Анотація до роботи:

Палагеча Р.М. Структурно — функціональні особливості зимостійкості деяких видів роду Мagnolia L. — Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.12 — фізіологія рослин. Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2006.

Дисертацію присвячено вивченню особливостей зимостійкості інтродукованих листопадних магнолій у кліматичних умовах Українського Полісся та Лісостепу.

Досліджено особливості формування покривних, паренхімних, механічних та запасаючих тканин пагонів контрастних за зимостійкістю видів магнолій, котрі можуть бути використані для оцінки зимостійкості рослин в умовах інтродукції.

Встановлено, що секреторні вмістища зосереджені переважно у паренхімі кори, а у деяких видів і у серцевині пагонів, а також у зоні механічних руйнувань кори та під сочевичками, що в сукупності створює надійну систему захисту нижче розташованих тканин у найбільш вразливих ділянках пагонів. З’ясовано, що кількість води у пагонах різних видів магнолій та їхня водоутримуюча здатність у зимово-весняний період залежать від рівня сформованості покривних тканин пагонів, а саме: товщини кутикули, кількості шарів фелеми, рівня виповнення сочевичок та їх кількості. Проаналізовано амплітуди тепловиділення у результаті заморожування пагонів для контрастних за зимостійкістю видів. Визначено, що особливості формування анатомічних структур пагонів можуть слугувати важливою таксономічною ознакою роду. Для доповнення існуючих уявлень про формування механізмів адаптації рослин в процесі інтродукції вперше досліджено сезонну динаміку вмісту біохімічних сполук (флавоноїдів та ліпідів), що суттєво впливають на процеси морозо- і зимостійкості інтродуцентів.

Вперше на основі комплексних анатомо-морфологічних, фізіологічних та біохімічних досліджень з’ясовано причини різної зимостійкості однорічних пагонів одинадцяти представників роду Magnolia.

1. Визначено кількісні та якісні анатомо-морфологічні особливості будови пагонів, пов’язані з різною зимостійкістю видів магнолії, а саме:

наявність товстої (до 28 мкм) кутикули, багатошарової перидерми (до 6 шарів фелеми), склерифікованих елементів субепідермального розміщення (у пагонах M. obovata, M. officinalis, M. tripetala та M. denudata);

утворення в паренхімі кори, під сочевичками та у серцевині секреторних вмістищ (M. obovata, M. officinalis, M. tripetala);

інтенсивна лігніфікація оболонок клітин корової паренхіми, перимодулярної зони, механічних тканин та деревини;

різна щільність розміщення сочевичок.

2. В модельних дослідах зі штучним проморожуванням пагонів за температури –25, –30 та –35^оС і кількісним мікроскопним аналізом рівня низькотемпературних пошкоджень встановлено зниження морозостійкості тканин в ряду: кора камбій деревина серцевина. Це означає, що виживаність пагонів після перезимівлі залежатиме від здатності саме клітин паренхіми кори та камбію відновлювати фізіологічні процеси і утворювати нові тканини з настанням сприятливих температурних умов вегетаційного періоду. Визначено критичні негативні температури для тканин пагонів різних видів магнолії.

3. Висока водоутримуюча здатність і більша кількість зв’язаної води в тканинах однорічних пагонів є передумовою формування стійкості до екстремальних зимових умов. Встановлено, що саме в пагонах зимостійких видів (M. kobus, M. acuminata, M. salicifolia, M. obovata та ін.) зв’язаної води було удвічі більше, ніж у видів з низьким рівнем зимостійкості (M. stellata, M. liliflora).

4. Виявлено за допомогою диференційного термічного аналізу видоспецифічні амплітуди тепловиділення клітин флоеми та ксилеми в процесі заморожування пагонів різних представників роду Magnolia. У ксилемі зимостійких видів (M. kobus, M. salicifolia) величина відношення високотемпературної екзотерми (ВТЕ) до низькотемпературної екзотерми (НТЕ) становила відповідно 8,3 і 7,0. У менш зимостійких видів (M. liliflora, M. denudata) це відношення істотно менше (відповідно 2,0 і 2,5). Тому відношення ВТЕ/НТЕ ксилеми пагонів пропонується використовувати як показник морозостійкості видів магнолії.

5. Збільшення пулу неспецифічних маркерів стійкості — флавоноїдів у корі пагонів магнолій протягом вегетаційного періоду (особливо у зимостійких видів) та зменшення їхньої кількості взимку свідчить про участь цих фізіологічно активних речовин в процесах перезимівлі рослин. Виокремлено акліматизаційні (під час зниження температури від +3,2 до –10^оС в природних умовах) та аклімаційні (після лабораторного проморожування за температур –30 та –35^оС) зміни загального вмісту флавоноїдів (зменшення в середньому на 34%). Відсутність таких змін у гібрида M. soulangiana вказує на пластичність та кращу пристосованість його до низькотемпературного стресу, а отже і до інтродукції у більш холодні кліматичні умови.

6. Вперше в тканинах однорічних пагонів гістохімічно виявлено відмінності у локалізації ліпідних сполук та динаміці крохмалю й лігніну і визначено їхню специфічну роль у зимостійкості різних видів магнолії.

7. Адаптаційні зміни ліпідного показника стійкості проявлялися у зростанні вмісту галактоліпідів у корі пагонів магнолій при підготовці рослин до зимівлі, та зменшення їх кількості за дії низьких зимових температур. Показано також зменшення кількості сульфоліпіду у відповідь на сезонне зниження температури оточуючого середовища, тенденцію до зменшення вмісту стеринів у корі пагонів магнолій.

8. Фізіологічні, біохімічні та анатомо-морфологічні характеристики тканин пагонів рекомендовано використовувати як діагностичні критерії рівня зимостійкості інтродуцентів в процесі добору видів та форм декоративних екзотів для вирощування у нових кліматичних умовах.

Публікації автора:

1. Палагеча Р.М., Брайон О.В. Видові особливості анатомічної будови покривних тканин пагонів інтродукованих видів Magnolia // Укр. ботан. журн. — 2002. — № 4. — С. 441—448. (Здобувачем проведено серію дослідів з дослідження анатомічної будови покривних тканин пагонів магнолій, опрацьовано літературні джерела, узагальнено результати досліджень).

2. Палагеча Р.М. Механічні тканини кори видів роду Magnolia як таксономічна ознака // Вісн. Київського нац. універ. імені Тараса Шевченка. “Інтродукція та збереження рослинного різноманіття”. — 2002. — Вип. 5. — С. 71—73.

3. Палагеча Р.М., Коршук Т.П., Таран Н.Ю., Брайон О.В. Перспективні види магнолій для інтродукції та озеленення міст у кліматичних умовах України // Вісн. Київського нац. універ. імені Тараса Шевченка. “Біологія”. — 2002. — Вип. 37. — С. 111—116. (Здобувачем узагальнено результати досліджень і запропоновано використання перспективних видів магнолій в озелененні).

4. Палагеча Р.М. Дослідження втрати води зимовими пагонами листопадних магнолій у зв’язку із зимостійкістю // Вісн. Київського нац. універ. імені Тараса Шевченка. “Інтродукція та збереження рослинного різноманіття”. — 2003. — Вип.6. — С. 40—42.

5. Палагеча Р.М., Дзюба О.І., Таран Н.Ю., Коршук Т.П. Динаміка флавоноїдів у органах інтродукованих видів листопадних магнолій // Физиол. и биохим. культ. раст. — 2004. — 36, № 6. — С. 528—533. (Здобувачем проведено серію біохімічних аналізів та узагальнено результати досліджень).

6. Коршук Т.П., Палагеча Р.М. Підсумок інтродукції та вивчення листопадних магнолій у Ботанічному саду ім. акад. О.В. Фоміна // Вісн. Київського нац. універ. імені Тараса Шевченка. “Інтродукція та збереження рослинного різноманіття”. — 2004. — Вип.7. — С. 28—30.

7. Палагеча Р.М. Залежність водного режиму пагонів магнолій від сформованості покривної тканини // Бюлл. Никитского ботан. сада. — 2004. — Вып. 89. — С. 98—100.

8. Коршук Т.П., Палагеча Р.М., Чернишова Г.Г. Інтродукція листопадних магнолій та збереження їх в культурі // Матеріали XI з’їзду Українського ботанічного товариства. — Харків, 2001. — С. 185—186. (Здобувачем проведено фенологічні спостереження та проаналізовано дані літератури).

9. Коршук Т.П., Палагеча Р.М., Чернишова Г.Г. Листопадні магнолії як генофонд асортименту декоративних рослин для озеленення міст // Мат. міжн. наук. конф., присвяченої 135-річчю Ботанічного саду ОНУ ім. Мечникова. “Роль Ботанічних садів в зеленому будівництві міст, курортних та рекреаційних зон”. — Одеса: ЛАТСТАР, 2002. — Ч.1. — С. 227—230. (Здобувачем проведено фенологічні спостереження).

10. Палагеча Р.М., Брайон О.В. Крохмалоносні структури в пагонах інтродукованих листопадних магнолій // Мат. міжн. наук. конф. “Сучасні проблеми інтродукції рослин та збереження біорізноманіття екосистем”. — Чернівці, 2002. — С. 89—90. (Здобувачем проведено серію анатомічних та гістохімічних досліджень).

11. Палагеча Р.М. Секреторні структури в тканинах пагонів інтродукованих видів магнолій // Мат. міжн. наук. конф. “Еколого-біологічні дослідження на природних та антропогенно-змінених територіях”. — Кривий Ріг, 2002. — С. 295—299.

12. Palagecha R.M., Brayon O.V. Ecological monitoring of magnolias in connection with winter resistance.// Proc. International Conf. on European society for new methods in agricultural research XXXII annual meeting. — Warsaw (Poland), 2002. — P. 96. (Здобувачем проведено експериментальні дослідження та статистичну обробку результатів).

13. Палагеча Р.Н., Таран Н.Ю. Брайон А.В. Анатомическая таксономия листопадных магнолий в связи с зимостойкостью // Труды II Междун. конф. по анатомии и морфологии растений. - Санкт-Петербург (Россия), 2002. - С. 84-85. (Здобувачем проведено серію анатомічних досліджень та аналіз даних літератури).

14. Палагеча Р.М. Використання листопадних магнолій у ландшафтній архітектурі промислових міст та у фітодизайні // Матер. IV міжн. наук. конф. “Промислова ботаніка: стан та перспективи розвитку”. — Донецьк, 2003. — С. 337—340.

15. Палагеча Р.Н. Интродукция листопадных видов японских магнолий в ботаническом саду Киевского университета // Матер. ІІІ междун. научн. конф. “Биологическое разнообразие. Интродукция растений”. — Санкт-Петербург (Россия), 2003. — С. 150—152.

16. Palagecha R., Dzyuba O., Taran N., Golovko E. Secondary metabolites in bark of shoots of introduced magnolias as their tolerance index // Proc. International Conf. on European society for new methods in agricultural research XXXIII annual meeting. — Viterbo (Italy), 2003. — P. 39. (Здобувачем проведено серію біохімічних досліджень).

17. Палагеча Р.Н., Дзюба О.И. Некоторые анатомо-биохимические особенности побегов листопадных магнолий в умеренном климате Украины // Матер. ІІІ междун. конф. “Растения в мусонном климате”. — Владивосток (Россия), 2003. — С. 396—399.

18. Palagecha R., Taran N. Introduction of Magnoliaceae connecting with winter hardiness problem // Proc. International Conf. on ІІ Intern. symp. on plant health in urban horticulture. — Berlin (Germany), 2003. — P. 266.

19. Палагеча Р.М. Структурно-функціональні особливості різних тканин пагонів листопадних магнолій при інтродукції // Тези доп. ІІ Міжн. конф. “Онтогенез рослин у природному та трансформованому середовищі. Фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти”. — Львів, 2004. — С. 68.