MORPHOLOGY AND ULTRASTRUCTURE OF TRICHOMES OF THE INTACT AND THE IN VITRO PLANTS STEVIA REBAUDIANA BERTONI IN RELATION TO SYNTHESIS AND ACCUMULATION IN THEM OF STEVIOL GLYCOSIDES
https://doi.org/10.1234/XXXX-XXXX-2010-1-15-20
Abstract
Trichomes present on the leaf surface of both intact and in vitro Stevia plants (Stevia rebaudiana Bertoni) were examined using scanning and transmission electron microscopy. Three types of trichomes were observed both on adaxial and on abaxial surface of leaves: (a) spherical glands, (b) large hairs, (c) small hairs. The trichomes appeared in higher numbers on the leaf surfaces of the intact plants. The numbers of trichomes seem to be greater on the upper leaves than on the lower leaves. The results of the work provide evidence for positive correlation between number of glands on leaves and their content of the SGs. Three major stages in the development of the gland cells were identified, corresponding to the stages of secret accumulation.
About the Authors
N. I. Bondarev
Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, 127276, г. Москва
Russian Federation
Russian Federation
M. A. Sukhanova
Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, 127276, г. Москва
Russian Federation
Russian Federation
G. A. Semenova
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 142290, Московская обл., г. Пущино
Russian Federation
Russian Federation
O. V. Goryaeva
Russian Federation
S. E. Аndreeva
Russian Federation
A. M. Nosov
Russian Federation
References
1. Kinghorn, A.D., Soejarto, D.D. Sweetening agents of plant origin // Critical Rev. in Plant Sciences. 1986. Vol. 4. N 2. P. 79—120.
2. Lyakhovkin A.G., Long T.D., Titov D.A., Anh M.P. Cultivation and Utilization of Stevia (Stevia rebaudiana Bertoni). Hanoi: Agricult. Pub. House, 1993. 44 p.
3. Matsui M., Matsui K., Kawasaki Y., Oda Y., Nogu-chi T., Kitagawa Y., Sawada M., Hayashi M., Nohmi T., Yoshihira K., Ishidate M., Sofuni T. Evaluation the genitoxicity of stevioside and steviol using six in vitro and one in vivo mutagenicity assays // Mutagenesis. 1996. Vol. 11. N 6. P. 573—579.
4. Zaidan L.B.P., Dietrich S.M.C., Felippe G.M. Effect of photoperiod on flowering and stevioside content in plants of Stevia rebaudiana Bertoni // Jap. J. of Crop Science. 1980. Vol. 49. P. 569—574.
5. Hsing Y., Su W., Chang W. Accumulation of stevio-side and rebaudioside A in callus cultures of Stevia rebadiana Bertoni // Bot. Bull. Acad. Sin. 1983. Vol. 24. P. 115—119.
6. Darise M., Kohda H., Mizutani K., Kasai R., Tanaka O. Chemical constituents of flowers of Stevia rebaudiana Bertoni // Agric. Biol. Chem. 1983. Vol. 47. P. 133—135.
7. Bondarev N., Reshetnyak O., Nosov A. Peculiarities of diterpenoid steviol glycoside production in in vitro cultures of Stevia rebaudiana Bertoni // Plant Science. 2001. Vol. 161 (1). P. 155—163.
8. Bondarev N., Sukhanova M.A., Reshetnyak O., No-sov A. Steviol glycoside content in different organs of Stevia rebaudiana Bertoni and its dynamics during ontogenesis // Biol. Plant. 2004. Vol. 47. N 2. P. 261—264.
9. Hohmann B. Botanisch-warenkudliche Diognostik von Stevia rebaudiana (Bertoni) Hemsl., einer sustoffliefernden Pflanze // Deutsche Lebensmittel-Rundschau. 1978. Bd. 74. N 8. P. 296—299.
10. Шафферт Е., Чеботарь А., Новикова В. Морфо-анатомическая характеристика стевии [Stevia rebaudiana (Bertoni) Hemsl.] в связи с интродукцией на Южном берегу Крыма // Цитолого-эмбриологические исследования высших растений: Тр. Никитского бот. сада. Т. 113. Ялта, 1992. С. 25—37.
11. Денисова Г.А. Терпеносодержащие структуры растений. Л.: Наука, 1989. 141 с.
12. Дзюба О.О. Стевия — Stevia rebaudiana (Bertoni) Hemsley. Интродукция, морфология, биология, возделывание: Автреф. дис. ... канд. биол. наук. СПб.: ВНИИ
13. им. Н.И. Вавилова, 1999. 15 с.
14. Reynolds E.C. The use of lead citrate at high pH as an electron-opaque stain in electron microscopy // J. Cell Biol. 1963. Vol. 17. P. 208—212.
15. Bondarev N.I., Reshetnyak O.V., Nosov A.M. Features of development of Stevia rebaudiana shoots cultivated in the roller bioreactor and their production of steviol glyco-side // Planta Medica. 2002. Vol. 68. P. 759—762.
16. Вахрушева Т.Е., Гогичайшвили Н.Б., Горбатенко Л.Е., Дзюба О.О., Талалова Е.Е. Биохимическая характеристика стевии в зависимости от условий выращивания // Мат-лы II Междунар. симпоз. “Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования”. Т. 2. Пущино, 1997. С. 617—618.
17. Суханова М.А., Бондарев Н.И., Горяева О.В., Андреева С.Е., Носов А.M. Ультраструктурная характеристика клеток растений и каллусных культур Stevia rebaudiana в связи с синтезом стевиол-гликозидов // Биотехнология. 2007. Т. 5. С. 51—59.
18. Ladygin V.G, Bondarev N.I., Semenova G.A., Smolov A.A., Reshetnyak O.V., Nosov A.M. Chloroplast ultrastructure, photosynthetic apparatus activities and production of steviol glycosides in Stevia rebaudiana in vivo and in vitro // Biol. Plant. 2008. Vol. 52 (1). P. 9—16.
19. Ascensao L., Figueiredo A.C., Barroso J.G., Pedro L.G., Schripsema J., Deans S.G., Scheffer J.C. 1998. Plectranthus madagascariensis: Morphology of the glandular trichomes, essential oil composition, and its biological activity // Int. J. Plant Science. 1998. Vol. 159 (1). P. 31—38.
20. Wagner G.J. Secreting glandular trichomes: more than just hairs // Plant Physiol. 1991. Vol. 96. P. 675—679.
21. Данилова М.Ф., Кашина Т.К. Структурные основы актиноритмической регуляции цветения. СПб.: Наука, 1999. 218 с.
22. Duke S.O., Paul R.N. Development and fine structure of the glandular trichomes of Artemisia annua L. // Int. J. Plant Science. 1993. Vol. 154. P. 107—118.
23. Васильев А.Е. Функциональная морфология секреторных клеток растений. Л.: Наука, 1977. 208 с.
Review
For citations:
Bondarev N.I., Sukhanova M.A., Semenova G.A., Goryaeva O.V., Аndreeva S.E., Nosov A.M. MORPHOLOGY AND ULTRASTRUCTURE OF TRICHOMES OF THE INTACT AND THE IN VITRO PLANTS STEVIA REBAUDIANA BERTONI IN RELATION TO SYNTHESIS AND ACCUMULATION IN THEM OF STEVIOL GLYCOSIDES. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2010;(1):15-20. (In Russ.) https://doi.org/10.1234/XXXX-XXXX-2010-1-15-20
Views:
275
Email this article 