Прорастание и сила роста семян: обеспечение устойчивости растениеводства в условиях меняющегося климата

В ближайшие десятилетия для обеспечения стабильного снабжения продовольствием растущего населения мира потребуются высокоурожайные культуры, способные сохранять продуктивность в условиях всё большей изменчивости окружающей среды. Для поддержания высокой урожайности необходимо успешное и равномерное формирование посевов в изменившихся условиях. Сила роста семян — сложный агрономический признак, включающий долговечность семян, скорость прорастания, рост проростков и устойчивость к стрессу на ранних этапах развития; от неё зависят продолжительность и успешность становления растений. Повышенная температура на ранних этапах развития семян может уменьшать их размер и число, снижать фертильность растений, задерживать прорастание и ослаблять силу роста семян у зерновых, зернобобовых и овощных культур. Тепловой стресс у зрелых семян может снижать силу роста у таких культур, как салат, овёс и нут. Потепление и увеличение температурной изменчивости могут усиливать покой семян и снижать всхожесть, особенно у культур, которым для прорастания и становления всходов необходимы более низкие температуры. Для повышения скорости и успешности прорастания изучали отбор качественного семенного материала для посева, предпосевную обработку семян и выведение сортов с улучшенными посевными качествами. Благодаря недавним достижениям в изучении генетических основ изменчивости силы роста семян с помощью геномики и транскриптомики были выявлены гены-кандидаты для улучшения прорастания; в ряде исследований также оценивали возможное влияние изменения климата на долю проросших семян и сроки прорастания. В этом обзоре рассмотрены последние достижения в изучении генетических основ посевных качеств семян, а также ожидаемое влияние изменения климата на силу роста семян у современных сортов основных сельскохозяйственных, овощных и других культур.