Качество семян повышается при опылении
Обновлено: 19.09.2024
Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Сурсо Михаил Вольдемарович
Описаны результаты опытов по контролируемому опылению лиственницы . Показано влияние условий опыления на качество семян.
Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Сурсо Михаил Вольдемарович
Микрофенология женского репродуктивного цикла и структура урожаев семян сосны обыкновенной в северной тайге
Закономерности формирования урожая семян на семенных плантациях сосны обыкновенной в Ульяновской области
Structure of Larch Seeds Yield Depending on Pollination Conditions
The results of controlled pollination of larch have been described. The influence of pollination conditions on seeds quality are shown.
УДК 630*232.318 М.В. Сурсо
Сурсо Михаил Вольдемарович родился в 1961г., окончил в 1983 г. Архангельский лесотехнический институт, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института экологических проблем Севера УрО РАН. Имеет около 40 печатных работ в области генетики, цитоэмбриологии, семеноведения и радиобиологии голосеменных.
СТРУКТУРА УРОЖАЕВ СЕМЯН ЛИСТВЕННИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ОПЫЛЕНИЯ*
Описаны результаты опытов по контролируемому опылению лиственницы. Показано влияние условий опыления на качество семян.
Ключевые слова: лиственница, опыление, семена.
Лиственница, естественно произрастающая на севере европейской части России, является регрессирующим видом. Это во многом объясняется крайне низким качеством семян, причиной чего большинство исследователей считает высокую самостерильность данной породы 2. Опыление у лиственницы происходит преимущественно по гейтоногамному типу, что связано с недостаточным радиусом разлета пыльцы, лишенной воздушных мешков, и малой долей участия лиственницы в составе древостоев. Ранее нами было установлено, что техническая всхожесть семян закономерно повышается с продвижением на восток, где доля лиственницы в составе дре-востоев в целом больше. В парковых посадках, где больше вероятность ксеногамии, техническая всхожесть семян обычно значительно выше, чем в природных популяциях. Однако низкую техническую всхожесть нельзя объяснить только преобладанием гейтоногамного типа опыления. По нашим данным, даже в пределах популяции на очень ограниченной площади, где условия опыления практически одинаковы, индивидуальная изменчивость по соотношению выполненных (полнозернистых по ГОСТ 13056.8 - 97[1]) и пустых семян может быть существенной, особенно в архангельских популяциях лиственницы. Количество выполненных семян у разных деревьев здесь варьирует от 2 до 70 % [6].
Для выяснения причин высокой стерильности семян в североевропейских популяциях лиственницы в 1999 - 2000 гг. на базе дендрологического сада СевНИИЛХ были проведены опыты по искусственному опылению. Биологический возраст деревьев около 30 лет. Посадки созданы из семян, собранных в Обозерском лесхозе Архангельской области. Использовали пыльцу, полученную в год проведения опытов. Ветви со зрелыми микростробилами в лабораторных условиях помещали в вазоны с водой для вы-
* Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект № 02-04-97509 в Северном НИИ лесного хозяйства.
После сбора опытных шишек (в октябре - ноябре) делали их мор-фометрию и извлекали все семена. Качество семян определяли при их взре-зывании. Семена подразделяли на следующие категории: пустые (с полностью некротированными мягкими тканями), поврежденные (с поврежденными энтомовредителями наружными покровами, склерофицированными эндоспермами, личинками семеедов внутри семени) и выполненные
Вариант опыта Число деревьев в опыте Число навешенных изоляторов Число женских шишек, сохранившихся к моменту съемки изоляторов
Изоляция без опыления 5 14 13
Гейтоногамия 5 20 22
Ксеногамия 5 42 54
Изоляция без опыления 6 24 67
ванной пыльцой 3 14 46
Гейтоногамия 6 18 70
Ксеногамия 6 28 103
Вариант опыта Среднее число семян в одной шишке, шт. Распределение семян по категориям, % Масса 1000 выполненных семян, г
Пустые Поврежденные Выполненные
опыления 18,4 82,6 17,4 0 -
Гейтоногамия 17,4 80,3 19,4 0,3 10,00
Ксеногамия 19,3 66,6 26,9 7,4 10,46
Среднее число Распределение семян по категориям, % Масса 1000
Вариант опыта семян в одной Череззер- Повреж- Пустые С личин- Выпол- выполнен-
шишке, шт. нистые денные ками ненные ных семян, г
опыления 25,4 7,7 13,2 77,0 2,1 0 -
ротированной пыльцой 33,7 1,5 15,3 80,3 2,9 0* -
Гейтоногамия 30,0 4,8 14,7 75,5 4,3 0,7 11,38
Ксеногамия 29,0 5,4 18,7 64,2 4,8 6,9 10,71
(с внешне нормально развитыми эндоспермом и зародышем). Результаты опыта 1999 г. в обобщенном виде приведены в табл. 2.
Качество семян в опыте контролируемого опыления 2000 г. анализировали с учетом полученных ранее данных. Из категории пустых в отдельную категорию выделили череззернистые семена [5], а из категории поврежденных - семена, внутри которых находились живые личинки семеедов. Обобщенные результаты анализа приведены в табл. 3.
Анализ полученных данных показывает, что в средних размерах шишек, как и в их сохранности, не наблюдается существенных различий в разных вариантах опытов. Статистически недостоверны различия показателя среднего числа семян в одной шишке. Отсутствие опыления не препятствует формированию наружных покровов семяпочек. Семена из неопылен-ных женских стробилов ни по своим размерам, ни по окраске не отличаются от сформировавшихся в результате ксено- или гейтоногамии. Более того, осенью в некоторых семенах, сформировавшихся из неопыленных семяпочек, были обнаружены живые личинки семеедов из сем. СаШтот!ёае и Еигу1от!ёае. А так как семееды питаются мягкими тканями семян, можно с большой долей вероятности предположить, что у лиственницы развитие эндосперма до определенной стадии происходит и в неопыленных семяпочках.
В среднем при гейтоногамном типе опыления вероятность формирования семян с полноценными зародышами снижается в 10-25 раз по сравнению с ксеногамным. Однако индивидуальная изменчивость деревьев по уровню автостерильности может быть существенной, и не всегда ксеногамия дает лучшие результаты.
В варианте опыления некротированной пыльцой из более чем 1,5 тыс. проанализированных семян было обнаружено лишь одно с наличием вполне развитого эндосперма. При более тщательном исследовании у этого семени не оказалось зародыша, а несколько слоев клеток ткани эндосперма, прилегающих к коррозионной полости, были некрозными. Наличие артефакта в данном случае маловероятно, поскольку именно этот вариант опыления готовился особенно тщательно, и проникновение чужеродной пыльцы под изоляторы было практически исключено. Маловероятно также, что у пыльцы, подвергшейся воздействию температуры +140 °С в течение 2 ч, единичные зерна могли сохранить способность к формированию трубок и дальнейшему развитию полноценных клеточных структур. Следовательно, тезис о том, что для лиственницы не исключена возможность стимулятив-ной партеноспермии, имеет под собой основание.
1. ГОСТ 13056.8 - 97. Семена деревьев и кустарников. Метод определения доброкачественности. - Мн.:Межгосудар. совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1998.
2. Дылис Н.В. Сибирская лиственница (Материалы к систематике, географии и истории). - М.: Изд-во МОИП, 1947. - 139 с.
3. Дылис Н.В. О самоопылении и разносе пыльцы у лиственниц // Докл. АН СССР. - 1948. - Т. 9, № 4. - С. 673-676.
4. Кашин В.II., Козобродое A.C. Лиственичные леса Европейского Севера России. - Архангельск, 1994. - 221 с.
5. Романовский М.Г., Рябоконь С.М. Выживаемость семяпочек сосны обыкновенной при загрязнении. Устойчивые и чувствительные семьи макрогаметофи-тов // Генетика. - 1991. - Т. 27, № 6. - С. 1047-1058.
6. Сурсо М.В. Некоторые особенности семеношения лиственницы на Европейском Севере // Восстановление лесов, ресурсо- и энергосберегающие технологии лесного комплекса. - Воронеж: ВГЛТА, 2001. - С. 57-60.
Институт экологических проблем Севера УрО РАН Поступила 04.03.02
Structure of Larch Seeds Yield Depending on Pollination Conditions
The results of controlled pollination of larch have been described. The influence of pollination conditions on seeds quality are shown.
Читайте также: