Впервые в условиях Узбекистана изучено анатомическое строение вегетативных органов Allium tschimganicum Fedtsch. При изучении выявлены следующие структурные диагностические признаки: в листе – изогубчатый тип мезофила, погруженность устьиц, тонкостенная эпидерма, плотная складчатость поверхности кутикулы, наличие млечников в коровой паренхимы, в цветоножке – паренхимно-пучковый тип строения, слабая утолщенность наружной стенки эпидермы и слегка волнистость поверхности кутикулы, наличие млечников. Частичная погруженность устьиц, крупно-клеточная коровая паренхима, обширный центральный цилиндр; в цветоносе – цветонос сходен со цветоножкой, отличается полостью в центральном цилиндре, также более склерифицированы по сравнению цветоножкой. Выявленные анатомические диагностические признаки вегетативных органов A. tschimganicum указывает его приуроченность мезофитным условиям произрастания.
Ключевые слова: анатомия, вегетативный орган, Allium tschimganicum, Кумушкан, Ташкент.
Исследование эндемичных и краснокнижных видов растений флоры Узбекистана является актуальным на сегодняшний день, при существующих антропогенных, экологических и других факторов к окружающей среде и растительным ресурсам. К числу таких краснокнижных и эндемичных растений входят некоторые луковые, в том числе Allium tschimganicum.
Известно, что на сегодняшний день происходит стремительное сокращение ареалов и полное исчезновение многих редких видов растений. В связи с этим возникает необходимость изучение по выявлению причин исчезновения в структурном уровне обусловленной адаптацией растений. Многие представители луковых являются лекарственными, пищевыми и медоносными. Некоторые из них обладают уникальным комплексом биологически активных веществ (БАВ) с широким спектром физиологического действия. Как было доказано, лук ингибирует рост опухолей и микробных клеток, снижает риск заболевания раком, улавливает свободные радикалы и защищает человека от сердечно-сосудистых заболеваний, что связано с наличием в их составе серосодержащих соединений и флавоноидов [1].
Луки широко принимаются в народной медицине нашей страны, а также в монгольской и индийской медицинах. Несмотря на это, создание лекарственных препаратов из луков основывается на использовании ограниченного числа видов Allium (Allium cepa L., A. sativum L., A. ursinum L.). Все многообразие дикорастущих представителей рода остается невостребованным современной медициной. Во многом это обусловлено неизученностью химического состава дикорастущих видов лука. В химический состав луков входят свободные органические кислоты, содержание которых невелико и колеблется от 0,15 до 0,30 % на сырое вещество. В листьях репчатого лука Allium cepa содержатся яблочная, янтарная и лимонная кислоты, при этом содержание их от суммы кислот составляет 50, 42 и 8% [2]. Значительное содержание аскорбиновой кислоты в надземной зеленой массе в период отрастания делает луки, особенно ценными ранними овощными растениями. Зеленые листья различных видов лука в среднем накапливает 50-90 мг % аскорбиновой кислоты, из корневищных луков Северной Азии максимальным содержанием витамина С отличаются Allium microdictyon (129,7 мг %), A. schoenoprasum L. (119,5 мг%), A. ledebourianum Schuit. & Schult. (107,2 мг%) и A. obliquum L. (110 мг%) [3].
Род Allium L. является самым крупным среди луковичных по числу видов, которое на сегодняшний день превышает более 800-900 видов.
Данный род в систематическом и филогенетическом плане очень сложный. До сих пор не существует современной монографии рода, и нет единого мнения о систематике и филогении луков. В последнее время систематиками уделяется большое внимание к анатомическим и серологическим признакам для решения некоторых спорных вопросов [4]. Из пищевых – лук репчатый (A. cepa) преобладает некоторыми полезными свойствами. Луковицы содержат эфирное масло (до 0,05%), главной составной частью которого является «дисульфид» С6Н12S2. Кроме того, в них найдены сахара (10-11%), состоящие из глюкозы, фруктозы, сахарозы и мальтозы, инулин, фитин, азотистые вещества (до 2,5%), витамины с (10 мг%), В1 (60 мг%), провитамин А (каротин) флавоноиды кверцетин или его гликозиды. В листьях имеются редуцирующие сахара (до 2%), витамины С (20 мг %), В2 (50 мг %), провитамин А (4 мг %), лимонная и яблочная кислоты, а также эфирное масло. В народной медицине лук используется как мочегонное средство, наружно в печеном виде – для лечения некоторых заболеваний кожи, а также при маточных кровотечениях. A. fistulosum широко применяется в китайской медицине в качестве кровоостанавливающего средства, при лечении больных гипертонической болезнью, атеросклерозом, ревматизмом, а также в качестве противоглистного и бактерицидного средства при желудочно-кишечных заболеваниях, сопровождающихся процессами гниения и брожения, для профилактики рака, наружно – при подагре, пиодермии и других заболеваниях кожи [5]. Некоторые виды представляют интерес как декоративные (A. giganteum, A. stipitatum).
Приведенные результаты в данной статье являются выполненной частью проекта «Научные основы сохранения генофонда редких эндемичных видов флоры Узбекистана ex situ и биология их размножения». Первый этап исследования состоит из изучения структуры вегетативных и генеративных органов редких, эндемичных и краснокнижных видов рода Allium, второй этап состоит из изучения широкораспространенных лекарственных видов данного рода. Ниже приводится результаты исследования первого этапа.
При исследовании нужно уделять особое внимание к условиям произрастания растений, от которого зависит поведение растений и некоторые закономерности адаптации. Изученный нами вид Allium tschimganicum приурочен к более влажным и горным районам Кумушкана.
Цель исследования – выявление закономерностей адаптации вегетативных органов Allium tschimganicum к условиям произрастания с учетом дальнейших реинтродукционных работ.
Материалы и методы. Объектом исследования является эндемичный, многолетний вид- Allium tschimganicum O. Fedtsch. из семейства Amaryllidaceae.
Материал собран из естественного места произрастания – Чаткальский хребет, Нурекатасай, село Кумушкан. При исследовании применены общепринятые анатомические методы. Для анатомических исследований фиксировали лист, цветонос и цветоножку в 70%-м этаноле. Поперечные срезы листа, цветоноса и цветоножки сделаны через середину. Описания основных тканей и клеток приведены по К. Эсау [6]. Препараты, приготовленные ручным способом, окрашивали метиленовой синью последующим заклеиванием в глицерин-желатин [7]. Исследования проводились у растений, произрастающих в природе с целью выявления адаптивных признаков их к условиям обитания.
Результаты и обсуждение.
Лист на поперечном срезе пластинчатый. Эпидерма однорядная, округло-овальная, мелкая. Наружная стенка эпидермы покрыто тонким слоем кутикулы. Поверхность кутикулы, наружной и внутренней эпидермы плотно-складчатая. Устьица глубоко погруженные. Под эпидермой имеются относительно крупные млечники, которые расположены в одном ряду. Мезофилл изогубчатый, клетки её крупные, в нем встречаются включения и друзы в виде коричневых кристаллов. Паренхима пучковая, проводящие пучки в нем расположены в двух рядах: крупные ближе к адаксиальной стороне листа, мелкие – к абаксиальной. Проводящие пучки представлены флоэмой и ксилемой. Склерификация пучков слабая, ксилема тонкостенная округло-овальной формы.
Цветонос на поперечном срезе округлый, эпидерма однорядная, округло-овальная, относительно мелкая, наружная стенка эпидермы слабо утолщенная, покрыто тонким слоем кутикулы, поверхность кутикулы слегка волнистая. Устьица погруженные, относительно крупные. Под эпидермой расположена слабо-хлорофиллоносная, крупноклеточная коровая паренхима, состоящая из 4-5 рядов, которая отделена от центрального цилиндра склеренхимным кольцом, состоящего из 5-7- ми рядов склеренхимных клеток. Над склеренхимным кольцом локализованы проводящие пучки, плотно прилегающие к ним. Ближе к эпидерме одним рядом имеются крупные млечники, которые расположены беспорядочно. Центральный цилиндр обширный, крупноклеточный и тонкостенный. Большую часть цветоноса занимает паренхимная ткань. В центральном цилиндре в двух кругах расположены несклерифицированные проводящие пучки, которые представлены флоэмой и ксилемой.
Цветоножка на поперечном срезе округлая, эпидерма однорядная, округлая, мелкая, наружная стенка эпидермы слабо утолщенная. Поверхность кутикулы сильноскладчатая. Устьица (2-3) глубоко погруженные. Коровая паренхима слабо-хлорофиллоносная, крупноклеточная, 4-5-ти рядная, клетки их округлой формы. В центральном цилиндре расположены проводящие пучки в количестве 2, которые окружены склеринхимным кольцом, состоящие из склеренхимных клеток, над ними расположены три проводящие пучки.
Выводы. Таким образом, впервые исследовано анатомическое строение вегетативных органов эндемичного вида Allium tschimganicum, собранного из естественных мест произрастания – Ташкентская область, Чаткальский хребет, Нурекатасай, село Кумушкан. При исследовании выявлены следующие структурные диагностические признаки: в листе – изогубчатый тип мезофила, погруженность устьиц, тонкостенная эпидерма, плотная складчатость поверхности кутикулы, наличие млечников в коровой паренхимы, цветоножке – паренхимно-пучковый тип строения, слабая утолщенность наружной стенки эпидермы и слегка волнистость поверхности кутикулы, относительно мелкие многочисленные эпидермальные и паренхимные клетки, наличие млечников в коровой паренхиме. Частичная погруженность устьиц, крупно-клеточная коровая паренхима, обширный, крупно-клеточный, тонкостенный, слабо склерифицированный центральный цилиндр. Цветонос имеет такое же строение, как и цветоножка, однако отличается наличием полостью в центральном цилиндре, также более склерифицированы по сравнению цветоножкой. Выявленные анатомические диагностические признаки вегетативных органов A. tschimganicum указывает его приуроченность, а также адаптивность к мезофитным условиям произрастания. Отмечено преобладание мезоморфных признаков по сравнению остальными изученными признаками. Выделенные анатомические диагностические признаки могут быть использованы при решении спорных вопросах систематики.
Литература
- Ширшова Т., Бешлей И. Матистов Н. Представители рода Allium как перспективный источник биологически активных веществ и микронутриентов // Вестник института биологии. – Коми НЦ УрО РАН. – 2011. № 10-11. – С. 15-21.
- Казакова А. А. Лук. Ленинград: Колос, – 1970. – 359 с.
- Черемушкина В. А., Днепровский Ю. М., Гранкина В.П., Судобина В. П. Корневищные луки Северной Азии биология, экология, интродукция. – Новосибирск: Наука, – 1992. – 157 с.
- Черемушкина В.А. Биология луков Евразии. – Новосибирск: Наука, 2004. – 280 c.
- Ибрагимов Ф. И., Ибрагимова В.С. Основные лекарственные средства китайской медицины- Москва, 1960-С.115-135.
- Эсау К. Анатомия растений. – Москва: Изд. Мир, 1969. – С. 138-41
- Барыкина Р.П., Веселова Т.Д., Девятов А.Г. и др., Справочник по ботанической микротехнике (основы и методы). – Москва: Изд. МГУ. – 2004. – С. 6-68.