Физиология покоя

Формирование мужских и женских цветков

У растений чаще образуются обоеполые (гермафродитные) цветки, реже однополые мужские или женские. Формирование гермафродитных цветков изучено меньше. Поскольку клетки каждого растения тотипотентны, то потенциально они могут обеспечить формирование цветков обоих полов. Какие цветки образуются на растении, зависит от генотипа. В генах закодирована информация о синтезе специфических мРНК, «мужского» или «женского» белка.

Русский ботаник И.А. Двигубский (1823 г) описал влияние внешних условий на формирование пола у растений. М. Мольер (1897 г Франция) показал, что плодородная почва способствует образованию женских цветков, а бедная – мужских. И. Турнуа (1812 г Франция) обнаружил, что в условиях короткого дня женских цветков больше, чем мужских (на конопле и хмеле).

Главными факторами, регулирующими сексуализацию цветков, являются гормоны: цитокинины и гиббереллины. В женских цветках цитокининов больше, чем в мужских.

По проведению многочисленных опытов можно заключить, что короткий день, синий свет, CO₂, высокий уровень азота, высокая влажность и низкая температура способствуют корнеобразованию и усиливают формирование женских цветков.

Наоборот, длинный день, красный свет, высокий уровень кальция, высокая температура, относительно низкая влажность вызывают усиление роста побегов и индуцируют образование мужских цветков.

Знание и умение управлять формированием цветков помогает удовлетворять потребность рынка в цветах, плодах и овощах в определенные сроки. Например, выдерживая растения огурцов в фазе 3-4 листьев в атмосфере CO в течение нескольких часов, можно увеличить количество женских цветков в 10 и более раз, а, следовательно и плодов.

Состояние покоя – это закреплённое наследственностью приспособление к перенесению неблагоприятных внешних воздействий. При этом происходит полное прекращение роста и затухание всех физиологических процессов за счёт накопления фитогормонов ингибиторов. У многолетних растений это выражается сбрасыванием листвы. Однолетние растения переживают покой в состоянии семян. В семенах происходит физиологическое дозревание, вследствие чего протекают структурные и биохимические превращения и семена приобретают способность к активному прорастанию. Главные изменения, которые характеризуют физиологическое дозревание это изменение состава фитогормонов, а также перестройка простых веществ в более сложные.

Различают вынужденный и органический покой.

Вынужденный покой – это приостановление роста растений, вызванное внешними факторами (недостаток влаги, низкая температура, отсутствие кислорода).

Органический покой от внешних условий не зависит, а связан со свойствами зародыша или тканями, окружающими его. При этом семена даже в благоприятных условиях не прорастут.

Глубокий покой характерен для многих древесных растений и их семян. При глубоком покое в древесных растениях снижается даже концентрация ингибиторов и прекращается протекание всех процессов. Продолжительность глубокого покоя у древесных зависит от генотипа и в основном наблюдается до середины января. Затем покой определяется неблагоприятными условиями, т.е. вынужденный.

У семян выделяют экзогенный, эндогенный и комбинированный покой.

Эндогенный глубокий покой связан:

- с недоразвитием зародыша (часто наблюдается у ясеня обыкновенного, некоторых пальм, магнолий, свеклы) – морфологический покой;

- с пониженной активностью зародыша – физиологический покой, который в сочетании с ухудшением газообмена покровов, создаёт физиологический механизм торможения прорастания семян. Неглубокий покой (задержка прорастания – нужно хранение, характерен для многих культурных растений – пшеница, ячмень, подсолнечник). Глубокий – прорастание медленное и ненормальное, покой снимается лишь при длительной холодной стратификации семян. Характерен для многих плодовых и некоторых травянистых растений.

Экзогенный покой связан с:

- непроницаемостью семенной кожуры для воды и газов – физический покой (твёрдые семена люпина, люцерны);

- механическим сопротивлением семенных покровов (плотный околоплодник – у многих косточковых – слива, абрикос, вишня) – механический покой;

- химический экзогенный покой связан с чрезмерно высоким содержанием ингибиторов (АБК, коричная, салициловая кислоты и др.). Они тормозят ферментативные реакции и развитие зародыша. Наблюдается у свеклы, ясеня.

Комбинированный покой связан непроницаемостью семенных покровов и неполным формированием зародыша.

Прекращение покоя

1. Скарификация – разрушение семенной кожуры (может быть ручная или с помощью специальных механизмов). Напильником или растиранием их с песком или гравием, кратковременным помещением в конц. H₂SO₄ (0,3-0,4 ч) или ошпаривание крутым кипятком (семена белой акации). Семена засыпают в мешок и погружают 3 раза на 3 мин попеременно в баки с кипятком и в холодную воду.

2. Стратификация – переслаивание семян древесных растений с влажным песком, торфом или почвой и выдерживание их при низкой температуре 0-3ºС (тополь, клён, хвойные, берёза и др.). Продолжительность от нескольких суток (персик) до 240 суток (ясень, липа, бересклет).

3. Промывание семян водой проводится с целью удаления из них ингибиторов роста. Погружение семян в марлевых мешочках под проточную воду на 1-2 суток, или простое намачивание.

4. Выставление на минуты или даже секунды на свет (табак, сосна, берёза). (Роль фитохрома – устранение ингибиторов и синтез активаторов, активация гидролитических процессов).

5. Импакция – ударение семян друг о друга и о стенки заключающего их сосуда. Семена не повреждаются, но нарушается кожура в области рубчика.

Дата добавления: 2014-01-05