CC BY
70
Вестник ДВО РАН. 2017. № 2
УДК 581.48:581.142:582.736
Н.М. ВОРОНКОВА, А.Б. ХОЛИНА
Биология прорастания и хранение семян эндемичных видов рода остролодка (Oxytropis DC., семейство Fabaceae) Сибири и Дальнего Востока России
Для 12 эндемичных видов рода остролодка (Oxytropis DC.) Сибири и Дальнего Востока России исследованы прорастание семян, приемы устранения покоя, изменение жизнеспособности семян при хранении, влияние ультранизких температур (-196 °C) на прорастание. Показано сохранение всхожести семян до 12 лет, успешное преодоление физического покоя семян при скарификации серной кислотой (у ряда видов всхожесть достигает 90 %). Все семена после криоконсервации не утратили жизнеспособности. Экспозиция в жидком азоте способствует нарушению физического покоя, наблюдается повышение всхожести и ускорение прорастания по сравнению с контролем. Полученные данные могут быть использованы при создании коллекции семян Oxytropis для низкотемпературного банка семян.
Ключевые слова: Oxytropis, прорастание семян, твердосемянность, всхожесть, скарификация, криоконсер-вация, долговременное хранение семян.
Germination biology and seed storage of endemic species of crazyweed genus (Oxytropis DC., Fabaceae family) from Siberia and Russian Far East. N.M. VORONKOVA, A.B. KHOLINA (Federal Scientific Center of the East Asia Terrestrial Biodiversity, FEB RAS, Vladivostok).
Seed germination, the dormancy-breaking procedures, the changes in seed viability during storage and the effect of ultra-low temperatures (-196 °C) on germination have been studied for twelve endemic species of crazyweed genus (Oxytropis D.C.) from Siberia and Russian Far East. It was shown that seeds preserve germinability up to 12 years, sulfuric acid scarification is successfully to break physical dormancy (germinability of some species reaches 90 %). All seeds survive cryopreservation without loss of viability. Exposure of seeds in liquid nitrogen also significantly breaks physical dormancy, we observed increase of germinability and germination rates in comparison with control. The data of this study can be used to the creation of Oxytropis seed collection for low-temperature seed bank.
Key words: Oxytropis, seed germination, seed hardness, germinability, scarification, cryopreservation, long-term storage of seeds.
Род остролодка (Oxytropis DC.), один из наиболее крупных в семействе Fabaceae, включает около 400 видов. Распространен в умеренных и арктических зонах Северного полушария и характеризуется высокой долей эндемиков [9, 12]. На Дальнем Востоке России по богатству и разнообразию видов он занимает первое место среди бобовых -55 видов, из которых 34 имеют статус эндемичных [12].
Представители рода обладают разнообразными полезными свойствами, имеющими практическое значение. Симбиоз растений рода Oxytropis с клубеньковыми азотфиксиру-ющими бактериями приводит к обогащению почвы азотом. В природе некоторые виды
ВОРОНКОВА Нина Михайловна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, *ХОЛИНА Алла Борисовна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник (Федеральный научный центр биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН, Владивосток). * E-mail: kholina@biosoil.ru
Работа частично поддержана грантом РФФИ (проект №№ 16-04-01399) и Президиумом РАН (проект №№ 15-I-6-030).
Oxytropis являются пионерными в местах с отсутствием почвенного покрова, в частности на территориях после извержения вулканов [5]. В результате их жизнедеятельности формируются свойства почво-грунтов, благоприятные для поселения других растений. Виды Oxytropis применяют в тибетской, монгольской и китайской медицине как кровоостанавливающее, сердечно-сосудистое, противовоспалительное и жаропонижающее средство, при интоксикациях эндогенного и экзогенного характера [3]. В некоторых видах установлены биологически активные вещества - флавоноиды, сапонины, лигнаны, алкалоиды [3, 26]. Химические и фармакологические исследования показали возможность использования видов Oxytropis в качестве сырья для создания лекарственных средств [3]. Представители рода Oxytropis являются ценными источниками растительного белка для животных [11]. В то же время богатый потенциал полезных свойств этих видов почти не используется, а вопросы введения их в культуру изучены слабо, особенно для эндемичных видов.
Учитывая необходимость охраны эндемичных видов, актуальной проблемой становится создание резервного фонда семян с длительным хранением их в жизнеспособном состоянии. В настоящее время во многих странах создаются банки семян, в том числе специализирующиеся на эндемичных видах. Сегодня существует более 1700 таких банков [17, 21, 22].
Для семян дикорастущих представителей сем. Fabaceae характерна твердосемян-ность - физический тип покоя, связанный с водонепроницаемостью семенных покровов [10]. Твердосемянность повышает жизнеспособность семян при хранении как при комнатной температуре, так и при общепринятом температурном режиме (5 °С). Однако со временем жизнеспособность семян утрачивается, и причиной этого считаются прежде всего неподходящие температурные условия. Наиболее простым, надежным и экономически выгодным способом хранения является криоконсервация - глубокое замораживание семян в жидком азоте (-196 °С). Такой температурный режим при практически полной остановке метаболизма обеспечивает длительное хранение семян [17, 21, 22]. Перед закладкой семян на криогенное хранение требуется определить их реакцию на действие ультранизких температур. Анализ собственных и литературных данных о влиянии глубокого замораживания на жизнеспособность ортодоксальных семян (семян с влажностью не выше 10 %) дикорастущих растений из разных регионов показал принципиальную возможность криоконсервации семян [1, 17, 22-24]. Для преодоления физического покоя семена дикорастущих бобовых, как правило, подвергают механической скарификации или обработке серной кислотой, тем самым нарушают их твердосемянность [10, 20, 23]. При изучении влияния криоконсервации на прорастание семян было отмечено, что для ряда видов экспозиция семян в жидком азоте действует подобно скарификации и способствует нарушению покоя [24, 27].
Цель нашей работы - исследовать особенности прорастания и криоустойчивости семян эндемичных видов рода Oxytropis и влияние способов преодоления покоя на жизнеспособность семян при хранении. Настоящая работа является продолжением исследований ответной реакции на глубокое замораживание семян эндемичных видов [7]. Ранее нами были получены данные о всхожести и криоустойчивости семян 5 дальневосточных видов рода Oxytropis в год сбора (O. chankaensis Jurtz., O. kamtschatica Hult., O. ochotensis Bunge, O. revoluta Ledeb., O. retusa Matsum. [5-7, 23]). В настоящей работе они приводятся для сравнительного анализа. Впервые представлены данные о прорастании семян этих видов после хранения, а также о прорастании хранившихся семян остальных дальневосточных видов остролодок и эндемиков Сибири O. intermedia Bunge и O. strobilacea Bunge.
Материалы и методы
Объектами исследования служили собранные в естественных популяциях семена 12 видов рода Oxytropis Сибири и Дальнего Востока России (табл. 1) с различной
Таблица 1
Ареалы, места сбора, размеры и масса семян видов рода Оху^оря
Вид, ареал Места сбора Размер мм Масса 1000 шт., г Эндемизм
Длина Ширина
Секция Arctobia
O. exserta Jurtz., Северо-Восток России Юго-восточная Камчатка, влк. Мутновский, по каменистым склонам в субальпике 1,91 ± 0,03 1,80 ± 0,02 2,7 ± 0,05 Эндемик [12]
O. kamtchatica Huit., Северо-Восток России Центральная Камчатка, влк. Ключевская сопка, шлаковое поле на восточном склоне 2,26 ± 0,02 2,00 ± 0,03 2,5 ± 0,05 Эндемик [12]
O. revoluta Ledeb., Камчатка, Северные Курилы, Корякия, Алеутские острова Центральная Камчатка, влк. Ключевская сопка, район сопки Подкова, древняя лава 1,81 ± 0,03 1,49 ± 0,02 1,3 ± 0,02 Гемиэндемик, выходит за пределы Камчатки [11]
Секция Orobia
O. erecta Kom., Камчатка Юго-восточная Камчатка, окрестности г. Петропавловск-Камчатский 2,22 ± 0,03 1,96 ± 0,03 2,6 ± 0,01 Эндемик [12]
O. evenorum Jurtz. et Khokhr., Северо-Восток России Центральная Камчатка, 11 км южнее пос. Эссо, южные склоны перевала Гаргачан 2,07 ± 0,04 1,93 ± 0,04 2,6 ± 0,05 Эндемик [12]
O. hidakamontana Miyabe et Tatew., Южные Курилы Курильские острова, о-в Шикотан, гора Шикотан, каменистые россыпи на вершине 2,67 ± 0,05 2,39 ± 0,05 4,6 ± 0,12 Узколокальный вид, только на о-ве Шикотан [2]
O. ochotensis Bunge, Северо-Восток России, Восточная Сибирь Центральная Камчатка, влк. Ключевская сопка, участки тефры под скалами и глыбами 1,98 ± 0,03 1,70 ± 0,03 2,0 ± 0,02 Эндемик Северо-Востока России [13]
O. retusa Matsum., Курильские острова Курильские острова, о-в Парамушир, зал. Васильева, мыс Капустный 2,68 ± 0,04 2,35 ± 0,03 4,1 ± 0,03 Эндемик [12]
O. strobilacea Bunge, Сибирь, Дальний Восток, северная Монголия Юг средней Сибири, Тыва, окрестности с. Сесерлиг, степной склон 1,81 ± 0,03 1,61 ± 0,03 1,3 ± 0,05 Гемиэндемик, широкий горно-степной ареал [14]
Секция Xerobia
O. intermedia Bunge, Хакасия, Тыва, монгольский Алтай Юг средней Сибири, Тыва, каменистые склоны по берегу р. Енисей 1,91 ± 0,03 1,80 ± 0,02 2,7 ± 0,05 Гемиэндемик [14], угроза исчезновения [16]
Секция Verticillares
O. ^ankaensis Jurtz., Приморье, побережье оз. Ханка Приморье, оз. Ханка, о-в Сосновый, пески 2,20 ± 0,03 1,84 ± 0,04 2,4 ± 0,30 Эндемик [12]
O. lanata (Pall.) DC., Восточная Сибирь, северная Монголия Республика Бурятия, Прибайкальский район, окрестности пос. Горячинск, берег оз. Байкал 2,12 ± 0,05 1,71 ± 0,04 2,9 ± 0,17 Вид с ограниченным ареалом [9]
Примечание. Латинские названия секций и видов, а также их ареалы приведены по [9, 12].
степенью эндемизма. Образцы семян хранили в лабораторных условиях при температуре 25 ± 3 °С в течение разных сроков. Влажность семян находилась в пределах 5-8 %. Массу семян определяли взвешиванием 3 проб по 100 шт., размеры - путем измерения 25 шт. в каждой пробе. Жизнеспособность семян оценивали по лабораторной всхожести. Семена
проращивали при комнатной температуре (25 ± 3 °С) и естественном освещении без предпосевной обработки (контроль), а также после скарификации концентрированной серной кислотой и после экспозиции в жидком азоте. Для всех трех вариантов брали по 50 шт. семян в трехкратной повторности, проращивали в чашках Петри на фильтровальной бумаге с подстилкой из ваты. Для вида O. exserta из-за малого количества семян проводили только опыт со скарификацией. Для выявления уровня жизнеспособности семян определяли их всхожесть после разных сроков хранения. Скарификацию семян O. ^ankaensis серной кислотой осуществляли в течение 60 мин, семян остальных видов - 20 мин, затем семена промывали в проточной воде и ставили на проращивание. Криообработка велась путем погружения завернутых в фольгу семян в жидкий азот (-196 °С) на 1-3 мес., после чего семена отогревали 2 ч при комнатной температуре и ставили на проращивание одновременно с контрольным семенным материалом, который хранили в лаборатории.
Всхожесть оценивали как процент проросших семян от общего количества заложенных на проращивание, а энергию прорастания - как долю взошедших семян в первые 3 дня после посадки. Результаты представлены как средние значения со стандартной ошибкой. Достоверность разницы между контролем (всхожесть необработанных семян) и опытными вариантами (всхожесть семян, обработанных серной кислотой и жидким азотом) оценивали по критерию Стьюдента (t): на 95%-ном доверительном уровне при трехкратной повторности опытов разница достоверна при t > 2,78.
Результаты
Морфометрические особенности семян. Почти все исследованные нами виды формируют свои семена в стрессовых условиях (табл. 1), характеризующихся нарушенным почвенным покровом, различным уровнем увлажнения и перепадами температур. В монографии Р.Я. Пленник [15] семена остролодки различных экологических групп разделены по массе 1000 семян на три весовые категории: мелкие (до 2 г), средние (2-3 г), крупные (3-6 г); в местообитаниях с бедными скелетными почвами, но достаточной вла-гообеспеченностью обитают виды с самыми крупными семенами, а в местах с наиболее напряженным водным режимом - виды с мелкими семенами. Из изученных нами видов наиболее крупные семена отмечены у двух обитателей Курильских островов - O. hidaka-montana и O. retusa, самые мелкие - у представителей Камчатки O. revoluta и O. ochotensis и вида O. strobilacea из степных районов Сибири (табл. 1). Установлено, что проростки видов с мелкими и средними семенами характеризуются более интенсивным ростом, обусловленным более быстрой мобилизацией запасных питательных веществ семядолей в процессе прорастания [15]. Очевидно, что если семена мелкие, то в плодах их больше. При этом мелкие семена могут распространяться на значительные расстояния. Примечательно, что у видов с самыми мелкими семенами (O. strobilacea, O. ochotensis и O. revolute) наибольшие ареалы. Виды с крупными семенами (O. hidakamontana и O. retusa) являются наименее распространенными, узколокальными эндемиками.
Прорастание семян без нарушения твердосемянности. В табл. 2 для видов рода Oxytropis представлены данные о всхожести семян из одной и той же партии в год сбора и после хранения в течение разных сроков.
Всхожесть семян в контрольных пробах, без применения приемов преодоления покоя, определенная в год сбора (5 видов), варьировала от 6,0 до 68,0 %. Всхожесть семян 10 видов после хранения была низкой (не более 15 %), а у O. evenorum вообще отсутствовала. Исключение составили семена O. kamtchatica, всхожесть которых после 8 лет хранения составила 26,7 %, но при этом уменьшилась в 2,5 раза по сравнению с наблюдаемой в год сбора. Прорастание семян без предпосевной обработки как в год сбора, так и после хранения было растянутое: энергия прорастания в основном не превышала 6 %, только у семян O. kamtchatica и O. ochotensis в год сбора она была более 10 %. Данные о всхожести семян
одной партии в год сбора и после хранения в течение нескольких лет указывают на повышение твердосемянности при хранении и частичную утрату жизнеспособности семян.
Прорастание семян после скарификации. После преодоления физического покоя путем скарификации серной кислотой всхожесть семян существенно повышалась (табл. 2): в год сбора - до 67,0-93,6 %), после хранения варьировала - до 33,7-93,3 %. Прорастание протекало интенсивно. В год сбора в течение первых 3 дней опыта проросло около 60 %, а у O. ochotensis до 78,6 % семян. Довольно активную всхожесть имели семена и после их хранения: в течение 3 дней проросло от 24 до 58 % семян. Исключение составил вид O. chankaensis, энергия прорастания семян которого после 12 лет хранения снизилась до 10,7 %.
Таблица 2
Прорастание семян видов рода Оху№ор1э при хранении в лабораторных условиях без предпосевной обработки (К), после скарификации серной кислотой (С) и после обработки жидким азотом при -196 °С (А)
Вид Срок хранения, лет Показатели прорастания семян, % Критерий Стьюдента
К С А К/С К/А С/А
O. exserta 12 - 60,1 ± 3,4 - - - -
50,9 ± 0,9
O. kamtchatica Проращивание в 68,0 ± 1,2 93,6 ± 4,2 89,3 ± 4,8 7,21 4,57 0,54
год сбора 11,3 ± 1,3 65,1 ± 8,4 14,7 ± 2,9
8 26,7 ± 1,3 55,3 ± 2,4 44,7 ± 0,7 7,72 15,59 3,67
4,3 ± 1,8 47,3 ± 3,7 5,7 ± 0,3
O. revoluta Проращивание в 49,3 ± 4,8 79,3 ± 3,0 80,7 ± 2,7 14,55 8,88 0,51
год сбора 6,7 ± 1,3 65,2 ± 2,7 10,0 ± 3,1
8 15,7 ± 2,0 50,7 ± 0,7 51,3 ± 12,4 20,23 3,08 0,05
0,3 ± 0,3 35,3 ± 1,8 4,0 ± 1,2
O. erecta 10 1,3 ± 1,3 33,7 ± 9,7 20,0 ± 1,2 3,79 28,0 1,5
0,0 26,8 ± 5,9 0,7 ± 0,7
O. evenorum 10 0,0 62,9 ± 12,8 21,3 ± 4,4 4,94 4,88 3,63
0,0 58,5 ± 13,2 1,3 ± 0,7
O. hidakamontana 3 8,0 ± 1,2 93,3 ± 2,4 32,0 ± 3,1 26,03 12,0 13,28
0,0 33,7 ± 4,9 0,0
6 9,3 ± 2,9 78,0 ± 2,0 34,7 ± 0,7 18,50 7,18 24,57
0,0 28,3 ± 1,7 0,7 ± 0,7
O. ochotensis Проращивание в 36,0 ± 1,2 87,3 ± 5,2 62,0 ± 3,1 8,34 6,5 11,76
год сбора 14,7 ± 2,4 78,6 ± 3,6 14,7 ± 0,7
8 12,7 ± 4,1 61,3 ± 5,2 29,3 ± 1,8 5,25 6,93 4,62
0,7 ± 0,3 50,7 ± 6,7 5,7 ± 1,5
O. retusa Проращивание в 9,3 ± 1,3 67,0 ± 2,0 41,3 ± 3,7 18,99 10,47 4,91
год сбора 5,3 ± 1,3 33,7 ± 0,9 25,3 ± 3,3
O. strobilacea 3 6,0 ± 2,0 86,2 ± 1,3 35,3 ± 4,8 32,28 6,29 14,17
2,7 ± 1,8 35,5 ± 1,9 2,7 ± 0,7
O. intermedia 3 6,7 ± 1,3 83,3 ± 2,9 65,3 ± 2,4 43,46 33,26 15,59
0,7 ± 0,7 43,3 ± 4,4 1,33 ± 0,7
6 4,7 ± 1,3 36,0 ± 5,3 54,7 ± 6,8 7,42 7,78 1,96
1,3 ± 0,7 24,0 ± 1,8 0,0
O. chankaensis Проращивание в 6,0 ± 2,0 80,7 ± 8,1 91,3 ± 4,6 11,7 24,19 2,06
год сбора 0,7 ± 0,7 62,7 ± 3,7 4,0 ± 0,0
12 4,7 ± 1,3 54,0 ± 5,0 57,3 ± 2,9 13,29 29,86 1,39
0,0 10,7 ± 4,4 0,0
O. lanata 3 12,0 ± 3,5 68,8 ± 8,8 98,6 ± 2,3 8,17 29,82 5,79
6,0 ± 2,0 56,3 ± 4,08 85,3 ± 3,7
Примечание. Показатели прорастания: в числителе - всхожесть, в знаменателе - энергия прорастания (всхожесть в первые 3 дня от начала посадки). Достоверность разницы между вариантами опыта и контролем определяли по критерию Стьюдента (1): на 95%-ном доверительном уровне при п = 3 разница достоверна при t > 2,78. Прочерк - нет данных.
Прорастание семян после воздействия жидким азотом. Воздействие ультранизких температур не привело к гибели семян изученных видов. После экспозиции в жидком азоте их всхожесть существенно возросла по сравнению с контрольной пробой (табл. 2). При проращивании в год сбора всхожесть семян составила 41,3-91,8 %, а после хранения варьировала в широких пределах - от 20,0 до 98,7 %. Для ряда видов (O. retusa, O. lanata) значительно повышается и энергия прорастания. В год сбора энергия прорастания семян была на уровне 4,0-25,3 %, после хранения снизилась от 5,7 и вплоть до 0 %, за исключением семян O. lanata, которые после 3 лет хранения сохранили энергию прорастания на уровне 85,3 %.
Сравнивая разные способы обработки семян, можно сделать вывод, что для большинства видов скарификация серной кислотой лучше способствует преодолению физического покоя. Для O. kamtchatica и O. revoluta всхожесть семян в год сбора после воздействия обоих агентов достоверно не отличалась, но прорастание было интенсивнее после скарификации. Для семян O. lanata всхожесть и энергия прорастания были выше после крио-обработки.
Рост и развитие растений из семян всех изученных видов после скарификации и воздействия низких температур были нормальными. Для семян O. intermedia с 6-летним сроком хранения после экспозиции их в жидком азоте отмечено, что часть проростков были нетипичными, отличались появлением сначала не корней, а семядольных листьев.
Обсуждение результатов
Выявление особенностей прорастания семян необходимо для мониторинга жизнеспособности семян при их хранении. Семена большинства видов семейства Faba-ceae обладают физическим типом покоя различной глубины, обусловленной степенью проницаемости семенной кожуры [10]. Существуют данные о высокой твердосемянности видов рода Oxytropis и почти полном прорастании их семян после механической скарификации. Так, для двух эндемичных видов O. kozhuharovii и O. urumovii, произрастающих в Болгарии, всхожесть в контроле составила 1 и 3 %, после механической скарификации - 81 и 90 % соответственно [25]. В зависимости от многих факторов, прежде всего экологических, твердосемянность формируется как в процессе роста растений, так и при хранении семян в результате их высыхания. Быстрое формирование твердосемянности отмечено для O. chankaensis - узколокального эндемика побережья оз. Ханка, расположенного в степном районе континентальной территории юга Дальнего Востока. Семена этого вида уже в год сбора имеют низкий процент прорастания в контроле и высокий -после скарификации. По-видимому, у O. chankaensis твердосемянность формируется на материнском растении. Всхожесть семян субэндемика степей Хакасии O. reverdattoi Jurtz. без обработки в год сбора составляет около 30 % [8], что также указывает на частичное формирование твердосемянности на материнском растении.
Большинство исследованных нами видов обитают на горных склонах (в основном вулканических) п-ова Камчатка и Курильских островов. Такие виды, как O. kamtchatica, O. revoluta, O. ochotensis, в сравнении с O. chankaensis имеют в год сбора значительно более высокий процент проросших семян без предпосевной обработки. Семена этих видов обладают пониженным уровнем твердосемянности, которая, вероятно, формируется в период хранения. Следовательно, глубина физического покоя видоспецифична.
Удаляется твердосемянность различными способами, в частности путем воздействия на семена серной кислотой или жидким азотом [24]. Для Oxytropis sp. из северо-восточного Китая, семена которых не прорастают без скарификации, путем воздействия кислотой удалось добиться прорастания около 80 % семян, механическая скарификация повысила уровень прорастания до 90 % [20]. После скарификации для большинства исследованных нами видов характерны дружное прорастание и всхожесть более 50 %. Исключение
составляют семена O. intermedia (срок хранения 6 лет) и O. erecta (срок хранения 10 лет), но и для них всхожесть после нарушении покоя была не ниже 30 %. Для семян этих видов, скорее всего, необходима более продолжительная скарификация (свыше 20 мин), так как непроросшие семена не сгнили, а остались твердыми. При самом длительном сроке хранения (12 лет) у O. chankaensis и O. exserta после преодоления покоя прорастало около 60 % семян, что считается весьма высоким показателем. Для дикорастущих представителей семейства Fabaceae характерны семена-макробиотики, сохраняющие жизнеспособность до 15 лет и более. Всхожесть семян O. aciphylla на 11-13-й годы хранения составила 67 % [4], O. wrangelii после 23 лет хранения - 9 % [1].
Результаты прорастания семян после обработки их жидким азотом показали, что семена изученных видов сохраняют свою жизнеспособность. Нарушение целостности семенной оболочки, как и при скарификации, носит видоспецифический характер. После экспозиции семян в азоте всхожесть по сравнению с контролем повышается, для ряда видов ускоряются и темпы прорастания. Преодоление физического покоя семян после криокон-сервации было отмечено ранее для дикорастущих бобовых и других видов, характеризующихся твердосемянностью [24, 27]. После обработки семян серной кислотой наблюдается более высокая энергия их прорастания по сравнению с криообработкой.
При создании репрезентативной коллекции семян эндемичных видов, в отличие от ши-рокоареальных, необходим сбор семян из всех доступных местообитаний. Для максимально полной мобилизации генетических ресурсов вида рекомендуется оценивать внутривидовое разнообразие с использованием молекулярных маркеров [28]. Имеются данные об уровне генетического разнообразия в популяциях O. chankaensis, O. kamtchatica и O. revoluta [18, 19]. В каждой из пяти популяций O. chankaensis были обнаружены уникальные генотипы, которые могут отражать адаптационное разнообразие вида; с учетом низкой численности популяций необходима мобилизация генофонда каждой из них [19]. Две исследованные популяции O. kamtchatica также отличались генетическим своеобразием [18], что указывает на необходимость представительства обеих в коллекции семян. В то же время три популяции O. revoluta не имели выраженных генетических различий [18], поэтому любая из них может служить источником материала для коллекции.
Заключение
Семена изученных нами 12 эндемичных видов рода Oxytropis Сибири и Дальнего Востока России обладают физическим типом покоя различной глубины, для преодоления которого необходима предпосевная обработка семян, обеспечивающая нарушение целостности семенной кожуры. В наших опытах это достигалось обработкой семян концентрированной серной кислотой или экспозицией их в жидком азоте при температуре -196 °С. Выявлена видоспецифическая реакция свежесобранных и хранившихся семян на данные воздействия. Высокая жизнеспособность семян при действии жидкого азота указывает на возможность их хранения в низкотемпературных банках как наиболее надежных. Для создания репрезентативной коллекции эндемичных видов рекомендуется оценивать внутривидовое разнообразие и собирать семена из всех доступных местообитаний. Полученные нами результаты могут быть полезны при интродукции и реинтродукции видов с целью сохранения биоразнообразия.
Авторы выражают искреннюю благодарность сотрудникам Федерального научного центра биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН д.б.н. В.Ю. Баркалову, к.б.н. В.В. Якубову, к.б.н. О.В. Наконечной и сотруднику Ботанического сада-института ДВО РАН к.б.н. В.П. Верхолат за сбор материала для исследований.
ЛИТЕРАТУРА
1. Андриянова Е.А. Жизнеспособность семян растений севера Дальнего Востока после различных сроков хранения // Растительн. ресурсы. 2014. Т. 50, вып. 3. С. 367-375.
2. Баркалов В.Ю. Флора Курильских островов. Владивосток: Дальнаука, 2009. 468 с.
3. Блинова К.Ф., Саканян Е.И. Виды Oxytropis DC., применяемые в тибетской медицине, и их флавоноидный состав // Растительн. ресурсы. 1986. Т. 22, вып. 2. С. 266-272.
4. Борисова И.В. О долговечности семян некоторых степных и пустынных растений Казахстана и Монголии // Ботан. журн. 1998. Т. 83, № 6. С. 55-66.
5. Воронкова Н.М., Холина А.Б., Верхолат В.П. Биоморфология растений и прорастание семян пионерных видов вулканов Камчатки // Изв. РАН. Сер. биол. 2008. Т. 35, № 6. С. 696-702.
6. Воронкова Н.М., Холина А.Б. Влияние глубокого замораживания на прорастание семян растений при-брежно-морских и прилегающих территорий Дальнего Востока России // Вестн. ДВО РАН. 2016. № 3. C. 31-38.
7. Воронкова Н.М., Холина А.Б. Сохранение эндемичных видов Дальнего Востока России с помощью глубокого замораживания семян // Изв. РАН. Сер. биол. 2010. Т. 37, № 5. С. 581-586.
8. Гуреева И.И., Бытотова С.В. Эколого-демографические исследования Oxytropis reverdattoi Jurtz. (Fabaceae) // Krylovia. 2001. Т. 3, № 2. С. 99-105.
9. Малышев Л.И. Разнообразие рода Остролодка (Oxytropis) в азиатской России // Turczaninowia. 2008. Т. 11, № 4. С. 5-141.
10. Николаева М.Г., Разумова М.В., Гладкова В.Н. Справочник по проращиванию покоящихся семян. Л.: Наука, 1985. 348 с.
11. Павлова Н.С. Бобовые полуострова Камчатка и их кормовая ценность // Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей. Материалы региональной научной конференции. Петропавловск-Камчатский,
2000. С. 33-35.
12. Павлова Н.С. Бобовые - Fabaceae // Сосудистые растения советского Дальнего Востока. Л.: Наука, 1989. Т. 4. С. 191-339.
13. Перфильева В.И. Остролодочник охотский Oxytropis ochotensis Bunge // Красная книга Якутской АССР. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений. Новосибирск: Наука, 1987. С. 49-50.
14. Пешкова Г.А. Флорогенетический анализ степной флоры гор Южной Сибири. Новосибирск: Наука,
2001. 192 с.
15. Пленник Р.Я. Морфологическая эволюция бобовых Юго-Восточного Алтая (на примере родовых комплексов Astragalus L. и Oxytropis DC.). Новосибирск: Наука, 1976. 216 с.
16. Сонникова А.Е. Остролодочник средний Oxytropis intermedia Bunge // Красная книга Красноярского края. Т. 2. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды дикорастущих растений и грибов. Красноярск: Сиб. фед. ун-т, 2012. С. 170.
17. Тихонова В.Л. Долговременное хранение семян // Физиология растений. 1999. Т. 46, № 3. С. 467-476.
18. Холина А.Б., Наконечная О.В., Якубов В.В., Корень О.Г. Генетическая изменчивость шести видов растений рода Oxytropis DC. (Fabaceae) п-ова Камчатка // Генетика. 2013. Т. 49, № 10. С. 1174-1182.
19. Холина А.Б., Корень О.Г., Журавлев Ю.Н. Генетическая структура и дифференциация популяций тетра-плоида Oxytropis chankaensis (Fabaceae) // Генетика. 2009. Т. 45, № 1. С. 81-91.
20. Abudureheman B., Liu H., Zhang D., Guan K. Identification of physical dormancy and dormancy release patterns in several species (Fabaceae) of cold desert, north-west China // Seed Sci. Res. 2014. Vol. 24. P. 133-145.
21. Engelmann F. Plant cryopreservation: progress and prospects // In Vitro Cell. Dev. Pl. 2004. Vol. 40, N 5. P. 427-433.
22. Hay F.R., Probert R.J. Advances in seed conservation of wild plant species: a review of recent research // Con-serv. Physiol. 2013. Vol. 1, N 1. P. 1-11.
23. Jayasuriya K.M.G.G., Wijetunga A.S.T.B., Baskin J.M., Baskin C.C. Seed dormancy and storage behaviour in tropical Fabaceae: a study of 100 species from Sri Lanka // Seed Sci. Res. 2013. Vol. 23. P. 257-269.
24. Kholina A.B., Voronkova N.M. Seed cryopreservation of some medicinal legumes // J. Bot. 2012. Vol. 2012, Article ID 186891. doi:10.1155/2012/186891
25. Kozuharova E., Richards A.-J. Seed germination and seedling development of threatened Bulgarian endemic Oxytropis species (Fabaceae) // Compt. rend. Acad. Bulg. Sci. 2009. Vol. 62, N 7. P. 831-838.
26. Li M.X., Lan Z.H., Wei L.L., Zhang W.J., Zhang R.X., Jia Zh.P. Phytochemical and biological studies of plants from the genus Oxytropis // Rec. Nat. Prod. 2012. Vol. 6, N 1. P. 1-20.
27. Perez-Garsia F. Effect of cryopreservation, gibberellic acid and mechanical scarification on the seed germination of eight endemic species from the Canary Islands // Seed Sci. Technol. 2008. Vol. 36, N 1. P. 237-242.
28. Rao N.K. Plant genetic resources: Advances conservation and use through biotechnology // Afr. J. Biotechnol. 2004. Vol. 3. P. 136-145.
