Меню сайта Рубрики

Бобовые культуры

 

К группе зерновых бобовых культур относятся соя, горох, фасоль, люпин, чина, нут, бобы, вика и др.

Семена бобовых покрыты прочной кожистой оболочкой, которая бывает гладкой глянцевидной, а иногда морщинистой (например, у нута). На поверхности семян различают ряд образований, имеющих важное значение для определения видов, разновидностей и сортов. На примере семян сои (рис. 1) рассмотрим морфологические особенности семян семейства бобовых. Это прежде всего семенной рубчик (hilum) – место прикрепления семяножки, из которой развивалось семя, или, проще, место отрыва семени от семяножки. Рубчик отличается от всей поверхности семян и имеет различную форму, окраску, величину и положение, что характеризует тот или иной вид. Посредине рубчика заметен рубчиковый след – место, где проходил сосудисто-волокнистый пучок семяпочки.

Строение семян сои

Рис. 1. Строение семян сон: А – общий вид: р – семенной рубчик; м – микропиле (часто зарастает); ш – шов. Б – строение оболочки (кожуры): 1 – палисадный эпидермис; 2 – гиподерма; 3 – крупноклеточная губчатая ткань; 4 – питательная ткань; 5 – мелкоклеточная губчатая ткань; 6 – алейроновый слой; 7 – остатки эндосперма.

Окраска рубчика обусловлена различными комбинациями и видоизменениями пигментов в тканях как самого остатка семяножки, так и кожуры семени в районе рубчика. Окраска рубчика имеет значение, когда устанавливают подлинность сорта или проводят другие определения. Разнообразны также размеры и форма рубчика – последняя бывает округлая, вытянутая, занимает значительную долю поверхности семени или имеет вид незаметного пятнышка.

Иногда семяножка прирастает к семени на сравнительно большом отрезке поверхности, и при отрыве семени остается след в виде ребрышка, называемого семенным швом (raphe), или семяшвом (то есть получается удлиненный семенной рубчик).

В непосредственной близости около рубчика имеется небольшое отверстие, образовавшееся из микропиле семяпочки – это семявход, или микропилярное отверстие семени, или, как часто говорят, микропиле. Микропиле хорошо видно у фасоли и вики, а у некоторых видов оно зарастает. Рубчик не покрыт кутикулой и легко поглощает воду при прорастании. Особенно легко вода проникает через микропиле. Против микропилярного входа расположен и корешок, который хорошо снабжается водой.

У другого конца семенного рубчика, противоположного от микропиле, имеются небольшие бугорки или пятнышки, более темные, чем поверхность семени, – это халаза – место проникновения сосудистого волокнистого пучка семяпочки к ядру семени. У фасоли в этом месте заметен двойной бугорок.

Семена бобовых имеют очень крупный зародыш, покрытый тонкой семенной оболочкой.

Все эти особенности в строении семян бобовых используются при характеристике различных близких форм растений, а также при выяснении степени родственности между формами, филогенетических соотношений между ними и путей их возникновения.

Отметим некоторые анатомические особенности семян бобовых культур (на примере сои).

Оболочки семени сои имеют снаружи ряд плотно сомкнутых друг с другом клеток, образующих палисадный эпидермис кожуры. В зоне расположения рубчика есть еще второй слой палисадпых клеток, его называют наружным палисадным эпидермисом рубчика.

Под эпидермисом идет слой гиподермы. Клетки этого слоя имеют форму катушки и соединяются друг с другом только своими концами, поэтому в средней части образуются большие межклеточники. При набухании клетки гиподермы сильно вытягиваются, поглощают много воды. Считают, что этот однорядный слой служит для аэрации семени.

За гиподермой расположен питательный слой, состоящий из сплюснутых клеток. В незрелом семени клетки этого слоя содержат питательные вещества, которые в процессе развития семени переходят в зародыш и окружающие их ткани, поэтому в зрелом семени они становятся плоскими, сжатыми.

Все указанные слои оболочки семени образовались из наружного интегумента семяпочки. От внутреннего интегумента остается только тоненькая бесструктурная пленка, которая примыкает к питательному слою, поэтому границу между этими двумя слоями интегумента в зрелом семени найти трудно.

К остаткам внутреннего интегумента прилегает четко выраженный слой толстостенных клеток, наполненных белком, известный под названием алейронового слоя. По происхождению алейроновый слой является остатком перисперма, так как он образовался из ткани нуцеллуса. Изнутри к остаткам перисперма примыкают остатки эндосперма, которые занимают еще меньше места, чем перисперм. Дальше внутри семени располагаются разросшиеся семядоли.

В недозревших семенах в кожуре и в некоторых частях зародыша (семядолях) имеются зерна хлорофилла, но к моменту спелости семян они исчезают. Дольше всего хлорофилл и другие пигменты, а также продукты их распада удерживаются в палисадном эпидермисе, вследствие чего кожура семени бывает разнообразно пигментирована. Сочетание различной пигментации создает пятнистость кожуры, которая характерна для каждого вида и сорта. По характеру пигментации в известной степени можно судить о генетическом происхождении семян и даже о их химизме.

Таково анатомическое строение семян сои из семейства бобовых. У других видов такое же строение, но со специфическими отличиями (например, семена гороха совсем не имеют алейронового слоя и т.п.).

У семян есть устойчивые и контрастные отличительные признаки, свойственные отдельным видам, но в пределах каждого вида имеется много морфологических особенностей, по которым часто можно установить подвид, разновидность и даже сорт. Приведем некоторые морфологические особенности семян зерновых бобовых культур, являющихся сортовыми и видовыми признаками.

Форма семян может быть шаровидной или округлой, овальной, округло-овальной, удлиненно-сплюснутой.

По окраске семян обычно выделяют 5 типов: желтые, зеленые, коричневые, черные, пестрые. Семена различаются также по величине: крупные, средние, мелкие (однако этот признак сильно варьирует). Рубчик бывает светлый (если он совпадает с окраской семени), коричневый и черный.

Горох. По морфологическим признакам семена гороха можно отнести к двум видам: горох посевной (Pisum sativum L.), у которого семена шаровидные, гладкие с однотонной светлой окраской – белой, желтой, розовой или зеленой, и горох полевойпелюшка (Pisum arvense L.), семена которого округло-угловатые, гладкие или вдавленные, однотонной окраски или чаще крапчатого рисунка темных цветов – серого, бурого или черного.

У посевного гороха есть так называемые мозговые формы; у них сильно морщинистая поверхность и округло-угловатая форма семян, но окраска остается типичной для этого вида – светлой.

Посевной горох делится на две группы: лущильный, у которого в стенках бобов есть особо кожистый пергаментный слой клеток, придающий бобам жесткость, и сахарный – без пергаментного слоя.

В свою очередь, каждая из этих групп делится на две подгруппы: лущильная – на подгруппу сортов с гладкими семенами округлой формы и подгруппу с морщинистыми семенами (мозговые); сахарная на подгруппу с мечевидными бобами (бобы с ровной поверхностью) и подгруппу с четковидными бобами (бобы имеют слабые перетяжки между семенными гнездами).

При определении разновидностей гороха учитывают форму и цвет семян, окраску рубчика, а при определении сортов – также и форму боба, его окраску и длину.


Фасоль. В культуре известны несколько видов фасоли, которые могут быть достаточно твердо установлены по семенам и бобам:

  1. фасоль обыкновенная (Phaseolus vulgaris Savi.). Бобы длинные, круглые или сплюснутые, прямые или изогнутые, иногда вздутые, четковидные, на конце с заострением (носиком). Семена средней величины, шаровидные, эллиптические, цилиндрические, сплюснутые, различной окраски;
  2. фасоль остролистная – тепари (Ph. acutifolius Aza Gray.). Бобы короткие, прямые, узкие, плоские, с носиком на конце. Семена средней величины, сплюснутые, эллиптические, разной окраски, с лучистыми полосами на поверхности;
  3. фасоль азиатская – маш (Ph. lunatus L.). Бобы длинные, узкие, цилиндрические, без носика. Семена мелкие, округло-цилиндрические, желто-зеленые, до черных;
  4. фасоль многоцветковая (Ph. multiflorus Wild.). Бобы короткие, круглые, широкие, плоские, с носиком на конце. Семена крупные, сплюснутые, белые или пестрые.

Семена фасоли очень разнообразны по форме и окраске. Не только разновидности, но и сорта фасоли устанавливают по семенам, но это определение требует известного навыка.

Все разнообразие семян в пределах вида фасоли обыкновенной укладывают в четыре основные разновидности: 1) шаровидная фасоль (v. sphaericus Comes), семена шаровидные или почти шаровидные (длина, ширина и толщина почти одинаковы); 2) эллиптическая фасоль (v. ellipticus Comes), длина семени почти в 1,5 раза превышает его ширину, а толщина равна ширине. Концы семян закруглены; 3) вальковатая фасоль (v. oblongus Comes), длина семени в 2 раза превышает ширину, но толщина также равна ширине. Семена имеют форму цилиндриков; 4) почковидная фасоль (v. compessus Comes), длина семени в 2 раза превышает ширину, а ширина в 2 раза больше толщины. Семена имеют сдавленную форму и, как правило, в разной степени изогнуты.

Так как форму семян часто трудно отнести к тому или иному типу (особенно из-за наличия гибридных семян), то иногда семена относят к двум разновидностям, подчеркивая их гибридность или характер формы (например, oblongus × ellipticus).

Окраска семян фасоли может быть разной: от белой до черной, пестрой или однотонной. Пестрота создается пятнами разной величины, полосами, точками и т. д. Окраска является сортовым признаком, хотя некоторые исследователи придают ей более крупное таксономическое значение.

Чечевица (Lens culinaris Medic.) делится на два подвида: крупносемянную (L. c. Macrosperma Bar.) и мелкосемянную (L. c. Microsperma Bar.).

Крупносемянная чечевица имеет крупные плоские семена диаметром 5–9 мм, с острыми ребрами. Семенной рубчик расположен на ребре, длинный, узкий. Семядоли желтые, иногда оранжевые. Бобы длиной 15–20 мм, шириной 7,5–10,5 мм, плоские.

У мелкосемянной чечевицы семена мелкие, диаметром 3–6 мм, выпуклые, с округлым ребром. Семенной рубчик расположен вровень со швом. Семядоли желтые или серо-зеленые.

Признаки семян и бобов служат для определения сортов и разновидностей. Отличают семена без рисунка, мраморные, пятнистые с черной точечностью, а по окраске желто-зеленые, серовато-красные, желтовато-красные, розовые и др.

Чина посевная (Lathyrus sativus L.). Семена клиновидные, часто неправильно 3–4-угольные, с гладкой или слегка вдавленной поверхностью. Окраска семян у европейского подвида светлая (белая, желтовато-белая, зеленая), у азиатского – серая или коричневая с рисунком.

Нут (Cicer arietinum L.). Боб короткий, вздутый, с 1–3 семенами. Семена округлые, слегка угловатые, с носиком, они окрашены в белый, желтовато-белый, розовый, коричневый или черный цвета.

Кормовой боб (Faba vulgaris Moench.). Бобы крупные, содержат 3–4 семени, ко времени созревания чернеют. В зависимости от крупности семян различают 3 разновидности: 1) мелкосемянные (v. Minor Beck.), семена цилиндрические, масса 1000 семян не превышает 650 г; 2) среднесемянные (v. equina Pers.), семена плоско-вальковатые, масса 1000 семян 650–800 г 3) крупносемянные (v. major Harz.), семена плоские, масса 1000 семян свыше 800 г. Окраска коричневая, черная, реже – светлая, серая.

Люпин узколистный, или синий (Lupinus angustifolius L.). Боб с 3–6 семенами, растрескивающийся. Семена крупные, почковидные или округлые, серой окраски, иногда с темными пятнами или сложным мраморным рисунком, у некоторых форм – белые.

Люпин желтый (L. luteus L.). Семена овальные, слегка сплюснутые, беловато-серой окраски с темным мраморным рисунком или черные с белой дугой.

Люпин белый (L. albus L.). Семена крупные (масса 1000 семян 250–450 г), сильно сдавленные, почти плоские, округлые или четырехугольные, белые, с розоватым оттенком или светло-желтые.

Люпин многолетний (L. polyphyllus Lindl.). Семена мелкие, овальные, слабопочковидные, блестящие, с точечным рисунком. Окраска разная, от светлой до темно-коричневой и черной, с крапчатым рисунком.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *