Влияние температуры и срока хранения на качество семян трех видов рода Hypericum (Hypericaceae)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучено влияние длительного хранения при разной температуре на семена трех видов рода Hypericum L. (Hypericaceae): H. perforatum L., H. maculatum Crantz. и H. hirsutum L. Качество семян оценивали по лабораторной всхожести и динамике прорастания — исходной, после кратковременной криоконсервации в течение 1 мес. при –196 °C (в жидком азоте) и далее 1 раз в 3 г. до 18 лет хранения при температуре 5, −20 и −196 °C. После 9 лет хранения семян и далее наблюдали развитие проростков. На примере H. hirsutum оценили влияние продолжительности предварительного пребывания семян в комнатных условиях на их старение при дальнейшем длительном хранении при указанных температурах. Кратковременная криоконсервация не ухудшила качество семян всех изученных видов. После 18 лет хранения посевные качества лучше всего сохранили семена всех 3 видов, хранившиеся при температуре –196, хуже всего — при температуре −20 °С. Всхожесть семян, находившихся при всех указанных температурах, изменилась незначительно; скорость прорастания снизилась в результате хранения при температуре −20 и 5 °С. В результате длительного хранения семян изученных видов при температуре −20 °С уменьшились размеры проростков; у H. hirsutum также значительно уменьшилось количество проростков, развивающихся после проклевывания корня. Увеличение продолжительности предварительного пребывания семян в комнатных условиях привело к ускорению старения семян, хранящихся как при 5, так и при −20 °С. Хранение при температуре −196 °С обеспечило сильное снижение скорости старения семян независимо от длительности их предварительного пребывания в теплых условиях. Семена после хранения при −196 °C были более чувствительны к условиям набухания и проращивания, чем семена, хранившиеся при 5 и −20 °С. Устойчивость к высыханию и старению у семян H. hirsutum ниже, чем у семян H. perforatum и H. maculatum. Разработаны рекомендации по длительному хранению и мониторингу качества семян исследованных видов рода Hypericum.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Г. Е. Левицкая

Институт биофизики клетки РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: levitskaya_g@mail.ru
Россия, г. Пущино

Список литературы

  1. Walters C., Wheeler L. M., Stanwood P. C. 2004. Longevity of cryogenically stored seeds. — Cryobiol. 48(3): 229—244. https://doi.org/10.1016/j.cryobiol.2004.01.007
  2. Левицкая Г. Е. 2015. Влияние температуры хранения на жизнеспособность семян дикорастущих видов. 2. Семена с физиологическим покоем на примере видов рода Campanula (Campanulaceae). — Раст. ресурсы. 51(1): 38—51. https://elibrary.ru/item.asp?id=22740094
  3. Ellis R. H., Roberts E. H. 1980. Improved equations for the prediction of seed longevity. — Ann. Bot. 45(1): 13—30. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aob.a085797
  4. Treuren R., Bas N., Kodde J., Groot S. P. C., Kik C. 2018. Rapid loss of seed viability in ex situ conserved wheat and barley at 4 °C as compared to –20 °C storage. — Conserv. Physiol. 6(1): coy033. https://doi.org/10.1093/conphys/coy033
  5. Solberg S. Ø., Yndgaard F., Andreasen C., Bothmer R., Loskutov I. G., Asdal Å. 2020. Long-Term Storage and Longevity of Orthodox Seeds: A Systematic Review. — Front Plant Sci. 11: 1007. https://doi.org/10.3389/ fpls.2020.01007
  6. Walsh D. G. F., Waldren S., Martin J. R. 2003. Monitoring seed viability of fifteen species after storage in the Irish threatened plant genebank. — Biol. Environ. 103B(2): 59—67. https://doi.org/10.1353/bae.2003.a809883
  7. Pérez-García F., Huertas M., Mora E., Peña B., Varela F., González-Benito M. E. 2006. Hypericum perforatum L. seed germination: interpopulation variation and effect of light, temperature, presowing treatments and seed desiccation. — Genet. Resour. Crop Evol. 53(6): 1187—1198. https://doi.org/10.1007/s10722-005-2012-3
  8. Nürk N. M., Blattner F. R. 2010. Cladistic analysis of morphological characters in Hypericum (Hypericaceae). — Taxon. 59(5): 1495—1507. https://doi.org/10.1002/tax.595014
  9. Robson N. K. B. 1996. Studies in the genus Hypericum L. (Guttiferae). 6. Sections 20. Myriandra to 28. Elodes. — Bull. Br. Museum Nat. Hist. 26(2): 75—271. https://www.biodiversitylibrary.org/page/2349861
  10. Лекарственные растения: справ. пособие. 1992. М. 398 с.
  11. Губанов И. А., Киселева К. В., Новиков В. С. 1993. Дикорастущие полезные растения. 2-е изд. М. 300 с.
  12. Bruňáková K., Čellárová E. 2016. Conservation Strategies in the Genus Hypericum via Cryogenic Treatment. — Front. Plant Sci. 7: 558. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00558
  13. British Herbal Pharmacopoeia. 4th edition. Surrey. 212 p.
  14. Upton R., Cott J., Williamson E., Graff A. St. 1997. St. John’s wort. Hypericum perforatum. Quality control, analytical and therapeutic monograph. American Herbal Pharmacopoeia and Therapeutic Compendium. Texas. 32 p.
  15. European Pharmacopoeia. 2008. European Pharmacopoeia, 6th Edn. Strasbourg: Council of Europe.
  16. Зверобоя трава. Hyperici herba. ФС.2.5.0015.15. 2018. — В: Государственная фармакопея Российской Федерации XIV. Т. IV. М. С. 6074—6083. https://pharmacopoeia.regmed.ru/pharmacopoeia/izdanie-14/2/2-5/zveroboya-trava-hyperici-herba/
  17. Akgӧz J. 2015. The effects of Hypericum (Hypericaceae) species on microorganisms. A review. — Int. Res. J. Pharm. 6(7): 390—399. https://doi.org/10.7897/2230-8407.06781
  18. Буданцев А. Л., Приходько В. А., Варганова И. В., Оковитый С. В. 2021. Биологическая активность Hypericum perforatum L. (Hypericaceae): обзор. — Фармация и фармакология. 9(1): 17—31. https://doi.org/10.19163/2307-9266-2021-9-1-17-31
  19. Левашова О. Л., Гапоненко В. П. 2016. Полісахаридний комплекс звіробою шорсткого (Hypericum hirsutum L.). — Теоретичні та практичні аспекти дослідження лікарських рослин: матеріали ІІ міжнар. наук.-практ. Internet-конф., м. Харків, 21—23 берез. 2016. Харкiв. С. 149—150. http://dspace.nuph.edu.ua/handle/123456789/9391
  20. Ņivković M. Z., Radulović N. S. 2018. The chemical composition of the essential oil of Hypericum hirsutum L. from Suva planina (SE Serbia). — FU Phys. Chem. Tech. 16(1): 155. http://casopisi.junis.ni.ac.rs/index.php/FUPhysChemTech/article/view/4341
  21. Хукстра Ф. А., Головина Е. А. 1999. Поведение мембран при дегидратации и устойчивость ангидробиотических организмов к обезвоживанию. — Физиология растений. 46(3): 347—361.
  22. Genebank Standards. 1994. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, International Plant Genetic Resources Institute, Rome. 13 p. https://www.fao.org/3/aj680e/aj680e.pdf
  23. Buitink J., Leprince O., Hemminga M. A., Hoekstra F. A. 2000. Molecular mobility in the cytoplasm: An approach to describe and predict lifespan of dry germplasm. — PNAS. 97(5): 2385—2390. https://doi.org/10.1073/pnas.040554797
  24. Мельникова Т. М. 1969. К биологии прорастания семян некоторых видов зверобоя. — Бюлл. ГБС АН СССР. 73: 87—90. https://www.gbsad.ru/doc/biulleten_gbs_1969_073.pdf
  25. Smolikova G., Leonova T., Vashurina N., Frolov A., Medvedev S. 2021. Desiccation Tolerance as the Basis of Long-Term Seed Viability. — Int. J. Mol. Sci. 2(1): 101. https://doi.org/10.3390/ijms22010101
  26. Waterworth W. M., Masnavi G., Bhardwaj R. M., Jiang Q., Bray C. M., West C. E. 2010. A plant DNA ligase is an important determinant of seed longevity. — Plant J. 63(5): 848—860. https://doi.org/10.1111/j.1365-313X.2010.04285.x
  27. Левицкая Г. Е. 2014. Влияние температуры хранения на жизнеспособность семян дикорастущих видов. 1. Семена с вынужденным покоем и неглубоким физиологическим покоем. — Раст. ресурсы. 50(4): 30—44. https://elibrary.ru/item.asp?id=22260668
  28. Белоус А. М., Грищенко В. И. 1994. Криобиология. Киев. 430 с.
  29. Николаева М. Г., Разумова М. В., Гладкова В. Н. 1985. Справочник по проращиванию покоящихся семян. Л. 348 с.
  30. Wawrzyniak M., Michalak M., Chmielarz P. 2020. Effect of different conditions of storage on seed viability and seedling growth of six European wild fruit woody plants. — Ann. Forest Sci. 77: 58. https://doi.org/10.1007/s13595-020-00963-z
  31. Попцов А. В., Некрасов В. И., Иванова И. А. 1981. Очерки по семеноведению. М. 112 с.
  32. Probert R., Adams J., Coneybeer J., Crawford A., Hay F. 2007. Seed quality for conservation is critically affected by pre-storage factors. — Aust. J. Bot. 55(3): 326—335. https://doi.org/10.1071/BT06046

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Лабораторная всхожесть* семян трех видов рода Hypericum в зависимости от температуры и срока хранения, %. a — H. perforatum, b — H. maculatum, c — H. hirsutum. По горизонтали — срок хранения, г.; по вертикали — всхожесть, %. Температура хранения: ▄ исходное значение ▄ −196 °C (жидкий азот) ▄ –20 °C ▄ 5 °C * — среднее арифметическое значение выборки 4×50 шт. ± стандартная ошибка среднего.

Скачать (213KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Динамика прорастания семян трех видов рода Hypericum после 18 лет хранения при различной температуре. По горизонтали — время проращивания, дни; по вертикали — всхожесть, %. Температура хранения: 1 — -196 °C (в жидком азоте), 2 — -20 °C, 3—5 °C.

Скачать (149KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Развитие проростков трех видов Hypericum после 18 лет хранения семян при различной температуре. a — H. perforatum, b — H. maculatum, c — H. hirsutum. Температура хранения: 1 — -196 °C (в жидком азоте), 2 — -20 °C, 3—5 °C.

Скачать (441KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Развитие проростков Hypericum hirsutum (1-й образец) после 9 лет хранения семян при различной температуре и разных условиях регидратации после хранения. Температура хранения: 1 — -196 °C (в жидком азоте), 2 — -20 °C, 3 — 5 °C. Условия регидратации после хранения: а — увлажнение водой при температуре 24 °C через 1 час после отбора с хранения; в — на воздухе с относительной влажностью 65% и температурой 24 °C в течение трех суток.

Скачать (166KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Лабораторная всхожесть* семян Hypericum hirsutum (2-й образец) в зависимости от температуры и срока хранения,%. По горизонтали — срок хранения, г.; по вертикали — всхожесть, %. Температура хранения: исходное значение, −196 °C (жидкий азот), −20 °C, 5 °C. * — определена на выборке 4×50 шт. ± стандартная ошибка среднего.

Скачать (23KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024