close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

;doc

код для вставкиСкачать
Е.В. Ионова, д-р с.-х. наук;
В.Л. Газе, н.с.,
ГНУ ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко
[email protected]
УРОВЕНЬ РАЗВИТИЯ ПРОВОДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ
ЛИСТЬЕВ СОРТОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ПРИ
РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ВЫРАЩИВАНИЯ
Исследованиями установлен вклад проводящей системы флагового
листа в передвижении питательных веществ растений. Рассмотрена роль
жилок (нервов) как проводников воды и распределителей ассимилятов.
Due to the researches it is established a contrubution of transfer system of flag
leaf in the movement of plant nutrients. It is considered a role of veins as
conductors of water and dealers of assimilators.
Ключевые слова: озимая пшеница, сорт, лист, жилки (нервы), масса
1000 семян, проводящая система, площадь пучков.
Keywords: winter wheat, variety, leaf, veins, mass of 1000 seeds, conducting
system, square of bunches.
Введение.
Проблема
засухоустойчивости
растений
является
актуальной для многих регионов нашей страны с неустойчивым климатом.
Засухоустойчивыми
являются
растения,
способные
в
процессе
онтогенеза приспосабливаться к действию засухи и осуществлять в этих
условиях их рост, развитие и воспроизведение [1] .
Рядом ученых отмечена определенная зависимость засухоустойчивости
растений от величины клеток, числа и размера устьиц, толщины листа,
наличия воскового налета и опушения листа. Увязывали засухоустойчивость
с размером и характером жилкования листа, окраской колоса и его
остистостью [2, 3, 4]. Однако, по мере накопления данных, исследователи
приходили к выводу, что все эти признаки имеют значение для
засухоустойчивости растений лишь в совокупности с другими. Еще одной
причиной для начала исследований по установлению степени развития
проводящей системы листа явилась задача по выявлению, за счет каких
физиологических систем происходит рост продуктивности новых сортов
озимой пшеницы. Эти исследования начаты с проводящей системы
колосонесущего междоузлия стебля и продолжены на проводящей системе
листа озимой пшеницы [5].
Целенаправленная
селекция
на
создание
засухоустойчивых
и
высокопродуктивных сортов и гибридов зерновых культур невозможна без
изучения физиологических характеристик исходного материала и, в первую
очередь, основных признаков адаптивности родительских форм и их
гибридного потомства. Многие исследователи полагают, что учет всех
компонентов устойчивости и выявление наиболее важных из них позволит
подобрать
родительские
пары,
оптимально
сочетающие
адаптивные
признаки, и на основе этого создавать высокопродуктивные сорта. К числу
таких компонентов относится способность семян прорастать при минимуме
влаги в почве, а также изменение параметров системы транспорта воды и
ассимилятов в растении в пользу повышенного
обеспечения ими
генеративных органов и т.д. Для диагностики устойчивости одним из
необходимых условий является создание определенного воздействия на
изучаемые растения тем стрессом, устойчивость к которому определяется. На
основе установленных закономерностей разрабатываются новые методы
оценки и отбора селекционного материала различных культур.
Из всего изложенного следует, что выбранное направление является
актуальным и перспективным для практической селекции.
Материалы
и
методы.
Исследования
проводили
в
условиях
модельной засухи вегетационного опыта («засушник»). Начиная с IV фазы
развития и до восковой спелости, растения в опыте выращивали в условиях
нарастающей засухи (30 % ПВ и ниже), а в контроле – при оптимальном
увлажнении (70% ПВ, полив). Образцы высевали в четырехкратной
повторности. Площадь делянки – 0,45 м2. В качестве объекта исследований
использовали образцы мягкой озимой пшеницы селекции ВНИИЗК (20 шт.).
Лабораторные
исследования
выполняли
на
базе
лаборатории
физиологии и биотехнологии растений. Опыты с моделированием засухи
различной напряженности проводили на вегетационной площадке
в
деревянных стеллажах (2м х 4м х 0,7м), расположенных на 0,6 м от
поверхности земли.
В опытах использовали весы ВЛКТ-500; Acomlw-1,
микроскоп МБС-10.
Методика
колосонесущего
оценки
междоузлия
уровня
развития
озимой
проводящей
пшеницы
при
системы
различной
влагообеспеченности (ВНИИЗК, 2009).
Методика проведения исследований.
· Оценка параметров проводящей системы листа
Оценка параметров проводящей системы листа
1. Листья фиксируют в 96о этиловом спирте;
2. Готовят поперечные срезы листа (3 шт.), окрашивают в течение 56секунд метиленовой синью, помещая их на предметное стекло;
3. Окрашенный
препарат
накрывают
покровным
стеклом
и
микроскопируют;
4. С помощью окуляр-микрометра определяют диаметр пучков, толщину
листа, количество пучков, площадь пучков.
Результаты. Образование и рост листьев у пшеничного растения
сильно растянуты во времени. Жилки, или нервы, выполняют функции
проводников воды и распределителей ассимилятов, кроме того, они
механически укрепляют лист. На верхней стороне листа нервы выделяются
четко, на нижней стороне ясно виден только один центральный нерв [6].
Число нервов первого поколения листа некоторые ученые пытаются
использовать как систематический признак, что не нашло подтверждения в
наших исследованиях.
Рост первого листа происходит при еще слабом развитии корешков, и
построение его идет, главным образом, за счет питательных веществ зерна.
Поэтому размер первого листа озимой пшеницы в большей степени зависит
от размеров зерна, а отсюда и количество нервов определяется величиной и
массой зерна (рис. 1).
46
Дон 93
Масса 1000 семян, г
45
44
43
Изюминка
42
Аскет
41
Аксинья
Капризуля
40
Лилит
39
9
10
11
12
13
14
Жилкование, шт
Рис. 1. Связь массы 1000 семян и количества нервов первого
листа озимой мягкой пшеницы (2011-2013 гг.)
Максимальное количество жилок (13,5 шт.) зафиксировано у сорта Дон
93, сформировавшего наиболее крупное зерно (масса 1000 семян – 45,4 г).
Корреляционная связь количества нервов листа мягкой пшеницы и
массы зерен составляет r=0,79 (высокая). Чем зерно крупнее (Дон 93,
Изюминка), тем больше нервов у листа, больше сосудистых пучков, по
которым проводятся питательные вещества, тем мощнее развивается
растение.
Через основную ткань стеблевого листа несколько ближе к нижней его
поверхности проходят сосудистые пучки. Большие пучки с сильно развитой
ксилемой выполняют функции водоснабжения, мелкие пучки, состоящие из
флоэмы, выполняют функцию собирания и оттока продуктов ассимиляции.
Мощную проводящую систему листьев в условиях модельной засухи
(фаза цветения) сформировали сорта мягкой пшеницы Дон 107 – 4,7 мкм2 ·
10-4, Капитан – 4,6 мкм2 · 10-4, Лилит – 4,8 мкм2 · 10-4, Аскет – 4,9 мкм2 · 10-4
6
5
4
4,8
4,6
4,3
3,9
3,5
3,6
4,7
4,5
4,4
4,9
3,5
3,4
3,6
3,5
3,4
3,6
3,5 3,6 3,3
3,4
3
2
1
Находка
Аксинья
Аскет
Дон 107
Ермак
Лидия
Лилит
Капитан
Изюминка
0
Дон 93 ст.
Площадь пучков, мкм2*10-4
(рис. 2)
Сорта
опыт
контроль
Рис. 2. Площадь проводящей системы листьев озимой мягкой пшеницы
при различных условиях выращивания (2011-2013гг.)
Минимальная площадь пучков листьев зафиксирована в сорте озимой
мягкой пшеницы Находка – 3,3 мкм2 · 10-4.
В условиях контроля (оптимальное увлажнение – 70% ПВ) площадь
проводящей системы листа варьирует незначительно в пределах 3,4-3,6 мкм2
10-4
.
Растения
формируют
практически
одинаковую
по
величине
проводящую систему листа, способную в этих условиях в достаточном
количестве снабжать колос питательными веществами.
Ранее было установлено, что засухоустойчивые образцы пшеницы
формируют и более мощную проводящую систему стебля
(Рис.3).
Корреляционная зависимость между показателями проводящих систем
растений была высокой и составила r=0,73.
Площадь пучков, мм2*10-4
6
4,7
5
4,1
4
4,4
4
3,9
4,9
4,8
4,6
4
3,8
4,2
3,5
3,5
3
3
2
1
0
Дон 107
Изюминка Капитан
Лилит
проводящая система листа
Лидия
Аскет
Аксинья
проводящ ая система стебля
Рис.3. Площадь проводящей системы листьев и стебля озимой мягкой
пшеницы в условиях модельной засухи («засушник»)
Исследования анатомического строения листьев различных по
устойчивости к засухе сортов пшеницы (не одинаково реагирующих на
недостаток воды) имеют принципиальное значение в понимании степени
засухоустойчивости растений. Установлено, что засухоустойчивые сорта
анатомическим строением листьев приспособлены не к сокращению оттока
питательных веществ из листьев в генеративные органы, а к увеличению
интенсивности этого оттока и усилению процесса транспирации в сравнении
с незасухоустойчивыми сортами. Засухоустойчивые сорта формируют в
условиях водного и температурного стрессов более мощную проводящую
систему листьев.
Выводы
1. Установлено, что размер первого листа озимой пшеницы зависит от
массы зерна, а отсюда и количество нервов определяется величиной и массой
зерна (Дон 93, Изюминка).
2. Мощная проводящая система листьев в острозасушливых условиях
(опыт) в фазу цветения зерна отмечена у сортов Дон 107 – 4,7 мкм2 · 10-4,
Капитан – 4,6 мкм2· 10-4, Лилит – 4,78 мкм2· 10-4, Аскет – 4,9 мкм2· 10-4 .
Минимальная площадь пучков листьев зафиксирована у сорта мягкой пшеницы
Находка– 3,0 мкм2 · 10-4
3. В условиях оптимального увлажнения растения пшеницы формируют
практически одинаковую по величине проводящую систему листа от 3,4 до 3,6
мкм2 *10-4.
По результатам исследований проведенных в 2013 году выявлены
адаптивные анатомические критерии оценки уровня развития проводящей
системы листьев озимой пшеницы. В условиях засухи растения формируют
большую общую площадь проводящих пучков, большее их количество по
сравнению с контролем, что является одним из механизмов адаптивности
этих образцов к засухе. Выделено 4 образца пшеницы (Капитан, Дон 107,
Лилит, Аскет) формирующих в условиях стресса мощную проводящую
систему от 4,6 до 4,9 мкм2*10-4.
Литература
1.
Рыбась, И.А. Оценка сортов озимой мягкой пшеницы по
урожайности и параметрам адаптивности/ И.А. Рыбась, А.В. Гуреева//
Зерновое хозяйство России.–2014.– №1(31).– С.18-22.
2. Гончаренко, А.А. Об адаптивности и экологической устойчивости
сортов зерновых культур/А.А. Гончаренко// Вестник РАСХН.–2005.–
№6. – С. 19-53.
3. Кандауров,
В.И.
Засухоустойчивость,
биологические
и
морфологические признаки яровой пшеницы/В.И. Кандауров, В.И.
Мовчан//Повышение
засухоустойчивости
зерновых
культур.–М.:
Наука, 1970.–С. 25-29.
4. Корнилов, А.А. Размеры листьев как показатель условий развития
пшеницы/ А.А. Корнилов// ДАН СССР.– 1951.–№4.–74с.
5. Ионова, Е.В. Лист пшеницы и величина его проводящей системы в
условиях засухи/ Е.В. Ионова, Н.Е. Самофалова, Т.А. Гричанникова,
В.Л. Газе//Зерновое хозяйство России.–2011.– №5(17).– С.16-19
6. Шелепов, В.В. Морфобиология, биология, хозяйственная ценность
пшеницы/ В.В. Шелепов, В.М. Маласай, А.Ф.Пензев, В.С. Кочмарский,
А.В. Шелепов//Киев: Мироновский институт пшеницы им. В.Н.
пемесло.2004-525с.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа