Коваль Владимир Анатольевич
Коваль Владимир Анатольевич – научный сотрудник, кандидат биологических наук, куратор коллекции Orchidaceae Фондовой оранжереи.
SPIN-код: 9886-9265
РИНЦ AuthorID: 1243952
e-mail: vladimirkovall@yandex.ru
Сфера научных интересов:
Проводимые в настоящее время исследования и наиболее значимые результаты:
В 2023 г. защитил кандидатскую диссертацию на тему «Репродуктивная биология Coelogyne Lindl. (Orchidaceae Juss.) в оранжерейной культуре» по специальности 1.5.9 — ботаника.
В рамках эмбриологических исследований орхидных изучаются особенности развития семязачатка, мегаспорогенеза, мегагаметогенеза, оплодотворения, эмбриогенеза, формирования суспензора и семени. Основное внимание уделяется представителям подтрибы Malaxidinae, включая роды Liparis, Crepidium, Dienia и Oberonia, а также крупноцветковым видам рода Coelogyne из коллекции Фондовой оранжереи ГБС РАН.
На основе анализа раннего эмбриогенеза и строения суспензора у орхидных выявлены различные типы эмбрионального развития. Для представителей Malaxidinae выделены Liparis-тип, Dienia-тип, Blepharoglossum-тип и Oberonia-тип; показано, что у изученных видов этой подтрибы суспензор имеет одноклеточное происхождение и развивается из базальной клетки зародыша, однако его форма, структура оболочки и продолжительность функционирования существенно различаются между таксонами. Выявлены случаи гомоплазии в развитии лопастного суспензора, а также обнаружены унитегмальные семязачатки у эпифитных представителей Malaxidinae.
У представителей рода Coelogyne изучен полный цикл эмбрионального развития — от формирования семязачатка до развития зрелого зародыша и семени. Установлено, что для исследованных видов характерны анатропные, тенуинуцеллятные, битегмальные семязачатки, мегаспорогенез с формированием триады мегаспор и редуцированный моноспорический зародышевый мешок с вариабельным числом ядер. Описан Coelogyne-тип эмбриогенеза, характеризующийся формированием многоклеточного нитевидного интраовулярного суспензора из производных апикальной клетки при неделящейся базальной клетке. Также выявлены специализированные придаточные клетки суспензора, включая клетки-крючки, и установлены сроки ключевых этапов развития после опыления.
В исследованиях применяются световая, конфокальная лазерная сканирующая и сканирующая электронная микроскопия, а также флуоресцентное и гистохимическое окрашивание эмбриональных структур. Эти методы позволяют анализировать ранние стадии развития семязачатка, женского гаметофита, зародыша, суспензора и семени без существенного нарушения их пространственной организации.
По результатам исследований опубликованы, в частности, следующие статьи:
2. Сравнительная карпология орхидных
В рамках сравнительно-карпологических исследований изучаются морфология, анатомическое строение, гистогенез и механизмы вскрывания плодов орхидных. На примере 9 таксонов рода Coelogyne, относящихся к 8 секциям (C. brachyptera, C. viscosa, C. cristata, C. fimbriata, C. ovalis, C. assamica, C. lawrenceana, C. nitida, C. speciosa subsp. fimbriata), исследовано строение нижней многосемянной коробочки, развивающейся из трёхкарпелльного одногнёздного паракарпного гинецея и вскрывающейся шестью неравными створками. Особое внимание уделяется соотношению карпеллярных и экстракарпеллярных тканей в стенке плода, формированию зон вскрывания, структуре эпикарпия, мезокарпия и эндокарпия, а также срокам созревания и вскрывания плодов.
Показано, что зоны вскрывания у Coelogyne закладываются уже на стадии неопылённой завязи и представлены специализированными слоями мелких нелигнифицированных клеток, по которым в дальнейшем формируются щели вскрывания. Установлено, что у большинства исследованных видов нормально развитые плоды вскрываются не ранее чем через 18 месяцев после опыления. Карпологические исследования также позволяют различать нормально развивающиеся, партенокарпические и абортивные плоды на ранних стадиях их формирования.
На основании анализа гистогенеза стенки плода выявлена особая стратегия лигнификации, связанная с формированием непрерывной склеренхимной зоны в эпидерме эпикарпия и периферических слоях основной ткани эпикарпия. Эти данные позволяют рассматривать плоды Coelogyne как самостоятельный морфогенетический тип коробочки — Coelogyne-тип, промежуточный между Eriocoelum-типом и Nepenthes-типом, и расширяют представления о морфогенетическом разнообразии вскрывающихся плодов у однодольных растений.
3. Репродуктивная биология орхидных
В рамках исследований репродуктивной биологии орхидных изучаются особенности искусственного опыления, формирования плодов и семян, а также проявления самонесовместимости у представителей Orchidaceae в условиях оранжерейной культуры. На примере 34 таксонов рода Coelogyne из коллекции Фондовой оранжереи ГБС РАН была оценена эффективность ксеногамного, гейтоногамного и автогамного опыления. Показано, что у всех исследованных таксонов после переноса пыльцы на рыльце развивается постопылительная реакция цветка, проявляющаяся закрыванием рыльца и разрастанием гиностемия.
Установлено, что ксеногамное опыление в целом эффективнее гейтоногамного и автогамного, однако способность к формированию плодов и семян существенно различается между видами. Были выявлены морфо-физиологические проявления гаметофитной самонесовместимости, связанные с остановкой роста пыльцевых трубок в стилярном канале гиностемия, а также варианты позднедействующей самонесовместимости: прекращение развития семязачатков на стадии зрелого зародышевого мешка и ранний эмбриональный аборт. Полученные данные позволяют оценивать репродуктивный потенциал коллекционных растений и подбирать оптимальные схемы опыления для получения жизнеспособного семенного материала.
По результатам исследований опубликованы, в частности, следующие статьи:
4. In vitro размножение и сохранение орхидных ex situ
В рамках исследований по in vitro размножению орхидных разрабатываются подходы к асимбиотическому проращиванию семян, микроклональному размножению, укоренению и получению жизнеспособных сеянцев. Важной частью этой работы является получение семенного материала путём ручного опыления, контроль развития плодов и семян, а также установление оптимальных сроков посева с учётом степени развития зародыша.
Исследования проводились на эпифитных орхидных, включая Coelogyne cristata, C. lawrenceana, C. mooreana, Phragmipedium kovachii и Cattleya gaskelliana, а также на наземных орхидных, включая Dactylorhiza fuchsii. Особое внимание уделяется влиянию состава питательных сред, органических добавок и регуляторов роста на прорастание семян, развитие протокормов, пролиферацию протокормоподобных тел, укоренение и подготовку растений к акклиматизации. Полученные результаты используются для оптимизации протоколов размножения орхидных in vitro и сохранения коллекционного материала в условиях ex situ.
По данному направлению опубликован ряд работ, среди которых:
5. Таксономическое изучение орхидных
В рамках таксономического изучения орхидных был исследован образец Stelis subgen. Stelis из облачных лесов Миндо, провинция Пичинча, Эквадор, культивируемый в коллекции Фондовой оранжереи ГБС РАН. На основании детального морфологического анализа, включая изучение строения цветка и SEM-исследование его микроморфологических признаков, был описан новый вид — Stelis kolomeitsevae Koval & Karremans. Наиболее значимыми диагностическими признаками вида являются особенности строения цветка: железисто-папиллозная поверхность чашелистиков, 5-лопастной клинандрий, наличие рудиментарных латеральных лопастей ростеллума, а также характерная форма губы со сложно устроенным каллусом. Работа показывает значение живых коллекций ботанических садов как источника материала для выявления и описания нового видового разнообразия тропических орхидных.
По результатам исследования опубликована статья в журнале Phytotaxa:
Koval V. A., Karremans A. P. 2025. Stelis kolomeitsevae (Orchidaceae: Pleurothallidinae): a new species from Pichincha province, Ecuador // Phytotaxa. Vol. 697, № 3. P. 274–281. https://doi.org/10.11646/phytotaxa.697.3.6
Гранты за последние 10 лет: Грант РНФ (24-26-00067) «Эмбриональное развитие и семенное размножение крупноцветковых видов Coelogyne Lindl. (Orchidaceae Juss.) в оранжерейных условиях»