Возникновение индуцированного покоя у семян овощных зонтичных культур под действием аллелопатически активных веществ

Возникновение индуцированного покоя у семян овощных зонтичных культур под действием аллелопатически активных веществ

Автор: Бухаров А.Ф., Балеев Д.Н.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Биоактивные природные соединения

Статья в выпуске: 5 т.51, 2016 года.

Бесплатный доступ

Аллелопатическое взаимовлияние растений обусловлено сочетанием многочисленных биогенных факторов и имеет адаптивное, экологическое, эволюционное и экономическое значение. Ведутся работы по изучению влияния аллелопатических веществ на прорастание семян с целью разработки новых экологически чистых способов борьбы с сорной растительностью. Целью нашей работы было изучение особенностей становления индуцированного покоя под влиянием экстракта из плодов укропа и его преодоления у овощных зонтичных культур. Опыты проводили в 2012-2013 годах во Всероссийском НИИ овощеводства. Объектами исследований служили семена укропа Anethum graveolens L. сорта Кентавр, моркови Daucus carrota L. сорта Рогнеда, петрушки корневой Petroselinum crispum (Mill.) Nyman ex A.W. Hill. сорта Любаша, сельдерея корневого Apium graveolens L. сорта Купидон, любистока лекарственного Levisticum officinale W.D.J. Koch сорта Дон Жуан, кориандра Coriandrum sativum L. сорта Янтарь и пастернака Pastinaca sativa L. сорта Кулинар. Готовили 15 % водную вытяжку из семян укропа. Инкубацию семян изучаемых культур в экстракте проводили при 23 °С в течение 0 (контроль), 5 и 20 сут в темноте. Прорастание семян изучали в динамике на разных температурных фонах: 20 °С (стандартный режим), 3 °С, 3 °C (8 ч)/20 °C (16 ч). Рассчитывали следующие показатели: ТНП - время от постановки семян до начала прорастания, TСР - средневзвешенное значение периода прорастания семян, T50 - время прорастания 50 % семян. Измеряли длину зародыша, рассчитывали температурный коэффициент (Q10). Экстракт из плодов укропа активно препятствовал росту линейных размеров зародыша и прорастанию семян овощных зонтичных культур. После воздействия аллелопатического фактора в течение 5 сут семена моркови, сельдерея корневого, пастернака и кориандра на фоне стандартной температуры не прорастали. Показатель TСР превысил контроль на 229-328 %, а значение T50 - на 310-379 %. Доля проросших семян укропа, петрушки корневой и любистока лекарственного составляла соответственно 42, 52 и 23 %. После воздействия аллелопатического фактора в течение 20 сут не прорастали семена сельдерея корневого, моркови, пастернака и кориандра. Прорастание семян укропа и любистока лекарственного задерживалось на 21 и 22 сут. Увеличение времени инкубации семян в экстракте приводило к снижению температурного коэффициента (Q10) для скорости роста зародыша при различных температурных режимах проращивания. Воздействие на семена в постинкубационный период пониженной температурой, в том числе постоянной 3 °С и переменной (3/20 °C) способствовало частичному восстановлению этих процессов. По сравнению с контрольным вариантом TСР увеличивалось на 11,7-35,3 сут, T50 - на 11,7-43,1 сут. Анализ взаимодействия аллелопатического и температурного факторов свидетельствовал о том, что процесс торможения прорастания семян под влиянием веществ, содержащихся в вытяжке из плодов укропа, был обусловлен явлением покоя.

Еще

Аллелопатия, температура, покой семян, прорастание семян, скорость роста зародыша, температурный коэффициент (q10)

Короткий адрес: https://sciup.org/142213975

IDR: 142213975   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2016.5.714rus

Список литературы Возникновение индуцированного покоя у семян овощных зонтичных культур под действием аллелопатически активных веществ

  • Гродзинский А.М. Аллелопатия растений и почвоутомление. Киев, 1991.
  • Rice E.L., Lin C.Y., Huang C.Y. Effects of decaying rice straw on growth and nitrogen fixation of a blue green alga. Bot. Bull. Acad. Sin., 1980, 21: 111-117.
  • Pickett J.A., Birkett M.A., Blassioli-Moraes M.C., Bruce T.J.A., Chamberlain K., Gordon-Weeks R., Matthes M.C., Napier J.A., Smart L.E., Wadhams L.J., Woodcock C.M. Cis-Jasmone as allelopathic agent in inducing plant defence. Allelopathy Journal, 2007, 19: 109-117.
  • Harborne J.B. Chemical signals in the ecosystem. Ann. Bot., 1987, 60: 39-57.
  • Einhellig F.A. Allelopathy: current status and future goals. In: Allelopathy: Organisms, processes, and applications. Washington, 1995.
  • Siemens D.H., Garner S.H., Mitchell-Olds T., Callaway R.M. Cost of defense in the context of plant competition: Brassica rapa may grow and defend. Ecology, 2002, 83: 505-517 ( ) DOI: 10.2307/2680031
  • Murrell C., Gerber E., Krebs C., Parepa M., Schaffner U., Bossdorf O. Invasive knotweed affects native plants through allelopathy. Amer. J. Bot., 2011, 98: 38-43 ( ) DOI: 10.3732/ajb.1000135
  • Blair A.C., Weston L.A., Nissen S.J., Brunk G.R., Hufbauer R.A. The importance of analytical techniques in allelopathy studies with the reported allelochemical catechin as an example. Biol. Invasions, 2008, 11: 325-332 ( ) DOI: 10.1007/s10530-008-9250-1
  • Popovici J., Bertrand C., Jacquemoud D., Bellvert F., Fernandez M.P., Comte G. An allelochemical from Myrica gale with strong phytotoxic activity against highly invasive Fallopia × bohemica taxa. Molecules, 2011, 16: 2323-2333 ( ) DOI: 10.3390/molecules16032323
  • Alsaadawi I.S., Khaliq A., Lahmod N.R., Matloob A. Weed management in broad bean (Vicia faba L.) through allelopathic Sorghum bicolor (L.). Allelopathy Journal, 2013, 32(2): 203-212.
  • Reigosa M.J., Gonzalez L., Sanchez-Moreiras A., Duran B., Puime D. Comparison of physiological effects of allelochemicals and commercial herbicides. Allelopathy Journal, 2001, 8: 211-220.
  • Oracz K., Bailly C., Gniazdowska A., Come D., Corbineau F., Bogatek R. Induction of oxidative stress by sunflower phytotoxins in germinating mustard seeds. J. Chem. Ecol., 2007, 33: 251-264 ( ) DOI: 10.1007/s10886-006-9222-9
  • Oracz K., Voegele A., Tarkowska D., Jacquemoud D. Myrigalone A inhibits Lepidium sativum seed germination by interference with gibberellin metabolism and apoplastic superoxide production required for embryo extension growth and endosperm rupture. Plant Cell Physiol., 2012, 53: 81-95 ( ) DOI: 10.1093/pcp/pcr124
  • Reigosa M.J., Souto X.C., Gonzalez L. Effect of phenolic compounds on the germination of six weeds species. Plant Growth Regul., 1999, 28: 83-88.
  • Alam S.M., Ala S.A., Azmi A.R., Khan M.R., Ansari R. Allelopathy and its role in agriculture. Journal of Biological Sciences, 2001, 1: 308-315 ( ) DOI: 10.3923/jbs.2001.308.315
  • Cook C.E., Whichard L.P., Turner B., Wall M.E., Egley G.H. Germination of witch weed (Striga lutea Lour): isolation and properties of a potent stimulant. Science, 1966, 154: 1189-1190.
  • Xie X., Yoneyama K., Yoneyama K. The strigolactone story. Annu. Rev. Phytopathol., 2010, 48: 93-117 ( ) DOI: 10.1146/annurev-phyto-073009-114453
  • Toh S., Kamiya Y., Kawakami N., Nambara E., McCourt P. Thermoinhibition uncovers a role for strigolactones in Arabidopsis seed germination. Plant Cell Physiol., 2012, 53: 107-117 ( ) DOI: 10.1093/pcp/pcr176
  • Бухаров А.Ф., Балеев Д.Н. Водный экстракт плодов укропа как фактор, индуцирующий покой семян горчицы сарептской и капусты японской. Известия ОГАУ (Оренбург), 2012, 4(36): 225-229.
  • Леманн Е., Айхеле Ф. Физиология прорастания семян злаков. М., 1936.
  • Бухаров А.Ф., Балеев Д.Н., Бухарова А.Р. Кинетика прорастания семян. Система методов и параметров (учебно-методическое пособие). М., 2016.
  • Thomson A.J., El-Kassaby Y.A. Interpretation of seed-germination parameters. New Forests, 1993, 7: 123-132 ( ) DOI: 10.1007/BF00034195
  • Hayashi E., Aoyama N., Still D.W. Quantitative trait loci associated with lettuce seed germination under different temperature and light environments. Genome, 2008, 51: 928-947 ( ) DOI: 10.1139/G08-077
  • Kazmi R.H., Khan N., Willems L.A.J., Van Heusden A.W., Ligterink W., Hilhorst H.W.M. Complex genetics controls natural variation among seed quality phenotypes in a recombinant inbred population of an interspecific cross between Solanum lycopersicum ½ Solanum pimpinellifolium. Plant, Cell and Environment, 2012, 35: 929-951 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-3040.2011.02463.x
  • Bewley J.D., Black M. The physiology and biochemistry of seeds. V. 2. Springer-Verlag, Berlin, 1982.
  • Грушвицкий И.В., Агнаева Е.Я., Кузина Е.Ф. О разнокачественности зрелых семян моркови по величине зародыша. Ботанический журнал, 1963, 48(10): 1484-1489.
  • Балеев Д.Н., Бухаров А.Ф. Биология формирования и прорастания семян укропа. Овощи России, 2012, 1(14): 54-60.
  • Кордюм Е.Л. Цитоэмбриология семейства зонтичных. Киев, 1967.
  • Baskin C.C., Baskin J.M. Seeds: ecology, biogeography, and evolution of dormancy and germination. Academic Press, NY, 1998.
  • Probert R.J. The role of temperature in germination ecophysiology. In: Seeds: the ecology of regeneration in plant communities/M. Fenner (ed.). CAB International, Wallingford, 1992: 285-325.
  • Batlla D., Benech-Arnold R.L. A quantitative analysis of dormancy loss dynamics in Polygonum aviculare L. seeds: development of a thermal time model based on changes in seed population thermal parameters. Seed Sci. Res., 2003, 13: 55-68 ( ) DOI: 10.1079/SSR2002124
  • Николаева М.Г., Лянгузова И.В., Поздова Л.М. Биология семян. СПб, 1999.
  • Овчаров К.Е. Физиологические основы всхожести семян. М., 1969.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp