Введение 3
1 Обзор литературы 5
1.1 Светодиоды их применение в растениеводстве 5
1.1.1 Классификация светодиодов 5
1.1.2 Применение светодиодных ламп при выращивании комнатных растений 6
1.1.3 Перспективы использования светодиодных облучателей 7
1.2 Фотосинтетически активная радиация (ФАР) 9
1.2.1 Влияние количества света на фотосинтетический аппарат растений . 15
1.2.2 Влияние света на рост и развитие растений 17
1.2.3 Фоторецепторы растений 17
1.3 Пестролистность 22
1.3.1 Получение пестролистных форм 22
1.3.2 Типы пестролистности 22
1.4 Химеризм у растений 27
1.4.1 Периклинальные, мериклинальные и секторные химеры 29
2 Объект и методы исследования 31
2.1 Объект исследования 31
2.2 Методы исследования 34
Заключение 37
Список использованных источников 38
Пестролистные растения являются удобной моделью для изучения процессов закладки и развития вегетативных органов растений. Для листьев пестролистных форм характерно наличие генотипических разнородных тканей различающих способности к фотосинтезу. Пестролистные формы многих растений являются немало важным элементом декора.
Пестролистными или так же «химеры» называют растения, в окраске листьев которых помимо зелёного присутствуют и другие цвета (белый, розовый, кремовый, лимонный и пр.) У многих комнатных растений появление пестролистности явилось следствием вирусной инфекции.
В клетках растения содержатся хлоропласты, в которых заключены некоторые пигменты окраски, основным из которых является хлорофилл - он и делает растительную клетку зелёной. Отсутствие в клетке хлорофилла меняет её окраску, а совокупность таких клеток делает некоторые участки листа отличными по цвету от основного фона. Помимо хлорофилла листья растений содержат оранжево-желтые пигменты ксантофилл и каротин, которые также участвуют в процессе фотосинтеза. Некоторые растения содержат еще сине-красный пигмент антоциан, но он не участвует в синтезе питательных веществ Желтые и кремовые листья содержат хлорофилл в гораздо меньшей концентрации, чем зеленые. Этого бывает достаточно для жизни растения, при условии, что оно получает много света. Растения со светлыми и золотисто-зелеными листьями растут медленнее, чем их зеленолистные сородичи. Чаще всего пигменты отсутствуют только в части листа, а оставшаяся часть сохраняет зеленую окраску. Такие листья называют пестрыми. Белые или желтые участки располагаются беспорядочно, в виде крапа, или образуют узор, обычно вдоль жилок или по краю листа. При подходящих условиях растение сохраняет пестролистность всю свою жизнь. Исключение составляют растения, у которых пестролистность развивается от недостатка питательных веществ и исчезает вскоре после восполнения их запасов [1].
Таким образом, пестролистность обусловлена, отсутствием или недостатком хлорофилла в группе растительных клеток., а так же присутствием других пигментов: жёлтую окраску определяет каротин, красную - ксантофилл, розовую - антоциан. Белый цвет свидетельствует об отсутствии красящего пигмента.
Цель: Изучить влияние спектрального состава и интенсивности света на физиологические особенности Tradescantia fluminensis Vell.
Задачи:
1. Исследовать действие света различного спектрального состава и интенсивности на рост и морфологические показатели T. fluminensis.
2. Исследовать количественные показатели устьиц.
3. Исследовать пигментный состав
4. Исследовать фотосинтетическую активность
Работа выполнена в лаборатории кафедры водных и наземных экосистем СФУ.
1. Показана возможность путем изменения количества и качества света управлять морфологических характеристиками T. fluminensis: биомассой, длиной побегов, формой и размерами листа и количеством антоцианов. Относительно слабо варьируют такие признаки как: соотношение зеленых и белых зон у пестролистной формы, размеры и количество устьиц на единицу поверхности. Эти данные могут быть использованы флористами для применения традесканции в озеленении.
2. Ограничения в площади фотосинтетической поверхности у пестролистных форм по сравнению с зелеными растениями частично компенсируется увеличением размеров листа и увеличением скорости фотосинтеза.
3. Отсутствие различий между лишенными хлорофилла и зелеными зонами по содержанию антоцианов, размерами и плотностью устьиц требует продолжения исследования направленных на механизмы регуляции экспрессии генов, связанных с синтезом антоцианов и образованием устьиц.
1. Безверхов И.М Элементы цветоведения и цветовые характеристики декоративных растений. [Электронный ресурс]/ Безверхов И.М// Москва 2009,№7 - Режим доступа: http://pandia.ru
2. Светодиод/[электронныйресурс] -Режим доступа: http://dic.academic.ru
3 Юнович . А.Э Светодиоды и их применение для освещения/. Юнович А.Э под редакцией Ю.Б. Айзенберга.// Москва Знак - 2011. 280 с.
4. Туркин А.Н Полупроводниковые светодиоды./ Туркин А.Н.//Журнал Полупроводниковая светотехника -2011,№5.
5. Вороникин А.А Светодиодные лампы для комнатных растений[Электронный ресурс] / А.А Вороникин //Москва -2005, №43- Режим доступа: http://letovsadu.ru
6. Беркович Ю.А., Космические оранжереи: настоящее и будущее/ Беркович Ю.А., Кривобок Н.М., Смолянина С.О., Ерохин А.Н/ Космические оранжереи: настоящее и будущее//. Москва: изд-во «Слово», 2005. - 367 с.
7. Аверчева, О.А. Физиологические эффекты узкополосного красно-синего освещения растений: автореф. дис.канд.биол. наук: 03.01.05 / Аверчева Ольга Владимировна. - М., 2010. - 25 с
8. Прикупец, Л.Б Светодиодные облучатели и перспективы их применения в теплицах / Прикупец, Л.Б /Теплицы России//Воронеж -2010. - № 1. - С. 52-55.
9. Yorio, N.C Improving Spinac, Radish and Lettuce Growth under Red Light- Emiting Diodes (LEDs) with Blue Light Supplementation /. Yorio, N, Goins, G.D., Kagie, H.K., Wheeler, R.M., Sager, J.C. // HortScience. - 2001. - V.36. - P.380¬383.
10. Goins, G.D., Photomorphogenesis, Photosynthesis, and Yield of Wheat Plants Grown under Red Light-Emitting Diodes (LEDs) with and without Supplemental Blue Lighting/ Goins, G.D,Yorio, N.C., Sanwo, M.M., Brown, C.S. // J. Exp. Bot. - 1997. - V. 48. - P. 1407-1413.
11. Аверчева, О.А. Физиологические эффекты узкополосного красно-синего освещения растений: автореф. дис.канд.биол. наук: o3.o1.o5 / Аверчева Ольга Владимировна. - Москва, 2o1o. - 25 с
12. Cuello, J., , Hybrid Solar and Artificial Lighting(HYSAL): Next - Generation Lighting Strategy for Bioregenerativ Life Support / . Cuello, J., Darren, J., Sadler, Ph., Nakamura, T.// SAE Technical paper. -1999. - № 1. - P. 21o.
13. Тихомиров, А.А., Светокультура растений/ Тихомиров, А.А., Шарупич, В.П., Лисовский, Г.М/Биофизические и технологические основы // Уч. пос. - Новосибирск: Изд. СО РАН, 2ooo. - 213 с.
14. Зайцева, Т.А., Формирование структуры и развитие функциональной активности фотосинтетического аппарата в клетках разных зон роста первичного листа пшеницы под влиянием света различного спектрального состава /Зайцева, Т.А., Луговцева, К.А. // Физиология и биохимия культурных растений. - 1994. - Т. 26. - С. 444-45o.
15. Беркович, Ю.А. Космические оранжереи: настоящее и будущее/ Беркович, Ю.А.,Кривобок, Н.М., Смолянина, С.О., Ерохин, А.Н. // Москва: ООО Фирма «Слово» -2oo5, 367 с
16. Шульгин, И.А. Световой режим в теплицах. / Шульгин, И.А. / Световой режим в теплицах // Гавриш. - 2oo1. - №5. - С. 27-29
17. Третьяков, Н.Н. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений/ Третьяков, Н.Н.,. Кошкин, Е.И., Макрушин, И.М. и др /под ред. Н.Н. Третьякова//Москва.: КолосС, 2ooo. - 64o с.
18. Гудковский, В.А. Окислительный стресс - основная причина снижения продуктивности и устойчивости к вредным организмам плодовых растений / В.А. Гудковский, Н.Я. Каширская, Е.М. Цуканова // Основные итоги и перспективы научных исследований ВНИИС им. И. В. Мичурина// Сб. науч. тр. - Мичуринск, 2oo1. - Т. 2. - С.3-21.
19. Овсянников А.С. Изучение фотосинтетической активности листового аппарата яблони и вишни в связи с урожаем: дисс. канд. биол. Наук: o3.oo.12 / Овсянников Андрей Сергеевич. - Москва, 1967. - 144 с.
20. Головацкая И.Ф. Морфогенез растений и его регуляция. /Головацкая И.Ф./Фоторегуляция морфогенеза Ч. 1// Томск: 2o16. — 172 с.
21. Красновский, А.А. Фоторецепторы растительной клетки и пути светового регулирования / А.А. Красновский II Фоторегуляция метаболизма и морфогенеза растений // Под ред. A.JI. Курсанова, Н.П. Воскресенской. - Москва.: Наука, 1975. - 5-15 с.
22. Карначук, P.A. Регуляторная роль света разного спектрального состава в процессах роста и фотосинтетической активности листа растений: автореф. дисс.д-ра биол.наук: o3.oo.12 / Карначук Раиса Александровна. - Москва, 1989. - 42 с.
23. Шевелуха, B.C. Рост растений и его регуляция в онтогенезе / В.С Шевелуха// Москва: Колос, 1992. - 594 с.
24. Дроздова, И.С., Совместное действие фоторегуляторных реакций, вызываемых красным и синим светом, на фотосинтез и морфогенез растений редиса // Дроздова, И.С., Бондарь, В.В., Воскресенская, Н.П./ Физиология растений. //Москва- 1987. - Т.34, вып. 4. - С.786-793.
25. Клешнин, А.Ф. Роль света в жизни растений/ Сер. III, № 29.// - М.: Изд-во «Знание», 1955. - 32 с.
26. Воскресенская, Н.П. Принципы фоторегулирования метаболизма растений и регуляторное действие красного и синего света на фотосинтез / Воскресенская, Н.П/ Фоторегуляция метаболизма и морфогенеза растений. //Москва. Наука, 1975. -16- 36 с
27. Куперман, И. А. Физиологические механизмы адаптации и устойчивости растений / И.А. Куперман. // Новосибирск: Наука, 1972. - 5 с.
28. Протасова, Н. Н., Фотосинтез и рост высших растений, их взаимосвязь и корреляции/ Протасова, Н. Н., Кефели, В.И./Физиология фотосинтеза. - Москва.: Наука, 1982. -251 с
29. Протасова, Н.Н. Светокультура как способ выявления потенциальной
продуктивности растений / Протасова, Н.Н./ Физиология
растений.//Москва1987. - Т.34, вып. 4. - С. 812-822.
30. Говоров, П. П., Источники света для выращивания овощей в условиях закрытого грунта/ Говоров, П. П., Велит, И. А., Щиренко, В. В., Пилипчук, Г. В.. /Учебное пособие «Светотехника и источники света». //Тернополь, 2011. - 79 с.
31. Ничипорович, А.А. Физиология фотосинтеза и продуктивность растений / Физиология фотосинтеза / Под ред. Ничипоровича А. А.// -Москва.: Наука, 1982. - 7-33 с.
32. Terzagi, W.B.,. Light-Regulated Transcription // Terzagi, W.B., Cashmore, A.R Annu. Rev. Plant Physiol.// Plant Mol. Biol. - 1995. - V. 46. - P. 445-474.
33. Тараканов, И.Г. Фоторегуляция в адаптивных стратегиях овощных растений: дис.докт. биол. наук: 03.00.12 / Тараканов Иван Германович. - М., 2007. - 152 с.
34. Воскресенская, Н.П., Действие синего, красного и зеленого света на содержание белка, нуклеиновых кислот и хлорофилла в молодых растениях ячменя // Воскресенская, Н.П., Нечаева, В.П. /Физиология растений.// - 1967. - Т.32. вып. 14. - С. 299-307.
35. Chen, M., Light Signal Transduction in Higher Plants / Chen, M Chory, J., Fankhauser, C.//Annu. Rev. Gen. - 2004. - №38. - P. 87-117.
36. Алехина, Н. Д. Физиология растений: учеб. для студентов вузов / Н. Д. Алехина, Ю. В. Балнокин, В. Ф. Гавриленко и др.// -М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 114 с
37. Зайцева, Т.А., Формирование структуры и развитие функциональной активности фотосинтетического аппарата в клетках разных зон роста первичного листа пшеницы под влиянием света различного спектрального состава // Зайцева, Т.А., Луговцева, К.А. Физиология и биохимия культурных растений. - 1994. - Т. 26. - С. 444-450.
38. Ефремова, Е.А. Влияние селективного света на морфогенез и гормональный баланс кукурузы, инфицированной мозаичным вирусом карликовости: дис.канд биол. наук: 03.00.05, 03.00.12 // Ефремова Елена Александровна. - Томск., 2003. - 124 c.
39. Giovanni, B.,. Light-induced electron transfer in a cryptochrome blue-light photoreceptor // Giovanni, B, Byrdin, M., Ahmad, M., Brettel, K //Nat. Struct. Biol. - 2oo3. - V. 1o. - P. 489-49o
40. Shalitin, D., Blue light-dependent in vivo and in vitro phosphoryation of Arabidopsis cryptochrome 1 // Shalitin, D., Yu, X., Maymon, M., Mockler, T., Lin, C. Plant Cell. - 2oo3. - V. 15. - P. 2421-2429
41. Casal, J.J. Phytochromes, cryptochromes, phototropin: photoreceptor interactions in plants /.Casal, J.J. / Photochem. Photobiol. - 2ooo. - V. 71. - P. 1-11
42. Briggs, W.R., Phototropins 1 and 2: versatile plant blue-light receptors // Briggs, W.R.,Christie, J.M.// Trends Plant Sci. - 2oo2. -V.7. - P. 2o4-21o.
43. Ohgishi, M., Functional analysis of each blue light receptor, cryl, cry2, photl, and phot2, by using combinatorial multiple mutants in Arabidopsis / Ohgishi, M., Saji, K., Okada, K., Sakai, T. // Proc.Natl. Acad. Sci. - 2oo4. - V. 1o1. - P. 2223¬2228.
44. Folta, K.M., Unexpected roles for cryptochrome 2 and phototropin revealed by high-resolution analysis of blue light-mediated hypocotyls growth inhibition / Folta, K.M., Spalding, E.P.//Plant J. - 2oo1. - V. 26. - P. 471-478.
45. Yanovsky, M.J.,. Living by the calendar: how plants know when to flower / Yanovsky, M.J.,. Kay, S.A// Nat. Rev. Mol. Cell Biol. - 2oo3. - V. 4. - P. 265-275.
46. Quail, P.H. An emerging molecular map of the phytochromes // Plant Cell Environ. - 1997. - V. 2o. - P. 657-666.
47. Тихомиров, А.А Специфика реакций растений разных видов на спектральный состав ФАР при искусственном освещении / Тихомиров, А.А. Золотухин, И.Г., Лисовский, Г.М., Сидько, Ф.Я./ Физиология растений.// - 1987. - Т. 34. - С. 774-785
48. Патянина А. Типы пестролистности// Патянина А [Электронный ресурс] //Воронеж 2009 - Режим доступа: http://www.krasta.ru
49. Арефьев В.А Англо-русский толковый словарь генетических терминов / Арефьев В.А ,Лисовенко Л.А //Москва: Издательство ВНИРО, 1995г.
50. Кабанова И Пестролистные сенполии//Кабанова И/.. [Электронный ресурс] //Москва- 2012г Режим доступа: http://www. supersadovnik.ru
51. Большой энциклопедический словарь //Издательство: Большая Российская энциклопедия, 2000 г.
52. Петров В.А. Химеравбиологии/ Петров В.А. /[Электронный ресурс]// Москва -2008 -Режим доступаhttps://ru.wiki2.org
53. В. Н. Шаламов Химеризм у ратений/ В. Н. Шаламов// [Электронный ресурс]//Ж. Уральский садовод № 46, 2014г. Режим доступа: http://sadisibiri.ru
54. ORIGIN, DEVELOPMENT, AND PROPAGATION OF CHIMERAS/R. Daniel Lineberger//Department of Horticultural Sciences Texas.
55. Close D. C. Foliar anthocyanin accumulation may be a useful indicator of hardiness ineucalypt seedlings / Close D. C., Beadle C. L., Battaglia M.//Forest Ecology and Management. 2004. V. 198. №1-3. P. 169-181.