РОЛЬ РЕГЕНЕРАЦІЇ У РОЗМНАЖЕННІ РОСЛИН

Юлія Острозька 2 роки тому Переглядів:

1 ДЕРЖАВНИЙ БЮДЖЕТНИЙ ОСВІТНИЙ ЗАКЛАД СЕРЕДНЯ ЗАГАЛЬНООСВІТНЯ ШКОЛА 1934 РОЛЬ РЕГЕНЕРАЦІЇ У РОЗМНОЖЕННІ РОСЛИН Автор: Смирнова Валентина керівники: Войнова Інеса Юріївна, вчитель біології, Балобанова Наталія Петрівна, доцент кафедри ботаніки Першого МДМУ ім.і.м.сеченова Москва 2013

2 Зміст: 1. Введення 2. Вегетативне розмноження рослин а) в природі б) в результаті сільськогосподарської діяльності людини живцювання щеплення живцями та нирками відведення мікроклональне розмноження 3. Опис власного досвіду 4. Висновок 5. Список використаної літератури 2

3 Регенерація здатність живих організмів з часом відновлювати пошкоджені тканини. Адаптація процес пристосування до умов навколишнього середовища. Процес розмноження рослин дуже чітко може показати взаємозв'язок цих двох понять. Я обрала для дослідження саме рід фікусів, тому що ці рослини, поширені в субтропічних та тропічних зонах з надмірним зволоженням, здатні поряд з насіннєвим (генеративним) розмноженням у природних умовах активно розмножуватись вегетативними способами, в основі яких переважно лежать регенераторні процеси. Природа наділила їх клітини унікальними здібностями відновлювати втрачені або відсутні органи, за рахунок яких здатний укоренитися навіть звичайний листок цих рослин. Мета: визначити, які клітинні та тканинні структури дозволяють здійснювати регенераторні процеси рослин на прикладі деяких видів роду фікус. Завдання: вивчити спосіб вегетативного розмноження, що часто використовується - живцювання описати умови, в яких проводилосяукорінення живців визначити роль утворення калюсної тканини в регенерації кореневих органів, що відсутні, у черешків Об'єкт дослідження: стеблеві живці, що одеревіли і неодревесніли, ампутовані з материнських рослин: фікуса священного (близько 20 см), фікуса каучуконосного (близько 35

4 фікуси Бенджаміна (близько 20 см), що вирощуються в умовах закритого ґрунту (на підвіконні). Методи дослідження: Теоретичні: аналіз наукової літератури та інших джерел інформації, узагальнення інформації. Практичні: спостереження, експеримент. В основу цього дослідження було покладено класичні морфолого-анатомічні та морфо-метричні методики, що використовуються в сучасній ботаніці. Гіпотеза: процес регенерації у рослин відбувається завдяки активації клітин камбію та утворення калюсної тканини. Вегетативне розмноження рослин Найбільш звичайна форма безстатевого розмноження рослин має назву вегетативного розмноження. При вегетативному розмноженні від рослини відокремлюється відносно велика, зазвичай диференційована частина, що розвивається у самостійну рослину. Нерідко рослини утворюють спеціальні органи, призначені для вегетативного розмноження. Приклади таких органів: цибулини, бульбоцибулини, кореневища, столони, бульби. У рослин, поширених у тропічному та субтропічному кліматі, наприклад у фікусів, розвивається повітряне коріння, що відходить від самих стовбурів. Утворюючись, це коріння доростає до землі, де укоріняючись, перетворюється на додаткові стовбури (така життєва форма рослин отримала назву баньян). В основі цього процесу також лежить регенерація. Природа наділила клітини цих рослин дивною.

5 здатністю відновлювати свої втрачені частини. Таким чином, ці рослини адаптуються доумовам навколишнього середовища, в якому можливості та швидкість статевого розмноження не такі великі та вигідні, як безстатеві. Фото 1 Фікус Баньян Фото 2 Фікус Баньян У результаті сільськогосподарської діяльності людини: У сільському господарстві та садівництві використовують низку методів штучного розмноження рослин. Живцювання нескладна процедура, при якій відрізають частину рослини і поміщають її у відповідне для зростання середовище. Згодом черешок пускає коріння і виростає в нову рослину. Щеплення живцями здійснюється шляхом перенесення частини рослини щепи на нижню частину іншої рослини підщепи. Щеплення вибирають за якістю плодів, а підщепа за такі якості, як стійкість і до несприятливих умов. Щеплення нирками схожа операція, звана окуліровкою, при якій як прищеп використовують не втечу, а нирку. Відведеннями розмножують рослини, що викидають батоги, або вуса, наприклад суницю. Вуса пришпилюють, поки вони ще зберігають зв'язок з батьківською рослиною, а після того як на них утворюються власні коріння, відрізають від нього. 5

6 Однак перераховані вище методи поступово витісняються методом культури тканини і мікроклонального розмноження. Мікроклональне розмноження Перші роботи у галузі розвитку методу культури тканин рослин відносяться до кінця 19 початку 20 століття, а перші досліди в галузі мікроклонального розмноження рослин були проведені наприкінці 50-х років 20 століття. Цим терміном позначають масове безстатеве розмноження рослин у культурі тканин та клітин; при цьому мається на увазі, що одержувані форми рослин генетично ідентичні вихідному екземпляру. Отже, щоб вивчити самостійно роль регенерації у розмноженні рослин та структури, здійснюють її, я провела власний досвід. Опис власного досвідудослідження були взяті живці вище вказаних рослин завдовжки близько 20 сантиметрів. Далі ці живці були поміщені в ємність із непрозорого (помаранчевого) скла з відстояною водою кімнатної температури травня 2013 року живці в ємності з водою були поставлені на підвіконня в кімнаті з температурою близько 23 градусів за Цельсієм, з достатньою освітленістю. Вологість відповідала нормі для житлових приміщень. 6

7 Фото 3 (зліва направо: живець фікуса каучуконосного, живець фікуса Бенджаміна, черешок фікуса священного) Кожного наступного тижня проводилися спостереження за живцями. 2. Через тиждень здеревіла основа живця фікусу каучуконосного місцями набухла, а живці інших рослин не змінилися. 3. Через 2 тижні після початку експерименту набрякла основа черешка фікусу каучуконосного почала лопатися і в просвітах, що утворюються, стала видна калусна тканина результат регенераторних процесів. Фази регенераторного процесу: I. Фаза проліферації розмноження камбію. Після того як живці нарізані та поміщені у сприятливі умови, на їхніх кінцях розвивається калюс неправильної форми маса паренхімних клітин у різній стадії здеревнення. Тобто ендогенна стимуляція призводить до активації камбію, який у свою чергу утворює велику кількість паренхімної тканини. А вона згодом формує калюсні утворення. Каллус утворюється з молодих клітин в області судинного камбію, хоча 7

8 різні клітини кори і серцевини можуть зробити внесок у його освіту. ІІ. Фаза диференціювання проліферуючі камбіальні клітини перетворюються на зрілі елементи. Найчастіше первинне коріння з'являється через калюс, приводячи до висновку, що для окореніння необхідна наявність калюсу. У той же час заснування живців фікусів Бенджаміна та священного небагатоздулися. Фото 4 (здуття на живці Фікуса Бенджаміна) Фото 5 (початок утворення каллусної тканини на живці фікуса каучуконосного) Фото 6 (загальний вид живця фікуса священного через 2 тижні після початку досвіду) 4. Після місяця експерименту на живці фікуса утворення калюсної тканини. На живцях фікусів священного і Бенджаміна ці освіти були меншими, але так само помітними. 8

9 Ф Фото 7 (калусна тканина на живці фікусу каучуконосного через місяць після початку досвіду) Фото 8 (початок утворення калусної тканини на живці фікуса Бенджаміна) 5. Протягом наступного місяця утворення калусної тканини на живці фікуса каучуконосного виросли в кілька разів перетворилися на утворення довжиною близько 2-2,5 см). У той час як з калюсу на живцях фікуса Бенджаміна і священного почали з'являтися додаткові корені. 9

10 6. Через 2 місяці після початку експерименту було проведено мікроскопічне дослідження калюсної тканини, що утворилася протягом усього експерименту. Фото 9 (загальний вигляд калусної тканини) Фото 10 (поздовжній розріз черешка через калусну тканину) На фото 9 зображено загальний вигляд калусної тканини, а на фото 10 поздовжній розріз черешка через калусну тканину. На цьому малюнку показано скупчення паренхімних клітин у даній освіті, що проводить система черешка та початок формування придаткових коренів. 10

11 Висновок: Таким чином, нами було встановлено, що регенераторні процеси добудови відсутніх органів (кореневої системи) у рослин роду фікус дійсно пов'язані з формуванням калусовидних утворень в результаті активації клітин камбію, хоча різні клітини кори і серцевини можуть так само зробити внесок у його утворення . У калюсі шляхом мітозувідбувається активний поділ з подальшим диференціюванням знову утворених клітин на гістологічні елементи придаткових коренів. Тим самим у рослин регенеруються відсутні органи. Такий швидкий і відносно простий спосіб розмноження представників роду Фікус, ймовірно, пов'язаний з адаптацією до умов існування в дощових тропічних лісах. 11