تأثير عمر البذور على صفات الأصناف

إن تحسين جودة تلك النباتات التي يتم تربيتها لتلبية احتياجاتنا له أهمية كبيرة. بعد أن بدأ ، ربما ، ببذر شبه عشوائي بالقرب من كوخ الصيد الخاص به من البذور الأولى التي ظهرت في متناول اليد ، يبحث شخص في فجر تاريخه الثقافي عن نباتات جديدة ؛ تدريجيًا ، تظهر النباتات المزروعة ، والتي تختلف في أي شيء أو لا شيء تقريبًا عن أسلافها البرية ، ثم تكتسب المزيد والمزيد من الميزات.

مع مرور الوقت ، خلق الإنسان من حوله "نباتًا" خاصًا جدًا - عالمًا اصطناعيًا كاملًا من مثل هذه النباتات ، التي ليست في البرية ولم توجد أبدًا.

من أهم سمات النباتات المزروعة أنه لا يمكن أن توجد في أغلب الأحيان دون رعاية الإنسان لبذورها. من ناحية أخرى ، يمكن لأي شخص استخدام تلك النباتات فقط لتلبية احتياجاته ، والتي يمكن لبذورها البقاء على قيد الحياة لعدة أشهر على الأقل ، قبل بداية اللحظة المناسبة للزراعة.

لقد أنشأ الإنسان ويستمر في إنشاء مثل هذه النباتات التي تناسب أغراضه الاقتصادية بشكل خاص. إنه يبحث عن أصناف لا تمطر بذورها عندما تنضج ، وذلك لتجنب خسائر المحصول الكبيرة. على سبيل المثال ، في حبوب ذرة تجلس الحبوب بقوة على قطعة خبز بحيث لا يمكن تحريرها إلا بالقوة. بالنسبة للنبات البري ، بالنسبة للجزء الأكبر ، العكس هو مفيد - بذر بذوره بأسهل ما يمكن. من السهل أن نفهم أن الذرة لا يمكن أن توجد في البرية على الإطلاق: فالحبوب المتبقية بإحكام على الكوز ستنبت معًا عندما يسقط الكوز على أرض رطبة ، وسوف تتكدس البراعم مع بعضها البعض. لكن هذا لا يكفي ، ففي الغالبية العظمى من الحالات ، يمكن أن تنبت بذور النباتات المزروعة في نهاية الصيف ، بعد وقت قصير من النضج. وهذا يعني بالنسبة لهم الموت التام في ظروف مناخنا: فالبراعم الرقيقة لمعظم أنواع النباتات ، بالطبع ، لا تستطيع تحمل برد الشتاء. تحت حماية الإنسان ، تقضي البذور في حظائره وتزرع فقط في الربيع القادم. هناك ، صحيح ، نباتات شتوية ، لكنها أقلية ، ولا تعيش الشتاء في كل مناخ ؛ في أقصى الشمال ، يمكن فقط للنباتات الربيعية الناضجة المبكرة البقاء على قيد الحياة. هذا هو السبب في أن زراعة الشعير ، وهو نبات ربيعي مبكر النضج ، يذهب إلى أقصى الشمال.

ولكن لكي يكون النبات مناسبًا للزراعة ، يجب أن يحتوي على بذور يمكن تخزينها لفترة طويلة دون أن تفقد إنباتها. لذلك ، مهما كانت قيمة النبات في صفاته ، فهو غير مناسب تمامًا للزراعة في ظروفنا إذا كان لا يمكن الحفاظ على بذوره قابلة للحياة من الحصاد إلى البذر. أخيرًا ، هناك حالات تظل فيها البذور قابلة للحياة ، فقط في ظل ظروف يصعب إنشاؤها صناعيًا ، على سبيل المثال ، تخزين كميات كبيرة من الحبوب في الماء (أرز المياه البرية).

ما أهمية مدة وطريقة تخزين بذور النباتات التي يتم الحصول عليها منها؟

دعونا نتذكر أولاً ما هي البذرة. تحتوي بذرة كل نبات بداخلها على جنين له جذر صغير وساق ؛ من الجزء العلوي الأخير ، بعد الإنبات ، تبدأ الأوراق في النمو. يتكون إنبات البذرة من حقيقة أن هذا النبات الجنيني الصغير يبدأ في النمو ، ويتطور تدريجياً إلى نبات بالغ كبير. يعتمد نمو الجنين ، مثل أي كائن حي آخر ، على حقيقة أن الخلايا المكونة له تتكاثر. تشكل هذه الخلايا المنقسمة رأس الجذر وقمة الساق في الجنين ؛ جميع جذور النبات المستقبلي تنشأ من عدة خلايا من طرف الجذر للجنين ، وجميع الأجزاء الموجودة فوق الأرض من النبات (حتى في الأشجار العملاقة) تنشأ من عدة خلايا أولية من قمة الساق الجنينية.

تعتمد جودة النباتات التي تنمو منها على جودة البذور - ليس فقط الجاودار ينمو بالتأكيد من بذور الجاودار ، وليس القمح ، ولكن الجاودار الجيد سينمو من بذور نوع جيد من الجاودار ، وينمو الجاودار السيئ من بذور الجاودار. بذور سيئة.

كما رأينا للتو ، فإن النبات الذي ينمو من البذور يأتي من عدد قليل من خلايا الجنين. لذلك ، من الواضح أنه يجب احتواء مقومات صفاته في هذه الخلايا. هذه الميول - الجينات - موجودة في نواة الخلية ، وبشكل أكثر دقة في الكروموسومات - صغيرة ، عدة آلاف من المليمتر في الحجم ، أجسام تظهر في النواة في كل مرة يحدث فيها انقسام ، أي تكاثر الخلايا. تشكل مجموعة الكروموسومات الجهاز الذي يتم بمساعدته نقل خصائص الخصائص أثناء تطور الكائن الحي من جيل خلوي إلى آخر. هذا هو جهاز الوراثة. تعتمد أي اختلافات بين النباتات التي تنتقل عبر البذور ، سواء كان لون الأزهار أو طعم الثمرة أو حجم المحصول ، على الميول الموجودة في الكروموسومات - الجينات التي تنتقل بصحة ثابتة أثناء كل انقسام خلية إلى الناتج. الخلايا. لذلك ، تحتوي جميع الخلايا التي يتكون منها الكائن الحي على نفس الجينات. تختلف الأجزاء الفردية من الكائن الحي ، على سبيل المثال ، ورقة ، وساق ، وجذر ، وزهرة ، عن بعضها البعض في النبات لأن تطورها يحدث في ظل ظروف مختلفة. كل خلية يمكنها التكاثر - قمة الساق أو طرف جذر الجنين - تحتوي في نواتها على نفس مجموعة الجينات ، التي تؤثر خصائصها على طبيعة ونوعية النبات النامي.

يعتمد ثبات هذه الخصائص - "الوراثة" - على حقيقة أنه خلال كل انقسام للخلية ، لا تنقسم الخلية إلى نصفين فقط ، ولكن كل جسيم صغير من الكروموسوم ، ينقسم كل جين أيضًا إلى قسمين ، مكونين اثنين من الكروموسومات متطابقة تمامًا ، اثنان جينات متطابقة تمامًا. تظل خصائص الجينات دون تغيير لآلاف وملايين السنين ؛ نحن نعرف العديد من النباتات التي ليس فقط
لم يتغير خلال فترة تاريخية امتدت لعدة آلاف من السنين ، على سبيل المثال ، منذ عهد الفراعنة المصريين ، بل ظلوا على حالهم مثل أسلافهم الذين عاشوا قبل ملايين السنين ووجدوا في الترسبات القديمة لقشرة الأرض.

جنين البذرة عبارة عن مخزن صغير من الجينات الموروثة من النبات الذي نضجت فيه البذرة. تختبئ الحياة بكل ميزاتها في طبقة البذرة وتنتظر الظروف غير المواتية ؛ بمجرد أن يأتي الوقت المناسب ، يبدأ التطور ، وينمو النبات ، وتعتمد صفاته على جودة الجينات الموجودة في خلايا الجنين. يتم الحفاظ على هذه الصفات ليس فقط أثناء إنبات البذور ، ولكن أيضًا أثناء الراحة ، عندما تجف البذرة.

لكن ماذا يحدث للميول الوراثية للجنين الموجودة في البذرة مع مرور الوقت؟ عادة ما يتم تحديد مدة هذه الفترة من عمر النبات بدقة: ينمو البلوط لآلاف السنين ، بينما يكمن البلوط ، دون إنبات ، شتاء واحد فقط ؛ تنمو الصفصاف أيضًا لسنوات عديدة ، لكن بذورها تنبت فور سقوطها على أرض مبللة. نادرًا ما تبقى البذور في الطبيعة دون إنبات لأكثر من 6-7 أشهر. ماذا يفعل بهم إذا اضطروا إلى الاستلقاء دون إنبات لفترات أطول؟ هل تظل الخصائص الوراثية للجنين دون تغيير أم على العكس من ذلك ، هل تتغير بمرور الوقت؟

يعلم الجميع ، بالطبع ، أنه لا توجد مثل هذه البذور التي من شأنها أن تحتفظ إلى الأبد بالقدرة على الإنبات - عاجلاً أم آجلاً تفقد إنباتها. تختلف الفترة التي تظل فيها البذور قابلة للحياة اختلافًا كبيرًا بالنسبة للنباتات المختلفة ، في الجاودار ، على سبيل المثال ، تكون أقصر بكثير مما هي عليه في القمح ، في بذور الصفصاف تفقد الإنبات بعد بضعة أيام بعد النضج ، تظل بذور اللوتس الهندية قابلة للحياة لمدة قرن أو حتى أكثر ... يجب اعتبار هذه الفترات الطويلة ، ومع ذلك ، استثنائية.

يتم تحديد إنبات البذور في محطات خاصة للتحكم في البذور ويتم حسابها كنسبة مئوية.عند تقييم جودة البذور ، أولاً وقبل كل شيء ، يتم الاهتمام بنسبة الإنبات ؛ فكلما انخفض ، يجب زرع المزيد من البذور في نفس المنطقة من أجل الحصول على الكثافة النباتية المطلوبة.

لا يزال سبب فقدان الإنبات غير معروف. نحن نعرف فقط الظروف التي تؤثر على إنبات البذور. لذلك وجد أن المحتوى الرطوبي القوي للبذور يؤدي إلى فقدان سريع للإنبات ، بينما في الجفاف ، على العكس من ذلك ، يستمر الإنبات لفترة أطول. غالبًا ما تفقد بذور الجاودار في منطقة موسكو ، حيث تكون رطبة نوعًا ما ، إنباتها تمامًا بحلول العام الثالث ، وفي ولاية أريزونا الأمريكية ، التي تتمتع بمناخ جاف ، يُظهر الجاودار نفسه إنباتًا جيدًا للعام العاشر. تفقد البذور إنباتها بسرعة خاصة في اليابان بسبب المناخ الرطب للغاية هناك. ولكن حتى في المناخات شديدة الجفاف ، يمكن للبذور أن تفقد إنباتها بسرعة بسبب رطوبتها ، على سبيل المثال ، إذا لم يتم تجفيفها بشكل كافٍ بعد الحصاد ، أو تكديسها في غرفة رطبة ، إلخ.

حتى وقت قريب جدًا ، كان يُعتقد أنه لم تحدث تغييرات في البذور ، باستثناء الفقد التدريجي للإنبات. جميع الصفات المتنوعة - النمو ، معدل التطور ، المحصول ، جودة الفاكهة أو الحبوب ، متطلبات التربة ، المناخ ، إلخ - اعتبرت مستقرة ، غير قابلة للتلف ، أكثر ديمومة من الحياة نفسها يبدو أن الجنين يموت قبل أن تتغير صفاته الوراثية.

هذا الاستقرار المذهل للميول الوراثية ، مع ذلك ، ليس مطلقًا. لأكثر من ثلاثين عامًا ، كان معروفًا أن صفات النباتات يمكن أن تتغير: فهي تزرع ، على سبيل المثال ، قمحًا ضعيفًا - وفجأة ينمو نبات شائك واحد أو أكثر في الحقل ؛ أو الشتلات الصفراء ، الخالية من الكلوروفيل ، تظهر فجأة بين البذر ، أو تظهر الأزهار البيضاء بين النباتات ذات الزهور الحمراء ، إلخ. غالبًا ما تكون هذه التغييرات وراثية ، تنتقل عبر البذور إلى أجيال أخرى ؛ وهكذا ، من بذور نبات شائك ناشئ ، تنمو النباتات الشائكة بشكل أكبر. مثل هذه التغييرات النادرة - ونادرًا ما تحدث ، مرة واحدة من مئات الآلاف والملايين من النباتات - التي تنتقل إلى الأبناء تسمى الطفرات. كما تم إثباته الآن ، هم سبب كل الاختلافات بين الأنواع الموجودة من الكائنات الحية: إذا لم تكن هناك طفرات ، فلن يكون هناك أنا وأنت. ربما توجد الحياة على الأرض في أبسط أشكالها.

معظم الطفرات ضارة بالجسم: في النبات ، غالبًا ما تؤدي الطفرة إلى العقم ، إلى العديد من المخالفات والتشوهات في النمو. لكن بعض الطفرات مفيدة للنبات أو مفيدة للبشر ؛ بالتقاط مثل هذه الطفرات ، خلق الإنسان العديد من أنواع النباتات التي يحتاجها. من الواضح مدى أهمية أن نتعلم كيفية إدارة الطفرات. من الضروري أيضًا إدارتها من أجل حماية "أصنافنا القيمة" من ظهور صفات غير ضرورية وضارة فيها.

ومع ذلك ، فإن أسباب الطفرات لا تزال مجهولة. فقط في 6-7 سنوات الماضية ثبت أن عددهم يمكن أن يزداد بشكل كبير من خلال التأثيرات الخارجية على الجسم ، على الخلايا التي تؤدي إلى نشوء الجسم. التأثير الأقوى في هذا الصدد هو الأشعة السينية ، تشعيع الأزهار أو البذور الناضجة التي يمكن أن تزيد من عدد الطفرات بمئات المرات ، وبالتالي تخلق بسرعة العديد من الصفات الجديدة للنباتات.

ما هو سبب الطفرات؟ كاتب هذه السطور كان يبحث عنها لفترة طويلة. منذ عدة سنوات ، أصبح واضحًا لي أن سبب الطفرات يجب أن يكون وثيق الصلة بعمليات الحياة التي تحدث في الخلية ، وليس من الخارج ، على شكل أشعة سينية ، على سبيل المثال. الطفرات موجودة في كل مكان - لذلك يجب أن يكون سببها في كل مكان. بشكل عام ، كان من الأسهل افتراض أن الظروف المسببة للطفرات تنشأ ، كما قيل للتو ، داخل الخلية بسبب عمليات الحياة التي تحدث هناك.

ما هي العمليات التي تحدث في البذرة عندما تكذب وتفقد إنباتها ببطء؟ هل هناك خسارة في الإنبات فقط أم أن هناك تغيرات أخرى في خصائص الجنين؟ ألا تحدث ، أثناء كذب البذرة ، تغيرات في الخصائص الوراثية للجنين الموجود فيها؟ هل صحيح أن صفات الأصناف تبقى على حالها تمامًا أثناء بقاء الجنين على قيد الحياة؟

لقد عرف الممارسون منذ فترة طويلة أن البذور القديمة لا تنمو من البذور الطازجة. أظهرت لنا الملاحظات طويلة المدى نفس الشيء. علاوة على ذلك ، بعد أن عملنا لعدة سنوات على الإنتاج الاصطناعي للطفرات عن طريق تشعيع البذور بالأشعة السينية ، لاحظنا أن الشتلات التي تم الحصول عليها من هذه البذور متشابهة جدًا في خصائصها مع تلك التي تزرع من البذور القديمة.

أجريت الدراسات التفصيلية في مختبر علم الوراثة الخلوية التابع للمعهد البيولوجي التابع لـ CIK الذي يحمل اسم V.I. اكتشف K.A. Timiryazev في موسكو ظاهرة ملحوظة: كلما تقدمت البذور ، تم الحصول على المزيد من الطفرات بين النباتات المزروعة منها. تظهر العديد من النباتات القبيحة ، والعديد منها معقم تقريبًا أو كليًا ، وتظهر أنواع جديدة تمامًا ، وما إلى ذلك. وقد تم بالفعل اختبار هذه البيانات على العديد من أنواع النباتات ، بما في ذلك الجاودار والذرة والشعير ، وتم اختبارها ليس فقط هنا ، ولكن أيضًا للحدود. اكتشاف مهم آخر ، تم إجراؤه في وقت واحد تقريبًا في بلدنا ، وعلى أساس عملنا الأول ، في كندا ، كان اكتشاف أن عدد الطفرات يعتمد على الحرارة والرطوبة: كلما كانت الغرفة أكثر دفئًا حيث يتم تخزين البذور أو كلما كانت الرطوبة أكثر ، تحدث المزيد من الطفرات في النباتات.

يتم التعبير عن هذه الطفرات بأكثر الطرق تنوعًا ؛ معظمهم ، كما هو الحال دائمًا ، ضارون. إذا كانت البذور قديمة جدًا أو كانت موضوعة في ظروف شديدة الرطوبة والحرارة ، فإن الطفرات تعطل مسار التطور تمامًا وتفقد البذرة الإنبات.

الميزة المدهشة ، ولكن المفهومة تمامًا لهذه النباتات الطافرة هي أنها دائمًا ما تكون خيميرا (هذا هو اسم النباتات التي تتكون من أنسجة ذات صفات وراثية مختلفة ؛ الوهم هو ، في الواقع ، أي شجرة مطعمة ، على سبيل المثال شجرة الفاكهة ، لأنه يتكون من أجزاء وراثية مختلفة - من سلالة برية وسليل ثقافي). لماذا يكون الأمر كذلك ، فمن السهل أن نفهم إذا تذكرنا أن النبات يتطور من عدة خلايا للجنين: تتكون الجذور من الخلايا القمية للجذر ، وتنشأ جميع الأجزاء الهوائية من عدة خلايا من قمة الجذع . تحدث الطفرات دائمًا بشكل مستقل في خلايا مختلفة ؛ لذلك ، من بين الخلايا الأولية للجنين ، جنبًا إلى جنب مع الخلايا الطافرة ، تبقى الخلايا الطبيعية دائمًا تقريبًا ، وبعد ذلك يتطور جزء واحد من النبات من خلايا متحولة ، والآخر من الخلايا الطبيعية. في حالات نادرة ، يتضح أن النبات يتكون من أجزاء من عدة أصناف.

يمكننا الآن استخلاص عدة استنتاجات ذات أهمية عملية بالغة الأهمية. أولاً ، تخزين البذور يعني التغيير. البذور القديمة قديمة فقط في العمر - من حيث صفاتها فهي "جديدة" ، لأنها قد لا تزرع نفس النباتات التي جمعت منها. لذلك ، من أجل العثور في أسرع وقت ممكن على صفات جديدة من النباتات ، من الضروري زرع البذور القديمة. يمكن أن تكون مخزونات البذور ، المخزنة في المحطات التجريبية لسنوات وعشرات السنين ، بمثابة المصدر الأكثر قيمة لتطوير أنواع جديدة من النباتات. من ناحية أخرى ، عند تكاثر البذور القديمة للمحاصيل الزراعية ، فإننا نجازف بإفساد الصنف ، لأن معظم الطفرات ضارة. ثانيًا ، يمكن استخدام الحرارة والرطوبة ، اللتين تسرعان من ظهور الطفرات ، لإنتاج الطفرات بشكل مصطنع. هذه الطريقة ليست رخيصة وبسيطة ومتاحة بشكل عام فحسب ، ولكنها أيضًا أفضل من غيرها لأنها لا تتطلب ظروفًا اصطناعية ، مثل الأشعة السينية. بالإضافة إلى ذلك ، سيكون هناك عدد أقل من الآثار الجانبية الضارة على النبات. لكن تخزين البذور في غرفة شديدة الحرارة أو الكثير من الرطوبة قد يجعلها غير مناسبة للمحاصيل الزراعية ، حتى لو لم ينخفض ​​معدل الإنبات كثيرًا.من الضروري بشكل خاص الخوف من التسخين الذاتي للحبوب ، حيث تعمل كل من الحرارة والرطوبة في وقت واحد.

إم إس نافاشين

ممتع: أصغر نبات

تنتمي أصغر النباتات المزهرة - ولفيا عديمة الجذور - إلى عائلة طحلب البط ، وتعيش على سطح المسطحات المائية الراكدة ، وتغطيها بفيلم بني يشبه القهوة المطحونة. نادرا ما يزيد قطر النبات الفردي عن ملليمتر. على عكس أنواع طحلب البط الأكبر حجمًا ، فإن ولفيا ليس لها جذر ؛ فهي تمتص المواد الضرورية مع غمر السطح بالكامل في الماء. لا يحتوي النبات حتى على أوراق ، كل شيء يتكون من "ورقة جذعية" قصيرة ، في انخفاض خاص ينبت منه نبات جديد مرة واحدة يوميًا. العدد الإجمالي للنباتات يتضاعف في اليوم. تزهر الذئب نادر للغاية. تقع الزهرة في الجزء العلوي بارزًا من الماء وهي عبارة عن منخفض توضع فيه مدقة واحدة وسداة واحدة.

يمكن أن تكون اللفيا عشبًا خطيرًا في حقول الأرز ، ولكن نظرًا لتكاثرها السريع ، يتم تربيتها في بعض الأحيان بشكل خاص للحصول على كتلة خضراء غنية بالبروتين والكربوهيدرات لتغذية الماشية.

منشورات مماثلة

الهليون - زراعة ورعاية

ميكروغرين جرمينور

معالجة البذور قبل البذر