ДИНАМИКА ПРОРАСТАНИЯ СЕМЯН Echinacea

ДИНАМИКА ПРОРАСТАНИЯ СЕМЯН Echinacea purpurea
В УСЛОВИЯХ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ
Булгар Е.V., Козак М.Ф.
Молекулярно-генетические и фармакологические аспекты изучения ценных
биологически активных компонентов / Материалы
всероссийской научной
конференции 24-25 апреля 2014. / Сост. Егоров М.Е. - г. Астрахань. С. 140-144.
АННОТАЦИЯ: Исследована динамика прорастания семян эхинацеи пурпурной,
культивируемой в условиях полива в течение десяти поколений в условиях жаркого и
сухого климата Астраханской области. Выявлены особенности прорастания семян,
всхожесть и энергия прорастания. Установлена оптимальная температура
проращивания семян. Полученные результаты
могут быть использованы при
организации банка семян и мониторинга лабораторной всхожести, при интродукции
растений, а также представлять интерес для
цитологической практики,
филогенетической систематики, геоботаники.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН, ВСХОЖЕСТЬ, ЭНЕРГИЯ ПРОРАСТАНИЯ, ДИНАМИКА
ПРОРАСТАНИЯ, ОСОБЕННОСТИ ПРОРАСТАНИЯ, АСТРАХАНСКАЯ ОБЛАСТЬ, Echinacea
purpurea (L.) Moench. (Сем. Asteraсеае).
Эхинацея пурпурная является интродуцированным видом растений.
Родиной данного растения является Северная Америка, в Россию она была
завезена только в начале XIX века. Интродукция эхинацеи пурпурной носила
преднамеренный характер, что связано с широким использованием её в
качестве лекарственного сырья, а также при лечении различных заболеваний.
Эхинацея пурпурная размножается семенами или вегетативно.
Цель работы: исследование особенностей и динамики прорастания
семян эхинацеи пурпурной в условиях интродукции , жаркого и засушливого
климата Астрахани
Объекты исследования - Echinacea purpurea (L.) Moench. (Сем.
Asteraсеае). Семена эхинацеи пурпурной получены из коллекции
ботанического института (БИН) им. Акад. Комарова в 2003 г и в течение ряда
поколений ежегодно высевались в изолированных условиях в условиях
жаркого и сухого климата Астрахани.
Цветки мелкие, в больших отдельно размещенных корзинках до 15 см
в диаметре, с игловидными прицветниками на длинном прочном цветоносе.
Чашелистики трех-четырех-рядные. В соцветии до 238 цветков. Соцветие
включает 12-15 язычковых бесплодных цветков от розовой до краснопурпурной окраски,
на верхушке заостренные. Трубчатые цветки красновато-коричневые, обоеполые.
Цветет эхинацея с июня до глубокой
осени.
Растение
перекрестно
опыляется
насекомыми. Плоды созревают в июле - октябре.
Семя E. purpurea
Увел × 250
Плод — небольшая четырехгранная серовато-бурая семянка (длиной 3–
4,5 мм, шириной 1,8–2 мм и массой 2,4–5,8 мг), в 1 г до 3000 штук.
Размножение семенами или делением куста весной. При выращивании
из семян растение обычно зацветет на второй год жизни. Семена E. purpurea,
3-4 мм, продолговатой формы, четырехгранные.
Четырехгранные бурые семянки эхинацеи пурпурной при посеве в
почву имеют очень низкий процент всхожести, поэтому их лучше посадить в
феврале - марте на рассаду (сильные растения могут зацвести в год посева).
Но если семян в избытке - можно посеять их в апреле-мае в открытый грунт
(всходы появляются через 3 недели и позже). В естественных условиях, а
также при посеве в конце лета в почву семена E. purpurea имеют низкую
энергию прорастания и всхожесть. В литературе по проращианию семян [7]
приводятся следующие сведения о лабораторной всхожести свежесобранных
семянок 87-97%, энергия прорастания 48% (на 7 день). Оптимальная
температура прорастания +20 С. В освещенном помещении семена
прорастают лучше, чем в темном. Предпосевная обработка семян не
требуется. Высокая всхожесть сохраняется на протяжении трех лет. В
полевых условиях семена требовательны к почвенной влаге и температуре
Методика исследования. Проращивание семян проводили в чашках
Петри на ложе из фильтровальной бумаги, смоченной водопроводной водой,
в условиях естественного освещения (днем на свету, ночью в темноте) по 50
шт. в трехкратной повторности. Ограниченность сведений об оптимальном
режиме проращивания семян исследуемых видов определило необходимость
последовать рекомендациям М.Г. Николаевой с соавторами [6,7]. Через
месяц оставшиеся не проросшими семена подвергали холодной
стратификации при температуре +2° С в течение 1–4 месяцев с последующим
проращиванием при температуре 24–26°С. Подсчет проросших семян
второго года жизни вели ежедневно. Долю проросших семян (в %)
рассчитывали от числа заложенных на проращивание. Срок учёта энергии
прорастания семян определяли средним минимальным количеством дней, в
течение которых произрастает максимум семян.
Результаты исследования.
Полевая всхожесть семян эхинацеи пурпурной в условиях
Астраханской области является крайне низкой в условиях воздушной засухи,
несмотря на наличие систематического полива растений. Проращивание
семян при комнатной температуре в условиях освещенности при посеве их в
почву также не дало положительных результатов. Очевидно, воздушная
засуха при высоких дневных (35-40 градусов в тени) и ночных (28-30°С)
температурах имеет длительное последействие. Так, семена E. purpurea,
посеянные нами в конце лета (конец августа) в почву, до весны находились
при комнатной температуре на окне. Всходы появились весной на
поверхности почвы (10,34 %
от общего числа посеянных семян).
Семядольные листья (без семенной кожуры) появились на 5-е сутки после
появления всходов.
Лабораторная всхожесть семян E. purpurea в марте 2007 г составила
86-87 % (таблица 1). Исследование показало, что семена E. purpurea не
имеют периода покоя.
Таблица 1.
Динамика прорастания семян E. purpurea при различных температурных
условиях проращивания (семена 2006 урожая)
t0 C
0
25 С
Среднее.
0
23 С
Среднее.
Общее
кол-во
Проросло
Повтор
ность
3-е
сутки
6-е сутки
9-е сутки
11-е сутки
Шт.
%
Шт.
%
Шт.
%
Шт.
%
Всего
проросло
Осталось
Шт.
%
Шт.
%
50
1
4
8
30
60
13
26
0
0
47
94
3
6
50
2
2
4
26
52
9
18
5
10
42
84
8
16
50
3
1
2
27
54
8
16
4
8
40
80
10
20
50
-
27.7
55,3
10
20
3
6
43
86
7
14
50
1
2
4
10
20
23
46
13
26
48
96
2
4
50
2
1
2
12
24
25
50
2
4
40
80
10
20
50
3
3
6
17
34
19
38
4
8
43
86
7
14
50
-
2
4
13
26
22,3
44,7
6,3
12,7
43,7
87,3
6,3
12,7
2,3 4,7
Лабораторная всхожесть семян 2006 г урожая при двух исследуемых
режимах различалась незначительно (1,3 %). Процесс проращивания при
температуре 230С обеспечил прорастание 87,3% семян. При температуре
250С лабораторная всхожесть семян эхинацеи пурпурной составила 86 %.
Энергия прорастания семян при исследуемых режимах проращивания
значительно различается. При температуре 230С максимальное количество
проросших семян 2006 г. урожая (45%.) появились на 9 сутки после начала
проращивания. При температуре 250С максимальное количество проросших
семян (55,33 %.) появились на 6 сутки после начала проращивания, т. е.
энергия прорастания семян при проращивании при температуре 250С на
10.3% выше.
Таблица 2
Динамика прорастания семян E. purpurea при различных температурных
условиях проращивания (семена 2013 г урожая)
0
C
250С
Количество
Семян, шт
50
50
50
.250С
230 С
.
Повтор
ность
1
2
3
Среднее
50
50
50
1
2
3
Среднее
Общая
всхожесть
семян, %
Проросло семян, шт
3-е
сутки
6-е
сутки
9-е
сутки
11-е
сутки
4
10
15
9.7
2
0
2
1.3
19
21
20
20
12
12
13
12.3
10
7
6
7.7
8
10
10
9.3
4
5
3
4
2
2
8
4.0
Не
проросло
Шт.
%
Шт.
%
37
43
44
74
86
88
82.6
50
45
66
53.4
13
7
6
26
14
12
17.4
50
55
34
46.6
25
24
33
25
26
27
Повторение опыта в марте 2014 г. при тех же условиях дало несколько
иные результаты (семена 2013 г урожая). Лабораторная всхожесть семян и
энергия прорастания семян при температуре 25 градусов осталась также
высокой, однако снижение температуры проращивания повлекло за собою
снижение общей лабораторной всхожести и энергии прорастания семян.
Выводы.
1. Проращивание семян E. purpurea в естественных условиях дает низкий
процент всхожести (10,34%). В искусственных условиях на ложе
фильтровальной бумаге в чашках Петри, наоборот, относительно высокий
процент всхожести (в среднем 85-87%).
2. Оптимальной температурой прорастания семян E. purpurea является 25оС.
3. В первый год жизни Echinacea purpurea в Астрахани формируются
розеточные растения.
Заключение.
Причины,
вызывающие
торможение
процесса
прорастания семян E. purpurea, различны и требуют глубокого
исследования, а также поиска путей активизации митотической активности
клеток меристемы [3-5]. Выяснение путей ускоренного прорастания семян
важно для создания теоретических основ и практических рекомендаций
управления процессом прорастания семян.
Список литературы:
1. Васфилова Е.С. РОСТ И РАЗВИТИЕ ЭХИНАЦЕИ ПУРПУРНОЙ ПРИ ИНТРОДУКЦИИ В ПОДЗОНе
ЮЖНОЙ ТАЙГИ/ Васфилова Е.С. //ВЕСТНИК ВГУ, СЕРИЯ: ГЕОГРАФИЯ. ГЕОЭКОЛОГИЯ, 2011, №
2С. 15-16.
2.
Игнатьева И.П. Онтогенетический морфогенез вегетативных органов травянистых
растений / Игнатьева И.П.: Учеб. пособие, 2-е изд.- М.: изд-во МСХА, 1989
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Козак М.Ф. Временные параметры митотического цикла клеток апикальной
меристемы корня двух видов сои и межвидовых гибридов. // Естественные науки. № 3,
2001. – С. 58-61.
Козак М.Ф. Ритмы митоза у представителей рода Glycine L. Козак М.Ф. //
Cytology & Genetics. Scientific journal. 2004. № 6. Т.38. С. 7-12.
Козак М.Ф, Турдугулова Р.Т. Изменчивость идентификационных признаков растений
в популяциях Lycopus europaeus Козак М.Ф. // Естественные науки. Астрахань.-2013.Январь-февраль 2013.— № 1(42).— С. 43-53
Николаева, М.Г. Долговременное хранение семян дикорастущих видов растений.
Биологические свойства семян /М.Г. Николаева, В.Л. Тихонова, Т.В. Далецкая
//Консервация генетических ресурсов: информ. материал. - Пущино: Пущинский
научный центр РАН, 1992. -36
Николаева, М.Г. Справочник по проращиванию покоящихся семян / M. Г. Николаева,
M. В. Разумова, В. Н. Гладкова / Отв. редактор М. Ф. ДАНИЛОВА. Изд-во «Наука» Л.
1985. 348 с
Тихонова, В.Л. Долговременное хранение семян /В.Л. Тихонова //Физиология растений.
-1999. -Т. 46. -№ 3. -С. 467-476.