ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КРИОКОНСЕРВАЦИИ СЕМЯН ДЛЯ СОХРАНЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ ХВОЙНЫХ

Г.Ф. Сафина, М.А. Николаева

Аннотация


В России в связи с возрастающими объемами сплошных вырубок лесов, природными катаклизмами и снижающегося биоразнообразия все большее значение приобретает сохранение генетических лесных ресурсов ex-situ в генетических банках в виде семян. Однако до сих пор не создан банк семян основных лесообразующих пород. В 2011 г. начат долгосрочный опыт по хранению семян сосны обыкновенной (Рinus sylvestris L.) и ели европейской (Picea abies (L.) Karst.) при различных температурных режимах: +20, +4, –18 и –182 °С (пары жидкого азота). В настоящей работе представлены первые результаты 3-летнего хранения партий семян, различающихся сроками заготовки (1996–2011 гг.) и, соответственно, исходным качеством семян. При хранении семян, предварительно подсушенных до влажности 4,2–4,4%, обнаружено явное преимущество отрицательных температур по сравнению с положительными. Наибольшее снижение всхожести наблюдалось у семян, хранившихся при +20 °С: на 7–64% у семян ели и на 20–30% у семян сосны. Хранение семян при +4 °C приводило к снижению всхожести только в партиях самых давних сроков сбора. При температурах –18 и –182 °С всхожесть оставалась на исходном уровне практически во всех партиях семян, в отдельных случаях наблюдалось некоторое повышение всхожести. По ряду более чувствительных показателей (энергия прорастания и сила роста), а также степени распространения микрофлоры обнаружено некоторое преимущество криоконсервации по сравнению с неглубоким замораживанием (–18 °C). Предполагается, что с увеличением периода хранения эта разница будет более заметной. Таким образом, исходные посевные качества семян, их влажность и температура являются важными факторами их успешного хранения. Для свежезаготовленных семян сосны и ели допустимо кратковременное (в течение 2–3 лет) хранение при температуре +4 °С. Температуру –18 °C можно рекомендовать для хранения семян в течение более продолжительного периода времени (более 5 лет). Криоконсервация семян представляется наиболее перспективным режимом долговременного хранения генофонда хвойных растений.

Ключевые слова


хранение семян, сосна, ель, всхожесть, криоконсервация.

Полный текст:

PDF

Литература


Бутенко О.Ю., Бондаренко А.С., Пелевина Н.Н. Влияние режимов замораживания и оттаивания на всхожесть семян сосны и ели //Труды СПб НИИЛХ. – 2014. – № 1. – С. 38–46.

Вепринцев Б.Н., Ротт Н.Н. Проблема сохранения генофонда. – М. : Знание, 1985. – С. 1–59.

Вепринцев Б.Н., Ротт Н.Н. Стратегия сохранения животного и растительного мира Земли // Консервация генетических ресурсов: Методы, проблемы, перспективы. – Пущино, 1991. – С. 5–18.

Грищенко В.И. Итоги и перспективы развития криобиологии и криомедицины // Криобиология. – 1988. – № 3. – С. 5–11.

Далецкая Т.В., Полякова Е.Н. Влияние криоконсервации на прорастание семян и некоторые стороны метаболизма // Биофизика живой клетки: Криоконсервация генетических ресурсов в проблеме сохранения биоразнообразия. – Т. 6. – 1994. – С. 81–85.

Жигунов А.В., Маркова И.А., Бондаренко А.С. Статистическая обработка материалов лесокультурных исследований. – СПб., 2002. – 86 с.

Илли И.Э. Жизнеспособность семян // Физиология семян. – М. : Наука, 1982. – С. 102– 124.

Лихачев Б.С. Определение силы роста семян зерновых культур по морфологической оценке проростков. Методические указания. – Л. : ВИР, 1975. – 15 с.

Мануильский В.Д. Формирование криорезистентности и устойчивости растений к низким температурам. – Киев, 1992. – 186 с.

Молканова О.И., Коротков О.И., Ветчинкина Е.М. и соавт. Генетические банки растений: проблемы формирования, сохранения и использования // Вестник Удмуртского университета. – 2010. – Вып. 3. – С. 33–39.

Молодкин В.Ю. Значение влажности семян некоторых зерновых и зерновых бобовых культур при криоконсервации в жидком азоте // Бюлл. ВИР. – 1986. – № 165. – С. 22–24.

Нестерова С.В. Криоконсервация семян дикорастущих растений Приморского края // Автореф. дисс. канд. биол. наук. – Владивосток, 2004. – 24 с.

Николаева М.Г. Эколого-физиологические особенности покоя и прорастания семян: Итоги исследований за истекшее столетие // Ботанический журн. – 2001. – № 12. – С. 1–14.

Орехова Т.П. Семена дальневосточных деревянистых растений (морфология, биохимия и хранение). – Владивосток, 2005. – 161 с.

Орехова Т.П. Создание долговременного банка семян древесных видов – реальный способ сохранения их генофонда // Хвойные бореальной зоны. – 2010. – Т. XXVII. – № 1–2. – С. 25–31.

Розанов С.И. Место генетических криобанков в решении проблемы сохранения биоразнообразия // Биофизика живой клетки. – М.,1994. – Т. 6. – С. 8–13.

Родин А.Р., Калашникова Е.А., Родин С.А., Силаев Г.В. Лесные культуры. – М., 2002. – 440 с.

Сафина Г.Ф. Влияние низких и сверхнизких температур на жизнеспособность семян плодовых и ягодных растений // Вестник ВО ГиС. – 2008. – Т. 12. – С. 541–547.

Сафина Г.Ф., Бурмистров Л.А. Низкотемпературное и криогенное хранение семян груши Pyrus L. // Цитология. – 2004. – Т. 46. – С. 851.

Сидор А.И., Ковалевич А.И., Кончиц А.П. и соавт. Исследование качественных показателей семян сосны обыкновенной при длительном хранении // Лесное и охотничье хозяйство. – 2011. – № 11. – С. 22–32.

Тихонова В.Л. Долговременное хранение семян // Физиол. растений. – 1999. – Т. 46. – № 3. – С. 467–476.

Федосенко В.А. Использование сверхнизких температур для длительного хранения семян: Методы и техника // Бюлл. ВИР. – 1978. – № 77. – С. 53–57.

Указания по лесному семеноводству в Российской Федерации. – М. : ВНИИЦлесресурс, 2000. – 197 с.

Bonner F.T. Storage of seeds: Potential and limitation for germplasm conservation // Forerst. Ecol. Managment. – 1990. – Vol. 35. – Р. 35–43.

De Candolle A. De la germination sous les degrees divers de temperature constante // Arch. Sci. Phys. Nat. – 1865. – Vol. 24. – P. 243– 282.

De Candolle C., Pictet R. Recherches concernant l’action des basses tempertues sur la faculte germinative des grains // Arch. Sci. Phys. Nat. – 1879. – Vol. 354. – P. 629.

Dewar J., McKendrick J.G. On liquid air // Proc. Roy. Inst. – 1892. – Vol. 12. – P. 699.

Genebank Standards. – Rome: FAO/IPGRI, 1994.

Gresshoff P., Gartner E. Cryopreservation of Arabidopsis thaliana and other seeds by storage inliquid nitrogen // Arabidopsis Inform. Service. – 1977. – Vol. 14. – P. 12.

Pita J.M., Sanz V., Escudo A. Seed cryopreservation of seven Spanish native pine species // Silvae genet. – 1998. – Vol. 47. – P. 220– 223.

Sakai A., Noshiro М. Some factors contributing to the survival of crop seeds cooled to the temperature of liquid nitrogen // Crop Genetic Resources for Today and Tomorrow / Ed. by H. Frankel and J.G. Hawkes. – Cambridge Univ. Press, 1975. – P. 317–326.

Stanwood P.C., Bass L.N. Ultracold preservation of seed germplasm // Plant Cold Hardiness and Freezing Stress / Ed. by Ph. Li, A. Sakai. – N. Y., 1978. – P. 361–371.

Stanwood P.C., Bass L.N. Seed germplasm preservation using liquid nitrogen // Seed Sci. Technol. – 1981. – Vol. 9. – P. 423–437.




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v6i4.181

© ФОНД НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ "XXI ВЕК"