Алелопатичний потенціал рослин роду Crambe L. (Brassicaceae Burnett) колекції Національного ботанічного саду імені М. М. Гришка НАН України

The article represents the morphological and biological characteristics of the genus Crambe L.plants, their allelopathic properties and the toxicity of the fruits and root extracts. Characteristics are given according to the literature sources. The mechanism of alylopathically active compounds action on the cellular, organism and population levels (creation of an allelopathic field) is analyzed. The article represents the comprehensive study results of the allelopathic activity of water soluble biologically active compounds of the vegetative part, seeds and rhizospheric isolates of the Crambe L. genus. Their active compounds quantitative content is in a certain dynamics during the vegetation. The plants exercise allelopathic effect on the​​surrounding higher plants due to these compounds (stimulating or inhibiting), and the action force varies depending on the vegetation phases and the test objects. In the course of our study we have established that the first half of the growing season of the biologically active compounds of the above-ground masses season has essential inhibition characteristic of the plants development. During the second half of the growing season the inhibitory effect is weakened, and in some cases shows itself in a significant stimulation. We have concluded that the maximum level of inhibition by bioactive compounds of the vegetative part of the studied Crambe species occurs at an extract concentration of 1:10. The strongest stimulation by contrast is provided when the concentration of the extract is 1:100. We have also found that the extracts from fruits and seeds of the studied Crambe species have an exclusively inhibitory effect at the concentration of 1:10 and have a stimulating effect at the concentrations of 1:50 and 1:100. We have revealed that the biologically active compounds of the investigated plants rootstock has an inhibitory and stimulating effect on the plant growth. The nature and the action force depends on the vegetative phase and the receptor plant. The most active stimulating effect on the test plants has the soil of the C. steveniana, the middle stimulating effect – C. coctebelica, the lowest – C. pontica. The strategy for the survival and distribution of this genus plants in the coenosis has been formulated in this connection.Здійснено докладний літературний огляд, висвітлено досвід дослідників минулого та сьогодення і зроблено висновки щодо результатів досліджень рослин роду Crambe L. та сформульовано проблематику досліджень. Подано результати комплексного дослідження алелопатичної активності водорозчинних біологічно активних сполук вегетативної частини, насіння та ризосферних виділень рослин роду Crambe L., кількісний вміст та співвідношення яких перебуває у певній динаміці протягом вегетації. Встановлено, що завдяки їм рослини здійснюють алелопатичний вплив (стимуляційний або інгібуючий) на навколишні вищі рослини і сила дії змінюється залежно від фаз вегетації та тест-об'єктів. Виявлено, що максимальний рівень інгібування біологічно активними сполуками вегетативної частини, плодів та насіння досліджуваних видів Crambe, незалежно від тест-об'єктів та фази вегетації рослин, відбувається за умови, що концентрація витяжки становить 1:10. Найсильніша стимуляція відбувається за умови, що концентрація витяжки становить 1:100. З'ясовано, що в першій половині вегетації для біологічно активних сполук надземної маси характерне істотне інгібування розвитку тест-рослин. У другій половині вегетації гальмівна та пригнічувальна дія дещо послаблюється. З огляду на це, сформульовано стратегію рослин цього роду до виживання та поширення у ценозах

Ідентифікація статі рослин актинідії гострої (Actinidia arguta (Siebold & Zucc.) Planch. ex Miq.)

The problem of gender differentiation and the methods and criteria search for its diagnosis in dioecious plants of the Actinidia at an early stage of development is an extremely important item. It is important both for gardening practice and for successful breeding work with this culture. The morpho-anatomical studies of Actinidia arguta one-year male and female plants twigs were performed using NY-1 light-optical microscope. The qualitative content of starch was studied in one-year twigs of plants using of an iodine solution. The study of the starch content dynamics in the one-year twigs of male and female plants has revealed a variation of the content indicators that depends on the plant development phase and the weather conditions. The two peaks of its accumulation during the year have been defined (the first one is in October, after defoliation, and the second one – is in the spring at the beginning of the twigs growth). The difference in the indices between male and female plants was represented mostly during the second maximum (the length of young twigs reached 15–20 cm). The method for the Actinidia Lindl. seedlings gender determining with the use of qualitative reaction on starch (iodine solution) on the basis of the long-term researches conducted on the male and female Actinidia Lindl. plants, the successful testing on the seed origin Actinidia Lindl. plants was proposed. The difference in colour is observed in 3 minutes after the reagent application. The colour is localized in the perimedullary zone in male individuals, while in female individuals it extends through the parenchyma of the xylem rays to the external layers. The advantage of this method is the simplicity and the portability of the implementation, the availability to the general public of the gardeners and the possibility of mass use without causing any harm to the plants. The application of this method will contribute to the improvement of the breeding work and the use of pollinating plants of Actinidia Lindl. of the seed origin at planting and significantly reduce the raising cost for the selection material.Актинідія – це дводомна культура, і для забезпечення високої продуктивності її насаджень на ділянках необхідно одночасно висаджувати чоловічі та жіночі рослини у співвідношенні 1 до 5–7. Сортові жіночі рослини для насаджень одержують лише способом вегетативного розмноження, тоді як чоловічі рослини-запилювачі можуть бути як вегетативного, так і насіннєвого походження. Численні дослідження свідчать, що саме сіянці краще пристосовуються до нових умов зростання, вирізняються вищою адаптивною здатністю, підвищеною стійкістю до негативних чинників навколишнього середовища порівняно з вегетативно розмноженими рослинами. За літературними даними, вихід рослин-запилювачів інколи сягає 90 %, а то й 100 % від загальної маси сіянців. Ефективні методи визначення статі сіянців актинідії до вступу їх у генеративну фазу розвитку (на 5–7-й рік після посіву) нині відсутні, тому питання пошуку критеріїв ранньої діагностики статі рослин актинідії й опрацювання методу її визначення є надзвичайно актуальним і має важливе теоретичне та практичне значення. На основі комплексного вивчення особливостей чоловічих і жіночих рослин Аctinidia arguta (Siebold & Zucc.) Planch. ex Miq. колекції Національного ботанічного саду ім. М. М. Гришка НАН України запропоновано метод діагностики статі сіянців у прегенеративний період їх розвитку. В основу методу ідентифікації статі A.arguta, що пропонують, покладено оброблення рослинних зразків хімічним реагентом, подальший аналіз результатів реакції та встановлення статі рослини за забарвленням зразків. Точність визначення сягає 95 %, що вказує на високу ефективність і перспективність частого використання запропонованого експрес-методу визначення статі у прегенеративному періоді розвитку рослин. Застосування цього методу дає змогу визначити стать рослин уже в 2–3-річному віці

ВМІСТ ФЛАВОНОЇДІВ У РОСЛИН PHLOX PANICULATA L. В УМОВАХ ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

The authors present the literature data of the plant's reaction to the pathogenic microorganisms defeat. The information on the development of the powdery mildew on Phlox paniculata L., which negatively affects the decorative and functional state of plants during the vegetation period, is provided. The new and old cultivars of domestic and foreign selection of perennial phlox collection fund of the M.M. Hryshko Flower Decorative Plants Department of the National Botanic Garden of the National Academy of Sciences of Ukraine with varying degrees of defeat by the causative agent of powdery mildew have been studied in the research (such cultivars as 'Fiosin', 'Novinka', 'Holubka' and 'Panianka'). The resistance to defeat was determined in the phase of budding-flowering by the state variety testing method. The plant leaves were taken outdoor according to the method for the laboratory tests. The authors determined the content of flavonoids in terms of routine according to the methodology by V. Yu. Andreeva and G.I. Kalinkina, modified by V.F. Levon. The study was conducted during 2016 and 2017.The resistance of the Phlox paniculata L. plants to the defeat by the powdery mildew pathogen (Erysiphe cichoracearum DC. f. phlogis) was determined. It was found that more than half of all leaves were damaged in the cultivars of 'Fiosin' and 'Novinka' cultivars (4 points), individual leaves were severely affected in 'Holubka' cultivar (2 points), some minor lesions were detected in 'Panianka' cultivar (0˗1 points). The quantitative content of flavonoids in the leaves of investigated plants in the conditions of the Forest-steppe of Ukraine has been defined. In the course of laboratory studies we found that plants of 'Fiosin' cultivar had the highest level of flavonoids (0.982 mg/g), the average level in 'Novinka' cultivar (0.866 mg/g), and in 'Holubka' cultivar (0.842 mg/g). The lowest values were observed in plants of 'Panianka' cultivar (0.764 mg/g). The inverse relation between the content of flavonoids in plants and the resistance to the powdery mildew pathogen of the perspective cultivars of this species has been revealed. The most stable among Phlox paniculata species are the plants of 'Panianka' cultivar, the most vulnerable are the plants of 'Novinka' and 'Fiosin' cultivars. It is recommended to be used as an indicator of resistance to pathogens, powdery mildew in the selection and introduction of quantitative flavonoids.Проаналізовано літературні дані про реакцію рослин на ураження патогенними мікроорганізмами. Наведено інформацію щодо розвитку борошнистої роси на флоксі волотистому (Phlox paniculata L.), що негативно позначається на декоративності та функціональному стані рослин під час вегетаційного періоду. Досліджено нові та старі сорти вітчизняної й іноземної селекції флокса волотистого колекційного фонду відділу квітниково–декоративних рослин Національного ботанічного саду ім. М. М. Гришка НАН України з різним ступенем ураження збудником борошнистої роси: 'Fiosin', 'Novinka', 'Holubka' та 'Panianka'. Визначено стійкість рослин Phlox paniculata L. до ураження збудником борошнистої роси (Erysiphe cichoracearum DC. f. phlogis). Встановлено кількісний вміст флавоноїдів у листках досліджуваних рослин в умовах Лісостепу України. Виявлено залежність між вмістом флавоноїдів у рослин та стійкістю до збудника борошнистої роси перспективних сортів цього виду. Встановлено, що найстійкішими серед досліджуваних сортів Phlox paniculata є рослини сорту 'Panianka', найуразливішими – рослини сортів 'Novinka' та 'Fiosin'. Рекомендовано у процесі селекції та в інтродукції використовувати кількісний вміст флавоноїдів, як один із показників стійкості до ураження патогенами, зокрема борошнистою росою