Разнокачественность семян: теория и практика (обзор)

The practice of application of terms characterizing the phenomenon of variability and heterogeneity of seeds, fruits and diasporas is given. The ambiguity and inconsistency of some of them is shown. The methods of systematization and typification of seeds of different quality, based on the features and nature of the manifestation of variability of seed characteristics and causes of their causes, are considered. The main directions of practical use of knowledge about seed polymorphism, including to increase seed productivity and optimize the variability of seed parameters in the growing process, are shown. The principles of evaluation and selection of aligned fractions by morphological features correlated with high sowing and productive qualities in the process of seed refinement in the post-harvest period are presented. The morphological and anatomical causes of defects and injuries in the process of drying and processing of seeds as specific indicators of different quality are considered. The use of dispersion analysis to identify the contribution of hereditary, environmental and matrix factors in the variability of morphological characteristics of seeds, including the length of the embryo, is discussed. The features of the signs of  abnormal variability of seeds, which have an obvious and hidden nature of manifestation, are shown. Methods of selection improvement of morfometric parameters, physiological, biochemical and productive properties of seeds as methods of cardinal improvement of quality of seeds are discussed.Приведена практика применения терминов, характеризующих явление изменчивости и неоднородности семян, плодов и диаспор. Показана неоднозначность и противоречивость некоторых из них. Рассмотрены приемы систематизации и типизации разнокачественности семян, основанные на особенностях и характере проявления изменчивости признаков семян и причинах, их вызывающих. Показаны основные направления практического использования знаний о полиморфизме семян, в том числе, для повышения семенной продуктивности и оптимизации изменчивости семеноводческих параметров в процессе выращивания. Изложены принципы оценки и отбора выравненных фракций по морфологическим признакам, корреляционно связанным с высокими посевными и продуктивными качествами в процессе доработки семян в послеуборочный период. Рассмотрены морфологические и анатомические причины возникновения дефектов и травм в процессе сушки и доработки семян, как специфических показателей разнокачественности. Обсуждается применение дисперсионного анализа для выявления вклада наследственного, экологического и матрикального факторов в изменчивость морфологических признаков семян, в том числе длины зародыша. Показаны особенности признаков аномальной изменчивости семян, имеющих явный и скрытый характер проявления. Обсуждаются приемы селекционного  совершенствования морфометрических параметров, физиологических, биохимических и продуктивных свойств семян, как методы кардинального улучшения качества семян

Зародыш и морфометрические параметры семян овощных растений семейства Зонтичные как предмет селекции

The work is devoted to the study of statistical parameters of the linear dimensions of the seed, endosperm and embryo, variability, correlations, and the manifestation of these traits in hybrid combinations. Morphometric parameters largely determine the quality of seeds. The presence of an underdeveloped embryo determines the duration of the period of heterotrophic development of the seedling, affects germination, energy, longevity, seed response to changes in germination conditions, and, ultimately, increases the interphase period from sowing to germination. The article shows the high variability of these parameters in numerous representatives of vegetable crops - representatives of the Umbelliferae (Apiaceae) family, analyzes the causes that cause them, and predicts the potential use of this variability in breeding programs. The object of research was the seeds of various varieties of carrots, parsley, parsnips, celery, dill. Measurement of the length of the seed and endosperm was carried out using a caliper. The length of the embryo was determined using a microscope and a video eyepiece at ×40 magnification using the Scope Photo program. The experiment was repeated four times, in each repetition at least 20 seeds. The values of the coefficient of variation in the length of the endosperm and seed varied from 9 to 19%, depending on the species and cultivar characteristics. The variability of the embryo reached 18-28%. between the size of the embryo on the one hand and the length of the endosperm (0.208-0.369) and seed (0.213-0.376) on the other, weak correlations were noted, indicating the independent inheritance of these parameters. The hereditary conditionality of the variability of the embryo, endosperm and seed of carrots (50.8-86.5%) and parsnips (49.6-58.9%) is shown, which characterizes the real possibility of their breeding improvement. In the process of studying distant hybrids of carrots (the parental forms of which differed sharply in morphometric parameters of seeds), it was found that F1 hybrids for these traits predominantly showed positive overdominance (38.1%) and dominance (16.7%). According to the complex of relative parameters (indices), negative overdominance (23.8%) and dominance (4.8%) were more often noted. The results of many years of research indicate that the morphometric parameters (length of the seed, endosperm, embryo) and their ratios (indices) of seeds, like any other biological traits, are genetically determined and depend on species and cultivar characteristics. A comparison of wild-growing and varietal samples of carrots indicates that in the process of cultivation, the size of the embryo underwent significant upward changes, even in the absence of targeted selection. Therefore, when applying artificial selection in this direction, one can expect more significant results.Работа посвящена изучению статистических параметров линейных размеров семени, эндосперма и зародыша, изменчивости, корреляционным связям, проявлению этих признаков в гибридных комбинациях. Морфометрические параметры, в значительной степени определяют качество семян. Наличие недоразвитого зародыша обуславливает продолжительность периода гетеротрофного развития проростка, влияет на всхожесть, энергию, долговечность, реакцию семян на изменение условий прорастания и, в конечном счете, увеличивает межфазный период от посева до появления всходов. В статье показана высокая вариабельность этих параметров у многочисленных представителей овощных культур – представителей семейства Зонтичные, анализируются причины, их вызывающие и прогнозируется потенциальная возможность использования этой изменчивости в селекционных программах. Объектом исследований служили семена различных сортов моркови, петрушки, пастернака, сельдерея, укропа. Измерение длины семени и эндосперма проводилось с использованием штангенциркуля. Длину зародыша определяли с использованием микроскопа и видеоокуляра при увеличении ×40, с помощью программы Scope Photo. Повторность опыта четырехкратная, в каждой повторности не менее 20 семян. Значения коэффициента вариации длины эндосперма и семени изменялся в пределах от 9 до 19%, в зависимости от видовых и сортовых особенностей. Вариабельность зародыша достигала 18-28%. между размером зародыша с одной стороны и длиной эндосперма (0,208-0,369) и семени (0,213-0,376) с другой отмечены слабые корреляционные связи, свидетельствующие о независимом наследовании этих параметров. Показана наследственная обусловленность изменчивости зародыша, эндосперма и семени моркови (50,8-86,5%) и пастернака (49,6-58,9%), что характеризует реальную возможность их селекционного совершенствования. В процессе изучения отдаленных гибридов моркови (родительские формы которых резко отличались по морфометрическим параметрам семян) выявлено, что F1 гибриды по этим признакам преимущественно проявляли положительное сверхдоминирование (38,1%) и доминирование (16,7%). По комплексу относительных параметров (индексов) чаще отмечено отрицательное сверхдоминирование (23,8%) и доминирование (4,8%). Результаты многолетних исследований свидетельствуют, что морфометрические параметры (длина семени, эндосперма, зародыша) и их соотношения (индексы) семян, как и любые другие биологические признаки, генетически обусловлены и зависят от видовых и сортовых особенностей. Сравнение дикорастущих и сортовых образцов моркови свидетельствует о том, что в процессе окультуривания размер зародыша претерпевал существенные изменения в сторону увеличения, даже при отсутствии целенаправленного отбора. Поэтому, при применении искусственного отбора в этом направлении, можно ожидать более значительных результатов

Семенная продуктивность и морфометрические параметры семян Myrrhis odorata (L.) Scop. в условиях Московской области

The research was carried out in 2018 – 2022 at the Experimental Production Farm “Bykovo” AllRussian Research Institute of Vegetable Growing - a branch of the FSBSI “FSCVG” (Federal State Budgetary Scientific Institution “Federal Scientific Center for Vegetable Growing”). The pilot site is located in the Ramenskoye district of the Moscow Region in the floodplain of the Moscow River. The object was Myrris scented, a representative of the Umbrella family (Umbelliferae). The genus Myrrhis includes the single species Myrrhis odorata (L.) SCOP. The Myrrhis plantation was laid out in 2009. The plot size is 8 m2, on which 20 plants are located at the rate of 2.5 pcs. / m2. Care consisted of loosening, manual weeding and 1-2 watering. Fruit harvesting was carried out at the onset of the first frost. The seeds were harvested by hand and matured 1.5 – 2 months after harvesting. The seed length (using a calliper), endosperm and embryo (using a microscope and a video eyepiece) were measured in four repetitions of 30 seeds each. The indices IE/S (Embryo/Seed), IE/E (Embryo /Endosperm) and IE/S (Endosperm/Seed) were calculated, showing the ratios of these indicators. Embryo/seed, Embryo /endosperm, and Endosperm/seed Depending on the year, the seed productivity was 13.6 – 27.3 g/plant, and the estimated yield was 339.1 – 682.0 kg/hectare. The seeds of Myrris scented had a fairly large size (16.75 - 22.23 mm) but contained a tiny embryo (1.24 - 1.99 mm), which was only 6-11% of the seed length and 7-13% of the endosperm. In comparison with other representatives of the umbrella family, Myrris scented has one of the lowest values of the index IE/E (Embryo /Endosperm). According to this indicator, its seeds should be attributed to the last fifth class. It is a tiny embryo that is one of the reasons for the phenomenon of rest inherent in the sources of myrrh scented. Furthermore, the seeds have a large percentage (10.0 – 73.3) of the phenomenon of germ-free, one of the causes of which is damage to the striped shield (Graphosoma lineatum L.).Исследования выполнены в 2018–2022 гг. в ОПХ «Быково» ВНИИ овощеводства – филиала ФГБНУ ФНЦО. Опытный участок расположен в Раменском районе Московской области в пойме реки Москвы. Объектом служила миррис душистая – представитель семейства Зонтичные (Umbelliferae). Род Myrrhis включает единственный вид Myrrhis odorata (L.) Scop. Плантация миррис была заложена в 2009 г. Размер делянки составляет 8 м2, на ней располагается 20 растений из расчета 2,5шт/ м2 . Уход заключался в рыхлении, ручных прополках и 1–2 поливах. Уборку плодов проводили при наступлении первых заморозков. Семена убирали вручную и дозаривали 1,5–2 месяца после уборки. Измерения длины семени (с помощью штангенциркуля), эндосперма и зародыша (с помощью микроскопа и видеоокуляра) осуществляли в четырех повторностях по 30 семян в каждой. Рассчитывали индексы IЭ/С, IЗ/Э, IЗ/С, показывающие соотношения этих показателей. Семенная продуктивность в зависимости от года составляла 13,6–27,3 г на растение, а расчетная урожайность 339,1–682,0 кг/га. Семена у миррис душистой имели достаточно крупный размер (16,75–22,23 мм), но содержали очень маленький зародыш (1,24–1,99 мм), который составлял всего 6–11% от длины семени и 7–13 % от эндосперма. По сравнению с другими представителями семейства зонтичные миррис душистая имеет одно из самых низких значений индекса IЗ/Э По этому показателю ее семена следует отнести к последнему, пятому, классу. По-видимому, именно чрезвычайно маленький зародыш является одной из причин явления покоя, присущего семенам миррис душистой. У семян отмечено значительное проявление (10,0–73,3%) беззародышевости, одной из причин которой, по-видимому, является повреждение щитником полосатым (Graphosoma lineatum L.)

Rotational dynamics of copper(II) amino acid complexes by EPR and NMR relaxation methods

Rotational dynamics of the copper(II) bis-complexes with glycine and L-aspartic acid has been studied by EPR and NMR relaxation methods in aqueous solutions at several temperatures. Dynamical parameters obtained by EPR were compared with nuclear magnetic relaxation dispersion (NMRD) results and were found to be in a good agreement. From EPR data dominating trans isomer for Cu(Gly)2 and cis isomer for Cu(L-Asp)2 2- was found. On the basis of distance of closest approach of protons to central ion inferred from NMRD and crystal structure data the average slope angles of axial water molecule to equatorial plane were calculated and axial coordination of only one water molecule in the Cu(L-Asp)2 2- complex was established

Greening in Modern Football

Самая актуальная тема современности — охрана окружающей среды. Какое место в решении проблем экологии отводится спорту? Статья посвящена поиску ответа на данный вопрос. Изучен опыт участия в экологических акциях зарубежных и российских футбольных клубов, детско-юношеских команд, мировых ассоциаций футбола. Выявлено отсутствие общей стратегии футбольной экологизации как в мировом масштабе, так и на национальном уровне. Экологизация –последовательный и длительный процесс в любой сфере. Старт такому процессу в футболе надо давать, начиная с формирования экологической программы футбольного сообщества.The most relevant topic of our time is environmental protection. What place is given to sport in solving environmental problems? The article is devoted to the search for an answer to this question. The experience of participation in environmental actions of foreign and Russian football clubs, youth teams, world football associations was studied. The absence of a common strategy of football greening both on a global scale and at the national level has been revealed. Greening is a consistent and long–term process in any field. The start of such a process in football should be given, starting with the formation of the ecological program of the football community

Постановка задачи управления автономным надводным судном для внутренних водных путей

Development of autonomous (uncrewed) surface vessels for commercial, industrial, and auxiliary fleet is currently one of the most rapidly advancing transport technologies. The key issue of its implementation is creation of an integrated control system (ICS) of safe navigation of uncrewed surface vehicles (USV) in automatic mode along the route. Then, it is necessary to keep in mind the features of maritime navigation and inland navigation.A performed analytical review of basic heading and speed control algorithms allowed revealing the main problems referring to development of an integrated control system for an USV. The statement of the control problem is followed by enlisting directions for further research.Одной из наиболее бурно развивающихся транспортных технологий в настоящее время является создание автономных (безэкипажных) надводных судов для коммерческого, технического и вспомогательного флота. Ключевым вопросом её внедрения является создание комплексной системы управления (КСУ) безопасным движением БЭС в автоматическом режиме по маршруту. При этом нужно иметь в виду специфику морской навигации и плавания по внутренним водным путям.Проведён аналитический обзор базовых алгоритмов управления по курсу и скорости. Сформулированы основные проблемы создания комплексной системы управления безэкипажным судном. Приведена постановка задачи управления и определены направления дальнейших исследований

Complex formation, chemical exchange, species structure, and stereoselective effects in the copper(II)- L/DL-histidine systems

The formation of copper(ii) complexes with l- and dl-histidine (HisH) has been studied by means of pH-potentiometry and spectrophotometry over a wide range of pH (2-14), ligand-to-metal ratio (1:1-15:1), and temperature (15-55°C) in aqueous solutions with 1.0 mol dm -3 KNO 3 as background. Formation constants and spectral characteristics of 13 complex types were found. Fine stereoselective effects have been detected with preferential coordination of two ligands with identical configuration in Cu(His)(HisH) + and opposite configuration in Cu(His) 2. The stereoselective effect for Cu(His)(HisH) + is explained by hydrogen bond formation between the carboxyl and imidazolyl groups of neighboring ligands at cis-arrangement of amino groups (3N eq-form). The opposite sign of stereoselective effect for Cu(His) 2 is derived from favourable axial coordination of the imidazole group in meso-form with cis-structure (3N eqN ax-form). A significant tetrahedral distortion was revealed for the first time in the prevalent cis-isomer of the Cu(l-His) 2 4N eq-form. These findings were confirmed by EPR data and DFT computations at the B3LYP/TZVP level. The prevalence of cis-isomers for these complexes has been assigned to the rather strong trans effect of the amino groups. The structures of other detected complexes are briefly discussed on the basis of spectroscopic data. Chemical exchange reactions in the copper(ii)- l/dl-hishidine systems have been investigated by the NMR relaxation of water protons. A unique proton exchange reaction with short-term proton dissociation from the coordinated imidazolyl group catalyzed by hydroxide ion was characterised for the first time. The discovered enantioselective effects in the ligand exchange reactions between Cu(His) 2 and HisH or His - species were attributed to the associative substitution mechanism. © 2012 The Royal Society of Chemistry

Вариабельность морфологических параметров семян в популяциях кориандра

Relevance and methods. In some Umbelliferae crops, the ratio of the parameters of the seed (the relative length of the embryo) has a significant effect on the ability of seeds to germinate. We studied 10 coriander samples, which showed significant differences in the degree of severity of the main morphological parameters, including the length of the seed, endosperm and embryo.Results. The indicators of the hybrid 5/19 and the variety Stimul significantly exceeded the average value of the population in the length of the seed at 1%, and the sample of the local population from Azerbaijan had the lowest indicator at the 5% level of significance. The endosperm length of the hybrid 5/19, the variety Stimul and the sample of the local population of Egypt exceeded the level of the indicator on average in the experiment. According to the length of the embryo, the Nectar variety, hybrid 5/19 and samples from Egypt and Azerbaijan were at the level of the average value for the experiment. The largest embryo (1.063±0.04) was distinguished by the Commander variety. Four samples significantly exceeded, and the hybrid 11/19 were lower than the average value. Depending on the variety, the coefficient of variation of indicators varied for the length of the embryo (13.9-19.1%), the length of the endosperm (16.4-20.4%) and the length of the seed (15.7-22.1%). The maximum value (0.377) of the IZ/E index, which characterizes the ratio of the size of the embryo and endosperm, was observed in the Commander variety. A close correlation was found between the length of the seed and the length of the endosperm, the correlation coefficient varied from r=0.640 in the Stimul variety to r=0.981 in a sample of the local population of Egypt. A weak or medium correlation was observed between the length of the embryo on the one hand and the length of the endosperm (0.026-0.393) and the seed (0.090 – -0.132) on the other. For the IE/S index, which characterizes the ratio of endosperm size to seed size, the limits (0.893-0.988) of variability were significantly lower. The maximum index (0.988) was found in a sample from Egypt. Актуальность. У некоторых зонтичных культур соотношения параметров семени и прежде всего относительная длина зародыша могут оказывать существенное влияние на способность семян к прорастанию, особенно в экстремальных условиях, исследования в этом направлении представляют большой практический интерес.Материал исследований. Изучено 10 образцов кориандра, у которых выявлены существенные различия по степени выраженности основных морфологических параметров, в том числе длине семени, эндосперма и зародыша.Результаты. Гибрид 5/19 и сорт Стимул селекции ФНЦО существенно превышали среднее значение популяции по длине семени при 1%, а образец местной популяции из Азербайджана имел наименьший показатель при 5% уровне значимости. По длине эндосперма гибрид 5/19 (ФНЦО), сорт Стимул и образец местной популяции Египта превышали уровень показателя в среднем по опыту. По длине зародыша сорт Нектар, гибрид 5/19 (ФНЦО) и образцы из Египта и Азербайджана находились на уровне среднего значения по опыту. Наиболее крупным зародышем (1,063±0,04) отличался сорт Коммандер. Четыре образца существенно превышали, а гибрид 11/19 (ФНЦО) уступал среднему значению. В зависимости от сорта коэффициент вариации показателей изменялся для длины зародыша (13,9- 19,1%), длины эндосперма (16,4-20,4 %) и длины семени (15,7-22,1%). Максимальное значение (0,377) индекса IЗ/Э, характеризующего отношение размер зародыша и эндосперма, отмечено у сорта Коммандер. Тесная корреляционная связь выявлена между длиной семени и длиной эндосперма, коэффициент корреляции изменялся от r=0,640 у сорта Стимул до r=0,981 у образца местной популяции Египта. Слабая или средняя корреляционная зависимость отмечена между длиной зародыша с одной стороны и длиной эндосперма (0,026-0,393) и семени (от -0,132 до 0,424) с другой. Для индекса IЭ/С, характеризующего отношение размер эндосперма и семени, пределы (0,893-0,988) значения показателя оказались значительно выше, достигая максимума (0,988) у образца из Египта.

Study of structural and dynamic characteristics of copper(ii) amino acid complexes in solutions by combined EPR and NMR relaxation methods

Structural features and dynamical behaviour of the copper(ii) bis-complexes with glycine, d-alanine, d-valine, l-serine, l-aspartic acid, l-glutamic acid, l-lysine, l-proline, and sarcosine were studied by combined EPR and NMR relaxation methods. The cis and trans isomers were unambiguously assigned and characterized by EPR data. It was found that addition of a salt background has an influence on the cis-trans isomer equilibrium in favour of the formation of the cis isomer. By comparison of NMRD, DFT computations, and structural data it was shown that only one water molecule is coordinated in the axial position of these complexes. The increased exchange rates of this molecule found for Cu(l-Asp)2 2-, Cu(l-Glu)2 2-, Cu(l-LysH)2 2+, and Cu(l-Pro)2 were attributed to its pushing out by side chain groups of the ligands. By simulation of NMRD profiles an increase of lifetimes of the copper(ii) 2nd coordination sphere water molecules was revealed in the presence of additional carboxylic, alcoholic, or ammonium groups of the ligands, as well as the pyrrolidine ring of proline. The very short lifetimes of the 2nd coordination sphere water molecules (4-13 ps at 298 K) were explained in terms of the Frank-Wen structural model by the existence of cavities which draw in quickly enough water molecules from the 2nd coordination sphere. © 2014 The Partner Organisations