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
Цветки ванили, группами по 10-15 штук, образуют небольшие кисти в пазухе листа. Белые, зеленоватые или бледно-желтые по цвету, они имеют типичную структуру цветков орхидей, наиболее развитых из всех цветов в царстве растений. Околоцветник этих цветов состоит из трех чашелистиков и трех лепестков. Самый нижний лепесток цветка – губа, обычно большой, со шпорами. Под околоцветником находится очень длинная завязь, которая заканчивается короткой цветоножкой, прикрепляющей цветок к оси соцветия (рис. 10.2). До опыления ванильная завязь еще далеко не полностью развита. После опыления – естественные опылители не очень хорошо известны (Lubinsky et al., 2006) – околоцветник увядает и отваливается (рис. 10.2), в то время как стенка нижней завязи постепенно разрастается, образуя околоплодник (коробочку) плода, а семяпочки внутри полости завязи превращаются в семена. Первым признаком того, что завязь развивается в плод, является резкое и быстрое увеличение её размера. С анатомической и гистоцитологической точки зрения наиболее впечатляющие изменения касаются внутренней части завязи. После оплодотворения можно наблюдать поляризованное удлинение клеток эндокарпия по направлению к полости завязи. Эти клетки разовьются в секреторные трихомы – сосочки. Через 9 или 14 дней после опыления сосочки остаются недифференцированными (рис. 10.5a и b). На этом этапе верхняя часть центральной полости опыленной завязи содержит ткань, состоящую из дегенеративных клеток, глубоко окрашиваемых в розовый цвет реагентом Шиффа (рис. 10.5b). Эта ткань может соответствовать тканям, названными Арбером (1937) «передающими тканями», паренхима обеспечивающая питательный субстрат, помогающий пыльцевой трубке прорастать через стиль и внутри полости завязи (рис. 10.5a и b).