СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1 Гормональная система растений 7
1.1.1 Роль брассиностероидов в жизнедеятельности растений 8
1.1.2 Роль мелатонина в жизнедеятельности растений 9
1.2 Культивирование сельскохозяйственных растений in vitro 10
1.2.1 Микроклональное размножение 12
1.2.2 Особенности культивирования картофеля 12
2. ОБЪЕКТ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объект исследования
2.2 Методики исследования
2.2.1 Культивирование картофеля in vitro
2.2.2 Определение ростовых параметров
2.2.3 Определение содержания МДА регенерантов картофеля сорта Накра in vitro
2.2.4 Определение содержания фотосинтетических пигментов у регенерантов картофеля сорта Накра in vitro
3. ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ МОРФОГЕНЕЗА РАСТЕНИЙ-РЕГЕНЕРАНТОВ КАРТОФЕЛЯ IN VITRO
3.1 Влияние 24-эпибрассинолида на рост растений-регенерантов in vitro
3.2 Влияние мелатонина на рост растений-регенерантов in vitro
3.3 Совместное действие 24-эпибрассинолида и мелатонина на рост растений-регенерантов in vitro
3.4 Действие гормонов на формирование пигментного состава листа
3.5 Действие гормонов на перекисное окисление липидов листа
не определена.
ВЫВОДЫ 15
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 16
Картофель служит незаменимым продуктом питания населения большинства стран мира. Однако продуктивность растений картофеля уменьшается в связи со сложными фитопатологическими условиями на сельскохозяйственных территориях. Ведущим фактором, обеспечивающим высокую урожайность картофеля, является использование оздоровленного семенного материла, который можно получить только при применении биотехнологических методов микроклонального размноженияи культивирования апикальных меристем (Коршунова, 2003).
На сегодняшний день встает вопрос о получении безвирусного семенного материала от фитопатогенов. Среди способов выращивания оздоровленных растений картофеля преимущество получает метод микроклонального размножение с последующей адаптацией к гидропонной установке с аэрацией и выращивание аквакультуры (Головацкая и др., 2018). Этот метод надежный в том, что обеспечивает защиту растений и получаемого семенного материала от контакта с почвенными патогенами. В связи с тем, что продуктивность растений картофеля в гидропонике ограничена технологическим регламентом экологических факторов (температурой и длиной дня), то для ее повышения возникает острая необходимость применения эффективных регуляторов роста (Аксенова и др., 2012).
Морфология растений зависит от гормонального баланса, который представлен большим числом фитогормонов. Они регулируют жизнь каждого растения на всех ее этапах, начиная от формирования семени, включая его прорастание, рост, развитие и плодоношение растения, и до его старения и отмирания. У всех фитогормонов есть общие свойства:
• они синтезируются в самом растении
• являются высокоэффективными регуляторами физиологических программ.
• с помощью фитогормонов одни типы клеток и тканей растений регулируют физиологические процессы в других типах клеток и тканей.
Среди них особое место в жизнедеятельности растений занимает 24- эпибрассинолид и мелатонин.
Брассиностероиды структурно близки к стероидным гормонам животных и насекомых. Они играют важную роль в регуляции многих физиологических процессов
у растений. Они не только изменяют активность ферментов, мембранный потенциал, состав аминокислот и жирных кислот, активируют синтез белков и нуклеиновых кислот, вызывают сдвиги в гормональном балансе организма (Khripach et al., 2003), но и вовлекаются в ответы растений на абиотические воздействия, а также биопатогены. Кроме того, брассиностероиды весьма перспективны для создания эффективных экологически безопасных регуляторов, повышающих урожайность растений в экстремальных условиях.
К настоящему времени установлено широкое распространение мелатонина в царстве растений, начиная от одноклеточных водорослей и заканчивая высшими растениями. Известно об уровне Мел более чем в 100 видах пищевых и лекарственных растений (Hattori, 1995; Chen, 2003; Kolar, 2005; Reiter, 2007).
Если брассиностероиды признаны давно, то мелатонин в качестве гормона рассмотрен недавно.
Общее между этими гормонами является их защитная роль от факторов стресса внешней среды. Однако неизвестна роль этих гормонов в формировании растений- регенерантов in vitro.
В связи с этим, целью наших исследований было:
Механизм действия 24 - эпибрассинолида и мелатонина в морфогенезе растений- регенерантов картофеля сорта Накра in vitro.
В соответствии с целью решались следующие задачи:
1. Изучить влияние 24-эпибрасснолида на морфогенез растений-регерантов картофеля сорта Накра
2. Изучить влияние мелатонина на морфогенез растений-регерантов картофеля сорта Накра
3. Изучить совместное действие Мел+ЭБЛ на морфогенез растений-регерантов картофеля сорта Накра
Работа выполнена в лаборатории биотехнологии и биоинженерии при кафедре физиологии растений и биотехнологии Биологического института ТГУ.
По материалам ВКР опубликовано 3 работы:
1. В рамках Всероссийской научно - практической конференции с международным участием (2018)
2. В рамках студенческой конференции ТГУ «Старт в науку» (2019)
3. 11 съезда общества физиологов растений России (2019)
Автор работы выражает искреннюю благодарность научному руководителю профессору, доктору биологических наук И.Ф. Головацкой за помощь в выполнении работы и ценные советы. Особая благодарность выражается ассистенту кафедры физиологии растений и биотехнологии Е.В. Бойко и магистранту кафедры физиологии растений и биотехнологии Е.И. Вебер за консультации и помощь в проведении эксперимента.
1. Показана эффективность применения ЭБЛ в регуляции роста растений- регенерантов. При действии гормона наблюдали наибольший прирост сухой массы побега, увеличение поверхности листьев верхних ярусов, содержания фотосинтетических пигментов и коэффициента размножения, а также снижение интенсивность перекисного окисления липидов.
2. Установлено, что использование Мел в составе питательной среды увеличивало количество корней, своевременное формирование которых обусловливало более раннее побегообразование, приводящее к увеличению размера побега и числа новых ярусов. В итоге при микроклонировании повышался коэффициент размножения. Под действием Мел снижалась интенсивность перекисного окисления липидов и повышался уровень хлорофиллов.
3. Одновременное действие двух гормонов увеличивают ростовые параметры (длина побега, количество междоузлий и функциональных листьев) растений-регенерантов Solanum tuberosum L. сорта Накра. При совместном действии гормонов происходило увеличение сухой массы побега (стебель, листья) за счет перераспределения питательных веществ из корня. Содержание фотосинтетических пигментов сохранялось на уровне контроля.
