Колупаев А.Г., Леонова Е.А., Чернавский Д.С., Веселова Т.В., Веселовский В.А.
Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, биологический факультет, кафедра биофизики, 119899, Москва, Воробьёвы Горы, Россия
Предложен вариант модели сложного (парадоксального) изменения всхожести семян гороха при ускоренном старении (экспонирование семян при 400С и 80% относительной влажности воздуха). На 5-7 день всхожесть падала с 82 до 72%, на 8-10 возрастала до 92% и позже снижалась пропорционально времени тепловой обработки. Содержание воды в воздушно-сухих семенах (определение методом фосфоресценции при комнатной температуре) и скорость роста проростков варьировали синхронно со всхожестью, а выход электролитов (показатель проницаемости оболочек семян) изменялся в противофазе со всхожестью.
При построении модели исходили из следующих положений:
1) оболочка семени имеет пористую структуру;
2) поры могут быть в открытом и закрытом состояниях;
3) исходно в популяции есть две фракции семян.
Поры в оболочке семян первой фракции находятся в закрытом состоянии и семена хорошо сохраняют воду. У семян второй фракции поры открыты, оболочка легко проницаема для воды и электролитов, содержание воды меньше, чем у семян первой фракции. После помещения семян в условия повышенной влажности и температуры поры у части семян первой фракции открываются. Это уменьшает всхожесть семян, так как при проращивании они слишком быстро поглощают воду и повреждаются.
При продолжении теплового воздействия в результате физико-химических процессов в структурах семени возникают нарушения, приводящие к изменению вязкостно-упругих свойств клеточных стенок и закрыванию пор. При этом проницаемость оболочки для воды и электролитов уменьшается, и увеличивается всхожесть семян.
Дальнейший процесс старения семян связан с необратимыми изменениями мембранных структур семени и гибели последних.
Экспериментальные данные хорошо аппроксимируются модельной кривой.