Лабораторная работа № 2 «Биотестирование растворенных токсических веществ по росту отрезков колеоптилей пше­ницы»

Биотест с отрезками колеоптилей пшеницы также хорошо раз­работан и основан на растяжении определенной зоны колеоптиля под действием того или иного вещества по сравнению с контролем, который принимается за 100 %. Разработан тест для определения аук­синов и ингибиторов; среди последних и фенольные вещества, ко­торые в живом растении чаще всего подавляют рост, а в больших концентрациях (например, сточных водах целлюлозно-бумажных комбинатов) являются токсическими веществами, вызывающими загрязнение питьевых вод. Примером этого может служить загряз­нение вод Ладожского озера и реки Невы.

АУКСИНЫ [< гр. auxanō увеличиваю; расту] – группа вырабатываемых растениями фитогормонов, стимулирующих ростовые про­цессы; в больших дозах действуют угнетающе; синтетически изготовленные ауксины (напр., гетероауксин) применяются в растениеводстве.

Нормальный рост колеоптилей осуществляется на 2 %-ном ра­створе сахарозы в дистиллированной воде, в котором и растворяют то или иное токсическое вещество. Применение метода дает возмож­ность показать, что действие многих токсикантов двояко: в очень малых концентрациях они стимулируют рост, а в больших – ингибируют. Так, широко известный гербицид 2,4Д в концентрации ниже миллионных долей (10^–8–10^–9 %) проявляет стимулирующий эффект, а уже в концентрациях 10^–6 –10^–77 % ингибирующий.

Помимо колеоптилей пшеницы можно использовать и гипокотили хвойных древесных пород.

ГИПОКОТИЛЬ [гипо... + гр. kotylē впади­на; чашка] – подсемядольное ко­лено – часть стебля в зародыше или проро­стке между корнем и первыми листьями (семя­долями).

рисунок 2.1 – Ветка сосны

рисунок 2.2 – Разнообразие хвойных

Оборудование, реактивы, материалы:

1) термостат;	2) кюветы;	3) пинцет;	4) вата;
5) фильтровальная бумага;	6) пленка;	7) бритвы;	8) предметные стекла;
9) пенициллиновые бутылочки с пробками;		10) чашки Петри;
11) пипетки на 1–5 мл;		12) карандаш по стеклу;
13) миллиметровка;
14) испытуемые веще­ства: вода, исходный раствор гербицида;
15) 2 %-ный раствор саха­розы;		16) семена пшеницы.

При индивидуальной работе можно использовать для нарезки отрезков колеоптилей специальный станочек, в котором выточены бороздки для укладывания ростков. Уложенные ростки зажимают с двух сторон резинками. Затем в поперечные бороздки, сделанные через 5 мм, вставляют бритву и нарезают очень быстро 10–12 штук отрезков колеоптилей. При нарезке можно использовать специаль­ный резачок. При отсутствии резачка используют миллиметровку, покрытую стеклышком, и бритву.

Ход работы Предварительная работа

До проведения практического занятия подготавливают ростки пшеницы. Для этого хорошо всхожие семена замачивают на 18–20 ча­сов в воде, а на другой день раскладывают пинцетом в кюветы зароды­шем вверх и в одном направлении на слой мокрой ваты (2–3 см), на которую помещают два слоя фильтровальной бумаги. Вату увлажня­ют до полной влагоемкости, что легко регулировать, сливая осторож­но излишки воды через край кюветы. Кювету закрывают пленкой, подгибая ее края под дно кюветы, а затем ставят в термостат при тем­пературе 25–27 °С зародышами на север, что обеспечивает более ров­ное прорастание.

Проростки проращиваются до среднего размера 1,5–2,5 см (не более), т. к. большие проростки теряют чувствительность. Для установления нужного времени замачивания и проращивания предварительно проводят пробные работы, т. к. на эти процессы влияют многие переменные: сорт пшеницы, всхожесть, размеры семян и время года. Наш многолетний опыт показал, что в про­цессе прорастания семян существует определенная периодич­ность, обусловленная генетически и внешние факторы играют здесь второстепенную роль. Так, семена почти всех растений, не требующих стратификации, дружно и быстро прорастают в ве­сенний период, хуже – в осенний и очень плохо – в период глу­бокого покоя (с половины ноября до половины января).

СТРАТИФИКАЦИЯ [лат. stratum настил, слой + facere делать] – 1) распределение тем­пературы воздуха в атмосфере с высотой, от которого зависит возможность и степень разви­тия вертикальных перемещений; 2) распреде­ление по вертикали слоев воды различной плотности, обусловливающее теплообмен и дру­гие физические процессы в морях и озерах; 3) выдер­живание семян труднопрорастающих древес­ных, кустарниковых и некоторых лекарственных растений во влажном песке, торфе, мхе при температуре 1–5 °С или под снегом для ускоре­ния их прорастания; 4) разделение, расчлене­ние общества на страты; социальная стратификация – структура общества.