Spatial distribution of sclerenchyma in leaf blades of some fescues (Festuca L., Gramineae Juss.)

• Main Authors: E. Goremykina V., A. Ryabysheva A., Е. Горемыкина В., А. Рябышева А.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: Russian
• Published: Lomonosov Moscow State University, School of Biology 2019
• Subjects: grasses; fescues; leaf blade anatomy; sclerenchyma; diagnostic features; threedimensional structure of leaf tissues; злаки; овсяницы; анатомия листовых пластинок; склеренхима; диагностические признаки; трёхмерное строение тканей листа; Arctic
• Online Access: https://vestnik-bio-msu.elpub.ru/jour/article/view/764

Leaf anatomical characteristics are considered as important diagnostic features for identifying grasses. Cross sections in the middle part of the leaf blades have been traditionally used for such purposes. The leaf anatomy has been of key interest in diagnostics of fescues Festuca L. because of great morphological similarity between the species, particular attention is paid to the arrangement of sclerenchyma in the middle part of the leaf blades of fescues. The lack of knowledge regarding the spatial distribution of tissue throughout the leaf blades of grasses does not allow to evaluate the diagnostic significance of data obtained from the single two-dimensional cross section. The aim of the work is to make 3D models of sclerenchyma from serial sections of leaf blades of two narrow-leaved fescues Festuca valesiaca Gaud. and Festuca beckeri (Hack.) Trautv. We also attempted to find out the quantitative patterns of the distribution of sclerenchyma along the leaf blades of F. beckeri and F. valesiaca. Cross-sectional areas of sclerenchyma increase just above the blade/ sheath junction and then gradually decrease up to tips of the leaf blades in both species. Subepidermal sclerenchyma of the fescues arranges in uneven layer. The layer of F. beckeri is more or less solid, the layer of F. valesiaca is dissected by four long splits. Changes in the shape of sclerenchyma sections along the leaf blades are more pronounced in F. valesiaca than in F. beckeri. Variability of the sclerenchyma arrangements along the leaf blades should be considered when using 2D sections of the leaf for diagnostics of fescues. Анатомические особенности листьев считаются важными диагностическими признаками для определения злаков. С этой целью традиционно используют срезы в срединной части листовой пластинки. Анатомия листа представляет ключевой интерес для определения представителей рода овсяница Festuca L. из-за значительного внешнего сходства между видами, особого внимания заслуживают особенности расположения склеренхимы на срединных срезах их листовых пластинок. Существующий дефицит сведений о пространственном расположении тканей внутри листа злаков не позволяет в полной мере оценить диагностическую значимость информации, которую даёт единственное двумерное сечение листовой пластинки. Целью проведённого исследования было создание трёхмерных моделей склеренхимы по серии срезов, а также выявление количественных закономерностей распределения склеренхимы вдоль листовых пластинок у двух узколистных овсяниц Festuca valesiaca Gaud. и Festuca beckeri (Hack.) Trautv. У обоих видов площадь сечения склеренхимы увеличивается на небольшом участке выше пластинчато-влагалищного сочленения и затем постепенно уменьшается до кончика листа. Субэпидермальная склеренхима исследованных овсяниц имеет вид неравномерного слоя – почти сплошного у F. beckeri и рассечённого четырьмя протяжёнными трещинами у F. valesiaca. Изменения формы сечений склеренхимы от пластинчато-влагалищного сочленения до кончика листа более выражены у F. valesiaca, чем у F. beckeri. Изменчивость расположения склеренхимы вдоль листовых пластинок следует учитывать при использовании двумерных сечений листа для диагностики овсяниц.