По тема : « Использование фитогормонов для ускорения укоренения растений

Луганск

2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение …

Раздел 1. Исследование влияние фитогормон

1.1 классификация фитогормон по их действо

1.2 история изучения фитогормонов

Раздел 2. Методики применения Фитогормон для ускорения рост ростения

Раздел 3. Резултатий ноучних иследованний применения фитогормонов

Введение

Стимуляторы (регуляторы) роста растений - вещества, обладающие большой биологической активностью, усиливающие деление клеток, следовательно и рост растений. По своему составу они делятся на природные и синтетические. К природным относятся фитогормоны, к синтетическим – их аналоги.

Большинство людей знают, что в нашем организме есть гормоны – вещества-регуляторы. Одни гормоны отвечают за за обмен веществ, другие за ростовые процессы , третьи – за процессы воспроизводства организма. Они есть не только в организме человека и животных, но и в растениях. Их называют фитогормонами, они относятся к категории природных или биостимуляторов. Так же как и у животных гормоны, фитогормоны регулируют все процессы жизнедеятельности в растительном организме.

Изучение строения молекул фитогормонов, позволило создать новую большую группу синтетических веществ – аналогов растительных гормонов. К синтетическим стимуляторам, относятся средства, которые активизируют деятельность фитогормонов, вследствие чего отмечается временное увеличение процессов роста.

Синтетически полученные стимуляторы идентичны природным фитогормонам по своей структуре. Их применяют для повышения активности деятельности фитогормонов. Это искусственные аналоги фитогормонов и средства для активизации роста растений.

Все вышеуказанные стимуляторы применяются в виде аэрозолей, водных растворов, эмульсий и паров.

1. Исследование влияние фитогормон

Влияние фитогормонов на клубнеобразование топинамбура Огород

Результаты опытов по изучению влияния фитогормонов на клубнеобразование топинамбура и двух форм картофеля при различных способах их введения (через место кольцевания стеблей, при опрыскивании надземных органов, через корни путем полива почвы) оказались совпадающими. Эти опыты подтвердили и основные результаты многочисленных исследований по изучению влияния фитогормонов на процессы клубнеобразования.

Были получены данные и по содержанию фитогормонов в растениях, находящихся на различной длине дня. Аналитические определения содержания эндогенных фитогормонов, проведенные

А. Г. Деведжяном и X. К. Хажакяном, показали, что в листьях картофеля S. demissum (строго короткодневного по реакции клубнеобразования) гиббереллинов больше на длинном, абсцизинов — на коротком дне; в столонах на коротком дне цитокининов больше, чем на длинном, особенно много цитокшш - нов было в клубнях, сформировавшихся на коротком дне.

Влияние фитогормонов на транспорт СА2+ через мембраны клеток суспензионной культуры CA принадлежащий к семейству Apocynaceae, является одним из ценных лекарственных растений. Ин-дольные алкалоиды терпенового ряда, синтезируемые данным растением и обладающие широким спектром биологической активности, представляют большой интерес для фармацевтической промышленности. В частности, такое внимание обусловлено наличием в катарантусе уникальных бис-индольных алкалоидов, обладающих противоопухолевой активностью, к которым относятся винбластин, используемый, например, для лечения болезни Ходжкина (лимфогранулематоза), и винкристин, применяемый при терапии различных видов лейкемии и т.д.. Однако растение Catharanthus roseus является эндемичным для тропических и субтропических климатических поясов планеты, что делает невозможным его культивирование и заготовку в условиях климата Беларуси. В связи с этим чрезвычайно актуальным является активный поиск новых альтернативных источников получения биологически активных веществ растительного происхождения. Одним из таких источников являются культуры клеток растений. Культуры клеток in vitro в настоящее время находят применение в широком диапазоне биохимических иссле­дований, а также в качестве модельных систем для изучения механизмов регуляции вторичного метаболизма, индукции ферментов и экспрессии генов. В качестве стимуляторов метаболической активности клеток в культуре чаще всего используют фитогормоны, эмпирически подбирая их концентрацию и соотношение.

К сожалению, регуляторные механизмы, активация которых под влиянием фитогормонов приводит к росту содержания таких вторичных метаболитов, как индольные алкалоиды, не известны. В связи с вышесказанным, участие Са2+, как вторичного медиатора и в трансдукции внешних сигналов, и в процессах регуляции метаболической активности клеток растений привлекает особое внимание. Изменение [Са2+]цит является ключевым событием в трансдукции большинства внешних для клетки стимулов. Поэтому, целью нашей работы было получение суспензионной культуры барвинка малого и изучение влияния фитогор-монов на транспорт ионов кальция через мембраны везикул, выделенных из клеток суспензионной культуры.

Одной из наиболее ранних ответных реакций клеток растений на действие ряда регуляторов является повышение в цитозоле содержания ионов кальция, что обусловлено активацией соответствующих ионных каналов и плазмалеммы, тонопласта и эндоплазматического ретикулума. Для исследований в качестве индикаторов ионов кальция удобно использовать флуоресцентные зонды, обладающие высокой чувствитель­ностью и селективностью по отношению к ионам кальция.

Объектом исследования являлись клетки суспензионной культуры ка-тарантуса розового, которую культивировали в среде Мурасиге и Скуга, содержащей 0,2 мг/л кинетина и 1 мг/л нафтилуксусной кислоты. Пересадку осуществляли на 15 сутки культивирования. Мембранные везикулы выделяли методом дифференциального центрифугирования. Из­менение содержания Са2+ исследовали с помощью Са2+-чувствительного зонда хлортетрациклин гидрохлорид (ХТЦ). Использование хлортет-рациклина основано на пассивной аккумуляции зонда в предварительно нагруженных Са2+ мембранных везикулах. Для исследования регуляции содержания Са2+ везикулы инкубировали с ХТЦ в течение 30 минут, затем отмывали от красителя, определяли интенсивность флуоресценции и ее изменение. Измерение флуоресценции проводили с помощью спек-трофлуориметра Varian Cary Eclipse при длинах волн возбуждения и эмиссии 397 и 535 нм, соответственно.

В данной работе были изучены системы транспорта ионов кальция через мембраны везикул, полученных из клеток суспензионной культуры Gatharanthus roseus. Было исследовано влияние различных фитогор-монов, таких как, индолилуксусная (ИУК), гибберелловая (ГК) и абсцизовая (АБК) кислоты, на транслокацию Са через мембраны везикул. Установлено, что «кальциевые ответы» на действие различных фито-гормонов отличались амплитудой, временными и пространственными характеристиками.

Так, при изучении концентрационной и временной зависимости влияния ИУК можно было сделать вывод, что фитогормон, вероятно, вызывает выход ионов кальция из везикул через Ca2+-каналы, чувствительные к верапамилу. Так как, действие различных концентраций ИУК вызывает резкое падение интенсивности флуоресценции, а при совместном действии ИУК в комплексе с верапамилом наблюдается повышение интенсивности флуоресценции комплекса Ca -ХТЦ. Также было выяснено, что интенсивность флуоресценции через 15 — 25 мин после добавления ИУК достоверно не отличается. Таким образом, эффект ИУК реа­лизуется в течение 15 минут после добавления фитогормона к суспензии мембранных везикул.

При изучении концентрационной и временной зависимости процесса выхода кальция из мембранных везикул под влиянием ГК мы не наблюдали аналогичного эффект. Добавление гибберелловой кислоты незначительно повышало интенсивность флуоресценции комплекса Ca -ХТЦ с течением времени. Действие ГК не было связано с активацией каль­циевых каналов.

При изучении концентрационной и временной зависимости процесса выхода ионов кальция из мембранных везикул под влиянием АБК для образца, содержащего 0,5 мМ АБК, интенсивность флуоресценции уже с первых минут проводимых измерений отличалась от других образцов. У этого образца интенсивность флуоресценции была значительно ниже по сравнению с образцами, содержащими 0,75 мМ и 1 мМ АБК, в том числе и с контролем. Можно было предположить, что эта концентрация является оптимально действующей. Добавление АБК + верапамил оказывало аналогичное действие, как и в случае с ИУК. Таким образом, абсцизовая кислота влияла на Са2+-каналы, стимулируя выход ионов кальция из везикул. Эффект АБК — быстрый — реализуется в течение первых 5 минут после добавления фитогормона.

Таким образом, можно заключить, что Са2+-каналы являются транспортными системами, чувствительными к действию таких фитогормо-нов, как АБК и ИУК, но не ГК. Кроме того было показано влияние блокаторов Са -каналов верапамила и нифедипина на эффекты, вызываемые фитогормонами. Было установлено, что Са -каналы мембран клеток суспензионной культуры Catharanthus roseus являются транспортными системами, чувствительными к действию различных АБК и ИУК и др. Было также показано, что «кальциевые ответы» на действие различных фитогормонов отличались амплитудой, временными и пространственными характеристиками, по которым клетка, возможно, дифференцирует получаемые извне сигналы.

Результаты исследований

Инициация и рост клубней регенерантов картофеля in vitro

Как видно из данных рис. 1, кинетин существенно влияет на инициацию клубней как у исходного сорта Жуковский ранний, так и у ТУ-растений-регенерантов картофеля. Уровень этих процессов во многом определяется соотношением концентрации сахарозы и кинетина в культуральной среде и чувствительностью генотипа растений к этим факторам клубнеобразования. Высокая стимуляция инициации клубней кинетином проявилась при содержании сахарозы от 5 % до 7 % у исходного сорта Жуковский ранний (контроль) и у ТУ-растений-регенерантов от 7 % до 9 % сахарозы, т. е. каждому генотипу свойственна различная чувствительность к концентрации сахарозы. Кроме того, инициирующий эффект кинетина зависел не только от концентрации сахарозы, но и от концентрации кинетина в культуральной среде. Так, при низких концентрациях кинетина высокий уровень инициации клубнеобразования был при более высокой концентрации сахарозы (5-7 %), тогда как при более высокой концентрации кинетина инициирующая активность проявилась при более низких концентрациях сахарозы (3-5 %). Действие НУК на инициацию образования клубней оказалось более сильным и однообразным. На фоне низкого содержания сахарозы для культивирования исходного сорта Жуковский ранний и ТУ-растений-регенерантов наблюдалась стимуляция инициации клубней под действием НУК (рис. 1). При 3 % содержании сахарозы концентрация НУК практически не оказывала влияния на инициацию клубней у обоих генотипов картофеля. При более высокой концентрации сахарозы эффект от действия НУК проявлялся только у исходного сорта Жуковский ранний (контрольный вариант), тогда как у ТУ-растений-регенерантов НУК не оказывала существенного влияния на инициацию образования клубней. Необходимо отметить некоторые особенности реакций каждого генотипа на инициацию образования клубней под влиянием НУК. У ТУ-растений-регенерантов НУК оказывала существенное влияние при более высокой концентрации сахарозы (7-10 %), тогда как у исходного сорта Жуковский ранний эффект от действия НУК проявился при 5-7 % содержании сахарозы.