Названа характеристика зерна, влияющая на всхожесть и хранение: исследование

04.02.2022
Cемена
491

Новосибирские исследователи в составе международной группы ученых впервые изучили методом анализа цифровых изображений связь морфологических характеристик зерна мягкой пшеницы, хранившегося в генетическом банке в течение нескольких лет, с годом уборки и всхожестью.Об этом сообщает пресс-служба Новосибирского государственного университета.

Ведущий научный сотрудник Курчатовского геномного центра ФИЦ «Институт цитологи и генетики СО РАН» Дмитрий Афонников и научный сотрудник ИЦиГ СО РАН Евгений Комышев совместно с коллегами из Института генетики и изучения сельскохозяйственных растений (г. Гатерслебен, Германия) с помощью метода анализа цифровых изображений изучили морфологические характеристики зерна и окраски его оболочки для 44 рекомбинантных инбредных линий (РИЛ) мягкой пшеницы, которые выращивались в четыре разных сезона: 2003, 2004, 2009 и 2014 гг. Для 19 РИЛ тех же сезонов специалисты оценили всхожесть. Подобное исследование зерна, хранившегося в генетическом банке в течение нескольких лет, ранее никем не проводилось.

Исследование зерна с помощью метода анализа цифровых изображений

Как поясняют ученые, оболочка обеспечивает защиту зерна от внешних воздействий, поэтому ее сохранность и функции тесно связаны с такими характеристиками как всхожесть, жизнеспособность, устойчивость к длительному хранению. Важную роль при этом играют растительные пигменты: они выполняют защитные функции на молекулярном уровне. Известно, например, что зерна пшеницы с красной окраской более устойчивы к преждевременному прорастанию, но менее восприимчивы к набуханию от влаги, что влияет на их прорастание.

«В мировой научной практике уже разрабатываются дистанционные методы определения “здоровья” семян (поражение заболеваниями, механические повреждения и так далее). Однако в указанных случаях заметное невооруженным взглядом изменение цвета зерен и связи его с всхожестью изучали либо в условиях искусственного старения (нагрев), либо при хранении не более года. Совместно с ИЦиГ СО РАН и доктором Андреасом Бернером из Института генетики сельскохозяйственных растений мы посмотрели, как изменения окраски зерна будут проявляться при длительном сроке хранения в генбанке (когда зерна хранятся при отрицательных температурах и низкой влажности в герметичной упаковке)».
Дмитрий Афонников Ведущий научный сотрудник Курчатовского геномного центра ФИЦ ИЦиГ СО РАН

По результатам дисперсионного и корреляционного анализа ученые выявили, что продолжительность хранения существенно не влияет на изменчивость признаков размера и формы семян, но ощутимо воздействует на признаки окраски: примерно 80 % признаков (44 из 48) значимо меняются в процессе длительного хранения. При этом, чем больше срок хранения, тем более красный цвет имеют зерна. В отличие от экспериментов по искусственному старению, в которых оболочка зерен темнеет, ученые установили, что при хранении в условиях генбанка 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. Анализ цифровых изображений, который мы использовали в работе, позволяет уловить даже очень незначительные изменения в цвете оболочки зерен. В дальнейшем это может быть использовано для решения таких практических задач, как быстрая оценка физиологического состояния зерна (длительности его хранения) или предсказание его всхожести».
Дмитрий Афонников Ведущий научный сотрудник Курчатовского геномного центра ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН»

Наночастицы цинка могут замедлить рост ячменя: исследование