WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Таким образом, покой семян злаков является надежным защитным механизмом, обеспечивающим прорастание в период, наиболее благоприятный для роста и развития проростков, всходов и последующих этапов развития в условиях региона.

Экология прорастания зерновок при различной влагообеспеченности. Большое влияние на прорастание и рост проростка оказывают неблагоприятные условия увлажнения, которые характерны для климатических условий Восточного Забайкалья. В связи с этим, актуально определение способности семян злаков прорастать в условиях различного увлажнения почвы. Эти отличия можно обнаружить по таким показателям как всхожесть, энергия (Е) и скорость прорастания (V) семян.

Семена всех изучаемых злаков прорастают при различной влажности почвы. Повышенная всхожесть семян наблюдается у S. krylovii и L. chinensis при 30% влажности почвы от полной ее влагоемкости, а для Z. latifolia повышенная всхожесть отмечалась при 50 и 70% увлажнения субстрата. При 10% влажности у L. chinensis и S. krylovii наблюдается снижение всхожести семян, избыточное увлажнение почвы 70% угнетает рост проростков этих злаков. Полное затопление и недостаток влаги (10% и 30% влажности субстрата) снижают всхожесть семян Z. latifolia.

При минимальной влажности почвы (10%) наиболее высокий показатель энергии прорастания отмечен у L. chinensis и составил 49,2%, а при оптимальной влажности почвы (50%) энергия прорастания составила 61,3%. При минимальном увлажнении почвы скорость прорастания семян L. chinensis оказалась выше, чем у других изучаемых злаков. Следовательно, семена L. chinensis имеют более высокие потенциальные возможности выживания при неблагоприятных условиях увлажнения.

Проращивание зерновок в условиях различного увлажнения показало, что у S. krylovii и L. chinensis при минимальном содержании влаги (10%) на колеоризе начинают формироваться эпидермальные волоски. У Z. latifolia колеориза не формирует волосков или очень мало и малых размеров. Максимальное развитие сети корневых волосков у L. chinensis и S. krylovii достигается при 30%. При влажности почвы в пределах от 50% до 70% у L. chinensis и S. krylovii количество волосков и их длина уменьшаются. Содержание влаги 10% и 70% оказывает угнетающее воздействие, поэтому при 70% влажности почвы развитие корневых волосков почти не наблюдается.

Рис. 3. Влияние условий увлажнения почвы на рост колеоптиля и зародышевого корня в длину у зародышей дикорастущих злаков (48 часов)

Темпы роста корней L. chinensis и S. krylovii при влажности субстрата 30% по сравнению с Z. latifolia интенсивнее, что связано с ксерофитной природой этих злаков. Наибольший рост структур зародышей S. krylovii и L. chinensis (колеоптиль и корень) происходил при 50% влажности почвы от ее полной влагоемкости. Наибольшая длина у зародышей S. krylovii и L. chinensis приходится на ткань базальной части оси (рис. 3), поэтому зародыш разрывает оболочку семени в первую очередь в этой области семени. Z. latifolia наиболее отзывчива на увлажнение. В результате исследований было выяснено, что наибольший темп роста у органов прорастающего зародыша Z. latifolia (рис. 3) происходит при 70%, а также при 50 и 100% увлажнения субстрата. Затопление и недоувлажнение сокращают темп роста отдельных структур зародыша. В природе распространение этого вида связано с особыми микроклиматическими условиями. Наши результаты с одной стороны подтверждают гидрофильную природу данного злака, с другой свидетельствуют о приспособлении семян цицании прорастать в условиях существенного подсыхания почвы – до 10 – 30% от ее полной влагоемкости.

В период прорастания клетки эпибласта к 48 часам достигали максимальных размеров. У L. chinensis и S. krylovii максимальный рост эпибласта происходит при 30% влажности почвы. У Z. latifolia наибольший рост эпибласта наблюдался при 70%.

Таким образом, изучение роста отдельных частей зародыша показывает потенциальные эколого-биологические возможности зародышей прорастать в условиях недостатка и избытка влаги.

Глава 5. Особенности процессов прорастания зерновок злаков, сформированных в экологических условиях Восточного Забайкалья

В связи с тем, что в 2006 году у Z. latifolia не сформировались семена, нам не удалось определить особенности процессов прорастания ее зерновок. Поэтому в данной главе показаны результаты исследований, касающиеся только ксерофитных злаков S. krylovii и L. chinensis.

Интенсивность начального роста проростков. В период прорастания семян наблюдался полиморфизм роста проростков. 46,6% всех популяционных локусов S. krylovii не соответствовали критерию экотипа вида по интенсивности роста стеблевой части (рис. 4 А). У L. chinensis 7 из 15 локусов не соответствовали установленному эталону (рис. 4 Б). У 8 из 15 локусов S. krylovii интенсивность накопления массы стеблевой части проростка не соответствовала величине установленного критерия. У L. chinensis только 8 из 15 локусов соответствовали критерию экотипа вида по данному показателю.

Результаты исследования морфометрических показателей корневой части проростков исследованных злаков (рис. 5) позволили установить, что у S. krylovii 60% локусов не соответствовали критериям ОЭБС семян по показателю интенсивности роста корневой части проростка. Что касается популяционных локусов L. chinensis то, только 8 из 15 оказались на уровне установленного эталона.

Анализ данных эксперимента показал, что интенсивность процесса накопления массы корней у исследуемых локусов была также неодинакова. Среди популяционных локусов S. krylovii больше половины соответствовали критерию экотипа вида по данному показателю. У L. chinensis только 8 из 15 локусов превышали критерий экотипа вида по данному показателю.

А

Б

Рис. 4. Показатели ростовых процессов стеблевой части зародышей S. Krylovii (А) и L. chinensis (Б) в различных популяционных локусах

А

Б

Рис. 5. Показатели ростовых процессов корневой части зародышей S. Krylovii (А) и L. сhinensis(Б) в различных популяционных локусах

Таким образом, выявленный нами внутривидовой полиморфизм ростовых показателей по нашему мнению может в равной степени быть обусловлен влиянием особенностей биохимического катаболизма резервных полисахаридов и белков, эффективностью использования запасных питательных веществ эндосперма прорастающим проростком, а также степенью сформированности зародышей семян, особенностями их анатомических структур.

Глава. 6. ЭБС семян у популяционных локусов дикорастущих злаков

Изучение ЭБС семян у генофонда популяционных локусов злаков позволило определить параметры каждого показателя для создания моделей трех экотипов дикорастущих злаков Восточного Забайкалья. Модели ОЭБС семян были получены на основе 14 ключевых показателей (табл. 3). Для реализации этой части программы исследований они были приняты за 100%, а соответствующие показатели различных локусов сравнивали с этой величиной.

Таблица 3

Критерии ОЭБС семян для моделей экотипов видов дикорастущих злаков

Показатель

Экотип злаков

Z. latifolia

S. krylovii

L. chinensis

1. Анатомо-морфологические

Объем колеоптиля,104 мкм3±104 мкм3

11734±0,3

4507±0,8

2127±0,6

Объем первого листа,104 мкм3±104 мкм3

5761±5,7

1792±0,4

1499±0,2

Объем зар. корня,104 мкм3±104мкм3

1343±6,4

1882±7,8

302±5,3

Объем колеоризы, 104 мкм3±104 мкм3

3289±0,8

4656±9,7

2333±0,7

Объем щитка, 104 мкм3±104 мкм3

10354±9,1

4105±2,1

1069±0,3

Объем эпибласта, 104 мкм3±104 мкм3

462±3,9

215±0,9

9±0,04

Объем осевых органов,104 мкм3±104 мкм3

15023±0,1

9163±0,3

4454±1,0

Объем зародыша, 104 мкм3±104 мкм3

25839±0,5

13483±0,9

5503±0,6

2. Биохимические

Эффективность использования запасных питательных веществ эндосперма проростком %

-

67,24

73,12

3. Ростовые

Сила роста проростков, % (по Лихачеву, 1986)

-

67,24

73,12

Интенсивность роста стеблевой части проростков, % (по Строна, 1964)

-

228,0

242,8

Интенсивность накопления массы стеблевой части проростков, % (по Строна, 1964)

-

205,3

239,0

Интенсивность роста корней, % (по Строна, 1964)

-

131,0

159,0

Интенсивность накопления массы корневой части проростков, % (по Строна, 1964)

-

192,8

251,0

В представленных моделях дана характеристика ЭБС семян генофонда популяций дикорастущих злаков Восточного Забайкалья. Исследования показали, что у вида Z. latifolia (рис. 6) наиболее адаптированным оказался популяционный локус 4, так как все показатели ЭБС соответствовали или превосходили уровень критерия модели вида. Низкий ЭБС был присущ зерновкам локуса 9, особенно по показателям степени сформированности щитка и органов корневой части. Очевидно, что недостаточный уровень дифференциации этих морфологических структур, обусловит снижение темпов роста проростков и снизит эффективность использования запасных питательных веществ эндосперма.

Рис. 6. ЭБС семян Z. latifolia (составленный только по анатомо-морфологическим показателям, объемам): 1 – объем колеоптиля, 2 – зародышевого листа, 3 – зародышевого корня, 4 – колеоризы, 5 – щитка, 6 – эпибласта, 7 – осевых органов, 8 – зародыша.

Среди популяционных локусов вида S. krylovii (рис. 7) лучше других оказался адаптирован локус 3. Эффективность использования питательных веществ эндосперма проростками этого локуса отклонялась от эталона в сторону увеличения на 53,7%, а интенсивность накопления массы стеблевой части проростков на 39,1%. Наименее адаптированным был локус 7. Вероятно, слабая морфологическая дифференциация некоторых структур зародыша оказала существенное влияние на показатели ростовых и биохимических процессов, что снизило интенсивность роста стеблевой и корневой частей проростка.

Рис. 7. ЭБС семян S. krylovii. 1 – 8 – анатомо-морфологические показатели (объемы): 1 – колеоптиля, 2 – зародышевого листа, 3 – зародышевого корня, 4 – колеоризы, 5 – щитка, 6 – эпибласта, 7 – осевых органов, 8 – зародыша. 9 – 13 – ростовые показатели: 9 - сила роста проростков, 10 - интенсивность роста стеблевой части проростков, 11 - интенсивность накопления массы стеблевой части проростков, 12 - интенсивность роста корней, 13 - интенсивность накопления массы корневой части проростков, 14 – биохимический показатель: эффективность использования запасных питательных веществ эндосперма проростком

У вида L. chinensis (рис. 8) наиболее адаптированным оказался локус 12. Только по одному исследованному показателю он был несколько ниже эталонного критерия. Остальные показатели соответствовали или были выше эталона. Наименее адаптированным оказался локус 4. Все его анатомо-морфологические показатели были низкими. Поэтому, несмотря на то, что эффективность использования запасных питательных веществ эндосперма прорастающим зародышем превышала эталон на 38%, ростовые показатели стеблевой части проростков оставались значительно ниже нормы.

Рис. 8. ЭБС семян L. chinensis. Обозначения те же, что на рис. 7

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»