Низкотемпературное хранение семян. Становление метода и его роль в сохранении генетических ресурсов растений

Около 90% генетических ресурсов культурных растений Земли сохраняется в виде коллекций семян. Низкотемпературное хранение образцов семян позволяет уменьшить число пересевов, поддерживать жизнеспособность семян на высоком уровне длительные сроки. В статье обсуждаются исследования влияния различных факторов на долговечность семян, ставшие методической основой при организации низкотемпературного хранения семян в генных банках растений. Рассмотрены случаи чрезвычайного долголетия семян, расширяющие наши представления о возможностях живых организмов. Приведены сведения из стандартов генных банков (Genebank Standards, 1994, Genebank Standards…, 2014) о выделении нескольких типов коллекций (активная, базовая, дублетная), что позволяет рационально организовать хранение и использовать имеющийся материал, а также о современных требованиях к условиям низкотемпературного хранения.

1. Bailly C. Active oxygen species and antioxidants in seed biology. Seed Science Research. 2007;14 (2):93-107. DOI: 10.1079/SSR2004159

2. Becquerel P. La longevite des graines macrobiotiques. Comptes rendus de l'Académie des Sciences. 1934;194:2158-2159.

3. Choudhury A., Bordolui S.K. Concept of seed deterioration: reason, factors, changes during deterioration and preventive measures to overcome seed degradation. American International Journal of Agricultural Studies. 2023;7(1):41-56. DOI: 10.46545/aijas.v7i1.291

4. Corbineau F. Markers of seed quality: from present to future. Seed Science Research. 2012;22(1):61-68.

5. Delouche J.C., Baskin C.C. Accelerated aging techniques for predicting relative storability of seed lots. Seed Science and Technology. 1973;1(2):427-452.

6. Ellis R.H., Hong T.D. Temperature sensitivity of the low-moisture-content limit to negative seed longevity-moisture content relationships in hermetic storage. Annals of Botany. 2006;97(5):785-791.

7. Ewart A.J. On the longevity of seeds. Proceedings of the Royal Society of Victoria. 1908;21(1):1-210.

8. FAO. The Second Report on the State of the World’s Plant Genetic Resources for Food and Agriculture. Rome: Commission on genetic resources for food and agriculture FAO; 2010. URL: http://www.fao.org/4/i1500e/i1500e.pdf [accessed Dec. 01, 2024].

9. Genebank Standards. 1994. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Rome: International Plant Genetic Resources Institute; 1994. URL: https://cropgenebank.sgrp.cgiar.org/images/file/learning_space/genebank_standards.pdf [accessed Dec. 01, 2024].

10. Genebank Standards for Plant Genetic Resources for Food and Agriculture. Rome: FAO; 2014. URL: https://www.fao.org/4/i3704e/i3704e.pdf [accessed Dec. 01, 2024].

11. Gomez-Campo C. Erosion of genetic resources within seedbanks: the role of seed containers. Seed Science Research. 2006;16:291-294.

12. Hong T.D., Ellis R.H. A protocol to determine seed storage behaviour. Rome: International Plant Genetic Resources Institute; 1996.

13. Justice O.L., Bass L.N. Principles and practices of seed storage. Washington: U.S. Government Printing Office; 1978.

14. Хорошайлов Н.Г. Национальное хранилище семян мировых растительных ресурсов на Кубани. Бюллетень научно-исследовательского института растениеводства имени Н.И. Вавилова. 1978;77:3-9.

15. Libby W.F. Radiocarbon dates, II. Science. 1951;114:291-196.

16. McDonald M.B. Seed deterioration: physiology, repair and assessment. Seed Science and Technology. 1999;27(1):177-237.

17. Ohga I. The germination of century old and recently harvested Indian lotus fruits, with special references to the effect of oxygen supply. American Journal of Botany. 1926;13:754-759.

18. Porsild A.E., Harrington C.R., Mulligan G. Lupinus arcticus Wats. grown from seeds of Pleistocene age. Science. 1967;158:113-114.

19. Roberts E.H. Viability of seeds. London: Chapman and Hall Ltd.; 1972. 448 p.

20. Roberts E.H. Predicting the storage life of seeds. Seed Science and Technology. 1973;1:499-514.

21. Roberts E.H., Ellis R.H. Water and seed survival. Annals of Botany. 1989;63:39-52. DOI: 10.1093/oxfordjournals.aob.a087727

22. Royal Botanic Gardens. Seed Collection. URL: https://www.kew.org/science/collections-and-resources/collections/seed-collection [accessed Dec. 01, 2024].

23. Sallon S., Solowey E., Cohen Y., Korchinsky R., Egli M, Woodhatch I., Simchoni O., Kislev M.E. Germination, Genetics, and Growth of an Ancient Date Seed. Science. 2008;320(5882):1464. DOI: 10.1126/science.1153600

24. Sallon S., Solowey E., Gostel M.R., Egli M., Flematti G.R. Bohman B., Schaeffer P., Adam P., Weeks A. Characterization and analysis of a Commiphora species germinated from an ancient seed suggests a possible connection to a species mentioned in the Bible. Communications Biology. 2024;7(1):1-13. DOI: 10.1038/s42003-024-06721-5

25. Сеферова И.В., Филипенко Г.И., Забегаева О.Н., Бойко А.П., Некрасов А.Ю., Новикова Л.Ю. Всхожесть семян сои после низкотемпературного хранения и ее зависимость от погодно-климатических условий в местах репродукции образцов. Биотехнология и селекция растений. 2024;7(3): 42-52. DOI: 10.30901/2658-6266-2024-3-o6

26. Смоликова Г.Н., Медведев С.С. Каротиноиды семян: синтез, разнообразие и функции. Физиология растений. 2015;62(1):1-13. DOI: 10.7868/S0015330315010133

27. Строна И.Г. Общее семеноведение полевых культур. Москва: Колос; 1966.

28. Shvachko N.А., Khlestkina E.K. Molecular genetic bases of seed resistance to oxidative stress during storage. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2020;24(5):451-458. DOI: 10.18699/VJ20.47-o

29. Svalbard Global Seed Vault. URL: https://www.seedvault.no/ [accessed Dec. 01, 2024].

30. The Convention on Biological Diversity. Article 2. Use of Terms. 1993. URL: https://www.cbd.int/convention/articles/default.shtml?a=cbd-02 [accessed Dec. 01, 2024].

31. Walters C. Understanding the mechanisms and kinetics of seed aging. Seed Science Research. 1998;8:223-244.

32. Walters-Vertucci C., Crane J., Vance N.C. Physiological aspects of Taxus brevifolia seeds in relation to seed storage characteristics. Physiologia Plantarum. 1996;98(1):1-12.

33. Yashina S., Gubin S., Maksimovich S., Yashina A, Gakhova E., Gilichinsky D. Regeneration of whole fertile plants from 30,000-y-old fruit tissue buried in Siberian permafrost. PNAS. 2012;109(10):4008-4013. DOI: 10.1073/pnas.1118386109

34. Жукова Н.В., Хорошайлов Н.Г. Методические указания по длительному хранению семян / под ред. Н.Г. Хорошайлова. Ленинград: ВИР; 1981.