vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2021-2-18-23vir-nw-950Research ArticleИЗУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙSTUDYING AND UTILIZATION OF PLANT GENETIC RESOURCESВлияние температурного режима на лабораторную всхожесть и энергию прорастания астрагаловThe effect of temperature regimes on laboratory germination rates and germination energy of Astragalus L.https://orcid.org/0000-0001-9123-9786КорниевскаяТ. В.KornievskayaT. V.

656049, г. Барнаул, пр. Ленина, 61; Институт биологии и биотехнологии, преподаватель, инженер-лаборант кафедры ботаники

61 Lenina Ave., Barnaul 656049

galtsovatw@yandex.ruАлтайский государственный университетРоссияAltai State UniversityRussian Federation20212806202118221823Copyright © Корниевская Т.В., 20212021Корниевская Т.В.Kornievskaya T.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://elpub.vir.nw.ru/jour/article/view/950Актуальность

Актуальность. Температурный режим оказывает существенное воздействие на ферментативную активность семян. Оптимальные температуры запускают физико-химические реакции семени и инициируют его прорастание. Оптимум температур зависит от эколого-географических условий происхождения таксона и устанавливается опытным путем.Материалы и методы. Объектами исследования послужили семена трех видов рода Astragalus L. (A. cicer L., A. onobrychis L., A. sulcatus L.), собранные с молодых генеративных растений, интродуцируемых в сухостепной зоне Кулунды. С использованием двухфакторного дисперсионного анализа изучено влияние температурных режимов (+4…+8°C, +10…+20°C, +20…+32°C) и видовой принадлежности астрагалов на лабораторную всхожесть и энергию прорастания семян. Оценка лабораторной всхожести семян проведена по методическим рекомендациям М. М. Ишмуратовой и К. Г. Ткаченко.Результаты. Дисперсионный анализ показал существенное влияние температурного режима (51–54%) и видоспецифичности (23–24%) на всхожесть и энергию прорастания семян астрагалов. Семена A. onobrychis прорастают в широком спектре положительных температур (от +4…+8°C до +20…+32°C). При использовании температурного режима +10…+20°C лабораторная всхожесть семян A. onobrychis и A. sulcatus составила 100%. Оптимум температур, определяющих максимальную лабораторную всхожесть семян A. cicer, находится в диапазоне +20…+32°C. Низкие положительные температуры (+4…+8°C) не эффективны для прорастания семян A. cicer.

Заключение

Заключение. Подобраны оптимальные температурные режимы для проращивания семян астрагалов: +10…+20°C для A. onobrychis, A. sulcatus и +20…+32°C для A. cicer.

Background. The temperature regime has a significant effect on the enzymatic activity of seeds. Optimum temperatures trigger physical and chemical reactions in the seed and initiate its germination. The optimum temperature depends on the environmental and geographical conditions in the area of a taxon’s origin and is determined experimentally.Materials and methods. The target material of the study were seeds of three Astragalus L. species (A. cicer L., A. onobrychis L., and A. sulcatus L.) collected from young generative plants introduced in the dry-steppe zone of Kulunda. The effect of temperature conditions (+4…+8°C, +10…+20°C, +20…+32°C) and species-specific attribution of Astragalus plants on laboratory seed germination percentage and energy was studied using the two-factor analysis of variance. The assessment of laboratory seed germination was carried out according to the guidelines by M. M. Ishmuratova and K. G. Tkachenko.Results. The analysis of variance showed a significant effect of the temperature regime (51–54%) and species specificity (23–24%) on the germination percentage rate and germination energy of Astragalus seeds. The seeds of A. onobrychis germinated under a wide range of positive temperatures (from +4…+8°C to +20…+32°C). The temperature range of +10…+20°C was optimal for A. onobrychis and A. sulcatus, with 100% germination. The optimum temperature that determined the maximum laboratory germination of A. cicer seeds was in the range of +20…+32°C. Low positive temperatures (+4…+8°C) were not effective for germination of A. cicer seeds.Conclusion. The optimum temperature conditions for germination of Astragalus seeds were identified: +10…+20°C for A. onobrychis and A. sulcatus, and +20…+32°C for A. cicer.

Astragalusтемпературные диапазоныпосевные качества семянAstragalustemperature rangessowing qualities of seedsАвтор благодарит рецензентов за их вклад в экспертную оценку этой работы.The author thanks the reviewers for their contribution to the peer review of this work.ReferencesБалеев Д.Н., Бухаров А.Ф. Долговечность семян овощных зонтичных культур и физиология их прорастания. Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2013;11(109):22-25.Baleyev D.N., Bukharov A.F. Seed longevity of vege table umbelliferous crops and their germination physiology. Bulletin of Altai State Agricultural University. 2013;11(109):22-25. [in Russian]Baskin C.C., Baskin J.M. Seeds. Ecology, biogeography, and evolution of dormancy and germination. San Diego: Academic Press; 1998. DOI: 10.1016/B978-0-12-080260-9.X5000-3Baskin C.C., Baskin J.M. Seeds. Ecology, biogeography, and evolution of dormancy and germination. San Diego: Academic Press; 1998. DOI: 10.1016/B978-0-12-080260-9.X5000-3Baskin C.C., Quarterman E. Germination requirements of seeds of Astragalus tennesseensis. Bulletin of the Torrey Botanical Club. 1969;96(3):315-321). DOI: 10.2307/2483736Baskin C.C., Quarterman E. Germination requirements of seeds of Astragalus tennesseensis. Bulletin of the Torrey Botanical Club. 1969;96(3):315-321). DOI: 10.2307/2483736Ишмуратова М.М., Ткаченко К.Г. Семена травянистых растений. Особенности латентного периода, использование в интродукции и размножении in vitro. Уфа: Гилем; 2009.Ishmuratova M.M., Tkachenko K.G. Seeds of herbaceous plants. Features of the latent period, use in introduction and reproduction in vitro (Semena travyanistykh rasteniy. Osobennosti latentnogo perioda, ispolzovaniye v introduktsii i razmnozhenii in vitro). Ufa: Gilem; 2009. [in Russian]Kaye T.N. From flowering to dispersal: reproductive ecology of an endemic plant, Astragalus australis var. olympicus (Fabaceae). American Journal of Botany. 1999;86(9):1248-1256. DOI: 10.2307/2656772Kaye T.N. From flowering to dispersal: reproductive ecology of an endemic plant, Astragalus australis var. olympicus (Fabaceae). American Journal of Botany. 1999;86(9):1248-1256. DOI: 10.2307/2656772Long Y., Tan D.Y., Baskin C.C., Baskin J.M. Seed dormancy and germination characteristics of Astragalus arpilobus (Fabaceae, subfamily Papilionoideae), a central Asian desert annual ephemeral. South African Journal of Botany. 2012;83:68-77. DOI: 10.1016/j.sajb.2012.06.010Long Y., Tan D.Y., Baskin C.C., Baskin J.M. Seed dormancy and germination characteristics of Astragalus arpilobus (Fabaceae, subfamily Papilionoideae), a central Asian desert annual ephemeral. South African Journal of Botany. 2012;83:68-77. DOI: 10.1016/j.sajb.2012.06.010McDonald C.K. Germination response to temperature in tropical and subtropical pasture legumes. 1. Constant temperature. Australian Journal of Experimental Agriculture. 2002;42(4):407-419. DOI: 10.1071/EA00188McDonald C.K. Germination response to temperature in tropical and subtropical pasture legumes. 1. Constant temperature. Australian Journal of Experimental Agriculture. 2002;42(4):407-419. DOI: 10.1071/EA00188Müller F.L., Raitt L.M., Cyster L.F., Cupido C.F., Samuels M.I., Chimphango S.B.M. et al. The effects of temperature, water availability and seed burial depth on seed germination and seedling establishment of Calobota sericea (Fabaceae). South African Journal of Botany. 2019;121:224-229. DOI: 10.1016/j.sajb.2018.11.012Müller F.L., Raitt L.M., Cyster L.F., Cupido C.F., Samuels M.I., Chimphango S.B.M. et al. The effects of temperature, water availability and seed burial depth on seed germination and seedling establishment of Calobota sericea (Fabaceae). South African Journal of Botany. 2019;121:224-229. DOI: 10.1016/j.sajb.2018.11.012Овчаров К.Е. Физиология формирования и прорастания семян. Москва: Колос; 1976.Ovcharov K.E. Physiology of seed formation and germination (Fiziologiya formirovaniya i prorastaniya semyan). Moscow: Kolos; 1976. [in Russian]Simlat M., Ślęzak P., Moś M., Warchoł M., Skrzypek E., Ptak A. The effect of light quality on seed germination, seedling growth and selected biochemical properties of Stevia rebaudiana Bertoni. Scientia Horticulturae. 2016;211:295-304. DOI: 10.1016/j.scienta.2016.09.009Simlat M., Ślęzak P., Moś M., Warchoł M., Skrzypek E., Ptak A. The effect of light quality on seed germination, seedling growth and selected biochemical properties of Stevia rebaudiana Bertoni. Scientia Horticulturae. 2016;211:295-304. DOI: 10.1016/j.scienta.2016.09.009Tribouillois H., Dürr C., Demilly D., Wagner M.H., Justes E. Determination of germination response to temperature and water potential for a wide range of cover crop species and related functional groups. PLoS One. 2016;11(8):e0161185. DOI: 10.1371/journal.pone.0161185Tribouillois H., Dürr C., Demilly D., Wagner M.H., Justes E. Determination of germination response to temperature and water potential for a wide range of cover crop species and related functional groups. PLoS One. 2016;11(8):e0161185. DOI: 10.1371/journal.pone.0161185Watt M.S., Bloomberg М. Key features of the seed germination response to high temperatures. The New Phytologist. 2012;196(2):332-336. DOI: 10.1111/j.1469-8137.2012.04280.xWatt M.S., Bloomberg М. Key features of the seed germination response to high temperatures. The New Phytologist. 2012;196(2):332-336. DOI: 10.1111/j.1469-8137.2012.04280.xZhou J., Kulkarni M.G., Huan g L.Q., Guo L.P., Va n Sta den J. Eff ects of temperature, light, nutrients and smoke-water on seed germination and seedling growth of Astragalus membranaceus, Panax notoginseng and Magnolia officinalis – highly traded Chinese medicinal plants. South African Journal of Botany. 2012;79:62-70. DOI: 10.1016/j.sajb.2011.11.004Zhou J., Kulkarni M.G., Huan g L.Q., Guo L.P., Va n Sta den J. Eff ects of temperature, light, nutrients and smoke-water on seed germination and seedling growth of Astragalus membranaceus, Panax notoginseng and Magnolia officinalis – highly traded Chinese medicinal plants. South African Journal of Botany. 2012;79:62-70. DOI: 10.1016/j.sajb.2011.11.004

The authors declare that there are no conflicts of interest present.