Ученые установили связь между цветом зерна, хранением и всхожестью
Ученые установили связь между цветом зерна, хранением и всхожестью
Международная исследовательская группа методом анализа цифровых изображений проверила связь морфологических характеристик зерна мягкой пшеницы, которое хранилось в генетическом банке несколько лет, с годом уборки и всхожестью.
Работы проводили кандидат биологических наук, доцент Факультета естественных наук НГУ Дмитрий Афонников и ассистент Математического центра в Академгородке (ММЦ) Евгений Комышев совместно с Институтом цитологии и генетики СО РАН и Институтом генетики и изучения сельскохозяйственных растений (IPK) (г. Гатерслебен, Германия). Они оценили характеристики зерна и окраски его оболочки для 44 рекомбинантных инбредных линий (РИЛ) мягкой пшеницы, выращенной в 2003, 2004, 2009 и 2014 годах. Почти половину образцов проверили на всхожесть. Подобное исследование зерна из генетического банка ранее не проводилось.
Оболочка защищает зерно от внешних воздействий, поэтому ее сохранность и функции влияют на всхожесть, жизнеспособность, устойчивость к длительному хранению. Растительные пигменты при этом выполняют защитные функции на молекулярном уровне. В частности, зёрна пшеницы с красной окраской более устойчивы к преждевременному прорастанию, но менее восприимчивы к набуханию от влаги, что тоже влияет на их прорастание.
Как рассказал Дмитрий Афонников, в мире ученые уже применяют дистанционные методы определения «здоровья» семян (поражение заболеваниями, механические повреждения и т.п.). Но изменение цвета зерен и связи с всхожестью изучали либо в условиях искусственного старения (нагрев), либо при хранении не более года. На этот раз исследователи посмотрели, как изменения окраски зерна будут проявляться при длительном сроке хранения в генетическом банке. Там особые условия: отрицательные температуры, низкая влажность, герметичная упаковка.
Оказалось, что продолжительность хранения существенно не влияет на изменчивость признаков размера и формы семян, но сказывается на окраске: примерно 80 % признаков (44 из 48) значимо меняются при длительном хранении. Чем больше срок хранения, тем более красный цвет имеют зерна. Но, в отличие от экспериментов по искусственному старению, где оболочка зерен темнеет, ученые установили, что в условиях генбанка при хранении она становилась более светлой.
– При воздействии условий среды, в том числе и длительного хранения, часть пигментов разлагается, их концентрация в оболочке меняется, что можно определить по изменению цвета зерен, – прокомментировал Дмитрий.
Анализ цифровых изображений позволил уловить весьма незначительные изменения в цвете оболочки зерен. В дальнейшем это может быть использовано для решения таких практических задач, как оперативная оценка физиологического состояния зерна или длительности его хранения, предсказание его всхожести.
Результаты исследования опубликованы в журнале Plants. Выводы важны не только для производителей семян, но и для генетических банков, хранения генетических коллекций.
По информации пресс-службы НГУ
Другие новости на тему
Комментарии