Вариабельность морфологических параметров семян в популяциях кориандра

Автор: Бухаров Александр Федорович, Харченко Виктор Александрович, Еремина Надежда Александровна

Статья в выпуске: 2 (58), 2021 года.

Бесплатный доступ

Актуальность. У некоторых зонтичных культур соотношения параметров семени и прежде всего относительная длина зародыша могут оказывать существенное влияние на способность семян к прорастанию, особенно в экстремальных условиях, исследования в этом направлении представляют большой практический интерес. Материал исследований. Изучено 10 образцов кориандра, у которых выявлены существенные различия по степени выраженности основных морфологических параметров, в том числе длине семени, эндосперма и зародыша. Результаты. Гибрид 5/19 и сорт Стимул селекции ФНЦО существенно превышали среднее значение популяции по длине семени при 1%, а образец местной популяции из Азербайджана имел наименьший показатель при 5% уровне значимости. По длине эндосперма гибрид 5/19 (ФНЦО), сорт Стимул и образец местной популяции Египта превышали уровень показателя в среднем по опыту. По длине зародыша сорт Нектар, гибрид 5/19 (ФНЦО) и образцы из Египта и Азербайджана находились на уровне среднего значения по опыту. Наиболее крупным зародышем (1,063±0,04) отличался сорт Коммандер. Четыре образца существенно превышали, а гибрид 11/19 (ФНЦО) уступал среднему значению. В зависимости от сорта коэффициент вариации показателей изменялся для длины зародыша (13,919,1%), длины эндосперма (16,4-20,4 %) и длины семени (15,7-22,1%). Максимальное значение (0,377) индекса \з/э, характеризующего отношение размер зародыша и эндосперма, отмечено у сорта Коммандер. Тесная корреляционная связь выявлена между длиной семени и длиной эндосперма, коэффициент корреляции изменялся от r=0,640 у сорта Стимул до r=0,981 у образца местной популяции Египта. Слабая или средняя корреляционная зависимость отмечена между длиной зародыша с одной стороны и длиной эндосперма (0,026-0,393) и семени (от -0,132 до 0,424) с другой. Для индекса \э/с, характеризующего отношение размер эндосперма и семени, пределы (0,893-0,988) значения показателя оказались значительно выше, достигая максимума (0,988) у образца из Египта.

Еще

Кориандр, сорта, семеноводство, морфометрические параметры семян, семя, эндосперм, зародыш

Короткий адрес: https://sciup.org/140257581

IDR: 140257581 | DOI: 10.18619/2072-9146-2021-2-62-66

Текст научной статьи Вариабельность морфологических параметров семян в популяциях кориандра

Forcitations: Bukharov A.F., Kharchenko V.A., Eremina N.A. Variability of morphological parameters of seeds in coriander populations. Vegetable crops of Russia. 2021;(2):62-66. (In Russ.)

Для большинства овощных культур представителей семейства зонтичные (Umbelliferae Moris.) характерно явление недоразвития зародыша [1, 2, 3, 4]. Такое строение семени определяет его низкую долговечность, замедленное прорастание и склонность впадать в состояние покоя [5, 6, 7, 8].

Морфологические параметры семян подвержены значительной вариабельности под влиянием внешних и внутренних факторов [9]. На линейные размеры морфологических элементов семян овощных зонтичных культур значительное влияние оказывают экологические, погодно-климатические, почвенные условия, обеспеченность элементами минерального питания, качество и своевременность выполнения агротехнических операций [10, 11].

Морфометрия разнокачественности семян овощных зонтичных культур в значительной степени обусловлена архитектоникой семенных растений,

Семеноводство кориандра, сорт Стимул

местоположением генеративных органов в пределах растения, зонтика, зонтичка и даже соплодия [12, 13]. В большинстве работ влияние места формирования зонтика на посевные качества было изучено у моркови [14-16].

Явление гетероморфизма – наличие семян на одном растении, различающихся по размерам, массе, окраске, морфологии, анатомии, характеру прорастания и другим признакам, широко распространено у представителей семейства зонтичные ( Umbelliferae Moris.) [17-19].

В пределах отдельных особей и популяции широко распространена изменчивость семян по комплексу признаков, в том числе и посевным качествам [2022].

Параметры морфологических элементов плодов овощных зонтичных культур зависят от степени зрелости в момент уборки, а также воздействия физикомеханических факторов в процессе выполнения технологических операций в процессе дозаривания, сушки, сортировки семян. Все это в комплексе вызывает позднее и неравномерное появление всходов, особенно в неблагоприятных погодных условиях. Морфологические параметры семян оказывают влияние на кинетику прорастания семян овощных зонтичных культур при различных температурных режимах [23,24]. Исследования показали, что различные сорта укропа могут существенно отличаться по длине морфологических элементов плодов [7]. Выявлено, что вклад генетических (наследственных) факторов в изменчивость линейных параметров семян моркови может достигать 4891%, в то время как экологические факторы обеспечивают не более 39% вариабельности этих показателей [25].

Таким образом, морфологические параметры внутреннего строения семян с одной стороны являются эволюционно (наследственно) закрепленными признаками, а с другой – подвержены адаптивной изменчивости под влиянием среды обитания. Учитывая, что у некоторых зонтичных культур соотношения этих параметров и прежде всего относительная длина зародыша могут оказывать существенное влияние на способность семян к прораста- нию, особенно в экстремальных условиях, исследования в этом направлении представляют большой практический интерес.

Поэтому,целью настоящей работы было изучение семян 10 различных образцов кориандра по основным линейным параметрам морфологических элементов.

Материал и методы

Объектом исследований служили семена 10 образцов кориандра: селекции ФНЦО, НИИСХ Крыма, Нидерландов, а также 4 образца местных популяций (Кипра, Египта, Узбекистана, Азербайджана). Измерение длины семени и эндосперма проводили с использованием штангенциркуля (ГОСТ 16 6-89). Длину зародыша определяли с использованием микроскопа Levenhuk 6 70T (Levenhuk, США) и видеоокуляра DCM 300 M D (M icroscopeDigital, Китай) при увеличении ×40, с помощью программы ScopePhoto (Image Software V. 3.1.386). Для этого семена замачивали в 14% водном растворе гипохлорита натрия в течение 1 ч. После чего семена промывали в проточной воде и выкладывали на смоченную дистиллированной водой фильтровальную бумагу. Анализировали последовательно длину каждого семени, эндосперма и зародыша (выделяли путем разрезания семени). Повторность опыта четырехкратная, в каждой повторности не менее 20 семян.

Результаты исследований и обсуждение

При изучении 10 образцов кориандра выявлены существенные различия по степени выраженности основных морфологических параметров, в том числе длине семени, эндосперма и зародыша (табл. 1). В зависимости от сорта коэффициент вариации показателей изменялся для длины зародыша (13,919,1% ), длины эндосперма (16 ,4-20,4% ) и длины семени (15,7-22,1%). Наибольшей вариабельностью (22,1% ) по длине семени отличался сорт Нектар (НИИСХ Крыма), а минимальная изменчивость (15,7%) отмечена у сорта Юбиляр селекции ФНЦО. Наибольшую вариабельность длины эндосперма

Таблица 1. Сортовая специфика основных линейных параметров семян кориандра Table 1. Varietal specifics of the main linear parameters of coriander seeds

Название и происхождение образца	Длина семени, мм		Длина эндосперма, мм		Длина зародыша, мм
Название и происхождение образца	Хср ±SX ср	V,%	Хср±SX ср	V,%	Хср ±SX ср	V,%
Стимул, ФНЦО	3,67±0,12**	17,9	3,32±0,11*	17,7	0,976±0,03*	15,2
Юбиляр, ФНЦО	3,20±0,09	15,7	2,96±0,11	19,5	0,972±0,03*	15,4
11/19, ФНЦО	3,33±0,11	18,4	3,08±0,10	18,5	0,866±0,03*	16,3
5/19, ФНЦО	3,83±0,14**	19,4	3,54±0,13**	20,4	0,911±0,03	17,2
Коммандер, Голландия	3,11±0,09	16,5	2,82±0,10*	19,3	1,063±0,04**	18,4
Нектар, НИИСХ Крыма	3,30±0,13	22,1	2,95±0,11	19,8	0,996±0,04	19,1
Местный, Кипр	3,23±0,11	18,8	3,00±0,10	17,8	0,956±0,03*	17,7
Местный, Узбекистан	3,21±0,10	16,9	2,95±0,09	16,6	0,959±0,02*	13,9
Местный, Египет	3,35±0,11	17,4	3,31±0,10*	16,4	0,917±0,03	16,3
Местный, Азербайджан	2,92±0,10*	19,3	2,76±0,09**	17,1	0,913±0,02	14,5

Список литературы Вариабельность морфологических параметров семян в популяциях кориандра

Грушвицкий И.В. Роль недоразвития зародыша в эволюции цветковых растений. М.-Л.: Изд-во АН СССР. 1961. 47 с.
Еременко Л.Л. Морфологические особенности овощных растений в связи с семенной продуктивностью. Новосибирск: Наука, 1975. 469 с.
Грушвицкий И.В., Агнаева Е.Я., Кузина Е.Ф. О разнокачественности зрелых семян моркови по величине зародыша. Ботанический журнал. 1963;48(10):1484-1489.
Бухаров А.Ф., Балеев Д.Н. Морфология разнокачественности семян овощных зонтичных культур, обусловленная местом формирования на материнском растении. Овощи России. 2012;(2):44-47.
Harper J.L. Population biology of plants. London, UK: Academic Press. 1977. 240 p.
Балеев Д.Н., Бухаров А.Ф. Биология формирования и прорастания семян укропа. Овощи России. 2012;(1):54-59.
Бухаров А.Ф., Балеев Д.Н., Иванова М.И. Морфометрия разнокачественности семян овощных зонтичных культур в процессе формирования и прорастания. Вестник Алтайского ГАУ. 2014;7(117):26-32.
Балеев Д.Н., Бухаров А.Ф. Долговечность семян овощных зонтичных культур и физиология их прорастания. Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2013;11(109):022-025.
Строна И.Г. Общее семеноведение полевых культур. М.: Колос, 1966. 464 с.
Benech Arnold R.L., Fenner M., Edwards P.J. Changes in germinability, ABA content and ABA embryonic sensitivity in developing seeds of Sorghum bicolor (L.) Moench. In duced by water stress during grain filling. New Phytologist. 1991;118(2):339-347.
Бухаров А.Ф., Балеев Д.Н., Иванова М.И., Бухаров А.Р., Деревенских О.А. Морфометрические параметры семян коммерческих партий различных сортов укропа. Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2019;(2):145-149.
Pereira R.S., Nascimento W.M., Vieira J.V. Carrot seed germination and vigor in response to temperature and umbel orders. Scientia Agricola. 2008;65(2):145-150.
Бухаров А.Ф., Балеев Д.Н. Морфометрия семян петрушки и сельдерея. Картофель и овощи. 2014;(5):34-36.
Szafiroska A.I. The correlation between mother plant architecture, seed quality and field emergence of carrot. Acta Horticulturae. 1994;(354):93-98. https://doi.org/10.17660/actahortic.1994.354.10
Corbineau F., Picard M.A., Bonnet A., Come D. Effects of production factors on germination responses of carrot seeds to temperature and oxygen. Seed Science Research. 1995;(5):129-135. https://doi.org/10.1017/s0960258500002749
Panayotov N. Heterogeneity of carrot seeds depending on their position on the mother plant. Folia Horticulturae. 2010;(22):25-30. https://doi.org/10.2478/fhort-2013-0147
Sun H.Z., Lu J.J., Tan D.Y., Baskin J.M., Baskin C.C. Dormancy and germination characteristics of the trimorphic achenes of Garhadiolus papposus (Asteraceae), an annual ephemeral from the Junggar Desert, China. South African Journal of Botany. 2009;(75):537-545. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2009.05.001
Yao S., Lan H., Zhang F. Variation of seed heteromorphism in Chenopodium album and the effect of salinity stress on the descendants. Annals of Botany. 2010;(105):1015-1025. https://doi.org/10.1093/aob/mcq060
Cao J., Lv X.Y., Chen L., Xing J.J., Lan H.Y. Effects of salinity on the growth, physiology and relevant gene expression of an annual halophyte grown from heteromorphic seeds. AoB Plants. 2015;(7):plv112. https://doi.org/10.1093/aobpla/plv112
Mälken T., Jorritsma-Wienk L.D., Hoek P.H., Kroon W.H. Only seed size matters for germination in different populations of the dimorphic Tragopogon pratensiss subsp. pratensis (Asteraceae). American Journal of Botany. 2005;(92):432-437. https://doi.org/10.3732/ajb.92.3.432
Baskin J.M., Lu J.J., Baskin C.C., Tan D.Y. The necessity for testing germination of fresh seeds in studies on diaspore heteromorphism as a life-history strategy. Seed Science Research. 2013;(23):83-88. https://doi.org/10.1017/s096025851300010x
Tongshun W., Hongling W., Lei W., Baoping S. Germination of heteromorphic seeds of Atriplex aucheri and its hormonal explanation. Vegetos – An International Journal of Plant Research. 2014;(27):103-107. https://doi.org/10.5958/j.2229-4473.27.1.017
Балеев Д.Н., Бухаров А.Ф. Специфика прорастания семян овощных зонтичных культур при различных температурных режимах. Овощи России. 2012;(3):38-46.
Бухаров А.Ф., Балеев Д.Н., Бухарова А.Р. Кинетика прорастания семян. Система методов и параметров (учебно-методическое пособие). Москва, 2016.
Бухаров А.Ф., Балеев Д.Н., Кашнова Е.В., Касаева Г.В., Иванова М.И., Разин О.А. Экологическая и сортовая изменчивость морфологических параметров семян моркови. Картофель и овощи. 2019;(3):37-40.

Еще

Статья научная