Ускорение селекционного процесса гибридного подсолнечника чрезвычайно важная и актуальная проблема. Она полностью зависит от ускоренного создания ценных само опыленных линий с высо­кой КС, а также их стерильных аналогов и аналогов – восстановителей фертильности. В связи с этим получение максимально возможного количества генераций в год является наиболее важной задачей данной проблемы.  Известно, что при помощи теплиц и камер искусственного климата можно получать три поколения растений в год, используя зрелые семянки, прошедшие период послеуборочного дозревания. Для сокращения последнего применяется много разных методов: стратификация, скарификация, обработка физиологически активными веществами, прогревание при температуре 30-32^ОС в течение 10-14 дней и др. Кроме того, получать шесть поколений в год можно с помощью зародышей в культуре in vitro. Однако перечисленные методы не дают возможности получать более трех поколений в год. А последний, во-первых, требует применения правил асептики, сложных питательных сред, больших затрат труда и средств, но са­мое главное - не позволяет создавать линии и их аналоги в массо­вом количестве из-за своей громоздкости.Толчком для исследования возможности выращивания растений подсолнечника с использованием незрелых семянок явился тот факт, что в период конца цветения - начала созревания в условиях высокой влажности воздуха во многих корзинках нами были отмечено прорастание семянок прямо из цветоложа с образованием нормально развитых зеленых семядолей.

Были проведены опыты по исследованию всхожести незрелых семянок подсолнечника разного возраста после оплодотворения при посеве их непосредственно в почвенные стаканчики, которые проводились на протяжении ряда лет (1984-1986 гг.) и подтвердили наше предположение о возможности выращивании подсолнечника незрелыми семянками непосредственно в почве и без использования искусст­венных питательных сред.

Всхожесть незрелых семянок подсолнечника 10-12-дневного  возраста после оплодотворения    (ВНИЙМК, Краснодар, 1984-1986 гг.)

Из таблицы видно, что у различных линий и гибридов подсол­нечника всхожесть 10-12-дневных семянок составляет 34 – 93 %,  что вполне обеспечивает возможность продолжения селекционного про­цесса. Техника выращивания подсолнечника таким способом осуществляется следующим образом. Спустя 10-12 дней после оплодотворения, семянки извлекают из корзинки и сразу же, не давая им под­сыхать, высевают непосредственно в стаканчики с почвенной смесью. Стаканчики с семянками помещают в камеры искусственного климата, где поддерживают температуру 28-З0^ОС, освещенность -18 тыс. люкс, относительная влажность воздуха – 70 – 75 %, влажность почвы - на уровне 70%  от ППВ.  Через 6 - 8 дней появляются всходы. После образования двух-трех пар настоящих листьев растения пересаживают в грунт (тепличный или в поле). Растения выращивают при 16-часовом световом дне. Далее, после зацветания и оплодотворения новых растений цикл полностью повторяется. Один цикл длится в фитотроне 50-6- дней, в поле – 60-70 дней. Если есть необходимость получения большого количества поколений (7-8), растения можно не высаживать в грунт, а выращивать прямо в стаканчиках до цветения. Однако при этом они имеют маленькие размеры корзинок, но семян вполне хватает для продолжения циклов. 

Предлагаемый метод прост, не трудоемок, не требует специального оборудования, инструментов, специально под­готовленной питательной среды и дает возможность без особых за­трат получать в год 6 вегетационных  циклов, что позволяет получать различные аналоги линий за один год вместо шести - семи лет. Сопоставление опытных данных с теоретическими, дает возмож­ность сделать вывод об отсутствии противоречий между ними, хотя и существует мнение, что семянки, не прошедшие периода покоя, не прорастают.  

Основные причины, препятствующие прорастанию семян: водонепроницаемость кожуры, обусловленная наличием а ней слоя толстостенных клеток, кутикулы (водонепроницаемой воскообразной пленки); наличие в околоплоднике веществ, ингибирующих прорастание; недоразвитие зародыша; физиологический механизм торможения прорастания.

Нормальное прорастание семян обуславливается наличием тепла, воды и кислорода. Поглощение воды является необходимым ус­ловием для начала прорастания семян. При этом немаловажное зна­чение имеют проницаемость внешних покровов и водопоглотительные свойства семян. В результате поглощения  воды активизируется деятельность многочисленных ферментов, способствующих превращению сложных веществ семени в простые, которые затем идут на об­разование проростка. В семена подсолнечника вода поступает главным образом через паренхимные ряды, расположенные в склеренхимной ткани околоплодника. Интенсивность водопоглощения у не­дозрелого семени значительно выше, чем у зрелого, несмотря на содержание в нем в два с лишним раза большего количества влаги. Семена подсолнечника прорастают после поглощения ими 56,5% воды к воздушно сухому весу /35/ или 48,8 /З0/ и даже 132,6% к весу сухого вещества для грызового подсолнечника и 161,9% - для масличного подсолнечника /11/. Согласно данным Ф. Габерландта /З0/, минимальная температура прорастания соответствует 8-9^ОС, оптимальная - 28 и максимальная – З5^ОС. При набухании объем кислорода, поглощаемого семенами в процессе дыхания, больше, чем объем выделяемой углекислоты. Дыхательные коэффициенты ко­леблются от 0,44 до 0,98 независимо от изменений в абсолютном количестве поглощаемого кислорода и выделяемой углекислоты /157/. В ходе формирования семян подсолнечника от оплодотворения завязей до полной спелости происходит рад качественных изменений характера протекающих в них физиолого-биохимических процессов. В первую очередь выделяются периоды роста собственно семян (ядер семянок), когда образуется запасающая жир ткань, а также период налива, когда в клетках этой ткани откладываются жир, протеин и другие запасные вещества /65, 102/. Рост семян про­должается 14-16 дней после оплодотворения завязей. Затем в течение 20-25 дней происходит накопление в них жира и других запасных веществ /68/. Хотя жирообразование протекает в основном после завершения всех ростовых процессов, период роста семян яв­ляется наиболее ответственным отрезком вегетации подсолнечника. Установлено, что в это время определяется число выполненных семянок в корзинке /102/.  

Для первых стадий формирования семени подсолнечника харак­терен вначале интенсивный рост и быстрое развитие эндосперма при сравнительно медленном росте зародыша, а затем - быстрый рост зародыша,  в процессе которого потребляются вещества, накоп­ленные в эндосперме /68/. Остатки эндосперма остаются только в микропилярной части зародышевого мешка, но на 12-14-е сутки и они разрушаются. Этот период соответствует полному формированию зародыша, который занимает почти весь объем полости семянки. Массивные прежде ткани покровов семяпочки превращаются в очень тонкую семенную оболочку, срастающуюся с таким же тонким эндо­спермом, облагающим семя с поверхности.

Важным вопросом является установление начала налива семян. Зафиксировать начало налива наиболее надежно можно по накоплению фитина  - типично запасного вещества, содержащего большое количе­ство фосфора.  По данным -А.М. Соболева /130/, уже на 12-й день после цветения семена подсолнечника содержат вполне ощутимое ко­личество фитина, причем он считает, что начало образования фити­на совпадает во времени с началом накопления основных запасных веществ семян.  

Во время окончания роста семян и начала потери воды семенами быстро возрастают среднесуточные приросты жира. Начало абсолютной убыли воды в семенах наблюдается на 12-13-й день после оплодотворения завязей.  Значит, в это время процессы налива (накопление запасных веществ в клетках) начинают количественно преобладать над процессами роста (увеличение числа и размеров клеток). А.А. Прокофьев и В.П. Холодова /115/ также обнаружили максимальное абсолютное содержание воды в семенах на 13-й день их развития, причем они показали, что изменение обводненности се­мян в это время не зависит от влажности воздуха. Торможение роста в этот период объясняется также началом накопления ингибиторов роста. Все эти данные неизбежно свидетельствуют о том, что начало накопления и отложения питательных веществ является в то же вре­мя и своего рода началом периода покоя. Искусственное же преры­вание его именно в этот период (10-14 дней), а вернее, недопуще­ние его начала, способствует прекращению отложения жиров, а так­же ингибиторов роста. При этом толщина только что образовавшей­ся лузги очень мала, что при интенсивном водопоглощении (кото­рое, как уже говорилось, значительно выше у недозрелых семян, чем у зрелых) и набухании ведет к быстрому ее растрескиванию и вымыванию при поливах незначительно накопившихся ингибиторов роста. При этом, если имеется очень ценный материал, а семянок очень мало, лучше отделить лузгу от семени вручную.

Кроме того,  интересные результаты изучения мобилизации за­пасных веществ при прорастании семян подсолнечника приводит С.С. Энгель /178/,  согласно которым в первую очередь мобилизуются уг­леводы, почти одновременно начинается гидролиз запасного белка. Значительно позднее происходит использование жира.  Из углеводов первыми расходуются олигосахароиды. В семядолях присутствует только сахароза, моносахара не обнаружены. В подсемсядольном ко­лене вместе с точкой роста содержится глюкоза,  фруктоза и саха­роза. В корнях имеются моно-. ди- и олигосахароиды. Следователь­но, помимо наличия влаги,  температуры  28-30^ОС и достаточного доступа воздуха, в семянках к 10-13-дневному возрасту имеются все необходимые вещества для нормального прорастания, даже не используя питательные среды,  и образования корней, которые в свою очередь, начиная функционировать, способствуют дальнейшему развитию проростка.

Таким образом,  искусственное вмешательство в последовательную цепь физиолого-биохимических процессов, проходящих в семян­ках подсолнечника именно в период окончания ростовых процессов собственно семени и начала периода налива, приводит к непрерыв­ному росту, минуя период покоя. Использование же семян более старшего возраста не дает таких результатов, так как процессы накопления и отложения запасных питательных веществ, ингибиторов роста, "одревеснения" лузги и меньшая интенсивность водопоглощения приводят к снижению ростовых процессов и переходу семян к периоду покоя.

Следует отметить, что зрелые и прошедшие период послеуборочного дозревания семена прорастают при оптимальных условиях через двое суток /124/. У недозрелых семянок в зависимости от генотипических особенностей,  в частности, масличности исходных био­типов, прорастание, по нашим данным, наблюдается в течений от 2-3 до 10-12 суток. При этом, если семянка тронулась в рост, то хо­тя  иногда и отмечается некоторая естественная ослабленность проростков, все последующие процессы роста и развития протекают нормально, ни в чем не уступая растениям от семян, прошедших пери­од покоя.

Предлагаемый способ чрезвычайно прост и эффективен.  Поэто­му для селекционной практики имеет огромное значение. Он нашел самое широкое применение во ВНИИМКе при ускоренном (за одни год) создании стерильных аналогов,  аналогов-восстановителей фертильности, всевозможных изогенных линий и там, где необходимо сроч­ное получение константного материала. Поэтому считаем, что  данный метода в других НИИ и селекцентрах страны найдет широкое применение и будет способствовать дальнейшему прогрессу в области гетерозисной селекции подсолнечника.