КоролеваТ._8б_рук. Яновская Л.В._ГБОУ Гимназия №1551_ г
advertisement
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 2 ГЛАВА 1. Фитогормоны, их функции и механизм действия 4 ГЛАВА 2. Опыт вегетативного размножения Ficus lyrata методом черенкования 7 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 14 Список литературы 15 1 ВВЕДЕНИЕ Я не впервые наблюдаю жизнедеятельность растений. В прошлом году мною изучалось влияние внешних факторов на рост и развитие проростков фасоли. Мне нравится заниматься и комнатным цветоводством. В кабинете биологии нашей гимназии есть большое растение фикуса лировидного, я решила вырастить такое же у себя дома. Но обычным черенкованием с последующим содержанием в воде мне не удалось получить корней. Тогда наш учитель биологии предложила мне попробовать добиться результатов, используя различные добавки в растворы с черенками. Так фитогормонов возникла на тема моего формирование нового исследования: придаточных корней у «Влияние стеблевых черенков». Современное комнатное цветоводство часто сталкивается с проблемой размножения одревесневающих форм вегетативными методами, поэтому встаёт задача исследования факторов, преодолевающих эти трудности. Использование фитогормонов для образования корней на одревесневающих черенках – одно из возможных решений подобных проблем. Целью моей работы является изучение влияния фитогормонов на растительный организм и их применение при вегетативном способе размножения одревесневающих форм. Для достижения этой цели мною были поставлены следующие задачи: 1. Изучить различные источники информации по теме работы, составить список часто используемых фитогормонов, выявить наиболее подходящий катализатор для формирования придаточных корней. 2. Составить биолого-экологическую характеристику растения, выбранного в качестве объекта исследования. 3. Заложить опыты по наблюдению за процессом формирования придаточных корней у черенков, фиксировать наиболее существенные изменения в ходе опыта с помощью фотоснимков и записей в дневнике наблюдений. 2 4. Обобщить полученные результаты, сделать выводы на основе данных, полученных в ходе исследования и представить их наглядно. Выдвинуты следующие гипотезы: Процесс формирование придаточных корней у стеблевых черенков будет идти быстрее в присутствие фитогормонов. При использовании разных биологических катализаторов, скорость процесса формирования корней будет различна. 3 ГЛАВА 1. Фитогормоны, их функции и механизм действия Фитогормоны — низкомолекулярные органические вещества, вырабатываемые растениями и имеющие регуляторные функции. Действующими являются низкие концентрации фитогормонов (до 10−11 М), при этом фитогормоны вызывают различные физиологические и морфологические изменения в чувствительных к их действию частях растений. В отличие от животных растения не имеют специальных органов, синтезирующих гормоны; вместе с тем отмечается большая насыщенность гормонами некоторых органов по сравнению с другими. Так, ауксинами богаче всего верхушечные меристемы стебля, гиббереллинами — листья, цитокининами — корни и созревающие семена. Фитогормоны обладают широким спектром действия. Они регулируют многие процессы жизнедеятельности растений: прорастание семян, рост, дифференциацию тканей и органов, цветение, созревание плодов и т. п. Образуясь в одном органе (или его части) растения, фитогормоны обычно транспортируются в другой (или его часть). Гормоны - химические соединения, которые вырабатываются в одних частях растений и оказывают своё действие в других, проявляют свой эффект в исключительно малых концентрациях, обладают (в отличие от ферментов) обычно меньшей специфичностью действия на процессы роста и развития. Это объясняется разным состоянием работы генов воспринимающих клеток, от которого зависит результат действия гормона, а также разным соотношением между собой различных фитогормонов (гормональным балансом). Эффект фитогормонов в значительной мере определяется действием других внутренних и внешних факторов. Молекулярные основы действия фитогормонов Достижения молекулярной биологии и генетики позволили по новому подойти к исследованию механизма действия гормонов. В опытах широко использовались как растения со стандартным геномом, так и модифицированные растения (мутанты или трансгенные). Большинство ученых считают, что, подобно 4 гормонам животных, первичной реакцией фитогормонов является взаимодействие с рецептором. Рецепторы — это молекулы белковой природы, которые распознают гормон, специфически связываются с ним, меняя свою конфигурацию с образованием гормон-рецепторного комплекса, передающего сигнал, необходимый для «запуска» ответной физиологической реакции клетки. Рецепторы располагаются как на мембранах, так и в цитозоле. Один и тот же гормон может связываться с разными рецепторами, тем самым вызывая различные ответные физиологические реакции. Это является одной из причин многофункциональности в действии фитогормонов. Необходимо учитывать, что фитогормоны оказывают влияние только на восприимчивые к ним (компетентные) клетки. Первый белок, обладающий рецепторной функцией, был обнаружен для ауксинов — AБП1 — ауксинсвязывающий протеин. В ходе работы нами была обобщена некоторая информация о роли фитогормонов в физиологических процессах растительного организма, представленная в таблице: Фитогормоны Функция Абсцизовая кислота Опадание листьев у некоторых растений. Вызывает закрывание устьиц, снижает транспирацию и предотвращает потерю влаги. Останавливает созревание плодов. Останавливает прорастание. Ингибирует синтез ферментов, необходимых для фотосинтеза.[10] Ауксины Влияют на рост клетки в фазах растяжения. клеток Стимулируют камбия. рост Обуславливают взаимодействие отдельных органов. Регулируют коррелятивный рост 5 Цитокинины Регулируют морфогенез деления побега и клеток, корня, созревание хлоропластов, линейный рост клетки, образование добавочных почек и старение. Этилен Регуляция созревания плодов Гиббереллины Нарушают тканей состояние и стратифицирующее покоя оказывают действие на семена; при естественном выходе семян из состояния покоя содержание гиббереллинов повышается 6 ГЛАВА 2. Опыт вегетативного размножения Ficus lyrata методом черенкования Фикус лировидный, или скрипичный (Ficus lyrata) – это растение семейства тутовых, насчитывающих около 1000 разновидностей фикусов. Отличается от других видов более крупными волнистыми листьями и большими размерами самого деревца. Родина растения - тропические леса Африки, где фикус может достигать 12 метров в высоту. В природе фикус лировидный можно встретить как по опушкам лесов, где достаточно солнечного света, так и в глубине, где растение произрастает как эпифит (утративший связь с почвой, в результате конкуренции за солнечный свет). Ствол у фикуса лировидного прямостоячий шероховатый, кора серокоричневого цвета. Красивый, эффектный вид растению придают листья, которые нельзя обрезать: крупные, жесткие, тонкие, немного морщинистые, длиной до 50 см, шириной 25 см со слегка волнистым краем, нарастающие по спирали. У основания лист более узкий, к вершине - отсеченный или округлый. Окраска листьев темно-зеленая глянцевая, с оборотной стороны - светло-зеленая. Жилки и складки желто-зеленого цвета и ярко выражены. Черешок длиной 6-7 см. Фикус лировидный цветет невзрачными цветками, образует плоды - крупные сиконии зеленого цвета с вкраплениями. Фикус лировидный (F. lyrata) - декоративное вечнозеленое деревце крупных размеров (до 2,5 метров высотой), подходящее как для комнат, так и для просторных помещений (офисов, залов, оранжерей). Предпочитает стабильность и одиночество, поэтому нежелательно располагать его вплотную к другим растениям. Даже у взрослого фикуса добиться цветения в домашних условиях крайне трудно. Распространены следующие сорта фикуса лировидного: Ф. "Phyllis Craig" с компактной кроной и крупными листьями (длиной до 35 см); Ф. "Compacta" и Ф. "Bambino" (миниатюрный сорт) с густо расположенными листьями меньших размеров (длиной до 25 см). 7 Основные требования к выращиванию Фикуса лировидного, как комнатного растения, следующие: Свет. Фикус достаточно светолюбивое растение, но яркие солнечные лучи могут погубить растение. В тёплое время года следует выносить растение на свежий воздух. Полив. В тёплое время года следует увлажнять почву примерно 2-3 раза в неделю, передозировка воды может вызвать гниение корней но следите за тем, чтобы земля не превратилась в густую мокрую жижу. В противном случае у вашего кустика начнут гнить корешки. Зимой достаточно поливать его 1 раз в неделю. Температура и влажность. Наиболее подходящее температура воздуха для данного вида растения: 25-28°. Минимальная температура воздуха не должна опускаться ниже 16-18°, иначе растение переохладится и погибнет. Растение также хорошо приспосабливается к сухому воздуху. Злоупотребление опрыскиванием листьев нежелательно. Пересадка. Пересаживать растение можно один раз в год весной и только в том случае, если корни уже не помещаются в предыдущем горшке. Для фикуса наиболее подходящий вид почвы – смешанный тип. Размножение фикуса лировидного проводят способом черенкования, используя при этом стеблевые или листовые черенки. Черенки длиной 10-15 сантиметров срезают острым ножом, под углом. В месте среза будет выделяться млечный сок, который необходимо смыть проточной водой. Затем срезанный черенок помещают в емкость с водой, в которой растворяют четыре таблетку древесного угля. Корешки на черенке появляются спустя месяц. В течение этого времени необходимо следить, чтобы листья черенка не касались воды, иначе растение начнет загнивать. Укоренившиеся черенки высаживают в маленькие горшочки, заполненные подходящей почвосмесью. И на этом размножение фикуса считается законченным – далее ухаживать за молодыми растениями нужно по стандартным правилам. 8 Исследование я буду проводить в течение 2-х месяцев с момента закладки опыта (черенкование в растворе с фитогормонами) и до момента полного формирования придаточных корней у одного из образцов. В своих опытах я буду использовать препараты корневин, гетероауксин и активированный уголь. Перечень используемых препаратов и их концентрация: 1. Контрольный образец (вода) - 1л 2. Корневин, из расчета 30-50 мл/1л 3. Гетероауксин, из расчета 10-20 мг/1л 4. Активированный уголь, из расчета 4 табл./1л Приведем краткие характеристики препаратов, применяемых нами в ходе исследования: Гетероауксин применяется для стимулирования корнеобразования черенков и корней саженцев плодовых, ягодных и декоративных культур, луковиц и клубнелуковиц цветочных культур, рассады овощных и цветочных культур. Наличие сильно развитых корней у обработанных гетероауксином растений способствует более быстрому развитию побегов и листьев. Хорошо развитые побеги и листья способствуют увеличению урожайности и жизнеспособности растений. Корневин – это биостимулирующий препарат для растений, в состав которого входит индолилмасляная кислота (ИМК) в концентрации 5 г/кг, которая, попадая на растение, слегка раздражает его покровные ткани, чем стимулирует появление каллюса («живых» клеток, образующихся на поверхности ранки) и корней. А сама ИМК, попадая в почву, в результате естественного синтеза преобразуется в фитогормон гетероауксин, который, собственно, и стимулирует корнеобразование. Таким образом, корневин действует медленнее, нежели гетероауксин в чистом виде, зато действие его более продолжительно. Активированный уголь не является фитогормоном, но я решила использовать это вещество для сравнения эффекта с действием фитогормонов, так как многие 9 авторы рекомендуют это средство как стимулирующее образование корней у черенков. Выводы и наблюдения: В контрольном образце отсутствовали придаточные корни . В образце № 2 (раствор корневина) придаточные корни образовались на 27 день, но их дальнейший рост незначителен, а общее состояние черенков ухудшилось вплоть до гибели 2-х из них. У образца № 3 корни длиной 1,3 см развились на 38 день после закладки опыта. Первые придаточные корни появились на 21 день наблюдений у образца № 4 (с раствором активированного угля), но дальнейшего роста корней не отмечено. Образец № 1 (контрольный) Начало опыта Листья почернели, на черенках корней обнаружено. Состояние черенка не практически не изменилось. Листья одного из черенков полностью опали Вывод: В отсутствие каких-либо добавок формирования придаточных корней не наблюдается. 10 Образец № 2 Начало опыта Состояние черенка нормальное. – Опали Отмечено большинство пожелтение листьев. остался один Появились придаточные корни черенок. длиной до 0,5 см листьев, живой Рост придаточных корней незначителен Вывод: Корневин способствует процессу формирования корней, но его воздействие не так эффективно, как ожидалось. Образец № 3 Начало опыта Состояние черенков: Один черенок большинство листьев опали, полностью увял. Другой остальные изумрудную имеют ярко- сохранил ярко-злёную окраску. окраску. 11 Образовались придаточные корни длиной 0,3 – 0,5 см Рост придаточных корней значителен: до 1,3 см Вывод: В растворе с гетероауксином скорость формирования корней наибольшая. Образец № 4 Начало опыта Состояние черенков – Состояние черенка хорошее, некоторые из листьев не пожелтели. Активный изменилось. Рост рост придаточных корней не придаточных корней – до 0,5 см отмечен Вывод: Активированный уголь способствует формированию придаточных корней, но в дальнейшем этот процесс затормаживается. Графическое представление результатов наблюдений: №1 №2 №3 №4 1- 17 день 0 0 0 0 19 день 0 0 0,6 0 21 день 0 0 0,67 0 27 день 0 0,4 0,8 0,5 38 день 0 0,5 1,3 0,5 12 13 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Исследованные нами препараты фитогормонов обеспечивают процесс образования придаточных корней у одревесневших стеблевых черенков, но в некоторых случаях их действие не соответствует ожидаемым результатам. 2. Так как общее состояние многих черенков в ходе опыта ухудшилось вплоть до гибели, то можно предположить, что были плохо подобраны условия опыта, либо фитогормоны оказали на листья растения отрицательное воздействие в условиях изоляции части организма. 3. Черенки фикуса, помещенные в раствор с корневином, образовали небольшие по размерам и числу придаточные корни, в отличие от растения, помещенного в раствор с гетероауксином, что указывает на различную интенсивность влияния фитогормонов на один и тот же признак растения. Таким образом, проблема образования придаточных корней на стеблевых черенках одревесневающих побегов Ficus lyrata может быть решена за счет использования в растворе активированного угля, фитогормональных препаратов корневина и гетероауксина. Наибольшей активностью в этом смысле, по нашим наблюдениям, отличается препарат гетероауксин. Задачи, поставленные в ходе исследования, выполнены, выдвинутые нами гипотезы оказались верными, что доказано результатами опытов. Продолжить исследования в этом интереснейшем направлении я планирую и в дальнейшем. Хотелось бы выяснить, будет ли эффективно сочетание различных фитогормонов. 14 Список литературы 1. Смирнова З.И. Применение регуляторов роста для ранней выгонки тюльпанов // Интродукция и приёмы культуры цветочно-декоративных растений. — М.: Наука, 1997. 2. Полевой В.В. Физиология растений – М., "Высшая школа", 1989. 3. Г.Грин, У.Стаут, Д.Тейлор Биология /в 3-х т. под ред.Р.Сопера – М., «Мир», 1990 4. http ://www.florets.ru 5. http://office-flora.com.ua 6. http://www.7dach.ru 7. http://wap.ourflo.ru 8. http://fizrast.ru 15
