрастают от тундры до северных пределов пустынь умеренной зоны (Федченко, 1948; Положий, I960; Флора Центральной Сибири, 1979).
Географическое распространение видов рода Hedysarum (Флора Западной Сибири, 1933; Флора СССР, 1948; Флора Центральной Сибири, 1979) и эколого-географический анализ семейства бобовых Западной Сибири показали, что это, в основном, виды азиатского происхождения (Положий, 1965а, 19656).
Первичным центром дифференциации рода является Ангарида, лежавшая в палеогене на восточном берегу древнего Тетиса. Исходным типом рода является мезофильный кустарник с крупным цветком, нежными элиптическими листочками из тургайской флоры (Юрцев, 1962). После высыхания Тетиса континентализация и похолодание климата привели к увеличению степени отмирания деревянистого побега гипотетического предка рода и смене мезосимподиального нарастания базисимподиальным и в конечном итоге - к возникновению длинопобеговых трав (Гатцук, 1964, 1967, 1968). Возникновение видов секции Gamotlon связано с мезофильным Китайско-Гималайским предком. Сухой климат конца плиоцена и прогрессирующее похолодание, особенно, с наступлением плейстоцена, оказывали крайне неблагоприятное влияние на теплолюбивые немораліїньїе виды, сохранившиеся от миоценовой флоры в Южной Сибири. Они, в основном, исчезли из сибирской флоры, но отдельные, наиболее пластичные виды преобразовались и дали начало новым формам, приспосабливающимся к изменившимся условиям существования (Федченко, 1913; Байтенов, 1961, 1964). По мнению А.В. Положий (1964, 1970а, 19706, 1972а, 19726) к предковой форме из современных видов наиболее близок Н. alpinum. Она считает, что современный высокогорные виды секции Gamotion - //. atistrosibiricum и Я. comangitinewn являются результатом дифференциации более древнего бореально-лесного //. alpinum, происходившей в ледниковые эпохи плейстоцена в перигляциальной зоне горных ледников. Н. neglectum и И. thehmm, по-видимому, также являются преобразованными потомками той же предковой формы //. alpinam, но занявшими . менее экстремальные экониши в лесных местообитаниях и сохранившей более обширный ареал, чем высокогорные виды.
В плиоцене, в связи с установлением сухого климата и распространением степей на юге Сибири, предковые формы с полурозеточными генеративными побегами могли стать предметом естественного отбора и в зависимости от степени специализации к условиям обитания преобразовались в полурозеточные ксеромезофиты Н. gmelmii (Федченко, 1913; Байтенов, 1961; 1964; Положий 19706, 19726).
Время распространения предковой формы Н. gmelinii, судя по его современному ареалу, по-видимому, связано с широким распространением степей, переходящих из средне- и центрально-азиатских в сибирские и прибайкальские. Эволюционируя от мезофильного предка, в связи с большой пластичностью полурозеточных побегов в условиях недостаточной влажности и приобретением ксероморфных черт, предок /-/. gmclinii постепенно приспосабливался к существованию как в лесостепных и луговых ценозах, так и в типично степных. Как известно, древние виды по всем свойствам и признакам являются константными и относительно адаптированными, чего нельзя сказать о Н. gmelmii. Это довольно молодой вид,и в настоящее время он находится в процессе дальнейшего видообразования на основе экологической дифференциации (Соболевская, 1958, 1964; Четвертичный период в Сибири, 1966).
Таким образом, род Hedysarum древний, связанный происхождением с Центральной Азией и Южной Сибирью. Эволюция рода шла от видов наиболее древней секции Gamotion к видам секции Multicaulia. Мезофилия, унаследованная от предка рода и наиболее древних его представителей, служит исходной основой, а доминирующее направление преобразование шло в сторону приспособления к криоксеротическим условиям. Отсюда — двойственная природа Н. gmclinii - ксерофитизированного мезофита.
Во флоре Горного Алтая род Hedysarum представлен 5 видами, относящимися к 2 секциям. К секции Gamotion Basin, относятся 4 вида: Hedysarum amtrosibiricum В. Fedtsch., Н. neglectum Ledeb., II. comanguineum DC..H. theinum Krasnob.; к секции Multicaulia (Boiss.) В. Fedtsch. относится один вид - Н. gmelinii Ledeb.(Флора Западной Сибири, 1933; Флора СССР, 1948; Султанова, 19716, 1976; Флора Сибири, 1994). Нами было исследовано 4 вида: //. gmelinii, Н, neglectum, II. austrosibiricum, И. consanguineum. II gmelinii Ledeb. — К. Гмелина.
Стебли (5) 10 - 50 см, прямостоячие или восходящие, б. ч. густо покрыты прижатыми волосками, в соцветии нередко оттопырено-волосистые. Листочки в числе 4-Ю (11) пар, продолговатые или эллиптические, 0.7 - 3 см дл., 03 -1.2 (1.4) см шир., сверху голые или рассеянно-волосистые, снизу обычно шелковисто-беловатые от густого опушения, иногда зеленые, рассеяно опушенные. Цветки розовые, розово-пурпуровые, изредка желтые, и высушенном состоянии нередко фиолетовые, п густой кисти 3 -7 см дл., под конец цветения удлиняющиеся до 10 - 13 см. Прицветники яйцевидно-ланцетные, ланцетные, равны или превышают трубку чашечки. Чашечка 6 - 10 мм дл., зубцы ее ланцетно- или линейно-шиловидные, в 1.5-4 раза длиннее трубки. Венчик 14 - 20 (21) мм дл., флаг широкий, обычно длиннее лодочки или почти равен ей, крылья немного или на 1 / 4 — 1 / 3 короче лодочки. Завязь волосистая, большей частью по швам. Членики бобов в числе 3-6, округло-эллиптические, поперечно-морщинистые, слабо или довольно волосистые, покрытые длинными шипиками (Флора Сибири, 1994).
Изменчивость АИТ в онтогенезе растений И. gmelinii и Н. neglectum
При сравнении АИТ с такими показателями? как мощность вегетативной и генеративной сфер? обнаружить какие-либо закономерности не удалось. Однако была замечена некоторая тенденция: ценопопуляции с низкой величиной АИТ характеризовались, как правило, средней мощностью генеративной и вегетативной сфер. Ценопопуляции, в которых была отмечена высокая величина АИТ, характеризовались как высокими, так и низкими величинами вегетативной и генеративной сфер (табл. 6, рис. 19).
Так, например, небольшая величина АИТ была выявлена в выборках растений ценопопуляции 5, 4, 9, 1 и 11. Например, ценопопуляции 5 (3,6 мг/г) и 1 (22,7 мг/г), характеризовались мощной вегетативной и генеративной сферами (табл. 6, рис. 19). Однако, в ценопопуляциях 4 и 11 установлены величины АИТ, равные 15,3 мг/г и 24,3 мг/г, и растения данных ценопопуляции были среднемощными по сравнению с другими исследованными ценопопуляциями (табл. 6, рис. 19). В то же время, ценопопуляция 9 характеризовалась величиной АИТ, равной 18,9мг/г, и была самой угнетенной ценоиопуляцией из всех исследуемых (табл. 6, рис. 19).
В ценопопуляции 7 была зафиксирована высокая величина ЛИТ, равная 49,2 мг/г, при этом растения характеризовались наибольшей мощностью вегетативной и генеративной сфер по сравнению с растениями других ценопопуляции (табл. 6, рис. 19). В то же время ценопопуляции 3 и 10, характеризовались наибольшими величинами АИТ, равными 46,4 мг/г и 62 мг/г, растения этих ценопопуляции отличались неболыной мощностью вегетативной и генеративной сфер по сравнению с растениями других исследованных ценопопуляции (табл. 8, 9; рис. 21).
Таким образом, можно заключить, что структура дендрограммы, построенной по 15 морфологическим признакам, практически не отличается от дендрограммы, в которой присутствовал признак величина АИТ. При сравнении АИТ с показателями мощности вегетативной и генеративной сфер не было обнаружено четкой закономерности.
Анализ корреляций между 15 морфологическими признаками и АИТ проведен у растений с крайними значениями АИТ. В ценопопуляции 5 с низким значением активности обнаружена отрицательная корреляция между АИТ и длиной соцветий, числом плодов в соцветии. В ценопопуляции 10 с высокой АИТ обнаружена положительная зависимость между АИТ и числом цветков в соцветии, числом семян в плодах. В дайной ценопопуляции так же обнаружена отрицательная корреляция между АИТ и сырым весом (Дорогина, 2003) (табл. 16).
В результате проведения внутривидовой корреляции между 15 морфологическими признаками и АИТ была установлена положительная зависимость между АИТ и числом цветков в соцветии (0,5), числом семян в плодах (0,7 ).
Структура вида по данным 5 биометрическим признаком и АИТ определялась также посредством кластерного анализа. Результаты определения различий между ценопопуляциями сведены в дендрограмму (рис. 28). На дендрограмме различий хорошо выделились два основных кластера. Первый из них содержал пять ценопопуляций. В эту группу вошли ценопопуляций, находившиеся в лесостепном поясе растительности и характеризовавшиеся как низкими, так и средними величинами АИТ. Во второй кластер вошли шесть ценопопуляций, описанных в различных поясах растительности. Ценопопуляций этой группы характеризовались средними и высокими величинами АИТ (рис. 28).
В первом кластере выделились две группы ценопопуляций. Так, первая группа содержала одну ценопопуляцию 5. Данная ценопопуляция характеризовалась наименьшими значениями АИТ. Вторая группа содержала две подгруппы. Подгруппу, состоящую из ценопопуляций 8 и 6, характеризовавшуюся одинаковой величиной АИТ (1мг/г) и подгруппу, состоящую из ценопопуляций 9 и 4, с низкими значениями АИТ (18,9 и 15,3 мг/г) (рис. 28). Во втором кластере выделились так же две группы. Первая группа содержала две подгруппы. В первую подгруппу вошла ценопопуляция H.gm.-l-01, характеризовавшаяся наибольшей величиной АИТ (62 мг/г). Во вторую Во втором кластере выделились так же две группы. Первая группа содержала две подгруппы. В первую поді-рупну вошла ценопопуляция H.gm.-I-01, характеризовавшаяся наибольшей величиной ЛИТ (62 мг/г). Во вторую подгруппу вошли ценопопуляции 7 и 3, характеризовавшуюся высокими значениями ЛИТ (49,2 и 46,4 мг/г соответственно). Вторая группа содержала две подгруппы: подгруппу, состоящую из ценопопуляции 11, находившейся на территории Хакасии и характеризовавшуюся средней величиной АИТ (24,3 мг/г) и подгруппу, состоящую из ценопопуляции 2 и 1, имевшие средние величины АИТ (33,7 и 22,7 мг/г соответственно) (рис. 28). Результаты проведенных исследований позволяют заключить следующее: 1. Дендрограмма, построенная для Н. gmelinii по 15 морфологическими признаками не отличалась от дендрограммы, включающей данные признаки и АИТ. Эти дендрограммы незначительно отличались от дендрограммы, построенной по 5 признакам и АИТ. 2. При сравнении АИТ с показателями мощности вегетативной и генеративной сфер не было обнаружено четкой закономерности. 3. Установлена степень сопряжённости изменчивости АИТ и пяти биометрических признаков.
