В полном цвету

Производство продукции в значительной степени зависит от эффективного опыления цветков томата.

Цветок томата состоит из чашечки (чашелистики), за ней следует венчик (лепестки), затем андроцей (тычинки) и самый внутренний гинецей (пестик и плодолистики).

Опыление обычно не происходит, пока цветочные лепестки полностью не раскрылись. Опыление – часть процесса цветения, в ходе которого пыльцевые зерна высвобождаются из микроспорангиев внутри вскрытого пыльника и падают на восприимчивую поверхность рыльца на конце столбика.

Морфология цветка может влиять на пути осаждения пыльцы. Геркогамия — это разделение в пространстве пыльника и рыльца цветка, что может способствовать перекрестному опылению. Если рыльце выходит за пределы пыльников, перекрестное опыление может быть благоприятным, поскольку опылитель (например, пчела) контактирует с рыльцем перед тем, как собрать пыльцу с этого цветка на свое тело. Геркогамия может стать актуальной, когда опылителей мало. Геркогамия цветка томата благоприятствует перекрестному опылению или ауткроссингу, тогда как меньшее расстояние между пыльниками и рыльцем увеличит вероятность самооплодотворения и, следовательно, риск распространения вредных мутаций в размножающихся популяциях. Коммерческие растения томатов выращиваются из новых семян каждый год, что означает, что самоопыление или перекрестное опыление не важно для производителя, а скорее представляет интерес для селекционеров томатов при выведении новых сортов.

Оплодотворение происходит через 24–48 часов после опыления, когда цветок созревает. Раскрытие — это механический разрыв эпидермальных клеток пыльника после того, как пыльники достигают зрелости. Это происходит через 24–48 часов после раскрытия венчика (лепестков). Вибрация цветка вызывает движение эпидермальных клеток пыльника, и это дает пыльцевым зернам достаточную инерцию, чтобы преодолеть силы их сцепления, заставляя их сбрасываться.

После того, как пыльца прилипает к рыльцу, пыльцевая трубка прорастает вниз по столбику в завязь, где семяпочки оплодотворяются и становятся семенами, а завязь превращается в плод. Мякоть плода получена из женских структур и генетически идентична им, в то время как семена представляют собой гибрид родительских геномов.

Влияние окружающей среды на опыление

Реакции растений на факторы окружающей среды неразрывно связаны, что означает, что одновременно могут быть затронуты несколько физиологических путей, контролирующих опыление.

Температуры выше 27°C связаны с потерями урожая плодов. Тепловой стресс менее пагубен для процессов после оплодотворения. Если ночные температуры превышают диапазон 17-24°C, это может оказать неблагоприятное воздействие на производство пыльцы, раскрытие и жизнеспособность семяпочек.

При крайне высоких температурах (>34 °C) снижается количество пыльцы и ее жизнеспособность.

Умеренно высокая температура (>27 °C) не обязательно снижает мейотические деления, однако пыльцевые зерна менее жизнеспособны из-за сокращения поступления углеводов во время микроспорогенеза.

Низкий уровень освещенности связан с низким уровнем выработки ауксина, что замедляет развитие структуры цветка и приводит к высокой скорости опадения цветков.

Относительная влажность воздуха (ОВВ) имеет отношение к высвобождению пыльцы и восприимчивости рыльца. Было показано, что резко высокая ОВВ (> 70 %) удерживает пыльцу внутри пыльников, что снижает ее высвобождение. Когда ОВВ >70 % поддерживалась в течение >24 часов, опадение цветков усиливалось, в то время как более высокая ночная влажность воздуха только ограничивала раскрытие цветков. Когда ОВВ была <70% в сочетании с температурами за пределами оптимального диапазона 17-24 °C, удерживающая способность пыльцы на поверхности рыльца снижалась. Более того, низкая ОВВ и высокие температуры вызывают высыхание рыльца, что ухудшает восприимчивость им пыльцы.

Было показано, что колебания света и влажности за пределами оптимального диапазона отрицательно влияют на морфологию цветка и процессы оплодотворения. Улучшенное опыление (шмелями или искусственно) и обогащение CO2 - методы, которые помогают при неблагоприятных климатических условиях.

Виктор Корнеев, агроном