PRESERVATION OF THE GENE POOL OF PLANTS UNDER IN PERMAFROST CONDITIONS: STATE, ADVANTAGES, AND PROSPECTS

The effect of long-term storage of seeds of three leguminous species (Pisum sativum, Lens culinaris, and Cicer arietinum) on physiological (germination) and cytological (mitotic index) parameters of seeds and seedlings derived from them was studied. It was found that after nearly 35 years of storage in permafrost (temperature from –5,5 to –6,0 °C), without seeding, the germination of seeds of varieties of the species studied maintained at the same or slightly lower level than in reference samples (seeds of the same cultivars harvested in 2007–2009), and no significant difference in the growth rate of roots was recorded. The observed number of chromosomal aberrations in root meristem cells did not increase, except P. sativum cv. Latores and L. Culinaris cv. k-2330, and in these cases neither the laboratory germination nor the rates of growth processes decreased. Thus, long-term storage of seeds under permafrost conditions favored the preservation of their viability (germination) and can be offered as a promising method of seed storage.

1. Алексанян С.М. Стратегия взаимодействия генбанков мира в условиях глобализации // Тр. по прикл. ботан., генет. и селекции. 2007. Т. 164. С. 11–33.

2. Брушков А.В. Подземные хранилища в вечной мерзлоте: современное состояние // Информ. вестник ВОГиС. 2008. Т. 12. № 4. С. 534–540.

3. Вавилов Н.И. Организация сельскохозяйственной науки в СССР. М.: Агропромиздат, 1987. 383 с.

4. Гончаров Н.П., Иванов Б.И., Кершенгольц Б.М. и др. Сохранение гермиплазмы возделываемых растений и их диких сородичей в вечной мерзлоте // Проблемы изучения и сохранения растительного мира Евразии. Матер. Всерос. науч. конф. (Иркутск, 15–19 сент. 2010). Иркутск. 2010. С. 575–578.

5. Гончаров Н.П., Шумный В.К. От сохранения генетических коллекций к созданию национальной системы хранения генофондов растений в вечной мерзлоте // Информ. вестник ВОГиС. 2008. Т. 12. № 4. С. 509–523.

6. Данилова М.С. Использование условий вечной мерзлоты для хранения семян сельскохозяйственных растений: Автореф. дис ... канд. с.-х. наук. Л., 1984. 17 с.

7. Данилова М.С., Жукова М.В. Некоторые особенности хранения семян в условиях многолетней мерзлоты // Физиологические особенности сельскохозяйственных культур в Восточной Сибири. Якутск, 1986. С. 3–7.

8. Жукова Н.В. Оценка проростков как элемент контроля за жизнеспособностью длительно хранимых семян // Бюл. ВИР. 1978. Вып. 77. С. 45–49.

9. Кершенгольц Б.М., Иванов Б.И., Десяткин Р.В. и др. Использование естественного холода многолетнемерзлых пород для длительного хранения генетических ресурсов // Информ. вестник ВОГиС. 2008. Т. 12. № 4. С. 524–533.

10. Мокроносов А.Т., Купцова Е.С., Попов А.С., Кузнецов В.В. Генетическая коллекция как способ сохранения биоресурсов планеты // Вестн. РАН. 1994. Т. 64. № 11. С. 991–1001.

11. Робертс Е.Х. Жизнеспособность семян. М.: Колос, 1978. 415 с.

12. Сторожева Н.Н. Влияние длительного хранения семян сельскохозяйственных культур в условиях толщи многолетнемерзлых грунтов на жизнеспособность и фенотипическую изменчивость растений : Дис. ... канд. с.-х. наук. Якутск, 2006. 137 с.

13. Филипенко Г.И. Развитие системы низкотемпературного хранения и криоконсервации генофонда растений в ВИР им. Н.И. Вавилова // Тр. по прикл. ботан., генет. и селекции. 2007. Т. 164. С. 263–272.

14. Хорошайлов Н.Г. Национальное хранение семян мировых растительных ресурсов на Кубани // Бюл. ВИР. 1978. Вып. 77. С. 3–9.

15. Хорошайлов Н.Г., Жукова Н.В. Длительное хранение семян мировой коллекции ВИР // Бюл. ВИР. 1978. Вып. 77. С. 9–19.

16. Genebank Standards. Rome: Agriculture Organization of the United Nations, International Plant Genetic Resources Institute. 1994. 13 p.

17. McDonald M.B. Seed deterioration: physiology, repair and assessment // Seed Sci. Technol. 1999. V. 27. P. 177–237.

18. Reed S.M. Effect of storage temperature and seed moisture on germination of stored fl owering dogwood seed // J. Environ. Hort. 2005. V. 23. No. 1. P. 29–32.

19. Villiers T.A. Seed aging: Chromosome stability and extended viability of seeds stored fully imbibed // Plant Physiol. 1974. V. 53. P. 875–878.

20. Virchow D. Effi cient Conservation of Crop Genetic Diversity. Theoretical Approaches and Empirical Studies. Springer. 2003. 247 р.

21. Yashina S., Gubin S., Maksimovich S. et al. Regeneration of whole fertile plants from 30,000-y-old fruit tissue buried in Siberian permafrost // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2012. doi: 10.1073/pnas.1118386109.