Генетичні аспекти довговічності насіння деяких зернових і бобових

  • О. А. Задорожна Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН України, Україна, 61060, м. Харків, проспект Героїв Харкова, 142 https://orcid.org/0000-0002-4424-0482
  • К. М. Задорожний Харківський національний університет міського господарства ім. О. М. Бекетова, Україна, 61002, м. Харків, вул. Маршала Бажанова, 17 https://orcid.org/0000-0002-5786-8850
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v33.1579
Ключові слова: генофонд, транскрипційна регуляція, насіння, довговічність, генотип

Анотація

Мета. Висвітлити важливість генетичних аспектів зберігання насіння на прикладі важливих сільськогосподарських культур, таких як пшениця, горох, соя та інші. Показати реакцію зразків різних генотипів на довговічність насіння при різних умовах його формування. Методи. Лабораторне дослідження схожості насіння, моніторинг метеорологічних умов формування насіння, статистична обробка отриманих результатів. Результати. Проаналізовано результати моніторингу схожості насіння пшениці, гороху, нуту, сої, що зберігалось довше п’яти років. При вологості 5-8 % показана різниця довговічності насіння зразків генофонду при різних умовах формування та зберігання. Обговорюються проблеми та перспективи такого аналізу. Висновки. Отримані результати моніторингу свідчать про важливість генетичного підходу для прогнозування довговічності насіння. Слід з’ясовувати транскрипційну регуляцію формування насіння, яка впливає потім на його здатність до проростання та довговічність.

Посилання

Coolbear P. Mechanisms of seed deterioration. Seed Quality. CRC Press (USA): Boca Raton, 2020. P. 223–277. doi: 10.4324/9781003075226-8.

McGee D. C. Pathology of seed deterioration. Genet. Improv. Seed Qual. 2000. Vol. 31. P. 11–19. doi: 10.2135/cssaspecpub31.c2.

Arif M. A. R., Afzal I., Börner A. Genetic aspects and molecular causes of seed longevity in plants – a review. Plants (Basel). 2022. 11. P. 598. doi: 10.3390/plants11050598

Nagel M., Börner A. The longevity of crop seeds stored under ambient conditions. Seed Sci. Res. 2010. Vol. 20 (1). P. 1–12. doi: 10.1017/S0960258509990213.

Clerkx E. J., El-Lithy M. E., Vierling E., Ruys G. J., Blankestijn-De Vries H., Groot S. P., Vreugdenhil D., Koornneef M. Analysis of natural allelic variation of Arabidopsis seed germination and seed longevity traits between the accessions Landsberg erecta and Shakdara, using a new recombinant inbred line population. Plant Physiol. 2004. Vol. 135. P. 432–443. doi: 10.1104/pp.103.036814

Clerkx E. J., Blankestijn-De Vries H., Ruys G. J., Groot S. P., Koornneef M. Genetic differences in seed longevity of various Arabidopsis mutants. Physiol. Plant. 2004. Vol. 121. P. 448–461. doi: 10.1111/j.0031-9317.2004.00339.x

Arif M. A. R., Nagel M., Lohwasser U., Börner A. Genetic architecture of seed longevity in bread wheat (Triticum aestivum L.). J. Biosci. 2017. Vol. 42. P. 81–89. doi: 10.1007/s12038-016-9661-6.

Nguyen T.-P., Keizer P., van Eeuwijk F., Smeekens S., Bentsink L. Natural variation for seed longevity and seed dormancy are negatively correlated in Arabidopsis. Plant Physiol. 2012. Vol. 160. P. 2083–2092. doi: 10.1104/pp.112.206649.

Waterworth W. M., Footitt S., Bray C. M., Finch-Savage W. E., West C. E. DNA damage checkpoint kinase ATM regulates ger-mination and maintains genome stability in seeds. Proc. Natl. Acad. Sci. 2016. 113. 9647–9652. doi: 10.1073/pnas.1608829113.

Boussardon C., Martin-Magniette M. L., Godin B., Benamar A., Vittrant B., Citerne S., Mary-Huard T., Macherel D., Rajjou L., Budar F. Novel cytonuclear combinations modify Arabidopsis thaliana seed physiology and vigor. Front Plant Sci. 2019. Vol. 10. doi: 10.3389/fpls.2019.00032.

Renard J., Martínez-Almonacid I., Queralta Castillo I., Sonntag A., Hashim A., Bissoli G., Campos L., Muñoz-Bertomeu J., Niñoles R., Roach T. Apoplastic lipid barriers regulated by conserved homeobox transcription factors extend seed longevity in multiple plant species. New Phytol. 2021. Vol. 231. P. 679–694. doi: 10.1111/nph.17399.

Niñoles R., Ruiz-Pastor C. M., Arjona-Mudarra P., Casañ J. P., Renard J., Bueso E., Mateos R., Serrano R., Gadea J. Transcription factor DOF4.1 regulates seed longevity in Arabidopsis via seed permeability and modulation of seed storage protein accumu-lation. Frontiers in Plant Science. 2022. Vol. 13. doi: 10.3389/fpls.2022.915184.

Zadorozhna O. A., Shyianova T. P., Skorokhodov M. Yu. Seed storage durum wheat (Triticum durum Desf.) Under controlled conditions. Genetičnì Resursi Roslin. 2020. No. 26. P. 104–114. doi: 10.36814/pgr.2020.26.10. [in Ukrainian]

Zadorozhna O. A., Herasimov M. V., Shyianova T. P., Bezuhla O. N., Potiomkyna L. M., Bozhko T. N. Storage of pea, chickpea and lentil seed under controlled conditions. Genetičnì Resursi Roslin. 2015. No. 16. P. 86–98. [in Ukrainian]

Zadorozhna O. A., Herasimov M. V., Shyianova T. P., Kobyzieva L. N., Bezuhla O. M. Seed storage of soybean accessions and their longevity. Genetičnì Resursi Roslin. 2017. No. 21. P. 104–115. [in Ukrainian]