Особенности изменений в строении оболочки семенной кожуры Gleditsia triacanthos L. при прорастании 

Анастасия Андреевна Балакина, аспирант, Волгоградский государственный технический университет (Россия, г. Волгоград, проспект Ленина, 28), E-mail: as.balakina@rambler.ru
Елена Эдуардовна Нефедьева, доктор биологических наук, доцент, профессор кафедры промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности, Волгоградский государственный технический университет (Россия, г. Волгоград, проспект Ленина, 28), E-mail: nefedieva@rambler.ru
Ксения Гочаевна Тутарашвили, аспирант, Волгоградский государственный технический университет (Россия, г. Волгоград, проспект Ленина, 28), E-mail: kseniatutarashvili1996@mail.ru
Ярославна Игоревна Храмова, аспирант, Волгоградский государственный технический университет (Россия, г. Волгоград, проспект Ленина, 28), E-mail: yaroslavnacosmos1994@gmail.com 

581.48 

DOI

10.21685/2307-9150-2021-4-3 

Актуальность и цели. Гледичия трехколючковая – Gleditsia triacanthos L. – лиственное дерево, используемое в озеленении парковых зон. G. triacanthos многоцелевой вид деревьев, образующий темно-коричневые семена с твердым покровом. Семена имеют состояние глубокого покоя из-за твердой семенной оболочки. G. triacanthos имеет высокую хозяйственную ценность, однако его выращивание осложнено тем, что семена прорастают медленно, всходы появляются неодновременно. Цель – описать структуру семенной оболочки гледичии трехколючковой, а также изменения, происходящие в ней при прорастании. Материалы и методы. Гледичия трехколючковая имеет семена с твердой семенной кожурой. Для изучения явления твердосемянности была исследована семенная кожура гледичии с помощью электронного сканирующего микроскопа “Versa 3D”, ИК-Фурье спектрометра “Nicolet-6700”. Кожуру исследовали в нативном состоянии, а также после замачивания семян. Результаты. Наружный слой семенной кожуры гледичии состоит из двух рядов столбчатых клеток, разломы между которыми образуют трещины на поверхности семени. При набухании эти клетки растягиваются, что приводит к росту трещин и дает возможность воде проникать в следующие слои. ИК-спектральный анализ семенной кожуры показал, что основу кожуры гледичии составляют целлюлоза и лигнин. Выводы. Семена Gleditsia triacanthos имеют твердую семенную кожуру и плохо прорастают. В семенной кожуре гледичии было выявлено три основных слоя с разными физико-химическими и механическими свойствами. При набухании семян трещины на внешнем слое увеличиваются, прослеживается трехступенчатый контроль набухания. С помощью ИК-спектрометрии Фурье обнаружено наличие в составе семенной кожуры гледичии лигнина, небольших количеств суберина, гемицеллюлоз, а также продуктов окисления целлюлозы и лигнина. 

Ключевые слова

гледичия трехколючковая, Gleditsia triacanthos, твердосемянность, прорастание, семенная оболочка 

 Скачать статью в формате PDF

1. Obroucheva N. V., Sinkevich I. A., Lityagina S. V., Novikova G. V. Water relations in germinating seeds // Russian Journal of Plant Physiology. 2017. T. 64, № 4. P. 625–633.
2. Bentsink L., Hanson J., Hanhart C. J. [et al.]. Natural variation for seed dormancy in Arabidopsis is regulated by additive genetic and molecular pathways // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010. T. 107. P. 4264–4269. doi:10.1073/pnas.1000410107
3. Атлас лекарственных растений СССР / гл. ред. акад. Н. В. Цицин. М. : Медгиз, 1962. 702 с.
4. Rakhmanberdyeva R. K., Filippov M. P. Infrared spectroscopy study of gleditsia macracantha seeds // Chemistry of Natural Compounds. 2011. T. 47, № 2. P. 179–181.
5. Pedrol N., Puig C. G., López-Nogueira A. [et al.]. Optimal and synchronized germination of Robinia pseudoacacia, Acacia dealbata and other woody Fabaceae using a handheld rotary tool: concomitant reduction of physical and physiological seed dormancy // Journal of Forestry Research. 2017. № 29. P. 1–8.
6. Ertekin M., Kirdar E. Effects of seed coat colour on seed characteristics of honeylocust (Gleditsia triacanthos) // African Journal of Agricultural Research. 2010. T. 5, № 17. P. 2434–2438.
7. Estévez A. M., Escobar B., Sepúlveda M. Physical and rheological characterization of seeds of three legume trees // Idesia. 2012. T. 30, № 1. P. 83–91.
8. Koornneef M., Bentsink L., Hilhorst H. Seed dormancy and germination // Current Opinion in Plant Biology. 2002. T. 5. P. 33–36.
9. Ferreras A. E., Funes G., Galetto L. The role of seed germination in the invasion process of Honey locust (Gleditsia triacanthos L., Fabaceae): Comparison with a native confamilial // Plant Species Biology. 2015. T. 30, № 2. P. 126–136.
10. Jiang J.-X., Jian H.-L., Cristhian C. [et al.]. Structural and thermal characterization of galactomannans from genus Gleditsia seeds as potential food gum substitutes // Journal of the Science of Food and Agriculture. 2011. T. 91, № 4. P. 732–737.
11. Linkies A., Graeber K., Knight C., Leubner-Metzger G. The evolution of seeds // New Phytol. 2010. P. 186, 817–831. doi:10.1111/j.1469-8137.2010.03249.x
12. Нефедьева Е. Э., Белопухов С. Л., Верхотуров В. В., Лысак В. И. Роль фитогормонов в регуляции прорастания семян // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2013. № 1. C. 61–66.
13. Медведев С. С. Физиология растений. СПб. : Изд-во Санкт-Петербургского ун-та, 2004. 358 с.
14. Finch-Savage W. E., Leubner-Metzger G. Seed dormancy and the control of germination // The New phytologist. 2006. T. 171, № 3. P. 501–523.
15. Якушкина Н. И., Бахтенко Е. Ю. Физиология растений. М. : Владос, 2004. 463 с.