Разнокачественность плодов и семян, определяющая ритмы развития особей нового поколения

Автор: Ткаченко Кирилл Гавриилович

Рубрика: Сохранение, мобилизация и изучение генетических ресурсов растений

Статья в выпуске: 15, 2020 года.

Бесплатный доступ

Традиционно разнокачественность плодов и семян воспринимается с точки зрения их морфологии, внешних различий в форме и размерах. Однако на растениях формируются плоды и семена разного качества, при внешнем одинаковом виде, в зависимости от степени сформированности и развитости зародыша и эндосперма. В настоящей работе представлены состояние и степень изученности проблемы гетерокарпии и/или гетероспермии, их влияние на ритмы роста и развития нового поколения. На примерах плодов и семян ряда видов, представителей разных семейств, собранных как в природе, так и от культивируемых растений, показано, что при внешне одинаковой форме плоды и семена различаются своим качеством. Разнокачественность репродуктивных диаспор сказывается на их всхожести, на скорости прохождения новыми особями растений не только начальных возрастных состояний виргинильного периода, но и на темпах вступления их в генеративное состояние. Показано, что семена с наибольшими биометрическими показателями размеров и массы, имеют, как правило, более высокую всхожесть, и новые особи развиваются из них активнее, начальные возрастные состояния проходят в более сжатые сроки. Мелкие семена имеют невысокую всхожесть, и особи нового поколения, вырастающие из таких семян, проходят основные фазы своего развития в более длительном временном промежутке.

Еще

Репродуктивные диаспоры, гетерокарпия, гетероспермия, онтогенез, качество семян, apiaceae, asteraceae, lamiaceae

Короткий адрес: https://sciup.org/147227370

IDR: 147227370

Список литературы Разнокачественность плодов и семян, определяющая ритмы развития особей нового поколения

Андронова Е. В. Прорастание семян Dactylorhiza maculata s. l. (Orchidaceae) in situ // Бот. журн. 2003. Т. 88. № 5. С. 63—71.
Андронова Е. В., Федорова Н. Е., Ивасенко Ж. В. Развитие проростков Dactylorhiza maculata s. l. (Orchidaceae) в симбиотической культуре in vitro // Тез. докладов II Межд. конф. по анатомии и морфологии растений (14-18 октября 2002 г. Санкт-Петербург). СПб., 2002. С. 121.
Артюшенко З. Т., Федоров А. А. Атлас по описательной морфологии высших растений. Плод. Л.: Наука, 1986. 392 с.
Бадритдинов Р. А. Репродуктивная стратегия Festuca arundinacea (Poaceae) // Бот. журн. 2005. Т. 90. № 3. С. 386—400.
Балеев Д. Н., Бухаров А. Ф., Иванова М. И. Цифровое сканирование и анализ матрикальной разнокачественности семян овощных культур // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2018. Т. 4. № 4. С. 16—21. DOI: 10. 30914/2411-9687-2018-4-4-16-21 .
Биологический энциклопедический словарь / Гл. ред. М. С. Гиляров. М.: Сов. энциклопедия, 1986. 831 с.
Бурков А. В. Влияние крупности семян на урожай // Селекция и семеноводство. 1946. № 9— 10. С. 15—17.
Бухаров А. Ф. Разнокачественность семян: теория и практика (обзор) // Овощи России. 2020. 2:23—31. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2020-2-23-31 .
Бухаров А. Ф., Балеев Д. Н., Иванова М. И. Морфометрия разнокачественности семян овощных зонтичных культур в процессе формирования и прорастания // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2014. № 7 (117). С. 26—32.
Бухаров А. Ф., Балеев Д. Н., Иванова М. И. Полиморфизм основных морфометрических показателей семени укропа (Anethum graveolens L. ) // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования. 2017. № S12. С. 118—121.
Бухаров А. Ф., Балеев Д. Н., Мусаев Ф. Б. Мягколучевая рентгеноскопия - эффективный метод выявления «пустосемянности» овощных зонтичных культур // Пермский аграрный вестник. 2015. № 1 (9). С. 6—11.
Верещак Е. В., Ишмуратова М. М. Оценка состояния ценопопуляций Dianthus acicularis Fisch. ex Ledeb. в ходе мониторинговых исследований на Южном Урале // Вестник Оренбургского государственного университета. Оренбург, 2009. № 6. С. 103—105.
Верещак Е. В., Ямалов С. М., Баянов A. B. Эколого-фитоценотические характеристики Dianthus acicularis Fisch. ex Ledeb. на Южном Урале // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12 (33). № 1 (3). С. 657—660.
Виноградова Т. Н., Пегова А. Н. Гетероспермия у орхидных (Orchidaceae) на примере Corallorhiza trifida Chatel. // Тез. докладов II Межд. конф. по анатомии и морфологии растений (14-18 октября 2002 г., Санкт-Петербург). СПб., 2002. С. 132.
Виноградова Т. Н., Пегова А. Н., Осипьянц А. И., Пугачева П. В., Савченко А. С. Потенциальная всхожесть, индивидуальная и географическая изменчивость семян пальчатокоренника мясо-красного Dactylorhiza incarnata (L. ) Soo // Биологический вестник. 2003. Т. 7. № 1—2. С. 64—66.
Войтенко В. Ф. Гетерокарпия (гетеродиаспория) у покрытосемянных растений: анализ понятия, классификация, терминология // Бот. журн. 1989. Т. 74. № 3. С. 281—297.
Войтенко В. Ф. Гетерокарпия как комплексная научная проблема и перспективные направления ее исследования // Проблемы репродуктивной биологии семенных растений. СПб., 1993. С. 36—45.
Войтенко В. Ф., Опарина С. Н. Гетерокарпия в семействе Boraginaceae // Бот. журн. 1985. Т. 70. № 7. С. 865—875.
Гикало Г. С. Разнокачественность семян на растении сладкого перца // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1966. Т. 38. Вып. 1. С. 110—123.
Воронкова Н. М., Нестерова С. В., Журавлев Ю. Н. Прорастание семян некоторых редких и исчезающих видов Приморского края // Раст. ресурсы. 1996. Т. 32. Вып. 3. С. 51—60.
Воронкова Н. М., Бурундукова О. Л., Журавлев Ю. Н., Нестерова С. В., Абанькина М. Н. Структурно-функциональные особенности некоторых редких и исчезающих видов растений // Комаровские чтения. Владивосток, 1997. Вып. 44. С. 72—88.
Головко Т. К., Далькэ И. В., Бачаров Д. С., Бабак Т. В., Захожий И. Г. Толстянковые в холодном климате (биология, экология, физиология). СПб.: Наука, 2007. 205 с.
Грязнов А. Ю., Староверов Н. Е., Жамова К. К., Холопова Е. Д., Ткаченко К. Г. Исследование качества репродуктивных диаспор видов рода Яблоня (Malus Mill. ) с помощью микрофокусной рентгенографии // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 55. С. 49—53.
Грушвицкий И. В. Роль недоразвития зародыша в эволюции цветковых растений // Комаровские чтения. Т. XIV. М.; Л., 1961. 46 с.
Гуревич А. С. Предадаптация и её роль в жизни растений // Интродукция, акклиматизация и культивация растений. 1996. С. 3—9.
Гуревич А. С. Предадаптация растений // Известия КГТУ. Калининград, 2002. № 2. С. 177— 186.
Гуревич А. С. Предадаптация и морфофизиологические процессы растений. Saarbrucken: Lambert Academic Publishing, 2012. 409 р.
Добрецова Т. Н. Семенная продуктивность и разнокачественность плодов дымянки лекарственной // Проблемы репродуктивной биологии растений. Пермь, 1996. С. 82—83.
Дудик Н. М. Морфология плодов бобовоцветных (Fabales Nakai) в связи с эволюцией : Автореф. дисс. . . . докт. биол. наук. Новосибирск, 1981. 35 с.
Ерёменко Л. Л. О разнокачественности цветков и семян в зонтике моркови // Агробиология. 1950. № 6. С. 123—127.
Жиляев Г. Г. Жизнеспособность популяций растений. Львов: Национальная академия наук Украины, 2005. 304 с.
Злобин Ю. А. О неравноценности особей в ценопопуляциях растений // Бот. журн. 1980. Т. 65. N 3. С. 311—322.
Злобин Ю. А. Репродукция у цветковых растений: уровень особей и уровень популяций // Биол. науки. 1989 а. № 7. С. 77—89.
Злобин Ю. А. Принципы и методы изучения ценотических популяций растений. Казань: КГУ, 1989 б. 147 с.
Злобин Ю. А. Популяционное и ценотическое регулирование репродукции у цветковых растений // Проблемы репродуктивной биологии семенных растений. СПб., 1993. С. 8—15.
Иванов С. П., Фатерыга А. В., Тягнирядно В. В. Эффективность опыления орхидей (Orchidaceae), цветущих одиночно и группами // Бюллетень Никитского ботанического сада. 2009. Вып. 98. С. 22—26.
Ишмуратова М. М. Оценка состояния ценопопуляций Rhodiola iremelica (Crassulaceae) на Южном Урале. Сообщение 2. Семенная продуктивность // Раст. ресурсы. 2006. Т. 42. Вып. 2. С. 49—55.
Ишмуратова М. М., Сацыперова И. Ф. Начальные этапы онтонегеза и некоторые биологические особенности развития Rhodiola rosea L. и R. iremelica Boriss., интродуцированных в Башкирию // Раст. ресурсы. 1998. Т. 34. Вып. 1. С. 3—11.
Ишмуратова М. М., Ткаченко К. Г. Семена травянистых растений: особенности латентного периода, использование в интродукции и размножении in vitro. Уфа: Гилем, 2009. 116 с.
Кириллова И. А., Кириллов Д. В. Особенности репродуктивной биологии Gymnadenia conopsea (L.) R. Br. (Orchidaceae) на северной границе ареала // Сибирский экологический журнал. 2015. № 4. С. 617—629.
Кириллова И. А., Пестов С. В., Кириллов Д. В. Репродуктивная биология Cypripedium guttatum Sw. (Orchidaceae, Monocotyledones) на северной границе ареала // Поволжский экологический журнал. 2017. № 2. С. 117—127.
Лавриненко И. А., Ткаченко К. Г., Елсаков В. В. Популяционная и межвидовая изменчивость двух видов рода Rhodiola (Crassulaceae) в условиях Арктики // Бот. журн. 1998. Т. 83. № 9. С. 63—70.
Левина Р. Е. Новый аспект в трактовке гетерокарпии // Журн. общ. биологии. 1980. Т. 41. № 5. С. 680—684.
Левина Р. Е. Репродуктивная биология семенных растений. М., 1981. 96 с.
Левина Р. Е. Морфология и экология плодов. Ленинград: Наука, 1987. 260 с.
Ли Ч. Введение в популяционную генетику. Москва: Мир, 1978. 565 с.
Любищев А. А. Проблемы формы, систематики и эволюции организмов. Москва: Наука, 1982. 278 с.
Майр Э. Популяции, виды, эволюция. Москва: Мир, 1974. 462 с. Макрушин Н. М. Основы гетеросперматологии. Москва, 1989. 288 с.
Меликян А. П. Некоторые современные аспекты исследования семян цветковых растений // Теоретическая и прикладная карпология. Тез. докл. Всесоюзн. конф. Кишинев. 1989. С. 24 —26.
Меликян А. П. Сравнительная карпология и систематика покрытосеменных растений // IX Московское совещание по филогении растений. М.: МГУ, 1996. С. 86—88.
Меликян А. П., Девятов А. Г. Основные карпологические термины. Справочник. М.: КМК, 2001. 47 с.
Некрасов В. И., Князева О. М. О стимуляции плодоношения древесных интродуцентов микроэлементами // Бюлл. ГБС. 1971. Вып. 78. С. 73—76.
Нестерова С. В., Холина А. Б., Воронков А. А. Всхожесть семян некоторых представителей семейства бобовых после длительного хранения // Животный и растительный мир Дальнего Востока: (Сб. науч. тр.). Уссурийск, 1997. Вып. 3. С. 207—210.
Нестерова С. В., Холина А. Б., Воронкова Н. М. Жизнеспособность семян и развитие однолетних особей двух видов рода Lespedeza Michx. Дальнего Востока России // Раст. ресурсы. 1998. Т. 34. Вып. 2. С. 40—47.
Николаева М. Г. Покой семян и способы его преодоления // Онтогенез. 1993. Т. 24. № 4. С. 79—86.
Николаева М. Г. Физиология глубокого покоя семян. Л., 1967. 207 с.
Николаева М. Г., Лянгузова И. В., Поздова Л. М. Биология семян. СПб.: НИИ химии СПбГУ, 1999. 233 с.
Николаева М. Г., Разумова М. В., Гладкова В. Н. Справочник по проращиванию покоящихся семян. Л.: Наука, 1985. 268 с.
Носова Л. И. Семенная продуктивность Artemisia rhodantha Rupr. на верхнем пределе ее распространения в условиях Памира // Бот. журн. 1969. Т. 54. Вып. 3. С. 421—430.
Носова Л. И. Всхожесть семян разновозрастных особей Gypsophila capituliflora Rupr. (Caryophyllaceae) // Бот. журн. 1979. Т. 64. Вып. 7. С. 1025—1030.
Овчаров К. Е., Кизилова Е. Г. Разнокачественность семян и продуктивность растений. М.: Колос, 1966. 160 с.
Оно С. Генетические механизмы прогрессивной эволюции. М.: Мир, 1973. 228 с.
Опарина С. Н. Гетероспермия у Cuscuta europaea L. (Cuscetaceae) // Ботанические исследования в Азиатской России: Матер. XI съезда РБО (18-22 августа 2003, Новосибирск - Барнаул). Барнаул, 2003. Т. 2. С. 159.
Печеницын В. П., Абдуллаев Д. А., Ахмеджанов И. Г. Внутрипопуляционная разнокачественность семян видов рода Егетиг^ (ХапШоггоеасеае) флоры Узбекистана // Растительные ресурсы. 2019. Т. 55. № 4. С. 1—11. DOI: 10. 1134^0033994619040083 .
Словарь ботанический терминов / Под общ. ред. И. А. Дудки. Киев: Наукова думка, 1984. 308 с.
Соболев А. М. Разнокачественность плодов и семян в связи с их положением на растении // Изв. АН ТаджССР. Отделение биол. наук. 1989. № 2. С. 34—42.
Староверов Н. Е., Грязнов А. Ю., Жамова К. К., Ткаченко К. Г., Фирсов Г. А. Применение метода микрофокусной рентгенографии для контроля качества плодов и семян-репродуктивных диаспор // Биотехносфера. 2015. № 6 (42). С. 16—19.
Тахтаджян А. Л. Дарвин и современная теория эволюции // Дарвин Ч. Происхождение видов. СПб: Наука, 1998. С. 489—523.
Тахтаджян А. Л. Плод // Жизнь растений / Под ред. А. Л. Тахтаджяна. М., 1980. Т. 5 (1). С. 91—96.
Терехин Э. С. Семя и семенное размножение. СПб.: Мир и семья-95, 1996. 377 с.
Ткаченко К. Г. Семенная продуктивность и качество семян у некоторых видов рода Негас1еит L., интродуцированных в Ленинградскую область // Раст. ресурсы. 1985. Т. 21. Вып. 3. С. 309—315.
Ткаченко К. Г. Особенности цветения и семенная продуктивность некоторых видов Негас1еит L., выращенных в Ленинградской области // Раст. ресурсы. 1989. Т. 25. Вып. 1. С. 52—61.
Ткаченко К. Г. О латентном периоде некоторых видов семейства Fabaceae // Новые идеи в растениеводстве и пути их реализации: Матер. конференции молод. учёных и аспирантов. (9-13 июля 1991 г., г. Воронеж). М., 1991. С. 69—70.
Ткаченко К. Г. Особенности онтогенеза видов рода Амарант // Изучение онтогенеза интродуцированных видов природных флор в ботанических садах. Теоретические и методические аспекты, результаты изучения. Киев, 1992. С. 205—206.
Ткаченко К. Г. Особенности латентного периода у видов Вар^1а // Особенности развития и прорастания семян интродуцентов: Тез. докл. X Совещания по семеноведению интродуцентов (Чебоксары, 1994). М., 1994. С. 40.
Ткаченко К. Г. Гетерокарпия у видов рода Негас1еит L. и ее влияние на ход онтогенеза // Биологическое разнообразие. Интродукция растений: Материалы научной конференции (12-15 декабря 1995 г., г. Санкт-Петербург). СПб., 1995. С. 176—177.
Ткаченко К. Г. Разнокачественность семян и ритм развития нового поколения // Проблемы интродукции растений и отдалённой гибридизации. Тез. докл. Междунар. конфер., посвящ. 100-летию со дня рождения акад. Н. В. Цицина. М., 1998. С. 201—203.
Ткаченко К. Г. Программа работ по изучению латентного периода растений в полевых и стационарных условиях // Методы популяционной биологии: Сб. материалов докладов VII Всероссийского популяционного семинара (Ч. 1). 16-21 февраля 2004 г. Республика Коми, г. Сыктывкар. Сыктывкар, 2004. С. 212—213.
Ткаченко К. Г. Гетеродиаспория и сезонные колебания в ритмах прорастания // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Естественные науки. 2009. № 11 (66). Вып. 9. С. 44—51.
Ткаченко К. Г., Капелян А. И., Грязнов А. Ю., Староверов Н. Е. Качество репродуктивных диаспор Rosa rugosa Thunb., интродуцированных в Ботаническом саду Петра Великого // Бюллетень Ботанического сада-института ДВО РАН. 2015. № 13. С. 41—48.
Ткаченко К. Г., Тимченко Н. А., Щербакова О. Н., Бобенко В. Ф., Староверов Н. Е., Грязнов А. Ю., Холопова Е. Д. Качество семян Maackia amurensis Rupr. (Leguminosae) и условия предпосевной подготовки // Сибирский лесной журнал. 2020 а. № 1. С. 47—57. DOI: 10. 15372/SJFS20200105 .
Ткаченко К. Г., Фирсов Г. А., Волчанская А. В. Качество семян Aristolochia macrophylla Lam. и A. manshuriensis Kom. в Санкт-Петербурге // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020 б. Т. 181. № 2. С. 14—22. https://doi. org/10. 30901/2227-8834-2020-2-14-22 .
Тюрина Е. В. Семенная продуктивность зонтичных (Umbelliferae) в условиях высокогорий Юго-Восточного Алтая // Экология и биология высокогорных растений: Проблемы ботаники. Новосибирск, 1979. Т. 14. № 2. С. 74—79.
Фролов Ю. М., Полетаева И. И. Родиола розовая на Европейском Северо-Востоке. Екатеринбург, 1998. 192 с.
Фролов Ю. М., Полетаева И. И. Морфологические особенности и посевные качества семян Rhodiola rosea L. // Интродукция растений на Европейском Северо-Востоке. Сыктывкар, 1995. С. 43—57.
Ходачек Е. А. Особенности репродукции цветковых растений в условиях Арктики // Ботанические исследования в Азиатской России: Матер. XI съезда РБО (18-22 августа 2003 г., гг. Новосибирск - Барнаул). Барнаул, 2003. Т. 2. С. 171—172.
Хорошайлов Н. Г. Разнокачественность семян клевера на материнском растении // Тр. по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1966. Т. 38. Вып. 1. С. 103—109.
Черемушкина В. А. Биология луков Евразии. Новосибирск: Наука, 2004. 280 с.
Akgin Tülay Ayta§, Ozdener Yasemin, Akcin Adnan. Taxonomic Value of Seed Characters in Orchids from Turkey // Belgian Journal of Botany. 2010. 142 (2) : 124—139. DOI: 10. 2307/41427182 .
Andersson S. Seed size as a determinant of germination rate in Crepis tectorum (Asteraceae): evidence from a seed burial experiment // Canadian Journal of Botany. 1996. 74. 568—572.
Austenfeld F. A. Seed dimorphism in Salicornia europea: nutrient reserves // Physiologia Plantarum. 1998. 73. 502—504.
Barthlott W., Große-Veldmann B. & Korotkova N. Orchid seed diversity: A scanning electron microscopy survey. Botanic Garden and Botanical Museum Berlin-Dahlem. Berlin, 2014. 245 p.
Batygina T. B., Vinogradova G. Y. Phenomenon of polyembryony. Genetic heterogeneity of seeds // Russ. J. Dev. Biol. 2007. 38. 126—151. https://doi. org/10. 1134/S1062360407030022 .
Bekker R. M., Bakker J. P., Grandin U., Kalamees R., Milberg P., Poschlod P., Thompson K., Willems J. H. Seed size, shape and vertical distribution in the soil: indicators of seed longevity. Functional Ecology. 1998. 12. 834—842.
Hilhorst H. W. M. Toorop P. E. (1997) Review on dormancy, germinability, and germination in crop and weed seeds. Advances in Agronomy 61. 111—165.
Imbert E. Capitulum characters in the seed heteromorphic species, Crepis sancta (Asteraceae): variance partitioning and inference for the evolution of dispersal rate // Heredity. 2001. 86. 78—86.
Imbert E. Ecological consequences and ontogeny of seed heteromorphism // Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics. 2002. 5. 13—36.
Matilla A. J., Gallardo M., Puga-Hermida M. I. Structural, physiological and molecular aspects of heterogeneity in seeds: A review // Seed Science Research. 2005. 15 (02). 63—76. DOI: 10. 1079/SSR2005203 .
Rasmussen H. N., Dixon K. W., Jersakova J., Tesitelova T. Germination and seedling establishment in orchids: a complex of requirements // Ann Bot. 2015 Sep. 116(3). 391—402. Published online 2015 Aug 12. DOI: 10. 1093/aob/mcv087 PMCID: PMC4549959 .
Susko D. J., Lovett-Doust L. Patterns of seed mass variation and their effects on seedling traits in Alliaria petiolata (Brassicaceae) // American Journal of Botany. 2000. 87. 56—66.

Еще

Статья научная