Різноякісність насіння (гетероспермія)

Насіння формується в певних умовах навколишнього се-

редовища. Внаслідок впливу різних ендогенних та екзоген-

них чинників у різні періоди життя материнської рослини на-

сіння набуває різних змін. Відмінність насіння за морфологіч-

ними ознаками, біохімічним складом та фізіологічним станом,

що впливає на проростання й продуктивність рослин у по-

томстві, називається різноякісністю насіння або гетероспер-

мією (від грецького gеtеrо – інший та sреrmа – насінина).

І.Г.Строна (1966) і О.Г.Кізилова

(1974) розглядають три типи специ-

фічної різноякісності насіння – мате-

ринську (матрикальну), генетичну та

екологічну.

Материнська різноякісність є на-

слідком неоднакового розміщення

плодів і насінин на материнській ро-

слині, у результаті чого створюються

різні умови її живлення та неоднако-

вий вплив материнського організму.

Навіть при ідентичності генетичних

та екологічних чинників місцеполо-

ження насіння зумовлює виявлення

цього типу різноякісності.

Генетична різноякісність – це ре-

зультат поєднання спадкових ознак

батьківських форм. Хоч при цьому

зберігається загальний тип спадко-

вості, однак кожна насінина має від-

мінності, зумовлені статевим проце-

сом. Генотипову різноякісність на-

сіння викликають також мутагенні

чинники.

Недоцільно розмежовувати мат-

рикальну та генотипову різноякіс-

ність, оскільки на материнській рос-

лині мають місце відмінності насіння

як за спадковими, так і неспадкови-

ми властивостями.

М.М.Макрушин (1989) пов'язує генетичну різноякісність

насіння з вивченням таких положень:

- генетичні особливості нормальних і аномальних процесів

формування насіння (поліплоїдії, гаплоїдії, поліембріонії то-

що) з метою використання останніх для теоретичних дослі-

джень та практичної селекції;

- мінливість насіння при віддале-

ній гібрідізації з метою подолання

безплідності потомства;

- пізнання характеру мутаційного

процесу із зміною віку насіння u1076 для

створення технологій довгостроково-

го зберігання генофонду рослин та

посівного матеріалу.

У розв’язанні цих завдань

центральним питанням є вивчення

характеру мінливості насіння, тобто

його різноякісності або гетероспер-

мії.

Екологічна різноякісність насіння

виникає в результаті взаємодії рос-

линного організму з навколишнім се-

редовищем. Ця форма різноякісності

неспадкова, однак у формуванні бі-

ологічних властивостей і якості на-

сіння вона відіграє важливу роль.

На підставі аналізу існуючих ме-

тодологічних і теоретичних положень з гетероспермії та вла-

сних багаторічних досліджень М.М.Макрушин (1989) розши-

рює уявлення про це явище й дає, на його думку, повнішу

класифікацію різноякісності насіння і дає можливість вивчити

це явище на популяційному, родинному та рівні окремого ор-

ганізму. Вона охоплює всі можливі види мінливості насіння як

за окремими ознаками, так і за певним їх комплексом, і вклю-

чає дію на материнські рослини та насіння екзо- та ендоген-

них чинників.

Подальше вивчення різноякісності насіння сприятиме

отриманню цінного вихідного матеріалу для селекції, визна-

ченню умов формування високоякісного матеріалу, прогно-

зуванню його врожайних властивостей, добору біологічно

повноцінного насіння для сівби.

Рис. 3.2 Анатомія зернівки пшениці (покриви насінини)

Епікарпій; 2 – мезокарпій; 3 – ендокарпій; 4 – пігментний шар; 5

– гіаліновий шар; 6 – алейроновий шар; 7 – борошнистий ендо-

Сперм; 8 – щиток; 9 – зародкова брунька; 10 – корінець

Рис. 3.3 Типи насіння: а – без ендосперму; б – з ендоспе-

Рмом; в – з ендоспермом і сім’ядолями

Сім’ядолі, 2 – стебельце, 3 – брунька, 4 – корінець, 5 – зародок,

Ендосперм, 7 – ендосперм, 8 – плодова оболонка

ПОСІБНИК УКРАЇНСЬКОГО ХЛІБОРОБА_________________________________________________ 2008

ПОНЯТТЯ ПРО ЕКОЛОГІЮ НАСІННЯ Й ЕКОЛО-

ГІЧНЕ НАСІННИЦТВО

З екологічною різноякісністю тісно пов'язують поняття про

екологію насіння. Воно виникло як розділ загальної екології

рослин і новий напрям дослідження з насіннєзнавства – нау-

ки про насіння.

За визначенням І.Г. Строни та М.М. Макрушина (1978)

екологія насіння вивчає взаємодію материнського організму

та сформованого на ньому насіння з навколишнім середо-

вищем у період від виникнення зиготи до становлення па-

ростка.

Екологію насіння названі автори розподіляють на три ро-

зділи: 1) екологію формування; 2) екологію післязбиральної

обробки та зберігання; 3) екологію проростання. На кожному

з цих етапів насіння зазнає впливу певних умов навколиш-

нього середовища, які мають в основному природний харак-

тер. Однак, вивчаючи екологію насіння, вони вважають, що

не можна не враховувати антропогенні чинники як прямої,

так і непрямої дії. Обробіток ґрунту, меліорація, удобрення,

глибина, способи та строки посіву, умови збирання та після-

збиральної обробки насіння значною мірою змінюють навко-

лишнє середовище, в якому воно формується, а також збері-

гається і проростає. Людина може впливати на насіння фізи-

чними та хімічними мутагенами.

М.О.Кіндрук зі співавторами (1990) розробили іншу схему

чинників, що визначають екологію насіння. В її основу покла-

дено розробки Г.А. Новикова (1979), а також класифікацію

вищезгаданих авторів. Основні чинники зовнішнього середо-

вища, що впливають на якість насіння, вони згрупували за

такими етапами: 1) вирощування материнських рослин й фо-

рмування насіння; 2) збереження й поліпшення якості насін-

ня; 3) вирощування дочірнього потомства і реалізація вро-

жайних властивостей насіння.

На кожному з названих етапів враховується вплив на на-

сіння абіотичних, біотичних та антропогенних чинників.

За напрямом та глибиною впливу на насіння чинники зо-

внішнього середовища можна поділити на дві групи: прямої і

опосередкованої дії. До першої слід віднести чинники, що

безпосередньо впливають на насіння в період його форму-

вання, збирання, зберігання, допосівної обробки та пророс-

тання в полі (температура, світло, волога, спосіб збирання,

сортування, патогени і т.п.). До другої групи можна віднести

чинники, які впливають на материнські рослини в період ве-

гетативного росту й формування генеративних органів, тобто

до утворення насіння (Макрушин, '31985; Кіндрук та ін., 1990).

Багато з перерахованих чинників впливають на насіння як

безпосередньо, так і опосередковано (через материнські ро-

слини). Але чинники прямої дії сильніше впливають на якість

насіння, ніж опосередкованої.

За результатами проведених досліджень співробітниками

лабораторії насіннєзнавства Селекційно-генетичного інститу-

ту (Кіндрук та ін., 1987) створено "екологічну модель" форму-

вання різного рівня врожайних властивостей насіння озимої

пшениці: підвищеного, середнього та зниженого. На основі

такої моделі розроблено метод прогнозування цих властиво-

стей, який було схвалено Технічною радою Українського Гід-

рометцентру і рекомендовано для використання на усій те-

риторії України.

На підставі аналізу експериментального матеріалу, отри-

маного в лабораторії, багаторічних метеоспостережень, про-

ведених на всіх метеостанціях України, оцінки метеоданих за

екологічною моделлю, статистичних даних урожайності й

фактичного стану посівних якостей насіння визначено зони

гарантованого, стійкого, нестійкого й ризикованого насінниц-

тва (М.О. Кіндрук, Л.К. Сєчняк, О.К. Слюсаренко, 1990).

До зони гарантованого насінництва віднесено більшу ча-

стину центрального й правобережного Лісостепу (Вінницька,

Київська Черкаська обл.). Тут найбільша вірогідність отри-

мання високоврожайного насіння. Ймовірність випадків фор-

мування насіння з низьким потенціалом урожайності най-

менша – від 7 до 20%, або один раз у 5-14 років.

Зона стійкого насінництва включає лівобережний Лісос-

теп (Сумська, Полтавська, Харківська обл.), межуючі з ним

райони північного й центрального Степу (північ Кіровоградсь-

кої, Дніпропетровської, Луганської й Одеської обл.), більша

частина Криму (переважно райони зрошуваного землеробст-

ва), а також окремі мікрозони прибережної смуги Чорного й

Азовського морів. Вірогідність випадків отримання низьков-

рожайного насіння в цій зоні 17-25%, тобто один раз у 4-6 ро-

ків.

До зони нестійкого насінництва можна віднести південно-

східні райони північного й центрального Степу (Дніпропет-

ровська, u1044 Донецька, Луганська й Запорізька обл.), північний

Степ, за винятком центральної частини Криму (зрошувальне

землеробство) та деяких мікрозон берегової смуги Чорного й

Азовського морів, а також Полісся (Житомирська, Київська й

Чернігівська обл.). Імовірність випадків отримання насіння з

заниженими врожайними властивостями в цих районах від

23 до 30%, тобто раз у 3-4 роки.

Зона ризикованого насінництва включає північно-західну

частину Полісся (Волинська, Рівненська обл.), захід Лісосте-

пу, окрім його південно-східної придніпровської частини (Іва-

но-Франківська, Львівська й Тернопільська обл.), північно-

західну частину Хмельницької обл., гірські й передгірські ра-

йони Карпат (Закарпатська й Чернівецька обл.). Вірогідність

отримання низьковрожайного насіння тут найбільша, приб-

лизно один раз у 2-3 роки.

Таке районування насінництва озимої пшениці, зрозумі-

ло, має відносний характер, оскільки воно ґрунтується на дії

на насіння природних чинників, які з року в рік змінюються. А

тому щорічно слід проводити оцінку умов вирощування на-

сіння, використовуючи вищезгаданий метод прогнозування

врожайних властивостей і вносити відповідні корективи.