Статьи по растениеводческим темам
  • Регистрация
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса)

Понятие о генетике семян и основные закономерности эмбриогенеза

Вопросы, касающиеся генетики семян, в ряде случаев затрагивались в научной литературе. И. Г. Строна (1996) рассматривает генетическую разнокачественность семян, представляя ее как наследственное явление, возникающее в результате соединения генотипического потенциала родительских форм. Н. Н. Орлова (1972) затрагивает некоторые вопросы генетического старения семян. Е. Г. Кизилова (1974) применяет термин "генетика семян" в связи с их разнокачественностью.

Однако определение понятия "генетика семян", ее задачи и круг изучаемых вопросов в научной литературе и специальных генетических справочниках отсутствуют (Ригер, Михаэлис, 1967; Гуляев, Марченко, 1983; Новак, Редько, Корчинский, 1993; В. И. Глазко, Г. В. Глазко, 2001; Малецкий, Левитос и др., 2004).

Впервые необходимость выделения "генетики семян" из генетики растений, ее место в системе классификации общей генетики, а также специфические задачи исследований были определены Н. М. Макрушиным и Е. М. Макрушиной в учебнике для аграрных вузов "Генетика сільськогосподарських рослин" (1996). Позже важнейшие вопросы этой науки были доложены на съезде генетиков и селекционеров, состоявшегося в 2002 г. в Крыму (Макрушин, Клиценко, Макрушина, 2002).

В процессе эволюции у растений возникло удивительное свойство – способность образовывать семя, которое несет наследственную основу нового организма содержит запасные питательные вещества, необходимые для его начального развития, и в большинстве случаев имеет приспособительные функции для распространения.

Законы наследственности и изменчивости кормофитов (плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные, голосеменные и покрытосеменные растения) изучает генетика растений. Генетические исследования грибов и водорослей относятся к генетике микроорганизмов.

Как свидетельствует анализ данных литературы, в генетике растений изучению генетических и модификационных явлений, связанных с семенами, не уделяется необходимого внимания. Следовательно, возникает необходимость выделения из общей генетики растений ее подразделения – "генетика семян". В связи с этим можно сослаться на мнение Ю. Одума (1975) о том, что выделение более узких вопросов науки из общих отраслей полезно, поскольку оно облегчает обсуждение и осмысление материала и дает общее направление для целесообразной специализации в границах данной отрасли. При этом выделенные отрасли науки должны иметь конкретные границы, даже в определенной степени условные и склонны время от времени к изменениям.

Исходя из сказанного, под генетикой семян мы понимаем раздел генетики растений, в котором изучаются основные закономерности наследственности и изменчивости в процессе формирования, хранения и прорастания семян.

Специфическими задачами генетики семян являются: изучение положений о генетических особенностях нормальных и аномальных процессов формирования семян (полиплоидии, гетероплоидии, полиэмбрионии и др.) с целью использования последних для теоретических исследований и практической селекции; изменчивость семян при отдаленной гибридизации с целью преодоления бесплодия потомства; корреляционные зависимости между цитологическими, анатомо-морфологическими и физиолого-биохимическими особенностями семян, с одной стороны, продуктивными свойствами растений в потомстве – с другой, с целью создания исходного материала для селекции; разработка тестов прогнозирования биологических свойств семян (посевных и урожайных), технологии выращивания и методов отбора высококачественного посевного материала; создание новых методов оценки уровня гибридности семян на основании анализа характера варьирования их анатомо-морфологических и биохимических параметров в пределах соцветий и плодов материнских растений; познание закономерностей мутационного процесса при изменении возраста семян с целью создания создания оптимальных технологий хранения генофонда растений и посевного материала.

При решении этих задач центральным вопросом является изучение характера изменчивости семян, т. е. их разнокачественности, или гетероспермии, и место формирования семян в онтогенезе растений.

Семена формируются в процессе жизнедеятельности материнского растения в определенных условиях окружающей среды. Вследствие влияния разных эндогенных и экзогенных факторов в разные периоды жизни материнских растений семена обретают различные изменения. Различия семян по морфологическим характеристикам, биохимическому составу, физиологическому состоянию, способности прорастать и обеспечивать определенную продуктивность растений в потомстве называется гетероспермией.

Важнейшим этапом онтогенеза растений является его эмбриональный период, в процессе которого образуются семена, несущие наследственную основу нового организма и содержащие запасные вещества, необходимые для его начального развития.

К. А. Тимирязев (1962) зародыша назвал "зачаточным растеньицем", содержащим в себе листовую почечку, а также зачатки стебля и корешков. Формирование зародыша или эмбриогенез, – это сложный процесс, ведущий к образованию органа высших растений, играющего важнейшую роль как в филогенетическом их развитии, так и в онтогенезе.

Основные закономерности эмбриогенеза освещены в работах В. Г. Александрова (1939), М. С. Яковлева (1960), Я. С. Модылевского (1953), Н. Н. Кулешова (1960, 1963), В. А. Поддубной-Арнольди (1964), Ф. Л. Калинина (1959), Т. Б. Батыгиной (1974), В. П. Банниковой (1982), Н. М. Макрушина (1985).

Согласно М. С. Яковлеву и Т. Б. Батыгиной, в развитии зародыша выделяются две фазы: предэмбриональная (бластомеризация) и эмбриональная (органогенез). Бластомеризация включает период эмбриогенеза от возникновения зиготы до образования эмбриодермы. Эмбриональная фаза представляет собой дальнейшее развитие эмбриодермы, в результате которого закладываются основные структуры зародыша: точки роста побега, семядоли, гипокотиль и центральный зародышевый корешок.

Установлено, что зародыш отстает в развитии от эндосперма: деление первичного ядра эндосперма наступает через 3-6 час. после опыления, зигота же делится лишь через 24 часа (Яковлев, 1950; Батыгина, 1974).

В исследованиях Н. М. Макрушина (1989) показано, что прирост числа клеток в осевой части зародышей пшеницы завершается лишь в тестообразном состоянии семян при их влажности 50-40%. Автор установил, что эмбриональные ткани отличаются повышенной на 3-4% влажностью по сравнению с запасающими тканями эндосперма.

Е. Г. Кизилова (1974) показала положительное влияние опыления смесью пыльцы разных сортов кукурузы на соотношение массы зародышей и эндосперма. Отмечается также тенденция к повышению содержания белка и крахмала в семенах, развившихся вследствие опыления смесью пыльцы.

А. И. Калюжный (1973) отмечает значительные изменения соотношения массы зародышей и эндосперма в зависимости от сроков уборки, условий дозревания скошенных стеблей, а также от ряда агротехнологических приемов. Н. М. Макрушин (1985) установил, что после срезания стеблей зародыши активно используют для своего развития вещества, поступающие из вегетативных органов вследствие реутилизации. При обмолоте же семян зародыши, будучи более влажными, утилизируют вещества эндосперма для продолжения своего развития.

Tweney J., Mogle M. (1999) нашли четкую линейную тенденцию увеличения доли массы зародыша в массе семени Taraxacum. Н. Н. Кулешов (1963) для семян пшеницы показал положительную корреляцию между крупностью семян и массой долей зародышей по отношению к эндосперму.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

По темам:

История Украины

Культурология

Высшая математика

Информатика

Охотоведение

Статистика

География

Военная наука

Английский язык

Генетика

Разное

Технологиеские темы

Украинский язык

Филология

Философия

Химия

Экология

Социология

Физическое воспитание

Растениевосдство

Педагогика

История

Психология

Религиоведение

Плодоводство

Экономические темы

Бухгалтерские темы

Маркетинг

Иностранные языки

Ветеринарная медицина

Технические темы

Землеустройство

Медицинские темы

Творчество

Лесное и парковое хозяйство