vestibИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Biological Series1029-89402524-230XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1029-8940-2026-71-1-72-79vestib-998Research ArticleСтатьиОценка характера взаимодействия разнородных организмов в системе «Picea abies– эктомикоризные грибы»Assessment of the nature of the interaction of heterogeneous organisms in the Picea abies – ectomycorrhizal fungi systemКолмаковП. Ю.KolmakovP. Yu.

Колмаков Павел Юрьевич – канд. биол. наук

пр-т Независимости, 4, 220030, г. Минск

Pavel Yu. Kolmakov – Ph. D. (Biol.)

4, Nezavisimosti Ave., 220030, Minsk

kolmakov@list.ruЖерносековД. Д.ZhernosekovD. D.

Жерносеков Дмитрий Данилович – д-р биол. наук, профессор

Московский пр-т, 33, 210038, г. Витебск

Dmitry D. Zhernosekov – D. Sc. (Biol.), Professor

33, Moskovskiy Ave., 210038, Vitebsk

chemikdd@mail.ruБелорусский государственный университетBelarusian State UniversityВитебский государственный университет имени П. М. МашероваVitebsk State University named after P. M. Masherov2026020220267117279Copyright © Колмаков П.Ю., Жерносеков Д.Д., 20262026Колмаков П.Ю., Жерносеков Д.Д.Kolmakov P.Y., Zhernosekov D.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestibio.belnauka.by/jour/article/view/998

Работа дает представление о происходящих анатомических изменениях в корневых окончаниях ели обыкновенной при внедрении грибного компонента. Лигнификация и суберинизация тканей первичной коры с барьерными и защитными функциями асинхронная. Основные функциональные мессенджеры молекулярной консолидации системы содержатся в экзодерме, мезодерме, но отсутствуют в барьерных клетках эндодермы. Пелотоны встречаются в пропускных клетках эндодермы, в паренхиме осевого цилиндра и являются визуальными показателями функциональной активности микоризного корневого окончания. На основе использования методов микроскопии, инструментального химического анализа, моделирования и сравнительно-сопоставительного метода представлена возможная модель консолидации разнородных организмов в модельной системе «Picea abies – эктомикоризные грибы». Тонкие молекулярные настройки различного вида радиального транспорта веществ, обмена биополимеров группы азотсодержащих полисахаридов создают движущую силу изменения свойств верхнего почвенного профиля в проекции кроны Picea abies. Проведенные исследования могут быть использованы для дальнейшего изучения причин формирования современного ареала распространения ели обыкновенной на территории Беларуси

The work gives an idea of the anatomical changes taking place in the root endings of Picea abies during the introduction of the mushroom component. The lignification and suberization of primary cortical tissues with barrier and protective functions are asynchronous. The main functional messengers of the molecular consolidation system are contained in the ectoderm and mesoderm, but are absent in the barrier cells of the endoderm. Pelotons are found in the passage cells of the endoderm, in the parenchyma of the axial cylinder, and are visual indicators of the functional activity of the mycorrhizal root end. Based on the use of microscopy, instrumental chemical analysis, modeling, and the comparative method, a possible model for the consolidation of heterogeneous organisms in the model system “Picea abies – ectomycorrhizal fungi” has been presented. Fine molecular adjustments of various types of radial transport of substances, exchange of biopolymers of the group of nitrogen-containing polysaccharides, create the driving force for changing the properties of the upper soil profile in the projection of the crown of Picea abies. The carried research can be used to further study the reasons for the formation of the modern distribution area of the Picea abies in Belarus.

Picea abiesэктомикоризные грибыконсолидация разнородных организмовкорневые окончаниясуберинизацияPicea abiesectomycorrhizal fungiconsolidation of heterogeneous organismsroot endingssuberizationReferencesКаратыгин, И. В. Коэволюция грибов и растений / И. В. Каратыгин. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. – 115 с.Karatygin I. V. Coevolution of Fungi and Plants. St. Petersburg, Gidrometeoizdat Publ., 1993. 115 p. (in Russian).Koide, R. T. Regulation of the vesicular-arbuscular mycorrhizal symbiosis / R. T. Koide, R. P. Schreiner // Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. – 1992. – Vol. 43. – P. 557–581. https://doi.org/10.1146/annurev.pp.43.060192.003013Koide R. T., Schreiner R. P. Regulation of the vesicular-arbuscular mycorrhizal symbiosis. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 1999, vol. 43, pp. 557–581. https://doi.org/10.1146/annurev.pp.43.060192.003013Read, D. J. Mycorrhizal fungi as drivers of ecosystem processes in heathland and boreal forest biomes / D. J. Read, J. R. Leake, J. Peres-Moreno // Canadian Journal of Botany. – 2004. – Vol. 82, N 8. – P. 1243–1263. https://doi.org/10.1139/b04-123Read D. J., Leake J. R., Peres-Moreno J. Mycorrhizal fungi as drivers of ecosystem processes in heathland and boreal forest biomes. Canadian Journal of Botany, 2004, vol. 82, no. 8, pp. 1243–1263. https://doi.org/10.1139/b04-123Парфенов, В. И. Обусловленность распространения и адаптация видов растений на границах ареалов / В. И. Парфенов. – Мн.: Наука и техника, 1980. – 208 с.Parfenov V. I. Conditionality of distribution and adaptation of plant species at the boundaries of ranges. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1980. 208 p. (in Russian).Гельтман, В. С. Географический и типологический анализ лесной растительности Белоруссии / В. С. Гельтман. – Мн.: Наука и техника, 1982. – 326 с.Gel’tman V. S. Geographical and typological analysis of forest vegetation of Belarus. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1982. 26 p. (in Russian).Сарнацкий, В. В. Ельники. Формирование, повышение продуктивности и устойчивости в условиях Беларуси / В. В. Сарнацкий. – Мн.: Тэхналогiя, 2009. – 333 с.Sarnatskii V. V. Spruce forests. Formation, increase of productivity and sustainability in the conditions of Belarus. Minsk, Tekhnalogiya Publ., 2009. 333 p. (in Russian).Юркевич, И. Д. Типы и ассоциации еловых лесов (по исследованиям в БССР) / И. Д. Юркевич, Д. С. Голод, В. И. Парфенов. – Мн.: Наука и техника, 1971. – 352 с.Yurkevich I. D., Golod D. S., Parfenov V. I. Types and associations of spruce forests (based on research in the BSSR). Minsk, Science and Technology Publ., 1971. 352 p. (in Russian).Юркевич, И. Д. Растительность Белоруссии, ее картографирование, охрана и использование / И. Д. Юркевич, Д. С. Голод, В. С. Адерихо. – Мн.: Наука и техника, 1979. – 248 с.Yurkevich I. D., Golod D. S., Aderikho V. S. Vegetation of Belarus, its mapping, protection and use. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1979. 248 p. (in Russian).Парфенов, В. И. Антропогенные изменения флоры и растительности Белоруссии / В. И. Парфенов, Г. А. Ким, Г. Ф. Рыковский. – Мн.: Наука и техника, 1985. – 292 с.Parfenov V. I., Kim G. A., Rykovskii G. F. Anthropogenic changes in flora and vegetation of Belarus. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1985. 292 p. (in Russian).Пугачевский, А. В. Ценопопуляции ели: Структура, динамика, факторы регуляции / А. В. Пугачевский – Мн.: Наука и техника, 1995. – 204 с.Pugachevskii A. V. Spruce Cenopopulations: Structure, Dynamics, Regulatory Factors. Nauka i tekhnika Publ., 1995. 204 p. (in Russian).Ловчий, Н. Ф. Напряженность абиотических факторов в засушливые периоды и их роль в усыхании еловых лесов Беларуси / Н. Ф. Ловчий, Н. И. Федоров, В. Д. Гуцевич // Весцi Нацыянальнай акадэмii навук Беларусi. Серыя бiялагiчных навук. – 2000. – № 4. – С. 14–20.Lovchii N. F., Fedorov N. I., Gutsevich V. D. Tension of abiotic factors during dry periods and their role in drying out of spruce forests in Belarus. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya biyalagichnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Biological series, 2000, no. 4, pp. 14-20 (in Russian).Матюшевская, Е. В. Ель и сосна в экологически напряженных лесных ландшафтах Беларуси / Е. В. Матюшевская. – Мн.: БГУ, 2021. – 191 с.Matyushevskaya E. V. Spruce and pine in ecologically stressed forest landscapes of Belarus. Minsk, Belarusian State University, 2021. 191 p. (in Russian).Беклемишев, В. Н. О классификации биоценологических (симфизиологических) связей / В. Н. Беклемишев // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отдел биологический. – 1951. – Т. 56, № 5. – С. 3–30.Beklemishev V. N. On the classification of biocenological (symphysiological) connections. Byulleten’ Moskovskogo obshchestva ispytatelei prirody. Otdel biologicheskii [Bulletin of the Moscow Society of Naturalists. Biological Department], 1951, vol. 56, no. 5, pp. 3–30 (in Russian).Бурова, Л. Г. Экология грибов макромицетов / Л. Г. Бурова. – М.: Наука, 1986. – 221 с.Burova L. G. Ecology of macromycete fungi. Moscow, Nauka Publ., 1986. 221 p. (in Russian).Колмаков, П. Ю. Разнообразие и распределение тонких корней Picea abies (L.) Karst. по почвенному профилю в природных и антропогенных экосистемах Белорусского Поозерья / П. Ю. Колмаков, А. С. Кисова // Веснік Віцебскага дзяржаўнага ўніверсітэта. – 2018. – № 2 (99). – С. 41–49.Kolmakov P. Yu., Kisova A. S. Diversity and distribution of Picea abies (L.) Karst. thin roots over soil profile in nature and anthropogenic ecosystems of Belarusian lake district (poozeriye). Vesnіk Vіtsebskaga dzyarzhaunaga unіversіteta [Bulletin of Vitebsk State University], 2018, no. 2 (99), pp. 41–49 (in Russian).Колмаков, П. Ю. Возможные молекулярные механизмы регуляции консортивных связей в системе «Picea abies – эктомикоризные грибы» / П. Ю. Колмаков, Д. Д. Жерносеков // Веснiк Магiлёўскага дзяржаўнага унiверсiтэта iмя А. А. Куляшова. Серыя В. Прыродазнаўчыя навукі: матэматыка, фізіка, біялогія. – 2023. – № 1. – С. 70–77.Kolmakov P. Yu., Zhernosekov D. D. Possible molecular mechanisms of regulation of consortial relationships in the system “Picea abies – ectomycorrhizal fungi”. Vesnik Magileýskaga dzyarzhaýnaga universiteta imya A. A. Kulyashova. Seryya V. Pryrodaznaўchyya navukі: matematyka, fіzіka, bіyalogіya [Bulletin of the Magilevskaga dzyarzhaўnaga university named after A. A. Kulyashov. Seryya V. Natural sciences: mathematics, physics, biology], 2023, no. 1, pp. 70–77 (in Russian).Колмаков, П. Ю. Процесс суберинизации и обмен N-ацетилглюкозамина в консортивных взаимоотношениях «Picea abies – эктомикоризные грибы» / П. Ю. Колмаков, Д. Д. Жерносеков // Веснiк Магiлёўскага дзяржаўнага унiверсiтэта iмя А. А. Куляшова. Серыя В. Прыродазнаўчыя навукі: матэматыка, фізіка, біялогія. – 2024. – № 2. – С. 49–56.Kolmakov P. Yu., Zhernosekov D. D. The process of suberinization and the exchange of N-acetylglucosamine in the con- sortial relationships of “Picea abies – ectomycorrhizal fungi”. Vesnik Magileýskaga dzyarzhaýnaga universiteta imya A. A. Kulyashova. Seryya V. Pryrodaznaўchyya navukі: matematyka, fіzіka, bіyalogіya [Bulletin of the Magilevskaga dzyarzhaўnaga university named after A. A. Kulyashov. Seryya V. Natural sciences: mathematics, physics, biology], 2024, no. 2, pp. 49–56 (in Russian).Колмаков, П. Ю. Обмен тяжелых металлов в микоризном корневом окончании системы «Picea abies – эктомикоризные грибы» / П. Ю. Колмаков, Д. Д. Жерносеков // Известия Гомельского государственного университета имени Ф. Скорины. – 2024. – № 3. – С. 39–45.Kolmakov P. Yu., Zhernosekov D. D. Heavy metal metabolism in the mycorrhizal root end of the Picea abies – ectomycorrhizal fungi system. Izvestiya Gomel’skogo gosudarstvennogo universiteta imeni F. Skoriny [News of the Gomel State University named after F. Skorina], 2024, no. 3, pp. 39–45 (in Russian).Эсау, К. Анатомия растений / К. Эсау; пер. с англ. А. Е. Васильева. – М.: Мир, 1969. – 564 с.Esau K. Plant Anatomy. Moscow, Mir Publ., 1969. 564 p. (in Russian).Киселева, Н. С. Атлас по анатомии растений / Н. С. Киселева, Н. В. Шелухин. – Мн.: Выш. шк., 1969. – 287 с.Kiseleva N. S., Shelukhin N. V. Atlas of Plant Anatomy. Minsk, Vysheishaya shkola Publ., 1969. 287 p. (in Russian).Селиванов, И. А. Микосимбиотрофизм как форма консортивных связей в растительном покрове Советского Союза / И. А. Селиванов. – М.: Наука, 1981. – 232 с.Selivanov I. A. Mycosymbiotrophism as a form of consortial relations in the vegetation cover of the Soviet Union. Moscow, Nauka Publ., 1981. 232 p. (in Russian).Веселкин, Д. В. Морфологическая изменчивость и адаптивная значение эктомикориз хвойных (Pinaceae Lindl.): дис. … д-ра биол. наук: 03.02.08, 03.02.01 / Веселкин Денис Васильевич; Ин-т экологии растений и животных РАН. – Екатеринбург, 2013. – 491 л.Veselkin D. V. Morphological variability and adaptive significance of ectomycorrhizae of conifers (Pinaceae Lindl.). Ph. D. Thesis. Yekaterinburg, 2013. 491 p. (in Russian).Лотова, Л. И. Морфология и анатомия высших растений: учеб. пособие / Л. И. Лотова. – М.: Эдиториал УРСС, 2001. – 526 с.Lotova L. I. Morphology and anatomy of higher plants. Moscow, Editorial URSS Publ., 2001. 526 p. (in Russian).Woolfson, K. N. Suberin Biosinthesis. Assembly, and Regulation / K. N. Woolfson, M. Esfandiari, M. A. Bernards // Plants. – 2022. – Vol. 11, N 4. – Art. 555. https://doi.org/10.3390/plants11040555Woolfson K. N., Esfandiari M., Bernards M. A. Suberin Biosinthesis. Assembly and Regulation. Plants, 2022, vol. 11, no. 4, art. 555. https://doi.org/10.3390/plants11040555Shukla, М. Building and breaking of barrier: Suberin plasticity and function in the endoderms / V. Snukla, M. Barberon // Current Opinion in Plant Biology. – 2021. – Vol. 64. – Art. 102153. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2021.102153Snukla V., Barberon M. Building and breaking of barrier: Suberin plasticity and function in the endoderms. Current Opinion in Plant Biology, 2021, vol. 64, art. 102153. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2021.102153.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.