Ваниль

РИСУНОК 10.5. От цветка к зрелой ванили. Поперечные срезы (3 мкм) стручка ванили, залитого в смолу Technovit 7100, на разных стадиях после окрашивания периодической кислотой Шиффа (ПКШ)–нафтоловый сине-черный: (а) через 9 дней после опыления (дпо); (b) 14 дпо; (c) 60 дпо; (d) через 8 месяцев после опыления. (Данные из Odoux et al., 2003. Annals of Botany 92: 437–444). Стенки и запасные сахара окрашены в розовый цвет; белки синего цвета. en – эндокарп; ep – экзокарп; fu – семяножка; me – мезокарп; pl – семяносец; s – семя; vb – сосудистый пучок.

Экзокарп состоит из слоя смежных клеток, которые различаются по длине, имеют многоугольную форму и проходят параллельно длинной оси стручка. Эти толстостенные клетки, окрашенные в интенсивный розовый цвет реактивом Шиффа (рис. 10.5d) из-за их биохимического состава (целлюлоза, гемицеллюлозы и пектиновые вещества), дифференцируются в толстую кутикулу на внешней стороне плода. Слой клеток, образующий экзокарп, обеспечивает стручку защитный слой.

Мезокарп составляет большую часть объема плода (рис. 10.5d) и состоит из клеток паренхимы. Он слагается из вакуолизированных клеток, которые увеличиваются в размере от экзокарпа или эндокарпа к центральной части мезокарпа, где их размер может достигать 300 мкм. Такое значительное увеличение размера, по-видимому, сопровождается увеличением плоидности за счет эндорепликации (S. Brown, личная переписка).

Мезокарп васкуляризован. Имеются три группы из трех сосудистых пучков, образующих треугольник (рис. 10.5d). Они отмечают центр каждого плодолистика и с эволюционной точки зрения представляют собой главный сосудистый пучок макрофиллы. Среди этих треугольно расположенных групп пучков мы отмечаем наличие трех дополнительных сосудистых пучков, расположенных в центре мезокарпа, на полпути между экзокарпом и эндокарпом. Сосудистые пучки стручка имеют закрытый коллатеральный тип, как и у большинства однодольных.

Внутри мезокарпа, в двух из трех групп в три сосудистых пучка, на поперечных гистологических срезах стручка можно наблюдать радиальный слой специализированных клеток (рис. 10.5а). Клетки, составляющие этот слой, расположены вдоль луча стручка и содержат запасы углеводов в виде гранул крахмала. Эти два слоя, которые расходятся от внутренней к внешней части мезокарпа, отмечают расположение двух будущих линий расщепления (рис. 10.5a).

Эндокарп состоит из одного или двух слоев мелких клеток, которые покрывают внутреннюю часть полости плода (рис. 10.5c).

В центре плодолистика находятся специализированные клетки – сосочки. Сосочки интенсивно окрашиваются реактивом Шиффа (рис. 10.5d). В соответствии с предыдущими наблюдениями (De Lanessan, 1886) сосочки также сильно окрашиваются нильским красным (рис. 10.6), что указывает на высокую концентрацию запасных липидов. Некоторое количество белкового материала, окрашенного в зеленовато-голубой цвет с помощью нафтолового сине-черного, можно увидеть в сосочках и в центральной полости в непосредственной близости от апикальных концов сосочков (Рисунки 10.5c и d).

РИСУНОК 10.6. Визуализация накопления липидов в сосочках зрелых стручков ванили после окрашивания нильским красным (визуализация с помощью конфокального микроскопа Zeiss 510 Meta, лазер 488 нм и 405 нм; желтый – окрашивание нильским красным, синий – автофлуоресценция стенок и сосочков).

Каждая сторона стручка несет семяносец, состоящий из четырех-пяти слоев паренхимных клеток и покрытый эпидермисом. Семяносец разделен на две продольные пластинчатые семяножки, состоящие из трех или четырех слоев клеток (рис. 10.5b), к которым прикреплены семена. На поперечном срезе каждая пара пластинок семяносца выглядит как лопасти в форме пальцев, согнутые внутри центральной полости (рис. 10.5d). В клетках эпидермиса пластинок семяносца содержатся многочисленные липидные везикулы, как в сосочках.

При созревании в полости плода появляются многочисленные мелкие семена (в среднем 0,2 мкм) продолговатой формы с темно-окрашенным интегументом. Каждое семя прикреплено к длинной узкой семяножке. Семена содержатся в слизи, которая, как было обнаружено, по по существу своей природы является полисахаридной (Odoux and Brillouet, 2009). Остатки этой слизи, окрашенные в светло-розовый цвет, показаны на рис. 10.5d вокруг отверстий, ранее занятых семенами.

Онтогенез ванильных стручков: от цветка к зрелому стручку