Влияние возраста семян на сортовые качества

Влияние возраста семян на сортовые качестваОгромное значение имеет улучшение качества тех растений, которые разводятся для наших нужд. Начав, быть может, с полуслучайных посевов около своего охотничьего шалаша первых попавшихся под руку семян, человек уже на заре своей культурной истории ищет новых растений; постепенно появляются культурные растения, ничем или почти ничем не отличающиеся от своих диких предков, а потом приобретающие все больше и больше особенностей.

С течением времени человек создал вокруг себя совершенно особую «растительность» — целый искусственный мир таких растений, каких в дикой природе нет и не было.

Одной из важнейших особенностей культурных растений является то, что они по большей части не могут существовать без заботы человека об их семенах. С другой стороны, человек может использовать для своих нужд только такие растения, семена которых могут сохраняться хотя бы несколько месяцев, до наступления благоприятного момента для посева.

Человек создавал и продолжает создавать такие растения, которые особенно удобны для его хозяйственных целей. Он ищет сорта, которые не осыпают своих семян при созревании, чтобы избежать больших потерь при уборке. Например, у кукурузы зерна так крепко сидят на початке, что освободить их оттуда можно лишь силой. Дикому же растению по большей части выгодно обратное — как можно легче рассевать свои семена. Легко понять, что кукуруза вовсе не могла бы существовать в дикой природе: зерна, остающиеся тесно сидящими на початке, прорастали бы все вместе при падении початка на сырую землю, и ростки глушили бы друг друга. Но этого мало, в подавляющем большинстве случаев семена культурных растений способны прорастать в конце лета, вскоре по созревании. А это означает для них поголовную гибель в условиях нашего климата: нежные ростки большинства видов растений, конечно, не вынесли бы зимних холодов. Под защитой же человека семена перезимовывают в его амбарах и высеваются-лишь на следующую весну. Есть, правда, озимые растения, но их меньшинство, да и не во всяком климате они выдерживают зиму; на крайнем севере могут удержаться лишь скороспелые яровые растения. Вот почему дальше всех на север идет культура ячменя — скороспелого ярового растения.

Но чтобы растение годилось для культуры, оно должно иметь такие семена, которые могут храниться достаточно долго, не теряя своей всхожести. Поэтому, как бы ценно ни было по своим качествам какое-нибудь растение, оно совершенно негодно для культуры в наших условиях, если его семена нельзя сохранить всхожими от уборки до посева. Есть, наконец, случаи, когда семена сохраняют всхожесть -лишь в таких условиях, которые искусственно трудно создать, например хранение больших масс зерна в воде (дикий водяной рис).

Влияние возраста семян на сортовые качестваКакое же значение имеют продолжительность и способ хранения семян получающихся из них растений?

Вспомним сначала, что такое семя. Семя всякого растения содержит в себе зародыш, у которого есть крошечный корешок и стебелек; из верхушки последнего после прорастания начинают развиваться листочки. Прорастание семени состоит в том, что это маленькое зародышевое растеньице начинает расти, постепенно развиваясь в большое взрослое растение. Развитие зародыша, как и всякого другого организма, основано на том, что составляющие его клетки размножаются. Эти делящиеся клетки составляют у зародыша кончик корешка и верхушку стебелька; все корни будущего растения происходят от нескольких клеток кончика корешка зародыша, все надземные части растения (даже у исполинских деревьев) берут начало из нескольких первичных клеточек верхушки зародышевого стебелька.

От качества семян зависит качество вырастающих из них растений, — не только из семян ржи вырастет непременно рожь, а не пшеница, но из семян хорошего сорта ржи вырастет хорошая рожь, а из семян плохого — плохая.

Как мы только что видели, развивающееся из семян растение происходит из немногих клеток зародыша. Поэтому, очевидно, задатки его качеств должны содержаться в этих клетках. Эти задатки — гены — содержатся в ядре клетки, точнее в хромосомах — маленьких, размером в несколько тысячных миллиметра, тельцах, появляющихся в ядре всякий раз, когда происходит деление, т.е. размножение клеток. Набор хромосом составляет аппарат, при помощи которого задатки свойств передаются при развитии организма от одного клеточного поколения к другому. Это — аппарат наследственности. Всякие различия между растениями, передающиеся через семена, будь то окраска цветков, вкус плодов или величина урожая, зависят от содержащихся в хромосомах задатков — генов, которые с неизменной правильностью передаются при каждом клеточном делении в образующиеся клетки. Поэтому все клетки, составляющие организм, содержат одинаковые гены. Отдельные части организма, например лист, стебель, корень, цветок, у растения отличаются друг от друга потому, что их развитие происходит в разных условиях. Каждая способная размножаться клеточка — верхушки стебелька или кончика корешка зародыша — содержит в своем ядре один и тот же набор генов, свойства которых влияют на характер и качество развивающегося растения.

Постоянство этих свойств — «наследственность» — зависит от того, что при каждом клеточном делении не только клетка делится пополам, но каждая крошечная составляющая хромосому частичка, каждый ген также делится надвое, образуя две совершенно тождественные хромосомы, два совершенно одинаковых гена. Свойства генов сохраняются неизменными тысячи и миллионы лет; мы знаем много растений, которые не только
не изменились за исторический период в несколько тысяч лет, например со времен египетских фараонов, но остались такими же, как их предки, жившие миллионы лет назад и находимые в древних отложениях земной коры.

Зародыш семени — это маленький склад генов, унаследованный от растения, на котором семя созрело. Жизнь со всеми ее особенностями прячется в семенную кожуру и •пережидает неблагоприятные условия; лишь только наступит благоприятное время, начнется развитие, вырастет растение, качества которого будут зависеть от качества генов, содержавшихся в клетках зародыша. Эти качества сохраняются не только при прорастании семени, но и в состоянии покоя, когда семя лежит в сухом виде.

Но что делается с наследственными задатками зародыша, заключенного в семени, по мере того как проходит время? Продолжительность этого периода жизни растения обычно бывает строго определенная: дуб растет тысячелетия, а желудь лежит, не прорастая, лишь одну зиму; ветла также растет многие годы, но ее семена прорастают немедленно после того, как упадут на влажную землю. Очень редко семена остаются в природе, не прорастая, больше 6—7 месяцев. Что делается с ними, если им приходится лежать, не прорастая более долгие сроки? Остаются ли наследственные свойства зародыша неизменными или, напротив, они изменяются по мере того, как проходит время?

Каждому, конечно, известно, что не бывает таких семян, которые вечно сохраняли бы способность прорастать, — рано или поздно они теряют всхожесть. Срок, в течение которого семена сохраняют всхожесть, очень различен у различных растений, у ржи, например, он гораздо меньше, чем у пшеницы, у ивы семена теряют всхожесть через несколько дней по созревании, семена индийского лотоса сохраняют всхожесть в течение столетия и даже больше. Такие большие сроки надо считать, впрочем, исключительными.

Всхожесть семян определяется на особых семенных контрольных станциях и высчитывается в процентах. При оценке качества семян прежде всего обращают внимание на процент всхожести; чем он ниже, тем больше семян надо высеять на одной и той же площади, чтобы получить нужную густоту растений.

Влияние возраста семян на сортовые качестваПричина потери всхожести до сих пор была неизвестна. Мы знаем только условия, которые влияют на сохранение семенами всхожести. Так найдено, что сильная влажность семян ведет к быстрой потере всхожести, в сухости же, напротив, всхожесть сохраняется дольше. Семена ржи в Московской области, где довольно влажно, часто уже на третий год совершенно теряют всхожесть, а в американском штате Аризона, отличающемся сухим климатом, та же рожь еще на десятый год обнаруживает хорошую всхожесть. Особенно быстро семена теряют всхожесть в Японии из-за тамошнего очень сырого климата. Но и в очень сухом климате семена могут быстро потерять всхожесть от собственной сырости, например если они недостаточно просушены после уборки, сложены в сыром помещении и проч.

До самого последнего времени считали, что никаких изменений в семенах, кроме постепенной потери ими всхожести, не происходит. Все сортовые качества — рост, скорость развития, урожайность, качество плода или зерна, требования к почве, климату и проч.— считались устойчивыми, нерушимыми, более прочными, чем самая жизнь; казалось, зародыш погибает раньше, чем изменяются его наследственные качества.

Эта удивительная устойчивость наследственных задатков, однако, не абсолютна. Уже больше тридцати лет известно, что качества- растений могут изменяться: сеют, например, безостую пшеницу — и вдруг вырастает на поле одно или несколько остистых растений; или среди посева вдруг появляются желтые, лишенные хлорофилла, сеянцы либо среди растений с красными цветами появляются белоцветковые и т.д. Такие изменения часто оказываются наследственными, передающимися через семена дальнейшим поколениям; так, из семян одного появившегося остистого растения дальше уже вырастают исключительно остистые растения. Такие редкие изменения, — а возникают они действительно редко, один раз на сотни тысяч и миллионов растений, — передающиеся потомству, называются мутациями. Как теперь доказано, они являются причиной всех различий между существующими видами живых существ: не будь мутаций, не было бы и нас с вами. Жизнь на земле, вероятно, существовала бы в какой-нибудь самой простой форме.

Большая часть мутаций вредна для организма: у растения мутация очень часто приводит к бесплодию, к разным неправильностям и уродствам развития. Но некоторая часть мутаций оказывается полезной для растения или выгодной для человека; подбирая такие мутации, человек и создал множество нужных ему сортов растений. Понятно, как важно было бы для нас научиться управлять мутациями. Управлять ими необходимо и для того, чтобы оберегать наши ценные »сорта от появления в них ненужных и вредных качеств.

Однако причины мутаций до сих пор были неизвестны; лишь в последние 6—7 лет было доказано, что количество их можно сильно увеличить посредством внешних влияний на организм, на клетки, дающие начало организму. Самое сильное действие в этом отношении оказывают рентгеновские лучи, облучение которыми цветков или зрелых семян может в сотни раз увеличить число мутаций, а значит очень быстро создать много новых качеств растений.

В чем же причина мутаций? Ее поисками уже давно занимается пишущий эти строки. Мне уже несколько лет назад стало ясно, что причина мутаций должна быть тесно связана с жизненными процессами, протекающими в клетке, а не приходить извне, в виде, например, рентгеновских лучей. Мутации происходят повсеместно^ поэтому и причина их должна иметь повсеместное распространение. Всего же проще было предположить, что условия, вызывающие мутации, создаются, как только что сказано, внутри клетки в силу происходящих там жизненных процессов.

Какие процессы происходят в семени, когда оно лежит, медленно теряя свою всхожесть? Действительно ли происходит только потеря всхожести или совершаются какие-либо иные изменения свойств зародыша? Не происходят ли, пока семя лежит, изменения в наследственных свойствах заключенного в нем зародыша? Правда ли, что сортовые качества остаются совершенно неизменными, пока зародыш жив?

Практикам уже давно было известно, что из старых семян вырастает не то, что из семян свежих. Многолетние наблюдения показали нам то же самое. Мало того, проработав несколько лет над искусственным получением мутаций посредством облучения семян рентгеновскими лучами, мы заметили, что получающиеся из таких семян сеянцы очень похожи по своим особенностям на выращенные из старых семян.

Влияние возраста семян на сортовые качестваПодробные исследования, произведенные в руководимой автором лаборатории цитогенетики Биологического института ЦИК им. К.А. Тимирязева в Москве, обнаружили замечательное явление: чем старше семена, тем больше получается мутаций среди выращенных из них растений. Появляется множество уродливых растений, многие из них почти или вовсе бесплодны, возникают совершенно новые сорта и т.п. Эти данные уже проверены на многих видах растений, в том числе на ржи, кукурузе, ячмене, проверены не только у нас, но и за границей. Дальнейшим важным открытием, сделанным почти одновременно у «нас и, на основании наших первых работ, в Канаде, было обнаружение того, что количество мутаций зависит от тепла и влажности: чем теплее в помещении, где хранятся семена, или чем там влажнее, тем больше возникает мутаций у растений.

Мутации эти выражаются самым различным образом; большая часть их, как всегда, вредна. Если семена очень стары или лежали в условиях слишком высокой влажности и тепла, то мутации совершенно нарушают ход развития, и семя теряет всхожесть.

Удивительной, но вполне понятной особенностью этих мутантных растений является то, что они почти всегда являются химерами (так называются растения, состоящие из тканей различных наследственных качеств; химерой является, собственно говоря, всякое привитое дерево, например плодовое, потому что оно состоит из наследственно различных частей — из дикого подвоя и культурного привоя). Почему это так, легко понять, если мы вспомним, что растение развивается из нескольких клеток зародыша: корни образуются из верхушечных клеток корешка, а все надземные части возникают из нескольких клеток верхушки стебелька. Мутации же всегда происходят в разных клетках независимо; поэтому среди начальных клеток зародыша наряду с мутантными почти всегда остаются и нормальные, и в дальнейшем одна часть растения развивается из мутантных клеток, другая — из нормальных. В редких случаях растение оказывается состоящим из частей нескольких сортов.

Теперь мы можем сделать несколько выводов очень важного практического значения. Первый: хранение семян означает изменение. Старые семена стары только по возрасту — по своим качествам они «новые», так как из них могут вырасти совсем не те растения, с которых они собраны. Поэтому, чтобы найти скорее как можно больше новых качеств растений, надо, высевать старые семена. Запасы семян, хранившиеся на опытных станциях годами и десятками лет, могут послужить ценнейшим источником для выведения новых сортов растений. С другой стороны, размножая старые семена для хозяйственных посевов, мы рискуем испортить сорт, так как большая часть мутаций вредна. Второй: тепло и влажность, ускоряющие появление мутаций, можно применять для искусственного получения мутаций. Этот способ не только дешев, прост и общедоступен, но и лучше других потому, что не требует искусственных условий, например рентгеновских лучей. Кроме того, будет меньше побочных вредных влияний на растение. Но хранение семян в слишком жарком помещении или при избытке влажности может сделать их негодными для хозяйственных посевов, даже если всхожесть и не очень понизится. Особенно нужно бояться самосогревания зерна, при котором действуют одновременно и тепло и влажность.

М.С. Навашин

 
Эффективное выращивание томатов Зависимость урожая садовой земляники от удаления листьев
© 2007-2018 ХЛЕБОПЕЧКА.РУ. Полная или частичная перепечатка материалов возможна только с разрешения администрации. По всем вопросам обращайтесь на инфo лaтиницeй с доменом сайта.

Рецепты

Рисовая каша на молоке в Oursson MP5002Щука под горчичным соусомПростой медовый кекс со сметанной заливкойПростой и лёгкий рыбный супчикМанговый кексСалат "Гранатовое зёрнышко"Ряпушка на пару с маринадом из овощейОвсяное печенье с ароматом детства и без жира на бокахДраники картофельные без муки в вафельнице GFgril GFW-015Диетический мандариновый курд на глюкоманнане и ксантане

Новое на сайте

Новые вопросы

Новые сообщения