CC BY
105
терицидной активностью и степенью проявления фунгицидных свойств.
Выводы
1. В результате экспериментальной работы было идентифицировано 23 вида микроорганизмов с верхней поверхности филлоплана (Ps. fluorescens, Ps. chlorora-phis, Ps. aeruginosa, Ps. putida, Ps. radi-obacter, Bac. cereus, Bac. mycoides, Bac. megaterium, Bac. subtilis, Bac. vulgatus, Bact. Herbicola aureum, Paenibacillus ma-cerans, Paenibacillus polymyxa, Aspergillus flavus, Lactobacillus plantarum, Staphylococcus saprophiticus, E. Coli, Candida albicans, Erwinia herbicola, Erwinia amylovo-ra, Kocuria rosea, Pullalaria pullulans, Alternaria alternate) и 22 вида с поверхности цветков (Ps. fluorescens, Ps. chlororaphis, Ps. putida, Ps. aeruginosa, Ps. radio-bacter, Ps. desmolytica, Bac. cereus, Bac. megaterium, Bac. subtilis, Rhodococcus flavum, Paenibacillus macerans, E. Coli, Paenibacillus polymyxa, Arthrobacter fla-venscens, Arthrobacter album, Lactobacil-lus plantarum, Pullularia pullulans, Staphylococcus saprophiticus, Candida albicans, Erwinia amylovora, Sarcina maxima, Rhodo-torula mucilaginosa).
2. Получены данные о степени обсеме-нённости верхней поверхности филлоплана и поверхности цветков сем. Сложноцветных (Compositae): Василька синего (Centaurea cyanus L.), Ромашки душистой (Ma-ricaria matricarioides L.), Подсолнечника однолетнего (Helianthus annuus L.), Календулы лекарственной (Calendula officinalis) представителями выделенных таксономических групп в летне-осенний период.
+
3. Отражены квантитативные показатели количественного состава Pseudomonas и Bacillus поверхности филлоплана и цветков растений сем. Сложноцветных (Compositae) в летне-осенний период, играющие большую роль в разработке методов биологической защиты растений.
Библиографический список
1. Барчева А.В. Изучение эпифитных микромицетов филлосферы древесных растений / А.В. Барчева. — Астрахань: Издательство АГТУ, 2008. — 23 с.
2. Заикина И.А. Эпифитная микрофлора здоровых растений. — Пенза: РИО ПГСХА, 2007. — Ч. 2. — С. 40-44.
3. Нескороженый Б.Ф. Оценка антагонистической активности эпифитной микрофлоры филлоплана яблони / Б.Ф. Нескороженый, М.Ж. Резиу. — Киев: Изд-во ВНИИТЭИа, 1989.
4. Новикова Н.С. Бактериальная флора надземных органов растений / Н.С. Новикова. — Киев, 1983. — 86 с.
5. Нетрусов А.И. Экология микроорганизмов / А.И. Нетрусов. — М.: Академия, 2004. — С. 272.
6. Полякова М.М. Выделение и идентификация эпифитных дрожжей плодовых деревьев / М.М. Полякова. — Астрахань: Изд-во АГТУ, 2008.
7. Зубков М.Н. Неферментирующие бактерии: классификация, общая характеристика, роль в патологии человека. Идентификация Pseudomonas spp. и сходных микроорганизмов / М.Н. Зубков. — М.: Инфекции и антимикробная терапия, 2003. — Т. 5. — № 1.
8. Хоулт Дж. Определитель бактерий Берджи / Дж. Хоулт, Н. Криг, П. Снит. —
М.: Мир, 1997. +
УДК 582.736:581.142 С.Б. Нечепуренко,
О.В. Дорогина
ВОЗДЕЙСТВИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН HEDYSARUM THEINUM KRASNOB (FABACEAE)
Ключевые слова: копеечник чайный, период прорастания, твердосемянный, скарификация, стратификация, гиббе-реллин, энергия прорастания.
Введение
Копеечник чайный Hedysarum theinum Krasnob. — редкий высокогорный субаль-
пийский вид, имеющий дизъюктивный центрально-южносибирский ареал (Алтай, Монголия, Джунгарский Алатау). Вид включен в «Красную книгу Республики Алтай», категория 3 редкий вид [1] и в «Красную книгу Алтайского края» в статусе ресурсного растения [2]. Под названием «красный корень» вид широко популярен в современной народной медицине. Биологические особенности вида (медленный рост, нерегулярное плодоношение, узкая экологическая пластичность) и антропогенное воздействие (интенсивные заготовки, вырубки леса и пастбища) привели вид к угрозе уничтожения.
Прорастание семян является одним из важнейших и уязвимых этапов онтогенеза растения. Сведения о регулировании покоя, прорастании, долговечности семян лекарственных и редких видов растений необходимы для сохранения вида в естественных местообитаниях и коллекциях in vitro, изучения и паспортизации вида (мо-лекулярно-генетическими методами), введения в культуру ех situ и создания сырьевой базы лекарственных препаратов, а также получения материала для проведения реинтродукционных работ.
Целью данной работы явилось исследование зависимости всхожести семян от сроков хранения и от воздействия различными факторами.
Объект и методика исследования
Исходным материалом служили выполненные и визуально жизнеспособные, неповрежденные семена (хранившиеся в лабораторных условиях от 1 до 10 лет), собранные в 1991-2003 гг. со средневозрастных генеративных растений (15 ценопо-пуляций) Н. theinum, произраставших в Центральном и Западном Алтае.
При определении всхожести и энергии прорастания семян использовали общепринятые в семенном контроле методики ГОСТ 12038-84 с учетом методов исследования редких и исчезающих сообществ [3, 4]. Семена проращивали по 25-50 штук в 2-4-кратной повторности в предварительно обезжиренных чашках Петри на ложе из увлажненной фильтровальной бумаги при комнатной температуре (20-25°С) и естественном освещении. Семена считались нормально проросшими (всхожими) при размере корешка, равном длине семени. Контролируемую скарификацию каждого семени проводили вручную, надпиливая кожуру на стороне, про-
тивоположной проростку. Подсчет семян для определения энергии прорастания проводили через 5 дней после замачивания, а для определения всхожести — через 10 дней. Твердыми считали нескарифици-рованные семена, которые в течение 10 дней, находясь в благоприятных для прорастания условиях, не набухали и сохраняли первоначальный вид [5].
Причиной твердосемянности бобовых, по исследованию ряда авторов, является водонепроницаемость наружных покровов (физический экзогенный покой), и при устранении этого зародыши твердых семян вполне готовы к прорастанию [6]. В связи с наличием твердосемянности у Н. theinum встает вопрос о поиске наиболее эффективных способов предпосевной обработки вместо трудоемкой ручной скарификации. Для этого изучали влияние на нескарифицированные семена концентрированной серной кислоты, гибберелли-на (ГКЗ), горячей и холодной стратификации; контролем служили необработанные семена.
Обработку ГКЗ в концентрации 500 мг/л проводили путем вымачивания семян в течение суток. При холодной стратификации семена выдерживали во влажной среде в течение 2 мес. (1 = -2...-4°С), при горячей стратификации семена прогревали в течение 5 сут. при температуре 40°С. Обработку концентрированной серной кислотой проводили при экспозиции 7 и 30 мин. с последующим 5-кратным промыванием.
Результаты и обсуждение
Исследование проращивания семян Н. theinum, хранившихся 1 год, показало, что в среднем в течение 46 мес. проросло 82% семян, а энергия прорастания составила 4%. Различий по всхожести и энергии прорастания семян из разных це-нопопуляций практически не наблюдалось (границы изменчивости по этим признакам — от 3 до 6% и энергия прорастания — от 0,1 до 0,5%). Но при этом отмечены значительные отличия в периоде прорастания (от 12 до 72 мес.).
В отличие от других видов бобовых, всхожесть семян которых сохраняется в течение многих лет, у Н. theinum отмечено значительное снижение всхожести после 9 лет хранения при комнатных условиях [5] (рис. 1).
Рис. 1. Всхожесть скарифицированных и контрольных семян Н. №е!пит в зависимости от срока хранения (по оси абсцисс — год хранения, по оси ординат — всхожесть, %)
В зависимости от длительности сроков хранения семян уменьшается период прорастания. Так, при хранении семян от 1 до 6 лет период прорастания равен 48-72 мес., от 7 до 10 лет — 4-8 мес. Возможно, это связано с частичной утратой твердосемянности (истончение кожуры, возникновение трещин е и др.) в процессе хранения.
Величина, характеризующая твердую фракцию (отсутствие набухания во влажной и теплой среде в течение 10 дней) семян, хранившихся от 1 до 10 лет, практически не изменилась и составила от 73 до 77%, т.е. твердосемянность не зависит от сроков хранения семян и фактически остается стабильной. Твердые семена Н. theiпum, находясь во влажной среде, долго могут не набухать и не прорастать. Так, в течение 72 мес. 2,5% семян, хранившихся 1 год, остались твердыми.
В наших опытах по искусственному преодолению твердосемянности было выявлено, что наиболее эффективной предпосевной обработкой является механическое воздействие (контролируемая ска-
рификация) (рис. 2). В опыте, который продолжался 12 мес., в течение первых 10 дней лабораторная всхожесть достигла 92% (в контроле 28%), а энергия прорастания составила 76%.
Химическое воздействие концентрированной серной кислотой при экспозиции 30 и 7 мин. способствовало увеличению всхожести на 16%, при энергии прорастания 4 и 41% соответственно, а период прорастания в обоих вариантах был одинаковым и составил 8 мес. После обработки ГК3 всхожесть семян увеличилась только на 10% при энергии прорастания 12% и периоде прорастания 3 мес.
Воздействие высокой температурой (горячая стратификация) при периоде прорастания 16 мес. оказало отрицательный эффект как на всхожесть семян, так и на энергию прорастания. Эти показатели снизились на 1 и 8% соответственно.
При холодной стратификации, напротив, увеличилась всхожесть семян на 29% (период прорастания 2 мес.), а энергия прорастания составила 15%.
Рис. 2. Всхожесть Н. ^епит при различных способах обработки (за 12 мес. наблюдений): 1 — ГК3; 2 — серная кислота; 3 — горячая стратификация; 4 — холодная стратификация; 5 — скарификация; 6 — контроль (необработанные семена)
Рис. 3. Всхожесть скарифицированных семян (3 года хранения) при разных температурных режимах
Полученные нами данные не согласуются с результатами опытов, проведенных на семенах люцерны и клевера красного, для которых механическая скарификация успешно заменялась горячей стратификацией или воздействием концентрированной серной кислотой [5].
Таким образом, наиболее эффективным способом повышения всхожести и энергии прорастания семян Н. theinum при значительном сокращении периода прорастания является контролируемая скарификация.
Изучение зависимости прорастания скарифицированных семян после 3 лет хранения от температуры проводили в темноте при следующих температурных режимах: 2-4, 6-8, 9-11, 20-22Х.
Результаты анализа показали, что семена Н. theinum способны прорастать во всех температурных режимах. При низкой положительной температуре прорастание было неравномерным и растянутым (проросло 55% семян), а при остальных температурных режимах — более интенсивным (до 87%) (рис. 3).
Выводы
В результате анализа семян Н. theinum на способность к прорастанию были выявлены значительное количество (до 86%) твердых семян, а также высокая всхожесть свежих нескарифицированных семян (82%), низкая энергия прорастания (4%) и растянутое во времени прорастание (от 1 года до 6 лет). Длительное хранение семян Н. theinum (более 9 лет) привело к значительному снижению как всхожести семян (на 80%), так и периода прорастания (на 90%).
Интервал температур, при которых семена этого вида способны прорастать, довольно широк — от 2 до 22°С.
Контролируемая скарификация семян Н. theinum повышает всхожесть до 92% и энергию прорастания — до 76% при значительном сокращении периода прорастания (10 дней). Таким образом, это наиболее эффективный способ предпосевной обработки семян Н. theinum несмотря на его трудоемкость.
Библиографический список
1. Красная книга Республики Алтай (растения). — Горно-Алтайск, 2007. — С. 29.
2. Красная книга Алтайского края. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений. — Барнаул, 2006. — Т. 2. — С. 244.
3. Методические указания по семеноведению интродуцентов. — М.: Наука, 1980. — 63 с.
4. Голубев В.Н. К методике количественного изучения редких и исчезающих растений флоры Крыма / В.Н. Голубев // Бюл. Гос. Никитского ботанического сада. — 1977. — Вып. 1(32). — С. 11-15.
5. Попцов А.В. Биология твердосемян-ности / А.В. Попцов. — М.: Наука, 1976. — 157 с.
6. Николаева М.Г. Справочник по проращиванию семян / М.Г. Николаева, М.Г. Разумова, В.Н. Гладкова. — Л.: Наука, Ленинград. отд-ние, 1985. — 215 с.
Исследования выполнены при поддержке гранта № 23 по Программе Президиума РАН «Биологическое разнообразие» и Интеграционному проекту СО РАН № 28.
