ВВЕДЕНИЕ 3
I ЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1 Биологические особенности растений рода Iris L., их хозяйственное
значение 6
1.2 Техника культивирования растительного материала на
искусственных питательных средах 10
1.3 Гормональная регуляция в культуре клеток и тканей 12
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 16
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 21
3.1 Особенности приготовления пи тательных сред для
культивирования растений рода Iris L 21
3.2 Способы стерилизации растительных эксплантов 26
3.3 Получение эксплантов растений рода Iris L. in vitro 30
ГЛАВА 4. ПРОЕКТНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ УЧАЩИХСЯ В РАМКАХ
ИЗУЧЕНИЯ БИОЛОГИИ 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 47
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 49
Модернизация в области биотехнологии растений напрямую связана с разработкой методических приемов культивирования клеток in vitro. Этим методом получен ряд различных сортов растений с ценными признаками.
Культивирование растений в условиях in vitro в настоящее время довольно широко используется при решении многих теоретических и практических задач селекции и биологии. Данный метод имеет ряд преимуществ:
• становится возможно получать большую биомассу в асептических условиях:
• условия выращивания контролируются по многим параметрам;
• простота клеточных моделей;
• культура клеток и тканей может служить моделью при изучении различной устойчивости растений к абиотическим или биотическим факторам НЯ
Растения, которые вырастили в культуре in vitro, - это посадочный материал, обладающий рядом превосходств в сравнении с растениями, полученными традиционными методами размножения такими, как прививка, отводки, посадка семян и черенкование [20].
Преимущества растений, выращенных в условиях in vitro'.
• растения свободны от возбудителей болезней;
• растения обладают повышенными темпами роста и развития;
• высокая однородность семян по величине, вследствие генетической однородности;
• возможность размножения растений в неограниченных количествах, при этом у них сохраняются все ценные признаки;
• посадка материала не зависит от сезонности;
• можно производить посадочный материал в больших объёмах,
причём в короткие сроки.
Цветы ириса известны человеку с древнейших времён.
Своё название цветок приобрёл в древней Греции. В те времена богиня Ирида была посланницей богов и по легендам сходила на нашу землю по радуге. Поэтому слово «ирис» в переводе с греческого языка и означает «радуга». В настоящее время эти растения называют ирис, петушок или касатик.
Сегодня растения рода Iris L. одни из красивейших растений, которыми украшают клумбы дач, различных учреждений, городские парки, делают красивейшие букеты. Ирисы являются украшением многих цветочных композиций [1, 38].
Растения рода Iris L. могут размножаться семенами, а также вегетативным способом, что считается традиционным методом. В настоящее время разрабатывается множество методик для ускорения темпов вегетативного размножения. Семенное размножение и его особенности у ирисов на данный момент мало изучены, и в связи с этим необходимо проводить дальнейшие исследования и разработки [28].
Хоть цветы ирисов являются элементами декора, на сегодняшний день некоторые виды считаются редкими. Так, например, в Красную книгу Пензенской области занесены шесть видов ирисов, причем два из них относятся также и к Красной книге России [29].
Так как некоторые виды ирисов сейчас используются в медицине, а также эти цветы являются неотъемлемыми элементами декора, то актуальностью исследовательской работы является разработка оптимальной технологии выращивания сортов растений рода Iris L., которые будут наиболее приспособлены к условиям среды, устойчивы к фитопатогенам, вирусам, гербицидам и отличающимися высокой продуктивностью. Для этого можно применить методы культивирования ирисов в условиях in vitro.
Цель работы: изучить особенности культивирования ирисов в условия in vitro.
Задачи исследования:
1. освоить метод культивирования растений в условиях in vitro',
2. определить сорта ирисов, которые наиболее подходят для выращивания и проведения опытов по культуре клеток и тканей;
3. сделать ботаническое описание выбранных сортов ирисов;
4. подобрать различные способы стерилизации семян ирисов;
5. вырастить растения рода Iris L. в условиях in vitro;
6. выяснить возможность использования полученного материала в изучении школьного курса биологии;
7. организовать научно-исследовательскую работу со школьниками.
По итогам бакалаврской работы можно сделать вывод, что цель и задачи, поставленные на 1 этапе работы, достигнуты.
В качестве объектов исследования были выбраны ирисы сортов Губсргена, Болотный и Призматический.
В ходе работы нами было сделано ботаническое описание выбранных сортов растений рода Iris L.
Результатом проведенных исследований стало освоение метода культивирования растений в условиях in vitro. Мы подобрали оптимальные условия для введения в культуру эксплантов растений. Также смогли подобрать оптимальные условия для стерилизации семян и эксплантов ирисов, предотвратили размножение грибковой микрофлоры.
Для проведения экспериментов приготовили твердую (агари тированную) питательную среду Мурасиге-Скуга, которая подходит для культивирования наших объектов исследования.
Растения выращивали в тепличных условиях при разном спектральном освещении.
Спустя 10 дней после пересадки эксплантов растений побеги ириса Губсргена достигли высоты 6 миллиметров, но в пробирках со средой обнаружились следы бактериальных культур. Из-за этого растения росли плохо. Заражение могло произойти при пересадке эксплантов в питательную среду. После 5 дней выращивания побеги ириса Болотный достигли 45 миллиметров в высоту. Спустя 33 дня выращивания ирисов сорта Призматический высота их побегов составила 80 миллиметров.
В 70 % случаев пробирки со средой не были заражены бактериальной или грибной микрофлорой.
Таким образом можно сделать вывод, что на рост и развитие растений в условиях in vitro влияют многие факторы:
1. Правильная стерилизация семян;
2. Правильно приготовленная питательная среда, где подобраны компоненты в определенном количественном соотношении, в соответствии с видом растения;
3. Обработка растений фитогормонами, в нашем случае ауксинами и гиббереллинами;
4. Внешние условия, в которых прорастают растения (например, свет, температура).
При проведении исследовательской работы мы собрали огромное количество информации, которую можно использовать как на уроках биологии в качестве дополнительной информации, так и на факультативных занятиях. А также можно представить возможность самостоятельно ознакомиться с методом культивирования растений в условиях in vitro и вырастить растения в ходе научно-исследовательской работы.
