Особенности реакции представителей рода Monarda на физическое и химико-биологическое воздействие - Дипломная работа

Во всем мире известно, что физиолого-биохимические процессы роста и развития растений осуществляются вследствие реализации ряда программ, контролирующих дифференциацию, развитие клеток, тканей, органов и целого организма. Однако в настоящее время существует большое количество экзогенных регуляторных комплексов, которые влияют на рост, развитие, устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды, урожайность и улучшение качества продукции. В этом отношении особый интерес представляет поиск таких способов регуляции роста и развития растений, которые бы оказывали наибольший эффект при наименьших экономических затратах[1]. Тормозит применение регуляторов роста недостаточная изученность механизмов их регуляторного влияния с учетом биологических особенностей растений и высокой избирательности действия разных по структуре физиологически активных веществ (ФАВ). Анализ публикаций за последние несколько лет свидетельствует о все еще эмпирическом подходе к подбору и использованию регуляторов роста на различных видах растений, зачастую без учета биологических особенностей каждого из них и тех глубоких изменений метаболических процессов, которые происходят при обработке растений ФАВ, а также зависимости их действия от факторов внешней среды[1].Рост и развитие - неотъемлемые свойства всякого живого организма. Растительный организм поглощает воду и питательные вещества, аккумулирует энергию, в нем происходят бесчисленные реакции обмена веществ, в результате чего он растет и развивается. Темпы роста и развития могут быть разными, быстрый рост может сопровождаться медленным развитием или быстрое развитие медленным ростом. Так, например, растение хризантемы весной (длинный день) быстро растет, но не зацветает, следовательно, развивается медленно.Даже само название организма «растение» происходит в русском языке от глагола «расти». Говоря о росте, прежде всего подразумевают увеличение высоты стебля или растения, диаметра или объема органа, его сухой или сырой массы, числа клеток. Однако рост не всегда сопровождается увеличением размеров и массы растения. Дни осуществления роста нужны строительные материалы и вещества, регулирующие этот процесс. Вторичные механизмы роста - это физиолого-биохимические реакции, которые участвуют в нормальном ходе роста (лаг-фаза и фаза замедления роста) и происходят в процессе жизнедеятельности растений.Развитие - это изменения в новообразовании элементов структуры организма, обусловленные прохождением растением онтогенеза, или жизненного цикла. Однако с некоторого времени в ее деятельности происходят изменения и начинают образовываться зачатки цветков или соцветий. Общее направление онтогенеза является необратимым, так как в течение жизненного цикла происходят необратимые структурные и возрастные изменения всего организма, клеток, тканей, органов, усложняются взаимоотношения между частями растения. В ходе онтогенеза рост и развитие взаимосвязаны, их нельзя противопоставлять. Этот этап можно разделить на два периода: а) эмбриогенез - периоду в котором эмбрионы находятся на материнском растении; б) покой - период от конца формирования семени до его прорастания; 2) молодости (ювенильный) - от прорастания зародыша до закладки цветочных зачатков, характеризующийся усиленным ростом; 3) зрелости - от момента закладки цветочных зачатков до оплодотворения (появления новых зародышей); 4) размножения - от оплодотворения до полного созревания семян; 5) старости - от периода созревания семян до отмирания.Сложное строение растительного организма, дифференцированного на большое количество специализированных органоидов, клеток, тканей и органов, требует и совершенных систем управления. Целостность всякого, в том числе и растительного, организма обеспечивается системами регуляции, управления и интеграции.К ним относятся регуляция на уровне ферментов, генетическая, и мембранная регуляции. Во всех случаях белковая молекула - будь то фермент, рецептор или регуляторный белок - «узнает» специфический для нее фактор и, взаимодействуя с ним, изменяет свою конфигурацию. Регуляции основана на изменении функциональной активности ферментов. Активность тех или других ферментов может быть связана с конкуренцией за общие субстраты и коферменты, что является одним из способов взаимодействия различных метаболических циклов. Некоторые ферменты, кроме каталитических (изостерических) центров, имеют также аллостерические, то есть расположенные в других местах рецепторные участки, которые служат для связывания аллостерических эффекторов (регуляторов).У растений корни и другие гетеротрофные органы зависят от поступления ассимилятов, образующихся в листьях в процессе фотосинтеза. Корни используют ассимиляты, поступающие из побега, на собственные нужды, а часть трансформированных органических веществ движется в обратном направлении. Сдвиги в содержании различных элементов, питания оказывают влияние на обмен веществ, физиологические и морфогенетическй процессы у растений. При ограниченном питании у растений, как правило, ра

Содержание

Обозначения и сокращения

Введение

Глава 1. Состояние вопроса

1.1 Рост растений

1.2 Развитие растений

1.3 Системы регуляции у растений

1.3.1 Внутриклеточная регуляция растений

1.3.2 Межклеточная регуляция растений

1.4 Семя

1.4.1 Биология формирования семян, их основные темпы и морфоструктура

1.4.2 Прорастание семян и развитие проростков

1.5 Предпосевная обработка семян

1.5.1 Регуляторы роста

1.5.2 Физические методы обработки семян

Глава 2. Объекты и методы исследования

2.1 Объекты и условия проведения исследований

2.1.1 Монарда лимонная

2.1.2 Монарда двойчатая

2.2 Физические методы предпосевной обработки

2.3 Химический метод предпосевной обработки

2.4 Биологический метод предпосевной обработки

2.5 Условия проведения исследований

Глава 3. Результаты и их обсуждение

3.1 Влияния различных способов предпосевной обработки на агрономические качества семян монарды дудучатой

3.2 Влияния различных способов обработки семян растений рода Monarda на содержание основных фотосинтетических пигментов

3.3 Содержание вторичных метаболитов в надземной массе растений рода Monarda

Глава 4. Применение в школе

Заключение

Список использованных источников

Во всем мире известно, что физиолого-биохимические процессы роста и развития растений осуществляются вследствие реализации ряда программ, контролирующих дифференциацию, развитие клеток, тканей, органов и целого организма. Наличие в растительной клетке эндогенных систем координации и саморегуляции является основой для управления ими с помощью различных эндогенных регуляторов роста. Однако в настоящее время существует большое количество экзогенных регуляторных комплексов, которые влияют на рост, развитие, устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды, урожайность и улучшение качества продукции.

Регуляция роста и развития растений связана с углубленным изучением возможности управления жизненными процессами и направлена на более полную реализацию потенциальных возможностей, заложенных в генотипе, что является важным резервом повышения эффективности растениеводства. В этом отношении особый интерес представляет поиск таких способов регуляции роста и развития растений, которые бы оказывали наибольший эффект при наименьших экономических затратах[1].

К настоящему времени синтезированы сотни физиологически активных веществ, хотя из них практически используются лишь немногие. Тормозит применение регуляторов роста недостаточная изученность механизмов их регуляторного влияния с учетом биологических особенностей растений и высокой избирательности действия разных по структуре физиологически активных веществ (ФАВ). Анализ публикаций за последние несколько лет свидетельствует о все еще эмпирическом подходе к подбору и использованию регуляторов роста на различных видах растений, зачастую без учета биологических особенностей каждого из них и тех глубоких изменений метаболических процессов, которые происходят при обработке растений ФАВ, а также зависимости их действия от факторов внешней среды[1]. Однако широкое использование регуляторов роста в сельском хозяйстве сдерживается: слабой изученностью данного вещества, ценой препарата, возможностями безопасного метаболизма его и отсутствием экологических последствий.

В сельскохозяйственной практике используют разнообразные приемы предпосевной обработки семян - воздействие электрических, электростатических, магнитных полей; пониженных и переменных температур; квантового генератора на таких культурах, как ячмень[2], яровая пшеница[3], фасоль[4], люцерна[5], сахарная свекла[6]. Результаты приведенных исследований дали впоследствии значительный положительный результат. Однако, на лекарственных культурах подобные физические методы предпосевной обработки, как электромагнитное излучение, до сих пор плохо изучено. Многие из лекарственных препаратов растительного происхождения являются исключительно ценными лечебными средствами, без которых невозможно было бы лечение ряда заболеваний. Кроме того, фитопрепараты имеют ряд преимуществ по сравнению с их синтетическими аналогами, так как они практически не оказывают побочных действий на организм человека. Однако эффективное производство лекарственного сырья требует использования современных технологий подготовки и хранения семенного фонда. Получение полноценного урожая во многом зависит от качества посевного материала, поэтому обработка семян перед посевом является одной из важных предпосылок рентабельного производства лекарственных культур[7].

Одной из важнейших проблем, которая стоит перед исследователями и практиками сельского хозяйства на современном этапе, является повышение урожайности лекарственных растений, устойчивости их к неблагоприятным факторам, в том числе резистентности растений к вирусным, бактериальным и грибковым заболеваниям. Повысить урожайность и его качество возможно с помощью различных способов воздействия на семена. При этом одним из многообещающих результатов из проведенных в последние годы работ стало то, что положительное влияние на всхожесть, рост, развитие растений, а соответственно и на получаемый урожай и его качество оказывает обработка посевного материала различных лекарственных культур электромагнитными методами и регуляторами роста нового поколения. В связи с этим данная тема представляет большой научный и практический интерес и при ее широком внедрении в практику выращивания лекарственных растений может дать значительный экономический эффект.

Целью данной работы является изучение влияния предпосевной физической и химико-биологической обработки на рост и развитие, а также физиолого-биохимические процессы растений рода монарда (Monarda ).

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: оценить энергию прорастания и всхожесть обработанных семян по сравнению с контролем;

выявить влияние предпосевной обработки семян на морфометрические показатели изучаемого растения;

определить содержание пигментов в листьях контрольных и опытных растений;

определить содержание флавоноидов и фенольных соединений в листьях контрольных и опытных растений;

оценить возможность использования результатов работы в школьном курсе. всхожесть листья растение морфометрический