Статьи 2026 г.
Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН
пр. Академический, 10/3, Томск, 634055 Российская Федерация
E-mail: obender65@mail.ru
Реферат
УДК 58.084+581.4+582.475.4
Бендер О. Г. Влияние фотопериода на всхожесть семян и морфогенез однолетних сеянцев северного и южного экотипов сосны сибирской // Сибирский лесной журнал. 2026. № 5. С. …
DOI: 10.15372/SJFS20260508
EDN: …
© Бендер О. Г., 2026
Изучали влияние фотопериода на всхожесть семян и морфогенез однолетних сеянцев сосны сибирской (Pinus sibirica Du Tour) из контрастных по широте экотипов. Семена, собранные в северной (65°49′ с. ш.) и южной (56°25′ с. ш.) частях ареала, проращивали в условиях короткого (имитация южных широт) и длинного (имитация северных широт) дня. Установлено, что семена северного экотипа на коротком дне прорастали значительно медленнее (медиана 67 дней), чем на длинном (32 дня). Южный экотип быстрее прорастал на длинном дне (32 дня) по сравнению с коротким (41 день). При этом общая всхожесть северных семян (86–88 %) была выше, чем южных (60–74 %). Число семядолей не зависело от изучаемых факторов. Длина семядолей и ювенильной хвои определялась исключительно происхождением: южный экотип достоверно превосходил северный в обоих вариантах фотопериода. У южного экотипа на коротком дне формировалось больше почек, на длинном – они были крупнее. У северного экотипа пазушные почки были слабо развиты во всех вариантах, однако терминальная почка проявляла высокую чувствительность к фотопериоду, увеличиваясь на длинном дне. Масса различных частей и общая биомасса северных сеянцев не зависели от длины дня, тогда как у южных сеянцев при длинном дне общая биомасса более чем в 2 раза превышала таковую при коротком дне. Впервые для сосны сибирской отмечено формирование брахибластов у однолетних сеянцев южного экотипа при выращивании на длинном дне. Обнаружено значимое взаимодействие факторов происхождения и фотопериода для всех показателей биомассы (η² = 0.17–0.24, p < 0.01), что свидетельствует о качественных различиях фотопериодических реакций экотипов. Полученные данные подчеркивают роль фотопериода как ключевого компонента взаимодействия генотип-среда (ВГС), определяющего адаптивную дифференциацию сосны сибирской в пределах его ареала.
Текст статьи
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (REFERENCES)
Бобров Е. Г. Лесообразующие хвойные СССР. Л.: Наука. Леннгр. отд-ние, 1978. 188 с. [Bobrov E. G. Lesoobrazuyushchiye khvoynyye SSSR (Forest-forming conifers of the USSR). Leningrad: Nauka. Leningr. otd-nie (Science. Leningrad Br.), 1978. 188 p. (in Russian)].
Горошкевич С. Н., Попов А. Г. Морфоструктура и развитие побегов у 5-хвойных сосен Северной и Восточной Азии: филогенетическая и климатическая интерпретация // Журн. СФУ. Биол. 2009. № 2. С. 54–79 [Goroshkevich S. N., Popov A. G. Morfostruktura i razvitie pobegov u 5-khvoynykh sosen Severnoy i Vostochnoy Azii: filogeneticheskaya i klimaticheskaya interpretatsiya (Morphostructure and shoot development in 5-needle pines of Northern and Eastern Asia: phylogenetic and climatic interpretation) // Zhur. SFU. Biol. (J. Sib. Fed. Univ. Biol.). 2009. N. 2. P. 54–79 (in Russian with English abstract)].
Жук Е. А., Горошкевич С. Н. Изменчивость фенологических признаков у широтных и высотных экотипов кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour) // Вестн. Том. гос. пед. ун-та. 2010. Вып. 3. № 93. С. 12–17 [Zhuk E. A., Goroshkevich S. N. Izmenchivost’ fenologicheskikh priznakov u shirotnykh i vysotnykh ekotipov kedra sibirskogo (Pinus sibirica Du Tour) (Variability of phenological traits in latitudinal and altitudinal ecotypes of Siberian stone pine (Pinus sibirica Du Tour)) // Vestn. Tom. gos. un-ta (Bull. Tomsk St. Ped. Univ.). 2010. Iss. 3. N. 93. P. 12–17 (in Russian with English abstract)].
Мелешко В. П., Катцов В. М., Мирвис В. М., Говоркова В. А., Павлова Т. В. Климат России в XXI веке. Ч. I. Новые свидетельства антропогенного изменения климата и современные возможности его расчета // Метеорол. и гидрол. 2008. № 6. С. 5–20 [Meleshko V. P., Kattsov V. M., Mirvis V. M., Govorkova V. A., Pavlova T. V. (Climate of Russia in the 21st century. Part 1. New evidence of anthropogenic climate change and the state of the art of its simulation) // Meteorologiya i gidrologiya (Meteorology and hydrology). 2008. N. 6. P. 5–19 (in Russian with English abstract)].
Николаева С. А., Велисевич С. Н., Савчук Д. А. Онтогенез Pinus sibirica на юго-востоке Западно-Сибирской равнины // Журн. СФУ. Биол. 2011. № 4. С. 3–22 [Nikolaeva S. A., Velisevich S. N., Savchuk D. A. Ontogenez Pinus sibirica na yugo-vostoke Zapadno-Sibirskoy ravniny (Ontogenesis of Pinus sibirica in the southeast of the West Siberian Plain) // Zhur. SFU. Biol. (J. Sib. Fed. Univ. Biol.). 2011. N. 4. P. 3–22 (in Russian with English abstract)].
Петрова Е. А., Горошкевич С. Н., Белоконь М. М., Белоконь Ю. С., Политов Д. В. Генетическое разнообразие кедра сибирского Pinus sibirica Du Tour: распределение вдоль широтного и долготного профилей // Генетика. 2014. Т. 50. № 5. С. 538–553 [Petrova E. A., Goroshkevich S. N., Belokon’ M. M., Belokon’ Yu. S., Politov D. V. Geneticheskoe raznoobrazie kedra sibirskogo Pinus sibirica Du Tour: raspredelenie vdol’ shirotnogo i dolgotnogo profiley (Genetic diversity of Siberian stone pine Pinus sibirica Du Tour: distribution along latitudinal and longitudinal profiles) // Genetika (Genetics). 2014. V. 50. N. 5. P. 538–553 (in Russian with English abstract)].
Погода и климат: архив погоды по городам России и мира, 2026 [Pogoda i klimat: arkhiv pogody po gorodam Rossii i mira (Weather and climate: weather archive for cities of Russia and the world), 2026 (in Russian)]. http://www.pogodaiklimat.ru/
Avia K., Kärkkäinen K., Savolainen O. Analysis of expression patterns of candidate genes for bud set and cold tolerance in Scots pine (Pinus sylvestris L.) // BMC Proc. 2011. V. 5 (Suppl. 7). Article P3.
Bauerle W. L., Oren R., Way D. A., Qian S. S., Stoy P. C., Thornton P. E., Bowden J. D., Hoffman F. M., Reynolds R. F. Photoperiodic regulation of the seasonal pattern of photosynthetic capacity and the implications for carbon cycling // PNAS. 2012. V. 109. N. 22. P. 8612–8617.
Böhlenius H., Huang T., Charbonnel-Campaa L., Brunner A. M., S., Strauss S. H., Nilsson O. CO/FT regulatory module controls timing of flowering and seasonal growth cessation in trees // Science. 2006. V. 312. Iss. 5776. P. 1040–1043.
Busch F., Hüner N. P. A., Ensminger I. Increased air temperature during simulated autumn conditions does not increase photosynthetic carbon gain but affects the dissipation of excess energy in seedlings of the evergreen conifer Jack pine // Plant Physiol. 2007. V. 143. Iss. 3. P. 1242–1251.
Ettinger A. K., Buonaiuto D. M., Chamberlain C. J., Morales-Castilla I., Wolkovich E. M. Spatial and temporal shifts in photoperiod with climate change // New Phytol. 2021. V. 230. Iss. 2. P. 462–474.
Fløistad I. S., Granhus A. Bud break and spring frost hardiness in Picea abies seedlings in response to photoperiod and temperature treatments // For. Ecol. Manag. 2010. V. 259. N. 7. P. 1299–1307.
Flynn D. F. B., Wolkovich E. M. Temperature and photoperiod drive spring phenology across all species in a temperate forest community // New Phytol. 2018. V. 219. Iss. 4. P. 1353–1362.
Fu Y. H., Piao S., Delpierre N., Hao F., Hänninen H., Liu Y., Sun W., Janssens I. A., Campioli M. Larger temperature response of autumn leaf senescence than spring leaf-out phenology // Glob. Change Biol. 2018. V. 24. N. 5. P. 2159–2168.
Guo X., Klisz M., Puchałka R., Silvestro R., Faubert P., Belien E., Huang J., Rossi1 S. Common-garden experiment reveals clinal trends of bud phenology in black spruce populations from a latitudinal gradient in the boreal forest // J. Ecol. 2022. V. 110. Iss. 5. P. 1043–1053.
Hänninen H., Tanino K. Tree seasonality in a warming climate // Trends in Plant Sci. 2011. V. 16. N. 8. P. 412–416.
Heide O. M. Daylength and thermal time responses of bud burst during dormancy release in some northern deciduous trees // Physiol. Plant. 1993. V. 88. Iss. 4. P. 531–540.
Howe G. T., Hackett W. P., Furnier G. R., Klevorn R. E. Photoperiodic responses of a northern and southern ecotype of black cottonwood // Physiol. Plant. 1995. V. 93. Iss. 4. P. 695–708.
Johnsen Ø., Dæhlen O. G., Geir Østreng G., Skrøppa T. Daylength and temperature during seed production interactively affect adaptive performance of Picea abies progenies // New Phytol. 2005а. V. 168. Iss. 3. P. 589–596.
Johnsen Ø., Fossdal C. G., Nagy N., Mølmann J., Dæhlen O. G., Skrøppa T. Climatic adaptation in Picea abies progenies is affected by the temperature during zygotic embryogenesis and seed maturation // Plant, Cell & Environ. 2005b. V. 28. Iss. 9. P. 1090–1102.
Körner C., Basler D. Phenology under global warming // Science. 2010. V. 327. Iss. 5972. P. 1461–1462.
Kvaalen H., Johnsen Ø. Timing of bud set in Picea abies is regulated by a memory of temperature during zygotic and somatic embryogenesis // New Phytol. 2008. V. 177. Iss. 1. P. 49–59.
Laube J., Sparks T. H., Estrella N., Höfler J., Ankerst D. P., Menzel A. Photoperiodic constraints on the phenology of tree seedlings // Glob. Change Biol. 2014. V. 20. N. 9. P. 2752–2764.
Meleshko V. P., Kattsov V. M., Mirvis V. M., Govorkova V. A. , Pavlova T. V. Climate of Russia in the 21st сentury. Part 1. New evidence of antropogenic climate change and the state of the art of its simulation // Rus. Meteorol. Hydrol. 2008 V. 33. P. 341–350 (Original Rus. Text © V. P. Meleshko, V. M. Kattsov, V. M. Mirvis, V. A. Govorkova, T. V. Pavlova, 2008, publ. in Meteorologiya i gidrologiya. 2008. N. 6. P. 5–19).
Meng L., Zhou Y., Gu L., Richardson A. D., Peñuelas J., Fu Y., Yeqiao Wang Y., Asrar G. R., De Boeck H. J., Mao J., Zhang Y., Wang Z. Photoperiod decelerates the advance of spring phenology of six deciduous tree species under climate warming // Glob. Change Biol. 2021. V. 27. N. 12. P. 2914–2927.
Oleksyn J., Tjoelker M. G., Reich P. B. Growth and biomass partitioning of populations of European Pinus sylvestris L. under simulated 50° and 60° N daylengths: evidence for photoperiodic ecotypes // New Phytol. 1998. V. 140. N. 3. P. 493–504.
Partanen J., Hänninen H., Häkkinen R. Bud burst in Norway spruce (Picea abies): preliminary evidence for age-specific rest patterns // Trees. 2005. V. 19. P. 66–72.
Petrova E. A., Goroshkevich S. N., Belokon M. M., Belokon Yu. S., Politov D. V. Distribution of the genetic diversity of the Siberian stone pine, Pinus sibirica Du Tour, along the latitudinal and longitudinal profiles // Rus. J. Genet. V. 50. Iss. 5. P. 467-482 (Original Rus. Text © E. A. Petrova, S. N. Goroshkevich, M. M. Belokon, Yu. S. Belokon, D. V. Politov, 2014, publ. in Genetika. 2014. V. 50. N. 5. P. 538–553).
Piao S., Ciais P., Friedlingstein P., Peylin P., Reichstein M., Luyssaert S., Margolis H., Fang J., Barr A., Chen A., Grelle A., Hollinger D. Y., Laurila T., Lindroth A., Richardson A. D., Vesala T. Net carbon dioxide losses of northern ecosystems in response to autumn warming // Nature. 2008. V. 451. Iss. 7174. P. 49–52.
Planetcalc: онлайн-калькуляторы, 2026 [Planetcalc: onlayn-kalkulyatory (Planetcalc: online calculators) (in Russian)]. https://planetcalc.ru/
Saikkonen K., Taulavuori K., Hyvönen T., Gundel P. E., Hamilton C. E., Vänninen I., Helander M. Climate change-driven species’ range shifts filtered by photoperiodism // Nature Climate Change. 2012. V. 2. Iss. 4. P. 239–242.
Singh R. K., Svystun T., AlDahmash B., Jonsson A. M., Bhalerao R. P. Photoperiod- and temperature-mediated control of phenology in trees – a molecular perspective // New Phytol. 2017. V. 213. Iss. 2. P. 511–524.
Skrøppa T., Kohmann K., Johnsen Ø., Steffenrem A., Edvardsen Ø. M. Field performance and early test results of offspring from two Norway spruce seed orchards containing clones transferred to warmer climates // Can. J. For. Res. 2007. V. 37. N. 3. P. 515–522.
Stinziano J. R., Way D. A. Autumn photosynthetic decline and growth cessation in seedlings of white spruce are decoupled under warming and photoperiod manipulations // Plant, Cell & Environ. 2017. V. 40. N. 8. P. 1296–1316.
Vitasse Y., Hoch G., Randin C. F., Lenz A., Kollas C., Scheepens J.F., Körner C. Elevational adaptation and plasticity in seedling phenology of temperate deciduous tree species // Oecologia. 2013. V. 171. N. 3. P. 663–678.
Way D. A., Oren R. Differential responses to increased growth temperatures between trees from different functional groups and biomes: a review and synthesis of data // Tree Physiol. 2010. V. 30. Iss. 6. P. 669–688.
Way D. A., Montgomery R. A. Photoperiod constraints on tree phenology, performance and migration in a warmin // Plant, Cell & Environ. 2014. V. 38. Iss. 9. P. 1725–1736.
Zas R., Cendán, C., Sampedro L. Mediation of seed provisioning in the transmission of environmental maternal effects in Maritime pine (Pinus pinaster Aiton) // Heredity. 2013. V. 111. N. 3. P. 248–255.
Zohner C. M., Benito B. M., Svenning J.-C., Renner S. S. Day length unlikely to constrain climate-driven shifts in leaf-out times of northern woody plants // Nature Climate Change. 2016. V. 6. Iss. 12. P. 1120–1123.
