Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


ГОМЕОЗИСНЫЕ МУТАНТЫ ГОРОХА PISUM SATIVUM I

Работа №15660
Тип работыДипломные работы
Предметбиология
Объем работы72
Год сдачи2015
Стоимость3700 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено 3
Не подходит работа?

Узнай цену на написание
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. Обзор литературы 9
1.1. Показатели, определяющие продуктивность растения 9
1.1.1. Величина фотосинтезирующей поверхности как фактор
продуктивности 11
1.1.2. Содержание хлорофилла как фактор продуктивности 13
1.2. Параметры фотосинтезирующего аппарата растений 14
1.3. Роль фитогормонов в росте и формировании фотосинтетического
аппарата растений 16
1.3.1. Действие фитогормонов на физиологические процессы растений 16
1.3.2. Действие фитогормонов на формирование фотосинтетического аппарата 22
1.4. Характеристика листовых мутантов гороха 27
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 32
2.1. Объект исследования 32
2.2. Условия выращивания 32
2.3. Морфометрический анализ 34
2.3.1. Определение сухой массы 34
2.3.2. Определение поверхностной площади 34
2.4. Определение процента сухого вещества 34
2.5. Определение продуктивности (первичной, конечной и семенной) 35
2.6. Измерение площади, затеняемой растением 35
2.7. Светопропускающая способность посева 35
2.8. Анализ хлорофиллов 36
2.9. Анализ фитогормонов 37
2.9.1. Количественное определение цитокининов 37
2.9.1.1. Выделение и очистка экстрактов 37
2.9.1.2. Иммуноферментный анализ цитокининов 38
2.9.2. Количественное определение АБК 39
2.9.2.1. Выделение и очистка АБК 39
2.9.2.2. Определение АБК методом газовой хроматографии 40
ГЛАВА 3. Результаты
3.1. Анализ роста и морфогенеза диких, af и //мутантов гороха 41
3.2. Содержание хлорофилла в автотрофных тканях мутантов 56
3.3.Особенности гормонального комплекса изучаемых генотипов 60
3.3.1. Содержание цитокининов в близко-изогенных линиях 60
3.3.2. Изменение содержания АБК в онтогенезе близко-изогенных линий 62
3.4. Продуктивность растений гороха с различной морфологией листа... .66
3.5. Параметры фотосинтетического аппарата листовых мутантов 73
3.6. Светопропускающая способность посевов 79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 87
ВЫВОДЫ 88

Актуальность темы. Возможные подходы к получению форм растений с устойчивой продуктивностью неизменно привлекают внимание исследователей. Такие подходы обычно включают воздействие экзогенными факторами (в частности, синтетическими физиологически активными веществами (ФАВ)) и выделение генотипов с заданными хозяйственно ценными свойствами. Культура гороха характеризуется высокой полегаемостью и, вследствие этого, потерями урожая и сниженной продуктивностью, особенно, в годы с высоким уровнем осадков. Учитывая это, генетики и селекционеры все чаще используют морфотипы с нетрадиционной архитектурой, в частности, с измененной морфологией листа.
Особое внимание уделяется афильномуморфотипу, у которого в результате гомеозисной мутации по гену Д/листочки преобразованы в усики. Благодаря сильному переплетению последних, посевы афильного гороха (генотип a/) приобретают устойчивость к полеганию, что, в свою очередь, снижает потери урожая. Использование таких листовых мутантов позволяет избежать необходимость применения ретардантов и других ФАВ, что обеспечивает экологическую чистоту получаемой продукции. До настоящего времени основное внимание физиологов растений было сосредоточено на вопросах реализации продуктивности листовых мутантов при их выращивании в регионах, различающихся климатом, при разных уровнях минерального питания и т. д. [Harvey, Goodwin, 1978; Дебелый, Князькова, 1986; Goldman, Gritton, 1992; Alvino, Leone, 1993; Вербицкий, Митропольский, 1994; Гужов и др., 1997; Zadorinetal., 1998;Амелин, 2001; Новикова, 2002]. При этом зачастую сравнивали неродственные между собой сорта обычного и афильного типов, т.е. не учитывалась сортоспецифичность (генетическое окружение, т.е. совокупность всех генов организма, не являющихся объектом данного исследования). Это объясняет нередкую противоречивость результатов исследований. Исходя из сказанного возникла необходимость углубленного морфо-физиологического изучения близко-изогенных по типу листа линий гороха в нескольких генетических окружениях. Это позволит оценить влияние как определяющих морфологию листа генов, так и генетического окружения (специфики сорта) на изучаемые параметры, а также выявить оптимальную модель архитектуры растения гороха, обеспечивающую его устойчивую продуктивность.
Цели и задачи исследования. Целью работы явилось изучение зависимости между продуктивностью, размерами листового аппарата, содержанием в нем хлорофилла и фитогормонов у мутантов гороха с генетически детерминированными изменениями морфологии листа. В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:
1. Провести всесторонний анализ роста и морфометрических показателей различных компонентов растения у близко-изогенных линий гороха, отличающихся по морфологии листа.
2. Исследовать распределение содержания АБК и цитокининов в различных компонентах растения у близко-изогенных линий гороха, отличающихся по морфологии листа.
3. Изучить зависимость между размерами листового аппарата (ЛА), содержанием в нем хлорофилла (ХЛ) и продуктивностью близко-изогенных линий гороха.
4. Проанализировать приспособительные морфо-физиологические реакции листовых мутантов гороха с разной степенью полегаемости и взаимозатенения.
Научная новизна. Впервые доказано отсутствие зависимости между продуктивностью (общей и семенной), морфологией листа и содержанием в нем хлорофилла у близко-изогенных линий гороха. Приоритетными
являются данные об одинаковых параметрах фотосинтетического аппарата (ФСА) (процентной доле хлорофилла в светособирающем комплексе (ССК) и отношению хлорофилла а/в), характеризующих эффективность функционирования ФСА, в различных компонентах листа дикого, af и // типов в нескольких сериях близко-изогенных линий. Одинаковая с листочковыми генотипами продуктивность a/гороха с уменьшенными размерами листового аппарата и сниженным содержанием в нем хлорофилла, как экспериментально доказано, определяется неполегаемостью, высокой светопропускающей способностью посева и доступностью световой энергии для верхних и для нижних листовых метамеров, особенно в постфлоральный период развития. В то же время, на ранних этапах онтогенеза - в предфлоральный период развития найдена положительная зависимость между накоплением общей сухой биомассы и размерами листового аппарата, а также содержанием хлорофилла в расчете на единицу площади посева. Впервые на близко-изогенных линиях доказано, что в предфлоральный период онтогенеза коэффициент корреляции между накоплением сухой биомассы и общим содержанием хлорофилла выше, чем между накоплением биомассы и общими размерами листового аппарата. Впервые измерено содержание цитокининов и АБК у листовых мутантов гороха. Выявлена положительная зависимость между содержанием цитокининов и размерами компонентов листа у дикого, af и // генотипов гороха. Найдено, что концентрация АБК увеличивалась в онтогенезе всех генотипов. Показано отсутствие зависимости между уровнем АБК, размерами компонентов листа и содержанием в них хлорофилла. На основании полученных на близко-изогенных линиях данных сделан вывод о возможном участии цитокининов и АБК в реализации генетически детерминированных изменений морфологической программы развития листа гороха.
Научно-практическая значимость работы.Совокупность экспериментальных данных представляет интерес для развития фундаментальных и прикладных исследований морфогенеза листа и продуктивности растений. Экспериментальное обоснование оптимальной архитектуры растения гороха может быть использовано в селекционной работе для получения форм растений с улучшенной морфологией, обеспечивающей одинаковую с листочковыми формами продуктивность.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на конференции “Иммуноанализ регуляторов роста в решении проблем физиологии растений, растениеводства и биотехнологии” (Уфа, 2000); на 2-ой Международной конференции “Регуляция роста, развития и продуктивности растений” (Минск, ИЭБ НАНБ, 2001); на Международной конференции “Geneticcollections,isogenicandalloplasmiclines” (Novosibirsk, 2001); на Международной конференции “Актуальные вопросы в физиологии растений в ХХI веке” (Сыктывкар, 2001); на IV Международной конференции “Регуляторы роста и развития растений в биотехнологии” (Москва, МСХА, 2001); на IV и V Международном симпозиумах “Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования” (Пущино, 2001, 2003); на 2-ой Международной конференции по анатомии и морфологии растений (Санкт-Петербург, 2002); на 5-ом съезде ОФР России (Пенза, 2003).Эти материалы обсуждались на заседаниях комиссии по аттестации аспирантов и стажеров ИФР РАН.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ и одна статья находится в печати в журнале “Физиология растений”.
Проведенные в диссертации исследования были поддержаны Российским Фондом Фундаментальных исследований (проект 01-04¬48233).
Генетически детерминированное изменение морфологии листа гороха вызывало морфо-физиологическую реорганизацию как растения, так и посева в целом. Использование в качестве объектов исследования нескольких серий близко-изогенных линий позволило выявить эффекты именно генов qf и t/ на размеры листового аппарата, отдельных компонентов листа, содержание в них хлорофилла и фитогормонов, продуктивность, полегаемость и светопропускающую способность посева. Получены свидетельства о возможном участии фитогормонов в реализации обусловленных мутацией морфо-физиологических изменений. Корреляционный анализ показал положительную зависимость между накоплением биомассы посевом как от размеров листового аппарата, так и от содержания в нем хлорофилла лишь в предфлоральный период онтогенеза. В конце вегетационного периода вследствие различной устойчивости к полеганию и взаимозатенения листьев семенная и общая продуктивность была одинаковой, независимо от морфологии листа. На основании полученных данных сделано заключение о том, что неполегаемость и высокая светопропускающая способность посева qf генотипа с уменьшенными размерами листового аппарата и сниженным содержанием хлорофилла является приспособительной реакцией растений к морфо-физиологической реорганизации, возникающей в результате мутации.

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.

Пожалуйста, укажите откуда вы узнали о сайте!
Обновить рисунок

© 2008-2018 Сервис продажи готовых курсовых работ, дипломных проектов, рефератов, контрольных и прочих студенческих работ.