Блетіла смугаста (Bletilla striata (Thunberg) H. G. Reichenbach) є представником родини Orchidaceae Juss. Рослину вирощують в оранжерейній культурі як декоративну, також вона є цінною як сировина для лікарських засобів. У зв’язку з цим розробка технологій культивування та розмноження B. striata є актуальною. Мета роботи полягала у з’ясуванні особливостей продихового апарату листків рослин В. striata за мікроморфологічною будовою їх поверхні у процесі адаптації до умов вирощування ex vitro. Cтруктуру епідерми листків використали як біологічний маркер адаптації рослин, щоб оцінити вплив умов вирощування in vitro та ex vitro. Рослини вводили в культуру in vitro, розмножували та переносили ex vitro в умови відкритого грунту (Київ, Україна). Структуру епідерми листків, сформованих in vitro та ex vitro, досліджували за допомогою оптичної мікроскопії. Встановлено, що листки B. striata амфістоматичні, проте на адаксіальній поверхні продихи траплялися рідко. Щільність продихів на абаксіальній поверхні в середньому становила 70–85 шт/мм2, їх розміри по замикаючим клітинам – 36.16 × 29.61 µм, продихові щілини – 22.83 × 10.89 µм. Порівняння мікроморфометричних показників продихового апарату виявило статистично достовірні відмінності у параметрах форми продихів рослин, культивованих in vitro, та тих, що були перенесені до відкритого грунту. Встановлено також статистично достовірне збільшення щільності продихів абаксіальної поверхні листків та зменшення кількості епідермальних клітин на адаксіальній поверхні у рослин ex vitro. Отже, відповідь на зміну умов вирощування відобразилась у структурі епідерми листків. Це свідчить про успішність процесів адаптації у рослин та сприятливі умови культивування.
Ключові слова: Orchidaceae Juss, розмноження in vitro, ex vitro, продихи, адаптація, мікроморфологія
Повний текст та додаткові матеріали
У вільному доступі: PDFЦитована література
Aasamaa, K. and Sober, A., Stomatal sensitivities to changes in leaf water potential, air humidity, CO2 concentration and light intensity, and the effect of abscisic acid on the sensitivities in six temperate deciduous tree species, Environ. Exp. Bot., 2011, vol. 71, pp. 72–78. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2010.10.013
Akbulut, M., Şeker, S., and Senel, G., Stoma features in leaves of Spiranthes spiralis (Orchidaceae) growing under different ecological conditions, AKU J. Sci. Eng., 2017, vol. 17, pp. 372–376. https://doi.org/10.5578/fmbd.58663
Aybeke, M. and Sezik, E., Vegetative anatomy of some Ophrys, Orchis and Dactylorhiza (Orchidaceae) taxa in Trakya region of Turkey, Flora, 2010, vol. 205, pp. 73–89. https://doi.org/10.1016/j.flora.2008.11.009
Buyun, L.I., Adaptative changes of leaf surface of tropical orchid Cattleya gaskelliana (N.E.Br.) B.S. Williams after transferring from in vitro to ex vitro condition, Modern Phytomorphol., 2013, vol. 3, pp. 293–296.
Chen, X., Gale, S.W., and Cribb, P.J., Flora of China, 2009, vol. 25, pp. 209–210. http://www.efloras.org/florataxon.aspx?flora_id=2&taxon_id=104100.
Chen, Z.Y., Chen, S.H., Chen, C.H., Chou, P.Y., et al., Polysaccharide extracted from Bletilla striata promotes proliferation and migration of human tenocytes, Polymers, 2020, vol. 12, no. 11, p. 2567. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.123693
Ennajeh, M., Vadel, A.M., Cochard, H., and Khemira, H., Comparative impacts of water stress on the leaf anatomy of a drought-resistant and a drought-sensitive olive cultivar, J. Hortic. Sci. Biotechnol., 2010, vol. 85, no. 4, pp. 289–294. https://doi.org/10.1080/14620316.2010.11512670
Gao, Y., Cai, C., Yang, Q., et al., Response of Bletilla striata to drought: effects on biochemical and physiological parameter also with electric measurements, Plants, 2022, vol. 11, no. 17, p. 2313. https://doi.org/10.3390/plants11172313
Gou, K., Li, Y., Qu, Y., Li, H., et al., Advances and prospects of Bletilla striata polysaccharide as promising multifunctional biomedical materials, Mater. Des., 2022, vol. 223, p. 111198. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2022.111198
Hazarika, B.N., Acclimatization of tissue-cultured plants, Curr. Sci., 2003, vol. 85, pp. 1704–1712.
He, J.J. and Liang, Y.-K., Stomata, John Wiley and Sons, 2018. https://doi.org/10.1002/9780470015902.a0026526
He, X., Wang, X., Fang, J., et al., Bletilla striata: Medicinal uses, phytochemistry and pharmacological activities, J. Ethnopharmacol., 2017, vol. 195, pp. 20–38. https://doi.org/10.1016/j.jep.2016.11.026
Hetherington, A. and Woodward, F., The role of stomata in sensing and driving environmental change, Nature, 2003, vol. 424, pp. 901–908. https://doi.org/10.1038/nature01843
Hikosaka, K., Noguchi, K., and Terashima, I., Modeling leaf gas exchange, in Advances of Photosynthesis and Respiration, Vol. 47: Canopy photosynthesis: from basics to applications, Hikosaka, K., Niinemets, Ü., and Anten, N., Eds., 2016, no. 2, pp. 227–233. http://journal11.magtechjournal.com/Jwk_jcyxylc/EN/Y2021/ V41/I7/941.
Hu, B., Yang, H., Chen, G., Sun, X., et al., Structural characterization and preventive effect on non-alcoholic fatty liver disease of oligosaccharides from Bletilla striata, Food Funct., 2022, vol. 13, no. 8, pp. 4757–4769. https://doi.org/10.1155/2021/6684120
Ji, X., Yin, M., Nie, H., and Liu, Y., A review of isolation, chemical properties, and bioactivities of polysaccharides from Bletilla striata, BioMed Res. Int., 2020. https://doi.org/10.1155/2020/5391379
Jiang, G., Wang, B., Wang, Y., Kong, H., et al., Structural characteristics of a novel Bletilla striata polysaccharide and its activities for the alleviation of liver fibrosis, Carbohydr. Polym., 2023, vol. 313, p. 120781. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2023.120781
Krugliak, Y.M., The investigation Deutzia Thunb. Genus Stomata in relation whith their drought resistance in condition of the northen part of the Forest-Steppe of Ukraine, Fiziol. Rast. Genet., 2018, vol. 50, no. 5, pp. 419–426.
Lake, J.A., Quick, W.P., Beerling, D.J., et al., Plant development: Signals from mature to new leaves, Nature, 2001, vol. 411, p. 154. https://doi.org/10.1038/35075660
Li, M., Ding, B., Huang, W., et al., Induction and characterization of tetraploids from seeds of Bletilla striata (Thunb.) Reichb.f., BioMed Res. Int., 2018, vol. 5, pp. 1–8. https://doi.org/10.1155/2018/3246398
Li, X.Y., Yu, X.Y., and Huang, X., Bletilla striata polysaccharide up-regulates the expression of tight junction protein occludin in intestinal mucosa of mice with ulcerative colitis, Basic Clin. Med., 2021a, vol. 41, no. 7, p. 941.
Li, Y., Ma, Z., Yang, X., Gao, Y., et al., Investigation into the physical properties, antioxidant and antibacterial activity of Bletilla striata polysaccharide/chitosan membranes, Int. J. Biol. Macromol., 2021b, vol. 182, pp. 311–320. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.04.037
Liu, C., Dai, K.Y., Ji, H.Y., Jia, X.Y., et al., Structural characterization of a low molecular weight Bletilla striata polysaccharide and antitumor activity on H22 tumor-bearing mice, Int. J. Biol. Macromol., 2022, vol. 205, pp. 553–562. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.02.073
Murashige, T. and Skoog, F., A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures, Physiol. Plant., 1962, vol. 15, pp. 473–497. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x
Pompelli, M.F., Martins, S.C., Celin, E.F., et al., What is the influence of ordinary epidermal cells and stomata on the leaf plasticity of coffee plants grown under full-sun and shady conditions?, Braz. J. Biol., 2010, vol. 70, no. 4, pp. 1083–1088.
Singh, H., Development and organization of stomata in Orchidaceae, Acta Bot. Ind., 1981, vol. 9, pp. 94–100.
Terashima, I., Araya, T., Miyazawa, S., et al., Construction and maintenance of the optimal photosynthetic systems of the leaf, herbaceous plant and tree: an eco-developmental treatise, Ann. Bot., 2005, vol. 95, no. 3, pp. 507–519. https://doi.org/10.1093/aob/mci049
Wang, B., Zhang, H., Chen, L., Mi, Z., et al., Extraction, purification, and determination of the gastroprotective activity of glucomannan from Bletilla striata, Carboh-ydr. Polym., 2020, vol. 246, p. 116620. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.116620
Wu, Y., Xiao, S., Qi, J., et al., Pseudomonas fluorescens BsEB-1: an endophytic bacterium isolated from the root of Bletilla striata that can promote its growth, Plant Signaling Behav., 2022, vol. 17, no. 1. https://doi.org/10.1080/15592324.2022.2100626
Xiang, J., Wang, Y., Yang, L., Zhang, X., et al., A novel hydrogel based on Bletilla striata polysaccharide for rapid hemostasis: Synthesis, characterization and evaluation, Int. J. Biol. Macromol., 2022, vol. 196, pp. 1–12. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.11.166
Zhu, Z., Liang, T., Dai, G., Zheng, J., et al., Extraction, structural-activity relationships, bioactivities, and application prospects of Bletilla striata polysaccharides as ingredients for functional products: A review, Int. J. B-iol. Macromol., 2023, vol. 245, p. 125407. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.125407