Some introduction aspects of genus Hoya plants in greenhouse conditions

Full Text

Введение

Род Hoya R. Br. относится к семейству Apocynaceae Juss., подсемейству Asclepiadoideae, трибе Marsdenieae [1; 2]. Ранее в 1810 году Роберт Браун описал и назвал род в честь коллеги ботаника Томаса Хоя и классифицировал его в рамках семейства Asclepiadacea Borkh [3]. Виды хойи широко распространены в Индо-Малезийском флористическом подцарстве и Австралазийском регионе, где Филиппины и Новая Гвинея считаются центрами их разнообразия [4; 5]. Фактическое количество известных видов хойи все еще под вопросом, но обсуждается число в 350–450 видов [3; 6]. Материковая Юго-Восточная Азия и, в частности, полуостров Индокитай в настоящее время должны быть признаны одной из самых богатых областей видового разнообразия рода с 45 видами, произрастание восьми из которых зарегистрировано для Камбоджи, 21 – для Лаоса и 40 – для Вьетнама [1; 7]. Сегодня хойи культивируются по всему миру из-за их популярности в качестве садового и лекарственного растения [8]. Многим из них свойственно наличие млечного сока, в котором содержатся тритерпеноиды. Некоторые из них содержат алкалоиды и цианогенные гликозиды, сапонины и танины [9].

В настоящее время в коллекции ботанического сада Сургутского государственного университета собрано около 10 представителей хойи, полученные из ботанических садов г. Санкт-Петербурга и Екатеринбурга. Многие из них являются перспективными видами для вегетативного размножения и интерьерного озеленения [10–13].

Представители хойи обладают чрезвычайно адаптируемыми вегетативными и репродуктивными структурами [14]. Для многих культиваров при выращивании в горшечной культуре характерны изменения морфологических признаков под влиянием экологических факторов (полив, влажность, интенсивность освещения). Например, у Hoya carnosa (L.) R. Br. наблюдается изменение толщины листьев и уровня хлорофилла при воздействии как высокого, так и низкого уровня освещенности [15]. Аналогичным образом Hoya multiflora Blume демонстрирует морфологические перемены в стебле, листьях и соцветиях при различной степени затенения, у Hoya amorosae T. Green & Kloppenb. происходят изменения параметров листовой пластинки (ширина, длина, толщина) [16].

Важное место в системе адаптации растений к совокупности действующих факторов принадлежит биохимическим механизмам адаптации. При адаптации растений к внешним факторам среды имеет значение соотношение в листьях количества углерода и азота, которое характеризует синтез углеводных и азотсодержащих органических соединений [17].

Цель исследований: изучение адаптационных возможностей некоторых видов растений рода Hoya в условиях закрытого грунта.

Задачи: изучить особенности роста и развития побеговой системы видов хойи в условиях интерьера; сравнить биохимические показатели (Nbi, Chl, Flv) ассимилирующих органов интродуцентов в летний и осенний месяцы; выделить виды с высокими адаптационными возможностями.

Материал и методы исследования

Объектами исследований являлись представители рода Hoya – 4 вида: хойя Каминга (H. cumingiana Decne.), хойя шаровидная (H. globulosa Hook. f.), хойя южная (H. australis R. Br. ex Traill), хойя опушенночашечковая (H. pubicalyx Merrill) и 1 культивар хойя металлика (cv. Metallica / laos × H. vitellina Blum) [18; 19].

Растения размещены в интерьере с окном северо-западной экспозиции и микроклиматическими параметрами: температура воздуха +18…+22°C, относительная влажность воздуха 25–35%, освещенность 1400–2000 лк.

Наблюдения за ростом и развитием опытных растений в интерьере проводили по методике Е.С. Смирновой [20]. За структурную единицу побеговой системы нами принят побег одного морфологического порядка (однопорядковый побег), а элементарную единицу однопорядкового побега – метамер (узел, несущий 2 листа, и прилегающее междоузлие). Измерения растений проводили раз в месяц, чтобы получить динамическую картину прироста вегетативной сферы побега. Определение биохимических показателей (содержание флавонидов – Flv, мг/см², хлорофилла – Chl, мг/см² и индекса азотного баланса – Nbi, который представляет собой соотношение количества хлорофилла и флавонидов (азота/углевода) проводили с помощью портативного флавонид- и хлорофиллометра Dualex Scientific (Forse-A, Франция). Статистическая обработка данных осуществлялась при помощи следующих программных пакетов: MS Excel и Statistica 10. Производилась идентификация показателей Nbi, Chl, Flv на соответствие закону Гаусса. Закон Гаусса подтвердился, поэтому дальнейшие исследования зависимостей производились методами параметрической статистики. Полученные результаты расчета показателей представлены средними значениями (Mean), Mean ± SD – среднее значение показателя ± стандартное отклонение (Std. Dv.); min – минимальные значения показателя; max – максимальные значения показателя. Для сравнения двух зависимых выборок по одному признаку использовали t-тест, в случае с независимыми выборками классический метод t-тест Стьюдента.

Результаты и их обсуждение

Для большинства исследованных видов Hoya в условиях интерьера отмечен замедленный рост побегов и прирост листьев в течение всего вегетационного периода, с максимальным развитием в весенне-летний период. Интенсивный и равномерный рост на протяжении всего периода наблюдения характерен для H. globulosa, H. cumingiana и H. pubicalyx (рис. 1).

Рисунок 1 – Диаграмма развития вегетативного однопорядкового побега интродуцентов

Таким образом, система побегов хойи характеризуется плагиотропным направлением роста и все ее вегетативные участки структурно однородны. Каждый однопорядковый побег нарастает верхушкой стебля, побеги могут быть как коротко-, так и длиннометамерные.

Исследования содержания биохимических показателей проводили два раза за сезон в июле и сентябре месяце (рис. 2).

Анализ полученных данных выявил различия показателя азотного баланса у всех экспериментальных видов между летним и осенним периодом исследования. Для всех интродуцентов отмечено высокое значение Nbi в сентябре, что связано с переходом растений в период покоя. Содержание Chl и Flv на протяжении всего периода исследования варьировало незначительно, что говорит об оптимальном азотном статусе исследованных растений. Повышение содержания Flv в июле у видов H. australis и H. pubicalyx можно объяснить защитной функцией от неблагоприятного воздействия инсоляции.

В полученных результатах статистически значимыми были различия при сравнении зависимых выборок показателей Nbi, Chl, Flv в листьях H. australis за месяцы (июль, сентябрь), при значении p < 0,05 (рис. 3). Это свидетельствует об активном росте растений летом и переходе их к состоянию покоя в сентябре.

Также наблюдается статистически значимая разница при сравнении независимых выборок показателей Nbi, Flv, Chl видов H. globulosa и H. pubicalyx, H. cumingiana и H. cv. Metallica при значении p < 0,05 за июль месяц (рис. 4).

Рисунок 2 – Сравнительный анализ средних значений показателей (Nbi, Chl, Flv) в листьях оранжерейных растений рода Hoya (А – июль; Б – сентябрь)

Рисунок 3 – Сравнение средних значений зависимых выборок вида H. australis по показателю: А – Nbi, Б – Chl, В – Flv

Рисунок 4 – Сравнительный анализ независимых групп вида H. globulosa (1) и H. pubicalyx (2), H. cumingiana (3) и H. cv. Metallica (4) по показателю: А – Nbi, Б – Chl, В – Flv

Заключение

При интродукции жизненный цикл развития растений соответствует природному с незначительными периодами покоя в осенне-зимнее время, связанными с сокращением светового дня и инсоляции.

Система побегов хойи характеризуется плагиотропным направлением роста, и все ее вегетативные участки структурно однородны. Каждый однопорядковый побег нарастает верхушкой стебля, побеги коротко- и длиннометамерные. Стебли травянистые, частично одревесневшие, ветвятся равномерно на всем протяжении.

В условиях закрытого грунта биохимические исследования фотосинтетического аппарата пяти представителей рода Hoya подтвердили ранее установленную методами наблюдений за растениями в интерьере высокую их адаптированность.

Содержание флавоноидов на протяжении всего периода исследования варьировало незначительно – от 0,2–0,7 мг/см² в июле до 0,2–0,5 мг/см² в сентябре, что говорит об оптимальном азотном статусе растений.

Соотношение количества хлорофилла и флавонидов с максимальными показателями от 104,4 до 265,1 в сентябре доказывает, что все интродуценты в предзимний период используют основной обмен веществ и синтезируют белки (азотсодержащие молекулы), основным компонентом которых является хлорофилл.

Для практического озеленения интерьеров можно рекомендовать виды H. globulosa, H. cumingiana и H. pubicalyx, которые характеризуются интенсивным приростом вегетативной сферы побега, декоративностью, устойчивостью и пластичностью пигментного аппарата.

About the authors

Irina Nikolaevna Turbina

Author for correspondence.
Email: scilla3@yandex.ru

candidate of biological sciences, senior researcher of Scientific and Educational Center of Natural and Technical Sciences Institute

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Figure 1 – Diagram of the development of a vegetative single-order shoot of introduced plants

Download (218KB)

Indexing metadata

3. Figure 2 – Comparative analysis of average values of indicators (Nbi, Chl, Flv) in the leaves of greenhouse plants of the genus Hoya (A – July; B – September)

Download (106KB)

Indexing metadata

4. Figure 3 – Comparison of the average values of dependent samples of the species H. australis by indicator: A – Nbi, B – Chl, C – Flv

Download (218KB)

Indexing metadata

5. Figure 4 – Comparative analysis of independent groups of the species H. globulosa (1) and H. pubicalyx (2), H. cumingiana (3) and H. cv. Metallica (4) according to the indicator: A – Nbi, B – Chl, C – Flv

Download (185KB)

Indexing metadata