Семенная продуктивность растений кукурузы в зависимости от расположения зародышей в зерновке

Семенная продуктивность растений кукурузы в зависимости от расположения зародышей в зерновке

Важнейшими характеристиками семян являются их биологические и физико-механические свойства. К биологическим относятся посевные и урожайные свойства. Последние выражаются способностью семян обеспечивать определенный урожай растений в потомстве. При изучении отдельных или небольшой группы растений этот параметр называют семенной продуктивностью и выражают его в граммах на одно растение, а при выращивании на больших площадях – урожайностью с единицы площади в единицах массы (ц/га, т/га).

Биологические свойства семян в значительной мере зависят от состояния развития зародышей и количества веществ в запасающих тканях – эндосперме или семядолях.

Анализ литературы и наши исследования показывают, что зародыши у разных видов растений по анатомическим, морфологическим, химическим и другим признакам неоднородны. Одной из таких особенностей семян является признак "пространственное расположение зародыша" по отношению к оси семени. Поскольку этот вопрос в литературе освещен слабо, в своих исследованиях мы поставили задачу изучить его на примере кукурузы гибрида Днепровский 172 МВ и его родительских форм.

Для проведения полевых опытов исходный образец разделялся на фракции семян с разным расположением зародышей: S-, L-, Д- и Lat-формы. Эти семена высевались, и определилась продуктивность растений в F1. Семена из полученного урожая снова разделяли на 4 фракции по типу зародышей и высевали на определенных делянках для получения урожая в F2. Таким же образом готовились семена для получения урожая в F3. Следовательно, принятая методика позволила нам пронаблюдать за изменчивостью продуктивности растений от зерновок с разным расположением зародышей на протяжении трех поколений.

Продуктивность растений в зависимости от типа семян по пространственному расположению зародышей у гибрида Днепровский 172 и его родительских форм иллюстрируется в таблицах 5.5, 5.6, 5.7.

Из приведенных в таблице 5.5 данных видно, что в F1 гибрида Днепровский 172 МВ имеют место большие различия по продуктивности растений при посеве семян с разным расположением зародыша. В среднем за 3 года масса зерна составила: в потомстве семян с симметричным расположением зародыша (S-форма) – 104,2 г, с левоcторонним (L-форма) – 79,02 г, правосторонним (Д-форма) – 93,4 г и боковым расположением (Lat-форма) – 50,2 г. Масса одной зерновки высеваемых семян была соответственно: 240,7 мг; 242,7 мг; 250,4 мг и 249,2 мг. Показатели коэффициента формы семян (Кф.с.) составляли: 0,153; 0,178; 0,181 и 0,588.

Аналогичная закономерность отмечена также у родительских форм гибрида Днепровский 172 МВ. У материнской формы ♀Кросс 175М (табл. 5.6) продуктивность растений в потомстве семян S-формы в среднем за 3 года была 74,5 г, L-формы – 65,7 г, Д-формы – 68,7 г и Lat-формы – 40,7 г. У отцовской линии ♂ДК 169 МВ (табл. 5.7) эти показатели составили соответственно: 59,7; 41,1% 63,2 и 24,3 г. По массе высеваемых семян какой-либо четкой закономерности не отмечено.

Как у гибрида Днепровский 172 МВ, так и его родительских компонентов, самым низким (0,153-0,215) коэффициент формы зерновки (Кф.с.) оказался у варианта с симметричным расположением зародышей (S-форма), а самым высоким (0,566-0,790) – у семян Lat-формы. Различия по Кф. с между семенами L-формы и Д-формы незначительные, без какой-либо закономерности: 0,178-0,218 в среднем за три года у L-формы и 0,181-0,220 – у Д-формы.

Таблица 5.5

Продуктивность растений F1 трехлинейного гибрида кукурузы Днепровский 172 МВ

в зависимости от расположения зародыша в зерновке

Таблица 5.6

Продуктивность растений F1 трехлинейного гибрида ♀ Кросс 172 М

в зависимости от расположения зародыша в зерновке

Таблица 5.7

Продуктивность F1 растений кукурузы линии ♂ ДК169МВ в зависимости от расположения зародыша в зерновке

В исследованиях Е. Г. Кизиловой (1974) с пятью гибридами кукурузы была установлена более высокая урожайность при посеве семян Д-формы (3,14-45,6 ц/га) по сравнению с семенами L-формы (27,8-44,0 ц/га).

Таким образом, наиболее высокая продуктивность растений была достигнута при посеве семян с симметричным и правосторонним расположением зародышей. Объяснить такую закономерность различиями массы зерновок посевного материала не представляется возможным, поскольку нами установлено, что между массой семян и продуктивностью растений какая-либо зависимость отсутствует (табл. 4.12). Да и сами различия по массе зерновок у семян с разными типами зародышей незначительны. Однако во всех случаях масса семян Lat-формы более высокая, чем S-формы.

Как уже указывалось, коэффициенты Кф.с. у семян S-формы был наиболее низким, а у Lat-формы – самым высоким. И продуктивность растений от потомства семян S-формы была более высокой, чем от Lat-формы. Однако между вариантами L-формы и D-формы по этому параметру достоверной разницы не отмечено. Более того, имеется тенденция повышенного Кф.с. у семян D-формы, обеспечивающих более высокую продуктивность растений в потомстве по сравнению с L-формой.

Следовательно, в данном случае превалирующее влияние на семенную продуктивность растений в потомстве имеет фактор пространственного расположения зародышей.

Явление право-левая дисимметрия в растительном мире имеет широкое распространение. Дисимметрия у живых организмов связывается с проблемой происхождения жизни (В. И. Вернадский, 1965; А. И. Опарин, 1960). В. И. Вернадский (1940) явление симметрии связывает с возникновением гибридной силы, гетеро - и гомозиготным состоянием. У самоопыленных линий правизна-левизна выражается более резко, чем у гибридов (Сулима, 1963).

Отмечаются заметные различия в химическом составе семян и физиологическом состоянии растений в зависимости от явления правизна-левизна зародышей кукурузы (Сулима, 1970; Кизилова, 1974).

Таким образом, право-левая дисимметрия является одной из важнейших форм проявления морфологической полярности у растений и имеет глубокое биохимическое содержание. Взаимно пополняющие друг друга системы физиологически полярно активных веществ могут состоять из противоположных изомеров одних и тех же химических веществ, что обусловливает формирование семян с резко различающимися свойствами.

Добавить комментарий