Micromorphology of flowers, anatomy and ultrastructure of Chamomilla recutita (L.) Rausch. (Asteraceae) nectary

• Autorzy: Sulborska A.

Warianty tytułu

PL

Mikromorfologia kwiatów, anatomia i ultrastruktura nektarników Chamomilla recutita (L.) (Asteraceae)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Investigations of the micromorphology of flowers and the structure of nectaries in Chamomilla recutita L. (Rausch.) were carried out with the use of stereoscopic, light, scanning and transmission electron microscopy. Biseriate glandular trichomes consisting of 5-6 cell layers were found on the surface of the corollas of ray and disc florets. Accumulation of secretion within the subcuticular space was accompanied by degradation of trichome cells. Secretion release followed rupture of the cuticle in the apical part of the trichome. The ovary of the ray florets exhibited characteristic ribs covered with epidermis composed of radially elongated palisade cells. Nectariferous glands were present only in the disc florets. The ring-like nectary (93×163 µm; height x diameter) was located above the inferior ovary. The gland structure was formed by single-layer epidermis and 5-8 layers of specialised nectariferous parenchyma. Nectar was released via modified 15-20 µm wide stomata. The guard cells were slightly elevated above the surface of the other epidermal cells or were located slightly below them. The stomatal cells were characterised by small external and internal cuticular ledges. No vascular bundles were observed in the nectary. The gland was supplied by branches of vascular bundles reaching the style and ending at the nectary base. The nectariferous tissue was formed by isodiametric cells with a diameter of 11-20 µm. The cell interior was filled with electron dense cytoplasm containing a large nucleus, numerous pleomorphic plastids, mitochondria with a distinct system of cristae, Golgi bodies, ER profiles, and ribosomes. The plastid stroma was characterised by presence of pastoglobuli, intraplastid tubules, and lighter zones. Several small vacuoles were found in each cell. Plasmodesmata were visible in the walls of some cells. Lighter periplasmic space in which apoplastic transport of nectar might take place was observed between the plasmalemma and the cell wall. The presence of an osmiophilic substance in the intercellular spaces additionally corroborates this assumption.

PL

Przy zastosowaniu mikroskopii stereoskopowej, świetlnej, skaningowej i transmisyjnej elektronowej przeprowadzono badania mikromorfologii kwiatów i struktury nektarników Chamomilla recutita L. (Rausch.). Na powierzchni korony kwiatów rurkowatych i języczkowatych stwierdzono obecność dwurzędowych włosków gruczołowych utworzonych z 5-6 pięter komórek. Wraz z gromadzeniem się wydzieliny w przestrzeni subkutykularnej postępowała degradacja komórek włosków. Uwolnienie wydzieliny następowało po rozerwaniu kutykuli w apikalnej części włoska. Na zalążni kwiatów rurkowatych obserwowano charakterystyczne żebra, które okrywała epiderma zbudowana z palisadowych komórek wydłużonych w kierunku promieniowym. Gruczoły nektarnikowe występowały tylko w kwiatach rurkowatych. Pierścieniowaty nektarnik (93 x 163 µm; wysokość x średnica) usytuowany był powyżej dolnej zalążni. Strukturę gruczołu tworzyła jednowarstwowa epiderma oraz 5-8 warstw wyspecjalizowanej parenchymy nektaronośnej. Nektar wydzielany był za pośrednictwem zmodyfikowanych aparatów szparkowych o szerokości 15-20 µm. Aparaty szparkowe były lekko wyniesione ponad powierzchnię pozostałych komórek epidermy lub znajdowały się nieco poniżej tych komórek. Komórki aparatów szparkowych charakteryzowały się niewielkimi zewnętrznymi i wewnętrznymi listwami kutykularnymi. Na obszarze nektarnika nie obserwowano wiązek waskularnych. Gruczoł odżywiany był przez odgałęzienia wiązek przewodzących biegnących do szyjki słupka, które kończyły się u podstawy nektarnika. Parenchymę nektarnika tworzyły izodiametryczne komórki o średnicy 11-20 µm. Wnętrze tych komórek wypełniała elektronowo gęsta cytoplazma zawierająca duże jądro komórkowe, liczne pleomorficzne plastydy, mitochondria z wyraźnym systemem grzebieni, aparaty Golgiego, profile ER oraz rybosomy. Stroma plastydów cechowała się obecnością plastoglobul, intraplastydowych tubul oraz jaśniejszych stref. W każdej komórce występowało kilka niewielkich wakuol. W ścianach niektórych komórek obecne były plazmodesmy. Pomiędzy plazmolemą a ścianą komórkową obserwowano jaśniejszą przestrzeń peryplazmatyczą, w której mógł się odbywać apoplastyczny transport nektaru. Obecność osmofilnej substancji w przestrzeniach międzykomórkowych dodatkowo potwierdza to przypuszczenie.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Agrobotanica
• Rocznik: 2011
• Tom: 64
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.23-34,fig.,ref.

Twórcy

autor

Sulborska A.

• Department of Botany, University of Life Science in Lublin, Akademicka 15, 20-950 Lublin, Poland

Bibliografia

• A f o l a y a n A . J . , M e y e r J . J .M. , 1995. Morphology and ultrastructure of secreting and nonsecreting foliar trichomes of Helichrysum aureonitens (Asteraceae). Int. J. Plant Sci. 156 (4): 481-487.
• A s c en s ã o L . , Pa i s M.S. , 1982. Secretory trichomes from Artemisia crithmifolia: some ultrastructural aspects. Bull. Soc. Bot. Fr. 129 (1): 83-87.
• As c e n s ã o L . , P a i s M. S . S . , 1987. Glandular trichomes of Artemisia campestris (ssp. maritima): ontogeny and histochemistry of the secretory product. Bot. Gaz. 148 (2): 221-227.
• As c e n são L., Si lva J. A .T., Ba r roso J.G. , F i g u e i r e d o A .C . , P e d r o L .G. , 2001. Glandular trichomes and essential oils of Helichrysum stoechas. Israel J. Plant Sci. 49: 115-122.
• Be r n a r d e l l o G. , 2007. A systematic survey of floral nectaries. [In:] Nectaries and Nectar, S.W. Nicolson, M. Nepi, E. Pacini, (eds), Springer, Dordrecht.
• Cor n a ra L ., Bonon i M., Ta t e o F., S e r r a t o - Va l e n t i G . , Ma r i o t t i M.G. , 2001. Trichomes on vegetative and reproductive organs of Stevia rebaudiana (Asteraceae). Structure and secretory products. Plant Biosyst. 135 (1): 25-37.
• De r y n g J . , 1961. Atlas sproszkowanych roślinnych surowców leczniczych. Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa (in Polish).
• Du k e S .O. , P a u l R .N. , 1993. Development and fine structure of the glandular trichomes of Artemisia annua L. Int. J. Plant Sci. 154 (1): 107-118.
• E s a u K. , 1973. Anatomia roślin. Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa (in Polish).
• F a h n A. , 1949. Studies in the ecology of nectar secretion. Palest. J. Bot. Jerusalem Series, 4: 207-224.
• F a h n A. , 1952. On the structure of floral nectaries. Bot. Gaz. 113: 464-470.
• F a h n A. , 1979. Ultrastructure of nectaries in relation to nectar secretion. Amer. J. Bot. 66 (8): 97-985.
• F a h n A. , 1988 a. Secretory tissues in vascular plants. New Phytol. 108: 229-257.
• F a h n A. , 1988 b. Secretory tissues and factors influencing their development. Phyton, 28 (1): 13-26.
• F a h n A. , 2000. Structure and function of secretory cells. Adv. Bot. Res. 31: 37-75.
• F r e i E . , 1955. Die Innervierung der floralen Nektarien dikotyler Pflanzenfamilien. Berichte der Schweizerischen botanischen Gesellschaft, 65: 98-115 (in German).
• F r ey-Wys s l i ng A . , A g t h e C . , 1950. Nektar ist ausgeschiedener Phloemsaft. Verhandlungen der schweizerischen naturforschenden Gesellschaft 130: 175-176 (in German).
• Gu l y á s S . , P e s t i J . , 1966. Angaben zur Anatomie der Nektarien der Centaurea. Acta Biol. Szeged. (1-2): 17-24 (in German).
• H e i n r ic h G. , P f e i f hofe r H. W. , S t a b e nt h e i n e r E . , S awi d i s T. , 2002. Glandular hairs Sigesbeckia jorullensis Kunth (Asteraceae): morphology, histochemistry and composition of essential oil. Ann. Bot. 89: 459-469.
• Ka r s e n G., We b e r U. , S t a h l E . , 1962. Lehrbuch der Pharmakognosie für Hochschulen. Veb Gustav Fischer Verlag, Jena, (in German).
• Koc zwa r a M. , 1959. T. II. Farmakognozja ogólna i szczegółowa. AM w Krakowie, Kraków (in Polish).
• Kul i ev A .M., 1959. Morfologičesk evoluci nektarnikov u pokrytosiem nnyh rastjenij. Kirovabad (in Russian).
• L ipi ń s k i M . , 2010. Pożytki pszczele. Zapylanie i miododajność roślin. Państwowe Wywadnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa, Wyd. Sądecki Bartnik, Stróże (in Polish).
• P e l ´me n e v V.K. , 1985. Medonosnye rasteni . Rossel´hozizdat, Moskva (in Russian).
• Po d bi e l kowsk i Z . , 1992. Rośliny użytkowe. Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa (in Polish).
• Rumi ń s k a A. , 1973. Rośliny lecznicze. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa (in Polish).
• Samma t a r o D. , E r i ck s o n E . H ., G a rme nt M . B. , 1985., Ultrastructure of the sunflower nectary. J. Ap. Res. 24 (3): 150-160.
• S c hm i d R . , 1988. Reproductive versus extra – reproductive nectaries – historical perspective and terminological recommendations. Bot. Rev. 54: 179-232.
• Sme t s E . , 1986. Localization and systematic importance of the floral nectaries in the Magnoliatae (Dicotyledons). Bull. Jard. Bot. Nat. Belg. 56: 51-76.
• S t pi c z y ń s k a M. , D a v i e s K . L . , G r e g g A . , 2003. Nectary structure and nectar secretion in Maxillaria cocinea (Jacq.) L. O. Williams ex Hodge (Orchidaceae). Ann. Bot. 93: 87-95.
• S u l b o r s k a A . , We r y s z k o - C hm i e l ews k a E . , 2006. Morphology, anatomy and ultrastructure of yarrow (Achillea millefolium L.) floral nectaries. Acta Agrobot. 59 (1): 17-28.
• S u l b o r s k a A . , We r y s z k o - C hm i e l ews k a E . , 2007. Anatomy and ultrastructure of floral nectary of Inula helenium L. (Asteraceae). Acta Soc. Bot. Pol. 76 (3): 201-207.
• S z a f e r W. , Wo j t u s i a k owa H. , 1969. Kwiaty i zwierzęta. Zarys ekologii kwiatów. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa (in Polish).
• S zwe y k ows k a A . , S zwe y k ows k i J . , 2003. Słownik botaniczny. Państwowe Wydawnictwo Wiedza Powszechna, Warszawa (in Polish).
• Te ub e r L.R., A lb e r t s en M.C ., Ba r n e s D.K. , H e ich e l G . H ., 1980. Structure of floral nectaries of alfalfa (Medicago sativa L.) in relation to nectar production. Amer. J. Bot. 67 (4):433-439.
• Up hof J .C .T., Humme l K. , 1962. Plant hairs. Handbuch der Pflanzenanatomie. Bd. IV, Tl. 5. Gebrüder Borntraeger, Berlin (in German).
• Ve rme e r J . , P e t e r s o n R .L. , 1979. Glandular trichomes on the inflorescence of Chrysanthemum morifolium cv. Dramatic (Compositae). II. Ultrastructure and histochemistry. Can. J. Bot. 57: 714:729.
• Vo g e l S . , 1998. Remarcable nectaries: structure, ecology, organophyletic perspectives. IV. Miscellaneous cases. Flora, 193: 225-248.
• We r ys z ko -Chmi e l ewsk a E ., M a s i e r ows k a M., Ko n a r s k a A. , 2003. Characteristisc of floral nectaries and nectar in two species of Crataegus (Rosaceae). Plant Syst. Evol. 238: 33-41.
• Wi s t T. J . , Da v i s A. R . , 2006. Floral nectar production and nectary anatomy and ultrastructue of Echinacea purpurea (Asteraceae). Ann. Bot. 97: 177-193.