scbookБиология растений и садоводство: теория, инновацииPlant Biology and Horticulture: theory, innovation2712-7788Federal State Funded Institution of Science “The Labour Red Banner Order Nikitsky Botanical Gardens – National scientific Center of the RAS”scbook-872Research ArticleФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ РАСТЕНИЙPHYSIOLOGY AND BIOCHEMISTRY OF PLANTSИндекс относительной площади транспирации как показатель адаптации интродуцированных видов рода Juglans L.Index of relative transpiration area as an indicator of adaptation of introduced Juglans taxaВиноградоваЮ. К.VinogradovaYu. K.

Юлия Константиновна Виноградова 

127276, г. Москва, ул. Ботаническая, 4 

СоколоваВ. В.SokolovaV. V.

Виктория Владимировна Соколова 

127276, г. Москва, ул. Ботаническая, 4 

soka22@mail.ruСенаторС А.SenatorS. A.

Степан Александрович Сенатор 

127276, г. Москва, ул. Ботаническая, 4 

Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина РАНRussian Federation20262905202601 (178)8795Copyright © Виноградова Ю.К., Соколова В.В., Сенатор С.А., 20262026Виноградова Ю.К., Соколова В.В., Сенатор С.А.Vinogradova Y.K., Sokolova V.V., Senator S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://scbook.elpub.ru/jour/article/view/872

Исследование направлено на количественную оценку адаптационного потенциала интродуцированных видов рода Juglans по морфометрическим характеристикам устьичного аппарата. В качестве индикатора адаптации к условиям интродукции использовали индекс относительной площади транспирации (Iot), который определяется как отношение суммарной площади устьиц к общей площади листовой поверхности. Объектами исследования являлись три таксона, культивируемые в Главном ботаническом саду им. Н.В. Цицина РАН (г. Москва): J. regia L., J. mandshurica Maxim. и J. nigra L. Наименьшее число устьиц отмечено у J. regia (136-165 шт./мм2), у J. mandshurica число устьиц в полтора раза выше – 212 шт./мм2, а у J. nigra – 263 шт./мм2, что в 1,8 раза выше, чем у J. regia.Самыми крупными устьицами характеризуются образцы J. regia (668-752 мкм2), далее по убыванию следует J. mandshurica (653 мкм2), и, наконец, J. nigra (451 мкм2). Эти результаты подтверждают обратную зависимость между размером устьиц и их числом (коэффициент корреляции – 0,82). Наибольшие значения Iot отмечены у инвазионного J. mandshurica (13,9%), минимальные – у наименее устойчивых генотипов J. regia (9,6-12,2 %). Показано, что Iot надёжно отражает уровень физиологической устойчивости видов к почвенно-климатическим условиям г. Москвы. Полученные результаты подтверждают возможность использования индекса относительной площади транспирации как селекционного критерия раннего отбора адаптивных генотипов орехоплодных культур в условиях интродукции.

The study was aimed at quantitatively assessing the adaptive potential of introduced species of the genus Juglans based on the morphometric characteristics of the stomatal apparatus. The index of relative transpiration area (Iot), defined as the ratio of the total stomatal area to the total leaf surface area, was used as an indicator of adaptation to the conditions of introduction. The objects of the study were three taxa cultivated in the N.V. Tsitsin Main Botanical Garden of the Russian Academy of Sciences (Moscow): J. regia L., J. mandshurica Maxim. and J. nigra L. The smallest number of stomata was observed in J. regia (136-165 stomata/mm2), in J. mandshurica the number of stomata is one and a half times higher – 212 stomata/mm2, and in J. nigra – 263 stomata/mm2, which is 1,8 times higher than that of J. regia. The largest stomata were observed in J. regia samples (668-752 μm2), followed by J. mandshurica (653 μm2) and J. nigra (451 μm2) in descending order. These results confirm the inverse relationship between stomatal size and their number (correlation coefficient – 0.82). The highest Iot values were observed in invasive J. mandshurica (13.9%), while the lowest were found in the least resistant genotypes of J. regia (9.6-12.2%). It was shown that Iot reliably reflects the level of physiological resistance of species to the soil and climatic conditions of Moscow. The obtained results confirm the possibility of using the relative transpiration area index as a selection criterion for the early selection of adaptive genotypes of nut crops under introduction conditions.

орехоплодные культурыустьицатранспирацияинтродукцияадаптацияnut cropsstomatatranspirationintroductionРабота выполнена в рамках государственного задания Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина Российской академии наук по теме «Биологическое разнообразие природной и культурной флоры: фундаментальные и прикладные вопросы изучения и сохранения» № 122042700002-6.ReferencesБурда Р.И., Конякин С.Н. Спонтанное расселение видов рода Juglans L. в лесах и парках Киева // Российский журнал биологических инвазий. 2018. Т. 11. № 1. С. 2–17.Burda R.I., Konyakin S.N. Spontaneous dispersal of species of the genus Juglans L. in the forests and parks of Kiev // Russian Journal of Biological Invasions. 2018. 11(1):2–17. (In Russian)Вилюнов С.Д., Сидоренко В.С., Степанова Н.А., Шапорова М.А. Использование вегетационных индексов в селекции пшеницы и проса // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2023. Вып. 5. С. 18–34. https://doi.org/10.26897/0021-342Х-2023-5-18-34.Vilyunov S.D., Sidorenko V.S., Stepanova N.A., Shaporova M.A. Use of vegetation indices in wheat and millet breeding // Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy. 2023. 5:18–34. (In Russian)Виноградова Ю.К., Григорьева О.В., Вергун E.Н. Строение устьичного аппарата видов рода Symphyotrichum Nees как дополнительный показатель их инвазивности // Российский журнал биологических инвазий. 2020. Т. 13. № 4. С. 34–44.Vinogradova Yu.K., Grigor'eva O.V., Vergun E.N. The structure of the stomatal apparatus of species of the genus Symphyotrichum Nees as an additional indicator of their invasiveness // Russian Journal of Biological Invasions. 2020. 13:34–44. (In Russian)Емельянова О.Ю., Цой М.Ф., Масалова Л.И. Аспекты интродукции и перспективы использования представителей рода Juglans L. в центральной России // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2024. Т. 185. № 3. С. 18–26. doi: 10.30901/2227-8834-2024-3-18-26.Emel'yanova O.Yu., Tsoy M.F., Masalova L.I. Aspects of introduction and prospects for the use of representatives of the genus Juglans L. in central Russia // Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2024. 185(3):18–26. (In Russian) doi: 10.30901/2227-8834-2024-3-18-26.Зубков А.В., Антоненко В.В., Самощенков Е.Г. Особенности цветения и формирования плодов Juglans regia L. с латеральным типом плодоношения в условиях Нечерноземной зоны средней полосы России // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2024. № 3. С. 22–33. DOI: 10.26897/0021-342X-2024-3-22–33.Zubkov A.V., Antonenko V.V., Samoshchenkov E.G. Features of flowering and fruit formation of Juglans regia L. with a lateral type of fruiting in the conditions of the Non-Chernozem zone of central Russia // Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy. 2024. 3:22–33. (In Russian) DOI: 10.26897/0021-342X-2024-3-22–33.Сафонова И.В., Аниськов Н.И. Значимость комплексной оценки селекционных индексов и параметров стрессоустойчивости сортов озимой ржи // Аграрный вестник Урала. 2022. № 06 (221). С. 16–26. DOI: 10.32417/1997-4868-2022-221-06-16-26Safonova I.V., Anis'kov N.I. The importance of a comprehensive assessment of selection indices and stress resistance parameters of winter rye varieties // Agrarian Bulletin of the Urals. 2022. 06(221):16–26. (In Russian)Славский В.А., Тимащук Д.А., Мироненко А.В. Районирование ореха грецкого в Воронежской области по зонам устойчивости к неблагоприятным факторам // Лесотехнический журнал. 2017. Т. 7. № 3 (27). С. 143–150. DOI: 10.12737/article_59c224b73817f1.05901224.Slavskij V.A., Timashchuk D.A., Mironenko A.V. Regionalization of walnuts in the Voronezh region according to zones of resistance to adverse factors // Forestry Engineering Journal. 2017. 7.3.(27):143–150. (In Russian) DOI: 10.12737/article_59c224b73817f1.05901224.Солтани Г.А., Маляровская В.И. Статистические методы изучения устойчивости интродуцентов // Сборник научных трудов Государственного Никитского ботанического сада. 2018. Том 147. С. 155–156.Soltani G.A., Malyarovskaya V.I. Statistical methods for studying the resistance of introduced species // Works of the State Nikita Botanical Gardens. 2018. 147:155–156. (In Russian)Супрун И.И., Степанов И.В., Соколова В.В., Аль-Накиб Е.А. Анализ генетического разнообразия селекционно-ценных форм ореха грецкого из коллекции Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина РАН с использованием SSR-маркеров // Садоводство и виноградарство. 2022. № 6. С. 16–23. doi: 10.31676/0235-2591-2022-6-16-23.Suprun I.I., Stepanov I.V., Sokolova V.V., Al'-Nakib E.A. Analysis of the genetic diversity of valuable breeding forms of walnut from the collection of the N.V. Tsitsin Main Botanical Garden of the Russian Academy of Sciences using SSR markers // Horticulture and Viticulture. 2022. 6:16–23. (In Russian) doi: 10.31676/0235-2591-2022-6-16-23.Третьяков Н.Н. Практикум по физиологии растений. М.: Агропромиздат, 1990. 271 с.Tret'yakov N.N. Practical training in plant physiology. М.: Agropromizdat, 1990. 271 p. (In Russian)Филипченко Ю.А., Лепин Т.К. Генетика мягких пшениц. М.: Сельхозгиз, 1934. 262 с.Filipchenko Yu.A., Lepin T.K. Genetics of soft wheat. М.: Selkhozgiz, 1934. 262 с. (In Russian)Хашир А.А., Хашир Б.О., Ставцев А.Н. Эффективность производства орехоплодной продукции в контексте применения системы удобрений // Экономика, труд, управление в сельском хозяйстве. 2021. № 2 (71). С. 22–29. doi: 10.33938/212-22.Khashir A.A., Khashir B.O., Stavtsev A.N. Efficiency of production of nut products in the context of the application of a fertilizer system // Economy, Labor, Management in Agriculture. 2021. 2(71):22–29. (In Russian) doi: 10.33938/212-22.Akhta R.N., Hameed M., Awaz F., Ahmad K.S.H., Hamid A., Segovia-Salcedo C., Shahnaz M.M. Leaf anatomical and biochemical adaptations in Typha domingensis Pers. ecotypes for salinity tolerance // Botanical Sciences. 2017. Vol. 95. No 4. P. 807–821. DOI:10.17129/botsci.886.Akhta R.N., Hameed M., Awaz F., Ahmad K.S.H., Hamid A., Segovia-Salcedo C., Shahnaz M.M. Leaf anatomical and biochemical adaptations in Typha domingensis Pers. ecotypes for salinity tolerance // Botanical Sciences. 2017. Vol. 95. No 4. P. 807–821. DOI:10.17129/botsci.886.Calvo C.R., Pérez Reyes C.M., Armas I.A., Tamargo A.P. Caracterización de los estomas en la especie Juglans jamaicensis ssp. insularis (Griseb.) H. Schaarschm. (nogal del país.) // Revista Cubana de Ciencias Forestales. 2020. Vol. 8. No 1. P. 122–128.Calvo C.R., Pérez Reyes C.M., Armas I.A., Tamargo A.P. Caracterización de los estomas en la especie Juglans jamaicensis ssp. insularis (Griseb.) H. Schaarschm. (nogal del país.) // Revista Cubana de Ciencias Forestales. 2020. Vol. 8. No 1. P. 122–128.Ganeva T., Uzunova K. Leaf epidermis structure in Amelanchier ovalis Medic. (Rosaceae) // Biotechnology & Biotechnological Equipment. 2010. Vol. 24. P. 36–38. DOI:10.1080/13102818.2010.10817806.Ganeva T., Uzunova K. Leaf epidermis structure in Amelanchier ovalis Medic. (Rosaceae) // Biotechnology & Biotechnological Equipment. 2010. Vol. 24. P. 36–38. DOI:10.1080/13102818.2010.10817806.Nicolescu V.N., Rédei K., Vor T., Bastien J.C., Brus R., Bencať T., Dodan M., Cvjetkovic B., Andrasev S., Nicola Porta L., Lavnyy V., Petkova K., Peric S., Bartlett D., Hernea C., Michal Stefancik P., Mataruga M., Podrazsky V., Sfecla V., Stefancik I. A review of black walnut (Juglans nigra L.) ecology and management in Europe // Trees. 2020. Vol. 34. P. 1087–1112. DOI:10.1007/s00468-020-01988-7.Nicolescu V.N., Rédei K., Vor T., Bastien J.C., Brus R., Bencať T., Dodan M., Cvjetkovic B., Andrasev S., Nicola Porta L., Lavnyy V., Petkova K., Peric S., Bartlett D., Hernea C., Michal Stefancik P., Mataruga M., Podrazsky V., Sfecla V., Stefancik I. A review of black walnut (Juglans nigra L.) ecology and management in Europe // Trees. 2020. Vol. 34. P. 1087–1112. DOI:10.1007/s00468-020-01988-7.Muradoğlu F., Gündoğdu M. Stomata size and frequency in some walnut (Juglans regia) cultivars // International Journal of Agriculture & Biology. 2011. Vol. 13. P. 1011– 1015.Muradoğlu F., Gündoğdu M. Stomata size and frequency in some walnut (Juglans regia) cultivars // International Journal of Agriculture & Biology. 2011. Vol. 13. P. 1011– 1015.Sorokopudov V.N., Kuznetsova T.A., Shlapаkova S.N., Nguyen T.C. Morphoanatomical and ecological features of the species of the genus Juglans L. in the conditions of Belgorod Region // ISJ Theoretical & Applied Science. 2015. Vol. 3. No 23. P. 72–82. http://dx.doi.org/10.15863/TAS.2015.03.23.15Sorokopudov V.N., Kuznetsova T.A., Shlapаkova S.N., Nguyen T.C. Morphoanatomical and ecological features of the species of the genus Juglans L. in the conditions of Belgorod Region // ISJ Theoretical & Applied Science. 2015. Vol. 3. No 23. P. 72–82. http://dx.doi.org/10.15863/TAS.2015.03.23.15Talebi S.M., Matsyura A., Behzadpour Sh., Tabaripour R. Infraspecific Anatomical Study of Salvia limbata C. A. Mey. (Lamiaceae) in Iran // Iranian Journal of Science. 2023. Vol. 47. No 2. P. 347–357. DOI: 10.1007/s40995-023-01422-w.Talebi S.M., Matsyura A., Behzadpour Sh., Tabaripour R. Infraspecific Anatomical Study of Salvia limbata C. A. Mey. (Lamiaceae) in Iran // Iranian Journal of Science. 2023. Vol. 47. No 2. P. 347–357. DOI: 10.1007/s40995-023-01422-w.Zhou Z., Su P., Shi R., Yang J., Wu X., Zhang H. Leaf and canopy photosynthesis of four desert plants: considering different photosynthetic organs // Photosynthesis Research. 2021. Vol. 151. P. 265–277. https://doi.org/10.1007/s11120-021-00884-6.Zhou Z., Su P., Shi R., Yang J., Wu X., Zhang H. Leaf and canopy photosynthesis of four desert plants: considering different photosynthetic organs // Photosynthesis Research. 2021. Vol. 151. P. 265–277. https://doi.org/10.1007/s11120-021-00884-6.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.