CC BY
42
РОЛЬ ВОДЫ В ЭМБРИОГЕНЕЗЕ СЕМЯ- И ПЛОДООБРАЗОВАНИИ У ВИШЕН © А.В. Гугнявых, И.П. Спицын
Изучены особенности формирования плодов, семян, зародышей, эндосперма, гамет, зародышевых мешков у вишни обыкновенной сортов: Любская, Владимирская, Жуковская, Степной, у черешни сортов: Денисена желтая и Черный орел.
Для исследований были использованы общепринятые в цитологии, эмбриологии и селекции методики, которые четко показали, что в архитектонике плодооб-разования и эмбриогинеза перечисленных выше косточковых много общего, в онтогенезе происходят сложные морфологические, цитологические, анатомические, физиолого-биохимические и генетические изменения.
В качестве экологического фона архитектоники мы взяли воду, ибо ей принадлежит исключительная роль в жизни растений.
Проведенные исследования показали, что в условиях оптимального водного режима и нормального водо-
обмена плодообразование и эмбриогенез протекают без патологических уклонений. Формируются нормальные плоды, семена, зародыши. Всхожесть таких семян отвечает требованиям стандарта.
Недостаток воды повышает число аномалий семяпочек, зародышевых мешков, яйцеклеток, проэм-брио, гаусториев, эмбрионов всех форм и размеров, плодов в целом, буквально на всех с 1 по 3 этапы эмбриогенеза.
Как выяснилось, существует тесная корреляция между интенсивностью и направленностью архитектоники плодообразования и эмбриогенеза некоторых Ргипо1с1еае и оводненностью эмбриона и окружающих его тканей, а так же между накоплением пластических веществ эмбриона (белки, жиры, углеводы) и активностью дегидрогеназ, ауксина, ДНК, РНК, АБК (абсцизовой кислоты), фазеевой кислотой,этиленом.
ВЛИЯНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ СЕМЯН ВИШНИ НА ПРОЦЕСС ПРОРАСТАНИЯ © И.П. Спицын, Е.В. Чуквышкина
Одной из биологических особенностей семян косточковых культур рода Сегавиз является низкая всхожесть семян и способность длительное время не прорастать после сбора, находясь в состоянии покоя. Это приспособительное свойство растений, благодаря которому происходит «дозревание» семени.
Существуют различные классификации покоя семян. Согласно одной из них, покой бывает вынужденным и органическим. Вынужденный покой вызывается воздействием на семена факторов внешней среды: влагообеспеченностью, температурой и др. Органический покой определяется свойствами самих семян. Такие семена не прорастают даже в благоприятных условиях или имеют очень узкий диапазон в искусственно созданных идеальных условиях. Для них характерна также низкая всхожесть. Так, всхожесть семян вишни сорта Владимирская составляет 17-19 %, а сорта Любская - 23-25 % от общего числа высеянных семян.
Семена косточковых культур рода СегавиБ имеют продолжительный период относительного покоя. Для своего прорастания они требуют длительной предпосевной обработки, во время которой происходят про-
цессы послеуборочного дозревания семян. Наиболее успешно при этом используется метод стратификации.
Для семян косточковых культур рекомендуются более продолжительные сроки стратификации по сравнению с другими плодовыми. В своей работе мы стратифицировали семена 180-200 дней. Семена лучше всего стратифицировать сразу же после выделения из околоплодника. Проросшими считались семена, у которых зародышевый корешок достиг не менее половины длины семени.
Немногочисленные литературные данные изучения прорастания и всхожесть семян косточковых совпадают с результатами наших исследований.
Итак, наши эксперименты были посвящены выяснению причин замедленной способности к прорастанию и низкой всхожести семян. При исследовании морфологического и физиологического состояния зародыша не проросших семян был выявлен ряд аномалий. Встречались семена, имеющие одну, три и более семядолей, зародыши небольших размеров, неправильная ориентация зародышевых корешков и др. Подобные аномалии являются результатом нарушения отдельных этапов эмбриогенеза, и особенно этапов
семя- и плодообразования. Именно в эти критические периоды растение в наибольшей степени подвержено воздействию неблагоприятных факторов внешней среды.
Эксперимент проведен в условиях искусственного водообеспечения растений на фоне оптимального среднегодового режима. Низкий процент семян, не способных к прорастанию, определяется и целым ря-
дом других причин. Это: состояние эндокарпия, повышенная концентрация ингибиторов роста семени и т. д. Многое зависит от сорта, географического района выращивания, степени зрелости плодов и сроков их сбора, длительности хранения, сроков стратификации. Одним из наиболее важных является достаточное во-дообеспечение растений в период эмбриогенеза, семя-и плодообразования
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОСТОЧКОВЫХ ПЛОДОВЫХ КУЛЬТУР В КАЧЕСТВЕ БИОИНДИКАТОРОВ СРЕДЫ © Л.Ф. Яндовка
В последние десятилетия многие специалисты отмечают изменения климата Земли. Одна из проблем -потепление климата. Самое опасное следствие этого -нарушение необходимого круговорота воды в природе в связи с повышением уровня грунтовых вод. Наблюдаемое изменение климата произошло в основном за счет погодных условий зимне-весеннего периодов. Так, по данным И.П. Хаустовича (1998), температура воздуха этого периода увеличилась в среднем на 4,4 °С, а относительная влажность в марте и апреле часто понижается до 10 %. Проблема осложнена и тем, что испаряющий фон погодных условий в период с декабря по апрель повысился в среднем на 45 %.
Из-за недобора среднегодовых температур, их резких перепадов, засух, сменяющихся продолжительными дождями, растения испытывают состояние стресса, выражающееся в уменьшении эффективности энергообмена, нарушении генетического гомеостаза, энерго-и иммунодефиците. Стали частыми годы, когда растения чувствуют себя наиболее плохо.
Вода - важный экологический фактор, определяющий ход процессов метаболизма в растении, а в конечном итоге - закладку и формирование семян и плодов. Состояние растительного организма является критерием водообеспеченности корнеобитаемого слоя почвы, пополнения его осадками и расходом воды на испарение; индикатором общего потенциала почвенной влаги. Наиболее актуальным с практической точки зрения является изучение ответной реакции на водный стресс культивируемых человеком растений, выращиваемых в основном с целью получения продуктов питания. В научной литературе встречается немало работ, подробно освещающих реакцию однолетних культурных растений на изменения водообеспечения. Реакцию многолетних растений оценить и научно обосновать довольно сложно. Самая главная сложность использования многолетников в качестве биоиндикаторов среды -длительный период смены очередной генерации (до 10 лет). Кроме того, многие методы, например, цитологический анализ (один из наиболее точных, т. к. изучает поведение генеративной сферы в изменившихся усло-
виях среды) становится довольно проблематичным, и не только из-за продолжительности жизни одного экземпляра, но и из-за многохромосомности, гетерози-готности и т. п. многолетних растений.
Была предпринята попытка регулирования водного режима многолетних плодовых косточковых культур рода Сегазив с целью выявления оптимального. Анализируя зависимость формирования генотипа растений вишни от внешней среды с помощью общепринятых в биологии, цитологии, физиологии и модернизированных нами методик, мы пришли к заключению, что такой экологический фактор, как вода, влияет на все показатели функционального состояния косточковых культур. Многолетние исследования дали возможность судить о водном балансе растений, поглощении, передвижении и испарении воды, а также рассматривать ее как структурообразователь протоплазмы клеток эмбриональных тканей.
Установлено, что под влиянием недостаточного или избыточного водообеспечения растений рода Сегазив изменяются морфология и физиология побегов, листьев, цветков, семян, зимостойкость и устойчивость к болезням. Изменяются не только видимые ана-томо-морфологические и физиологические показатели, изменения происходят и на клеточном уровне. В условиях нормального водообеспечения растений рода Сегавив (70-75 % ПВ) все процессы семя- и плодообразования протекают с минимальными патологическими отклонениями. Всхожесть таких семян отвечает требованиям стандарта. Изменения водного режима в сторону увеличения или уменьшения содержания воды в почве вызывают образование множества патологий в развитии генеративных органов.
Проведенные исследования позволяют предложить использовать многолетние плодовые растения в качестве биоиндикаторов водообеспеченности почвенного слоя. Причем, многолетние культуры более чутко, чем однолетние, реагируют на уровень грунтовых вод, служат лучшими индикаторами полевой влагоемкости метрового слоя почвы. Целесообразно использовать плодовые культуры в качестве биоиндикаторов эколо
