doi: 10.15389/agrobiology.2017.4.820rus
УДК 636.086.1:633.16:581.16:632.118.3
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда
(грант № 14-14-00666).
ПРОЯВЛЕНИЕ ЭФФЕКТА ГОРМЕЗИСА У РАСТЕНИЙ
ЯЧМЕНЯ
(Hordeum vulgare L.) В КОНТРАСТНЫХ УСЛОВИЯХ
ПРОИЗРАСТАНИЯ
ПРИ γ-ОБЛУЧЕНИИ СЕМЯН
Р.С. ЧУРЮКИН, С.А. ГЕРАСЬКИН
Выяснение механизмов адаптивных реакций организма на слабые внешние воздействия — одна из наиболее сложных и актуальных проблем современной биологии. К таким реакциям относится эффект гормезиса, представляющий собой стимулирующее действие умеренных доз стрессоров, существование которого при воздействии низкими дозами разнообразных физических и химических агентов многократно подтверждено на всех уровнях организации живой материи. Динамику роста и развития растений, выросших из γ-облученных семян ячменя (Hordeum vulgare L.) сорта Нур (сочетает высокий потенциал продуктивности — до 80 ц/га, устойчивость к засухе, хорошие фуражные и пивоваренные качества зерна, высокую устойчивость к полеганию, ряду опасных болезней) изучали в полевом эксперименте. Показано, что облучение семян существенно влияло на развитие растений в течение всего вегетационного периода. Сокращалась длительность начальных этапов онтогенеза, а фаза полной спелости наступала на 5-7 сут раньше, чем в контроле. Увеличивалась длина стеблей, масса 1000 зерен, число зерен в колосе, число продуктивных стеблей, масса соломы и колосьев. Зависимость значений хозяйственно ценных признаков от дозы γ-облучения семян статистически значимо лучше описывалась моделями, учитывающими гормезис. Влияние предпосевного облучения различалось в годы с контрастными погодными условиями. В засушливом 2014 году повышение урожая определялось увеличением числа продуктивных стеблей, а в оптимальных условиях 2015 года — ростом числа зерен в колосе. В 2016 году увеличение количества осадков в 2,5 раза относительно климатической нормы нивелировало стимулирующие эффекты. Полученные в настоящей работе результаты свидетельствуют о том, что предпосевное γ-облучение семян существенно влияет на развитие растений ячменя в течение всего вегетационного периода, изменяя структуру урожая. У растений из семян, облученных в стимулирующих дозах, статистически значимо увеличилось проявление хозяйственно ценных признаков при выращивании в контрастные по погодным условиям вегетационные сезоны. Конкретная реализация эффекта гормезиса зависит от условий, в которых происходило развитие растений.
Ключевые слова: ячмень, семена, γ-облучение, гормезис, стимуляция роста и развития, урожайность.
R.S. Churyukin, S.A. Geras’kin
Identification of mechanisms of adaptive response to weak external exposure is one of the most complex and urgent problems of the modern biology. Such reactions include the effect of hormesis which is the stimulating effect of moderate doses of stressors (e.g. the low doses of various physical and chemical agents) repeatedly confirmed at all levels of the organization of living matter. The dynamics of the growth and development of barley (Hordeum vulgare L.) plants, grown from γ-irradiated barley seeds of Nur variety, which combines high productivity potential (up to 80 c/ha), resistance to drought, good forage and brewing qualities of grain, high resistance to lodging and serious diseases, was studied in a field trial. It was shown that irradiation of seeds significantly influenced the development of plants throughout the vegetative period. The duration of the initial stages of ontogenesis was shortened, and the phase of full ripeness came on 5-7 days earlier than in the control. The length of the stems, the weight of 1000 grains, the number of grains per ear, the number of productive stems, the weight of straw and ears increased. The dependence of economically valuable traits on the dose of γg-irradiation of seeds was statistically significantly better described by models that take into account the effect of hormesis. The manifestation of the effect of presowing γ-irradiation was different in the years with contrasting weather conditions. In the dry year of 2014, the increase in yield was determined by the increase in the number of productive stems, and under optimal conditions in 2015, this was due to the increase in the number of grains per ear. In 2016, an increase in the amount of precipitation by 2.5 times relative to the climatic norm leveled the stimulating effects. The results obtained in this study indicate that presowing γ-irradiation of seeds notably affects the development of barley plants throughout the growing season, significantly changing the structure of the crop. In the plants from the seeds irradiated at stimulating doses, the manifestation of economically valuable traits was statistically significantly increased when vegetation seasons were contrasting in weather conditions. Realization of the effect of hormesis specifically depends on the conditions in which the plants developed.
Keywords:barley, gamma irradiation, seeds, hormesis, growth and development stimulation, yield.
ФГБНУ Всероссийский НИИ радиологии |
Поступила в редакцию |
