POLLEN MORPHOLOGY OF ALLERGENIC SPECIES BUXUS SEMPERVIRENS L. (EUROPEAN BOX, OR BOXWOOD)

 

Alla Hayrapetyan

doctor of biological sciences, Institute of  Botany after A. Takhtajyan NAN RA,

Armenia, Yerevan

Hasmik Sonyan

junior researcher, Institute of  Botany after A. Takhtajyan NAN RA,

Armenia, Yerevan

Muradyan Alvard

junior researcher, Institute of  Botany after A. Takhtajyan NAN RA,

Armenia, Yerevan

 

АННОТАЦИЯ

С помощью светового (СМ) и сканирующего электронного (СЭМ) микроскопов изучена морфология пыльцы аллергенного вида Buxus sempervirens L. (Самшита вечнозеленого), широко используемого в озеленении на территории Республики Армения. Пыльцевые зерна глобально-16-20-поровые, эллиптической, сфероидальной или угловато-округлой формы; размеры пыльцевых зерен варьируют в пределах 30,2-35,7 х 22,2-27,3 μm или 27,8-35,1 μm в диаметре; скульптура экзины разноячеисто-сетчатая. Полученные данные могут быть использованы в аэропалинологических исследованиях с целью выявления таксономического состава пыльцы в воздухе, а также при составлении регионального календаря цветения аллергенных растений.

ABSTRACT

The palynomorphology of the allergenic species Buxus sempervirens L. (European box, or boxwood), widely used in landscaping in the Republic of Armenia was studied using light microscopy (LM) and scanning electron microscopy (SEM). Pollen grains 16-20-pantoporate, elliptical, spheroidal, or angularly rounded; the size of pollen grains 30,2-35,7 x 22,2-27,3 μm, or 27,8-35,1 μm in diameter; exine ornamentation reticulate, heterobrochate. The data obtained can be used in aeropalynological investigations to identify the taxonomic composition of pollen in the air, as well for listing a regional flowering calendar of the allergenic plants.

 

Ключевые слова: Buxus sempervirens L., поллинозы, морфология пыльцы.

Keywords: Buxus sempervirens L., pollinosis, pollen morphology.

 

Исследования проводились при финансовой поддержке Nagao Natural Environment Foundation (Japan).

 

Современная система озеленения городов и других населенных пунктов предусматривает охват большой группы растений, в состав которой входят высокодекоративные аборигенные, окультуренные, а также интродуцированные (т.е. не являющиеся представителями местной флоры) виды – травы, полукустарники, кустарники, лианы, деревья. Однако, несмотря декоративность, необходимо учитывать также и тот факт, что указанные виды могут оказывать также и негативное влияние как на окружающую среду, так и на здоровье человека. К числу подобных факторов следует отнести неконтролируемое активное распространение интродуцированных таксонов, подавляющее местную флору (т.е. переход таксона в категорию инвазивного, как это произошло в Армении с видом Ailanthus altissima (Mill.) Swingle, или Айлантом высочайшим), возможная токсичность растений, а также способность вызывать поллинозы.

Поллинозы, или сенная лихорадка – довольно распространенное в настоящее время заболевание, проявляющееся воспалением слизистых оболочек, главным образом дыхательных путей и глаз. Поллинозы возникают результате проникновения пыльцы в организм, что в дальнейшем может способствовать развитию бронхиальной астмы и формированию острых и хронических заболеваний верхних дыхательных путей и уха [4, 5].

В Армении данное заболевание также имеет широкое распространение, первые симптомы сенной лихорадки отмечаются в марте-апреле с распусканием цветков, например, у таких раннецветущих древесных видов как Corylus avellana L. (Лещина обыкновенная), Fraxinus excelsior L. (ясень высокий), различных видов тополей (род Populus L.) и могут продолжаться вплоть до конца сентября [8].

Эффективность борьбы с поллинозами требует многогранности исследований, а также тесного сотрудничества медиков-аллергологов и палинологов, изучающих, в частности, характерные особенности морфологии пыльцы аллергенных видов растений.

С ботанической точки зрения изучение поллинозов включает в себя исследование видового состава пыльцы в воздухе в течение всего периода цветения растений, выявление пыльцы аллергенных видов и ее количества в период цветения [3].

Результатом предварительных исследований поллинозов в нашей республике явился 4-язычный список (на русском, армянском, английском и латыни) аллергенных видов растений, характерных для нашей республики (и в том числе используемых в озеленении), составленный сотрудниками лаборатории палинологии Института ботаники им. А. Тахтаджяна НАН Республики Армения [8]. В составе данного списка приводятся также и представители рода Buxus L. (Самшит) из семейства Самшитовых (сем. Buxaceae Dumort.).

Цель исследования: изучение морфологии пыльцевых зерен аллергенного вида Buxus sempervirens L., широко используемого в декоративных целях при озеленении городов и других населенных пунков Армении.

Материалы и методы. Исследование проводилось с использованием светового (СМ) и сканирующего электронного (СЭМ) микроскопов. Для изучения пыльцы на световом микроскопе (AmScope 20000X LED) применялся метод окрашивания основным фуксином [6], а также упрощенный ацетолизный метод [1]. Обработка пыльцевых зерен для исследования на СЭМ (Jeol, JSM-6390) проводилась методом вакуумного напыления золотом.

Результаты и их обсуждение. Впервые для Армении на уровне светового (СМ) и сканирующего электронного (СЭМ) микроскопов приводятся результаты изучения морфологии пыльцевых зерен аллергенного вида B. sempervirens.

Исследования показали, что пыльцевые зерна данного вида глобально-16-20-поровые, эллиптической, сфероидальной или угловато-округлой формы; размеры пыльцевых зерен 30,2-35,7 х 22,2-27,3 μm или 27,8-35,1 μm в диаметре. Поры угловато-округлой или слегка продолговатой формы, не всегда регулярно расположены на поверхности пыльцевого зерна, размеры пор 2,2-3,1 х 4,6-5,0 μm; края пор волнистые, поровая мембрана гладкая. Экзина 1,6-1,8 μm толщиной, столбчатый слой эктэкзины из коротких, толстых, на концах расширяющихся столбиков. Скульптура экзины разноячеисто-сетчатая, ячеи сетки угловатой формы (СМ); стенки ячей сетки из отдельных, по бокам сросшихся столбиков с закругленными или слегка заостренными головками (СЭМ) (Фототаблица I, 3-7).

Самшитовые – небольшое семейство, представленное лишь 5 родами [9], при этом представители четырех родов, а именно Buxus L., Didymeles Thouars, Sarcococca Lindl. и Styloceras Kunth ex A.Juss. – вечнозеленые кустарники или невысокие деревья, в то время как виды рода Pachysandra Michx – вечнозеленые многолетние травы или полукустарнички со слабо одревесневшими стеблями [2].

Доминирующим по числу видов в семействе является род Buxus, в составе которого по различным источникам [2, 7, 9] объединяется от 30 до 112 видов. Для данного рода характерен широкий, хотя и довольно дизъюнктивный ареал, подразделяющийся преимущественно на африканский, центрально-американский и евро-азиатский сегменты.

Все виды данного рода характеризуются супротивными блестящими кожистыми листьями и довольно неприметными однодомными цветками без лепестков. Последнее, однако, ни в коей мере не влияет на широкое использование отдельных видов в озеленении и декоративном садоводстве, благодаря красивой кроне и способности легко переносить частую стрижку, вследствие которой имеется возможность создания бордюров и живых изгородей, а также отдельных экземпляров самой разнообразной формы.

Фототаблица 1.

Вид Buxus sempervirens L. (Самшит вечнозеленый)

1-2 – общий вид растения (1 – в цветах, 2 – в плодах); 3-4 – общий вид пыльцевых зерен (стрелками указаны поровые участки), 5 – строение столбчатого слоя экзины (стрелками указан столбчатый слой) (СМ); 6 – общий вид пыльцевых зерен (стрелками указаны поровые участки), 7 – пора и сетчатая скульптура поверхности пыльцевого зерна (СЭМ) (мастштабная линейка: 3-5 – 10 μm)

 

В Армении род Buxus представлен преимущественно видом B. sempervirens L. (Самшит вечнозеленый) – кустарники или невысокие деревца 2-5 (6) м высотой, сроки цветения – апрель-май.

Естественный ареал данного вида охватывает Атлантическую Европу, Средиземноморье, Балканы, Крым и Малую Азию, а также Кавказ (Зап. Кавказ, Талыш) и Иран, однако в Армении он распространен исключительно в культуре [7] и активно используется в озеленении городских садов, парков и частных территорий. Отметим также, что несмотря на широко применяемую обрезку кустов, часто отдельные экземпляры в декоративных целях могут быть представлены также и в плодах, что подразумевает сохранение цветов на растениях (Фототаблица I, 1-2), и, следовательно, их аллергенное воздействие на человека.

Полученные нами результаты могут быть использованы в дальнейшем в аэропалинологических исследованиях при изучении поллинозов в Армении для выявления таксономического состава пыльцы в воздухе в период цветения и особенностей сезонной и суточной динамики пыления отдельных таксонов (и в том числе Самшита вечнозеленого), а также при составлении регионального календаря цветения аллергенных растений для принятия соответствующих профилактических мер.

 

Список литературы:

  1. Аветисян Е.М. Упрощенный ацетолизный метод обработки пыльцы // Бот. журн. – 1950. – № 4. – C. 385–387.
  2. Борисовская Г.М. Семейство Самшитовые (Buxaceae). Жизнь растений. Москва: Изд-во Просвещение, 1980. Т. 5(1).
  3. Гурина Н.С. Ботанические аспекты изучения поллинозов: дис. ... докт. биол. наук. – М., 1994.– 36 с.
  4. Поллиноз: симптомы, диагностика, причины, лечение [Электронный ресурс]. – Режим доступа: html (дата обращения: 15.07.2020).
  5. Симптомы поллиноза [Электронный ресурс]. – Режим доступа: shtml (дата обращения: 15.07.2020).
  6. Смольянинова Л.А., Голубкова В.Ф. К методике исследования пыльцы // Докл. АН СССР. – 1950. – № 1. – C. 125–126.
  7. Тахтаджян А.Л. Семейство Buxaceae (Самшитовые). Флора Армении. Ереван: Изд-во Академии наук АрмССР, 1958. Т. 3.
  8. Hayrapetyan A.M., Sonyan H.H. Botanical aspects of pollinosis studying in Armenia // Electronic Journal of Natural Sciences of National Academy of Sciences of Republic of Armenia. 2017.Vol. 29. № 2. P.21–28.
  9. The Plant List [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.theplantlist.org/1.1/browse/A/Buxaceae/ (дата обращения: 15.07.2020).