Морфофизиологическая характеристика проростков люцерны изменчивой (Medicago sativa)

Введение. Начальный этап развития любого растения – процесс прорастания семени. С морфологической точки зрения прорастание – это преобразование зародыша в проросток. По Ф.М. Куперман [1], период прорастания семян соответствует I этапу органогенеза.

Прорастание семени и формирование проростка являются критическим периодом в жизненном цикле растений. По мнению И.Г. Строны [2], сформированный проросток – это появившийся росток с первичными корешками. На начальных этапах онтогенеза длины корней и ростков являются достаточно важными показателями метаболических процессов, а интенсивность их роста сортовым признаком.

Методы исследования. Наши исследования проведены на 11 сортах люцерны изменчивой: Агния, А 1, ВК1, Бибинур, Вега 87, Манычская, Пастбищная 88, Селена, Сарга, Уралочка, Флора, семена которых репродуцированы в 2010–2011 годах на опытном поле ГНУ НИИСХ Северного Зауралья.

В лабораторных условиях семена люцерны изменчивой в течение 7 суток проращивали в термостате в чашках Петри на фильтровальной бумаге при температуре 250 С.

В начальный период проращивания были проведены морфофизиолгические измерения корня и ростка (гипокотиля). Оценивались нормально развитые проростки с хорошо развитой корневой системой, хорошо развитым и целым гипокотилем по Методическим указаниям ВНИИ кормом им. В.Р. Вильямса [3].

Цель работы – дать морфофизиолгическую характеристику проростков люцерны изменчивой.

Результаты исследований. Исследования показали, что на формирование семян большое влияние оказывает год репродуцирования семян. Семена, полученные в 2010 году, на 7 день проращивания имели длину зародышевого корешка 17 мм, от урожая 2011 года – 24 мм.

Об активности корневой системы того или иного генотипа можно в какой-то мере судить по длине зародышевого корешка. Этот показатель у проростков изучаемых сортов в среднем за 2 года был различным – от 16 до 26 мм с колебаниями по годам от 14 до 32 мм. Он сильнее выражен по сортам Уралочка – 26 мм, с заметным колебаниям по годам 19 и 32 мм. Несколько ниже средний показатель у сортов Агния, А 1, Вега 87 (по 22 мм), но стабилен по годам. Семена, полученные в 2010 году, характеризовались медленным ростом зародышевого корешка, длина которого составила 14 (ВК 1, Селена, Флора) – 21 мм (А 1) с суточным приростом от 2 до 3 мм. У семян, репродуцированных в 2011 году, наблюдался более интенсивный суточный рост корешка – от 2,4 до 4,6 мм и достигал 17 (Флора) – 32 мм (Уралочка) со средним показателем по опыту 24 мм. На уровне среднего значения по опыту (21 мм) длина корешка была у сортов Бибинур и Пастбищная 88 (по 21 мм). У про- ростков сорта Флора отмечена низкая активность начального роста как в 2010 году – 2,0 мм/сут., так и в следующем – 2,4 мм/сут. соответственно, длина зародышевого корешка на 7-е сутки составила 14 и 17 мм. Аналогичные данные получены в 2010 году у сортов ВК 1 и Селена – 14 мм (табл.).

Замедленный рост зародышевого корешка в 2010 году никак не сказался на росте гипокотиля, средний показатель которого составил 35 мм в 2010 году и 36 мм в 2011году. Суточный рост гипокотиля 2010 года колебался от 4,4 (Селена) до 5,6 мм/сут. (Бибинур) и был длиннее корешка в 1,5–2,5 раза. Вариабельность данного показателя в 2011 году составила 17 %, в фактических величинах 4,0 мм /сут. (А 1, ВК 1) – 6,1 мм/сут. (Уралочка), с соотношением гипокотиля к корешку 1,30–1,87.

По длине гипокотиля за два года изучения выделились следующие сорта: Уралочка – 40 мм, Агния, Бибинур, Вега 87 по 39 мм, причем превышение над средним значением на достоверном уровне отмечено у сорта Уралочка в оба года, у сорта Вега 87 только в 2011 году, у сорта Бибинур в 2010 году. На уровне среднего значения по опыту длина гипокотиля отмечена у сортов Селена – 37 мм, Сарга – 36 мм, Манычская – 34 мм. Следует отметить, что сорта Бибинур и Манычская характеризуются стабильным ростом гипокотиля, длина которого у сорта Бибинур ежегодно составляла 39 мм, у сорта Манычская – 33 (2010 г.) и 35 мм (2011 г.). Значительно ниже среднего значения по опыту (36 мм) длина гипокотиля отмечена у проростков сорта А 1 (30 мм), Флора (33 мм), ВК 1 и Пастбищная 88 по 32 мм (см. табл.).

Параметры проростков люцерны изменчивой (2010–2011гг.), мм+

Исследования, проведенные на ранних этапах органогенеза у люцерны изменчивой, позволили сделать следующие выводы.

Выводы

• 1.    Рост зародышевых корешков зависит не только от сорта (генотипа), но и года репродуцирования семян.

• 2.    Сорт Уралочка выделяется интенсивным ростом зародышевого корешка и гипокотиля.

• 3.    Рост зародышевых корешков стабилен по годам у сортов Агния, А 1, Вега 87.

• 4.    Стабильный рост гипокотиля отмечен у сортов Бибинур, Манычская.