Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Сельскохозяйственная биотехнология. Лабораторный практикум
.pdf
2,4-Д относится к группе ауксинов. Действие аналогичное гиббе-
1
2
реллину.
Хлорхолинхлорид (ТУР) относится к группе ретардантов
(от англ. «укорачивать»), вызывает действие, обратное гиббереллину,
которое проявляется в укорачивании побегов. В сельском хозяйстве
ТУР, или хлормекват хлорид, и хлорхолинхлорид применяют в посевах зерновых культур, прежде всего озимых.
Эффект от применения: препятствует полеганию высокоурожайных хлебов за счет утолщения соломины, упрочения механических
тканей и уменьшения длины стебля.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Материалы, оборудование, реактивы: чашки Петри с асептически
проросшими зародышами злаковых культур; линейки; плотная бумага.
Последовательность выполнения работы
Семена озимой пшеницы, проросшие в асептических условиях,
на растворах регуляторов роста (гиббереллин; абсцизовая кислота;
2,4-Д; ТУР) и контроль осматриваются, определяется их всхожесть
(%), измеряется длина проростков и корней.
Полученные результаты анализируются и делаются выводы
о действии регуляторов роста на прорастание зерновок озимой пшеницы, а экспериментальные данные заносятся в табл. 7.1.
Получаемые результаты
Таблица 7.1
Влияние регуляторов роста на прорастание семян озимой пшеницы
Вариант Х
Х
Контроль
Корневин СП
Гетероауксин
АБК
2,4-Д
ТУР
Примечание. Здесь Х1 – количество проросших семян; Х2 – общее количе-
ство семян; % – всхожесть; Дп – общая длина проростков; Дк – общая длина
корней; Ср. Дп – средняя длина проростков; Ср. Дк – средняя длина корней.
% Дп Дк Ср. Дп Ср.Дк
41
Содержание отчета
Студентам необходимо ознакомиться с представленным теоретическим материалом и экспериментальной частью. Произвести все
требуемые исследования, оформить отчет с указанием цели работы,
основных теоретических положений, а также описанием последовательности выполнения работы и полученных результатов. Сделать
выводы о воздействии различных регуляторов роста на всхожесть семян пшеницы, длину проростков и корней.
Контрольные вопросы
1. В чем особенность действия на семена регулятора роста гиббереллина?
2. В чем особенность действия на семена регулятора роста АБК?
3. В чем особенность действия на семена регулятора роста 2,4-Д?
4. В чем особенность действия на семена ретарданта ТУР?
5. Что такое ретардант?
42
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
Действие фитогормонов на рост растений
Теоретические основы
В настоящее время широкое применение получили ретарданты –
вещества, замедляющие линейный рост побегов. С их помощью можно
бороться с полеганием зерновых, ограничивать избыточный вегетативный рост картофеля, технических, овощных, плодовых культур и винограда, одновременно стимулируя развитие генеративных органов.
Действие ретардантов связано с их влиянием на гормональную
систему растений. Вегетативный рост побегов контролируется комплексом фитогормонов, среди которых основное стимулирующее
влияние оказывают гиббереллины. Ретардантный эффект обусловлен
способностью подавлять активность гиббереллинов.
Большинство ретардантов, применяемых в современном растениеводстве, относятся к 4 группам веществ: четвертичным солям аммония; триазолпроизводным; этиленпродуцентам и гидразинпроизводным. Эти и другие известные в настоящее время ретарданты обладают антигиббереллиновым эффектом, однако их действие проявляется
не одинаково. Некоторые ретарданты блокируют биосинтез гиббереллина, другие препятствуют его связыванию со специфичным рецептором, т.е. становится невозможным образование и дальнейшее
проявление активности гиббереллин-рецепторного комплекса.
Установить, каким действием обладает ретардант, можно с помощью экзогенных гиббереллинов. Если при их добавлении устраняется вызванное ретардантом торможение роста, значит они относятся
к ретардантам, блокирующим биосинтез гиббереллина. При блокировании ретардантами гормон-рецепторного комплекса такого явления
не наблюдается.
Моделью для проведения подобных опытов служат проростки
озимой пшеницы, обладающие повышенной реакцией как на обработку ретардантами, так и на обработку гиббереллином. Кроме того,
43
на данной модели удобно изучать регулирующее действие новых
препаратов на рост растений, а также определять эффективность совместного действия ретардантов и разрабатывать оптимальные смеси.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Цель работы: изучение влияния фитогормона гиббереллина
и ретарданта хлорхолинхлорида на рост растений озимой пшеницы.
Материалы, оборудование, реактивы: зерновки озимой пше-
ницы местных сортов; гиббереллин, раствор 0,005 %-й; хлорхолинхлорид, раствор 0,5 %-й; 2-хлорэтилфосфоновая кислота, раствор
0,5 %-й; перманганат калия 0,05 М раствор; этиловый спирт, раствор
70 %-й; мерная колба вместимостью 50 см3; пипетки вместимостью 2,
5 см3; мерный цилиндр вместимостью 25, 50 см3; чашки Петри; филь-
тровальная бумага; термостат; линейка; весы аналитические.
Подготовка семян и реактивов:
1. Семена озимой пшеницы простерилизовать в растворе 0,05 М
KMnO4. Для этого поместить семена на 10 мин в 0,05 М раствор
KMnO4 и тщательно промыть водой.
2. Приготовить по 50 мл 0,5 %-х растворов ретардантов:
хлорэтилфосфоновой кислоты и хлорхолинхлорида. Для этого необходимо взвесить по 0,25 каждого ретарданта, перенести их в мерные
колбы на 50 мл, растворить в дистиллированной воде и довести объём растворов до метки.
3. Приготовить 50 мл 0,005 %-й раствор гиббереллина.
Для этого 2,5 мг гиббереллина поместить в мерную колбу на
50 мл, растворить его в 2 мл этанола и довести раствор дистиллированной водой до метки.
Последовательность выполнения работы
Шесть чашек Петри застелить фильтровальной бумагой и разложить в них по 30 примерно одинаковых зерновок.
44
В подготовленные чашки налить:
- чашка Петри № 1 – 20 см3 дистиллированной воды (кон-
троль);
- чашка Петри № 2 – 10 см3 раствора гиббереллина + 10 см3
дистиллированной воды;
- чашка Петри № 3 – 10 см3 раствора гиббереллина + 10 см3
раствора хлорэтилфосфоновой кислоты;
- чашка Петри № 4 – 10 см3 гиббереллина + 10 см3 хлорхолин-
хлорида;
- чашка Петри № 5 – 10 см3 хлорэтилфосфоновой кислоты +
10 мл дистиллированной воды;
- чашка Петри № 6 – 10 мл хлорхолинхлорида + 10 см3 дистил-
лированной воды.
Чашки Петри с замоченными зерновками поместить в термостат
и выдерживать в нем при 24 °С семь суток.
Студентам необходимо определить число и массу корней. Полученные данные внести в табл. 8.1.
Получаемые результаты
Таблица 8.1
Результаты определения влияния фитогормона гиббереллина
и ретарданта хлорхолинхлорида на рост растений пшеницы
Номер чашки Петри
Изучаемый параметр
число корней / чашки
Петри
масса корней / чашки
Петри
1 (к) 2 3 4 5 6
По полученным данным сделать выводы о рострегулирующем
действии гиббереллина, ретардантов и различиях ретардантного действия хлорхолинхлорида и хлорэтилфосфоновой кислоты.
45
Содержание отчета
Студентам необходимо ознакомиться с представленным теоретическим материалом и экспериментальной частью. Произвести все
требуемые исследования, оформить отчет с указанием цели работы,
основных теоретических положений, а также описанием последовательности выполнения работы и полученных результатов.
Контрольные вопросы
1. Для чего используют ретарданты?
2. С чем связано действие ретардантов?
3. К каким группам веществ относятся ретарданты?
4. Как определить действие ретарданта?
5. Какова последовательность выполнения эксперимента?
46
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9
Микроклональное размножение растений
Теоретические основы
Потребности интенсивного земледелия, которое всё ещё господствует на полях нашей страны, так и новой биологизированной системы земледелия нуждаются в быстром внедрении однородного посадочного материала. Поэтому растения, полученные путем клонального микроразмножения, крайне привлекательны и могут быстро и
легко вписаться в технологический процесс производства сельскохозяйственных культур и в системы озеленения городов страны.
Обычно культуры размножают семенным и вегетативным способами. Но у каждого из них есть как свои преимущества, так и недостатки. Главный минус семенного размножения – генетическая пестрота получаемого посадочного материала и длительный ювенильный
период (то есть период до цветения и плодоношения). Это полностью
устраивает селекционера, но абсолютно не устраивает сельскохозяйственное производство, которое отдаёт предпочтение вегетативному
размножению. При вегетативном размножении ничего этого нет, но,
увы, эффективность получения саженцев некоторых видов и сортов
очень низкая. К тому же не всегда удается получать стандартный посадочный материал из-за возможного накопления инфекции в исходных растениях и переноса ее в укореняемый черенок. Сложно размножать растения и прививками.
Достижения в области культуры клеток и тканей привели к созданию принципиально нового метода вегетативного размножения –
клонального микроразмножения (получение в условиях in vitro
(в пробирке), неполовым путём растений, генетически идентичных
исходному экземпляру). В основе метода лежит уникальная способность растительной клетки реализовывать присущую ей тотипотентность, то есть под влиянием экзогенных воздействий давать начало
целому растительному организму.
47
Преимущество клонального микроразмножения. В первую оче-
Норма
Роза
2 табл./1
л
Замачивание зелёных и полуод
-
Черенкован
ие плод
о
вых,
1 табл./5
л
Замачивание зелёных и полуод
-
редь оно позволяет получить генетически однородный, оздоровленный (свободный от инфекций, в том числе вирусных) посадочный материал. Это и производство огромного числа растений (генетических
копий) из минимального количества исходного материала, и круглогодичное размножение, и планирование выпуска продукции к определенному сроку, а также возможность размножения растений, трудно размножаемых традиционными способами. Для некоторых видов
растений с одного исходного черенка, высаженного в пробирку,
за год можно получить до 1 млн саженцев. Это, прежде всего, картофель, табак. Клонирование растительного материала in vitro также
позволяет сократить селекционный процесс до 3–4 лет вместо 10–12
и достаточно быстро получить новые высокопродуктивные сорта.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Цель работы: изучение влияния форм ауксинов (корневин, гете-
роауксин) на укоренение черенков шелковицы и др. садовых культур.
Материалы, оборудование, реактивы: черенки шелковицы, ро-
зы и др.; гипохлорит кальция 3 %-й, 9 %-й раствор; твин-20; дистиллированная вода; стерильные стаканчики; стерильные бумажные
«матрасики»; магнитная мешалка; среда Мурасиге – Скуга.
Гетероауксин (1-Н-индолил-3-этановая кислота) стимулирует образование и рост корней у черенков, рассады, луковиц (рис. 7.1).
Таблица 9.1
Культуры, обрабатываемые гетероауксином
Культуры
расхода
препарата
воды
Способ, время обработки,
норма расхода рабочей жидкости
ресневевших черенков в течение 10–
ягодных и декоративных
культур
воды
16 ч. Расход 1 л/100 шт.
ресневевших черенков в течение 6–20 ч,
зелёных черенков – 10–16 ч.
Расход 1 л/100 шт.
48
Приготовление рабочего раствора для замачивания корневой системы: в емкость с водой помещают препарат из расчета 1 г/л на одно
растение для замачивания и два растения для полива под корень для
интенсивного перемешивания в течение 3–5 мин.
Таблица 9.2
Культуры, обрабатываемые корневином
Культура,
обрабатываемый
объект
Норма
Способ, время обработки,
расхода
особенности применения
препарата
Черенки плодовых,
ягодных и декоратив-
ных культур
Плодовые, ягодные
и декоративные
растения, их сеянцы
10–20 мг
на черенок
1 г/л Замачивание корневой системы на 6 ч
Опудривание препаратом нижних
срезов черенков (однократное)
в рабочем растворе перед высадкой
Полив под корень через 10 дней после
посадки. Расход раствора 0,5 л/растение
Последовательность выполнения работы
С маточного дерева местной шелковицы заготавливаются активно растущие побеги длиной 5–10 см в возрасте 1 года и переносятся
в лабораторию. Срезанные побеги промывали в проточной воде, дезинфицировали в 96 %-м этиловом спирте в течение 30 с, далее в 5 %м растворе гипохлорита кальция в течение 8 мин, затем промывали
дистиллированной водой. С подготовленных побегов срезали верхушечные почки с частью побега длиной 0,3 см (эксплантат). Для опыта
от каждого сорта было взято по 60 почек. Отобранные и подготовленные эксплантаты были вертикально помещены в питательную
среду. Питательная среда контрольного варианта (базовая) Мурасиге
– Скуга (MС) с добавлением 30 г/л сахарозы и 7 г/л агар-агара. Уровень pH среды перед застудневанием агар-агаром – 5,8. В опытных
вариантах к базовой питательной среде были добавлены 500 мг аскорбиновой кислоты, 1,5 мг/л 6-бензиламинопурина (6-БАП) и
0,3 мг/л 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д). После раскрытия почек появившиеся микропобеги пассировались каждые 45 дней
49
в той же питательной среде. Для стимулирования роста адвентивных
Количество
1 к
онтроль
H2O
2 корневин
3 гетероауксин
4 смесь
тельной
трального
микропобега,
даточного
микропобега,
микропобегов,
побегов после второго пассажа микропобеги были высажены в питательную среду, следующего состава: MС с добавлением 0,5 мг/л αнафтилуксусной кислоты (НУК). Для стимулирования образования
корней у побегов была использована следующая питательная среда:
MС с добавлением 1,0 мг/л индол-3-масляной кислоты (ИМК). Исследуемые образцы культуры содержались при температуре +27 ˚С
под светом флуоресцентной лампы с 16 ч фотопериодом. Для сравнения двух питательных сред были сформированы следующие варианты: 1, 3, 5, 7 – базовые; 2,4,6, 8 – опытные.
Таблица 9.3
Влияние стимуляторов роста
на микроразмножение in vitro местной шелковицы
Вариант
Состав
питательной
среды
Периоды
высаживания
эксплантата
дней
Выход
раскрывшихся
до раскрытия
почек, %
почки
На 2-м этапе работы, когда проросшие почки были пересажены
из чашек Петри в пробирки, в период первого пассажа появились
микропобеги, из которых определяли основной (центральный) и несколько придаточных.
Таблица 9.4
Рост микропобегов при размножении in vitro
Вариант
Состав
пита
среды
Срок
высадки
экспланта
цен
Длина
мм
Длина
при
мм
Количество
придаточных
шт.
1 контроль H2O
2 корневин
3 гетероауксин
4 смесь
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]