16944

Биотест веществ ауксиновой природы

Лекция

Биология и генетика

Биотест веществ ауксиновой природы. Объект: Капуста краснокочанная Brassica okvacea сорт Мехневская. Цель: Сравнить физиологическое действие искусственных аналогов ауксина 24D и aНУК и естественного ауксина ИУК на прорастающие семена капусты. Выполнение работы. Рабо

Русский

2013-06-28

89 KB

6 чел.

Биотест веществ ауксиновой природы.

Объект: Капуста краснокочанная (Brassica okvacea) сорт Мехневская.

Цель: Сравнить физиологическое действие искусственных аналогов ауксина (2,4-D и a-НУК) и естественного ауксина (ИУК) на прорастающие семена капусты.

 Выполнение работы.

Работу выполняем, разбившись на три группы. Каждая группа исследует влияние только одного вещества на прорастающие семена, результаты затем объединяются. Проростки выращиваем из семян на среде MS. Влияние веществ исследуем в следующих концентрациях в среде: 0,002 мг/л, 0,02 мг/л, 0,2 мг/л и 2 мг/л против контроля, не содержащего этого вещества. Все вещества ауксиновой в природы вносим в среду для выращивания проростков в виде растворов в ДМСО, поэтому необходимо сделать так, чтобы во всех пробах (включая контроль) концентрация ДМСО была одинаковой. Во избежание инфицирования среды для выращивания проростков все работы проводим в ламинар-боксе, используя стерильную посуду и инструменты.

Наша группа работала с ИУК.

Ход работы.

  1.  Готовим раствор ИУК в ДМСО с концентрацией 20 мкг/мл в количестве 1мл. Для этого при помощи микропипеткой в эппендорф наливаем 995 мкл ДМСО и 5 мкл раствора ИУК концентрацией 4 мг/мл.
  2.  Плавим среду MS на водяной бане.
  3.  Отмеряем с помощью мерного цилиндра 50 мл среды MS, переливаем в стакан.
  4.  Микропипеткой в стакан вносим один из растворов ИУК (4 мг/мл или 20 мкг/мл) и если необходимо ДМСО в соответствии с таблицей 1. В случае контроля – только ДМСО.
  5.  Содержимое стакана переливаем в чашку Петри, закрываем, ставим застывать в течение 15 минут. Чашку Петри маркируем – указываем концентрацию ИУК в среде.

Пункты 3 – 5 повторяем для каждой концентрации ИУК в среде, т.е. 5 раз. Таким образом, у нас получается по одной чашке Петри – каждая со своим содержанием ИУК, плюс одна контрольная.

  1.  Проводим поверхностную стерилизацию семян. Для этого на дно чашки Петри кладем два слоя фильтровальной бумаги, сверху насыпаем семена. Обрабатываем стерилизующим раствором (5% раствор H2O2 в 96% этаноле), при этом следим, чтобы все семена оказались смоченными, но не «плавали».
  2.  Ждем, пока поверхность семян не станет сухой (примерно 3 минуты).
  3.  Переносим семена в чашки Петри с застывшей средой MS, приготовленной в пунктах 3 – 5. В каждую чашку помещаем по 30 семян. Следим, чтобы семена прилипли к среде.
  4.  Проводим герметизацию чашек Петри и окончательную маркировку, включающую дату постановки эксперимента и указание внесенного вещества ауксиновой прроды.
  5.  Ставим на инкубацию на 14 дней. Условия инкубации t = 20ºC , 7000 люкс люминесцентные белые ламппы, 16 часов день, 8 часов ночь.
  6.  По окончании инкубации проводим измерение длины корня и длины гипокотиля проростков. Результаты заносим в таблицу 2.

Таблица 1. Приготовление среды для постановки эксперимента.

Концентрация ИУК в среде, мг/л

0

0,002

0,02

0,2

2

Объем среды MS, мл

50

50

50

50

50

Содержание ИУК в чашке, мг

0

10- 4

10- 3

10- 2

10- 1

Объем р-ра ИУК (4 мг/мл), мкл

0

0

0

0

25

Объем р-ра ИУК (20  мкг/мл), мкл

0

5

50

500

0

Объем ДМСО, мкл

500

495

450

0

475

Таблица 2.1. Экспериментальные данные по длине корня.

Таблица 2.2. Экспериментальные данные по длине гипокотиля.

Данные, полученные тремя группами по всем веществам (ИУК, 2,4-D и a-НУК), объединяем и заносим в таблицы 3 и 4. По этим данным строим графики зависимости относительной длины корня и гипокотиля (разности между матожиданием длины, полученной в эксперименте при данной концентрации ауксиноподобного вещества, и матожиданием в контроле) от десятичного логарифма концентрации ауксиноподобного вещества.

Таблица 3. Объединенные данные по влиянию веществ ауксиновой природы на длину корня 14-тидневного проростка капусты.

Таблица 4. Объединенные данные по влиянию веществ ауксиновой природы на длину гипокотиля 14-тидневного проростка капусты.

Кроме того, у растений, выращенных на среде, содержащей от 0,02 мг/л и более, наблюдаем нарушение геотропизма: в случае 0,02 мг/л и 0,2 мг/л – слабое, в случае 2 мг/л – сильное.

Обсуждение результатов.

Первое, что бросается в глаза, это наличие оптимума концентрации ауксиноподобных веществ, при котором длина корня и гипокотиля равна или больше таковой контрольных растений. При других концентрациях наблюдается подавление роста этих органов. Для корня этот оптимум лежит в районе 0,02 мг/л, для гипокотиля – в районе 0,02 – 0,2 мг/л. Исключение составляет 2,4-D, который действует угнетающе на рост корня во всех исследованных в данной работе концентрациях. Между тем, известно, что ауксины являются стимуляторами роста растений путем растяжения клеток. Ингибирующий эффект у ауксинов тоже есть, но он заключается не в подавлении роста, а подавлении дифференцировки, как, например, в случае апикального доминирования.Тем не менее, мы наблюдаем подавление роста особенно  при высоких концентрациях веществ ауксиновой природы. Это можно объяснить тем, что высокие концентрации ауксинов запускают синтез гормона-антагониста этилена. Последний угнетает рост побегов в длину и ингибирует рост главного корня. Именно эти эффекты мы и наблюдаем в опыте.

Ингибирующий эффект при высокой концентрации веществ ауксиновой природы (2 мг/л) наиболее сильно проявляется у искусственных аналогов ауксина: сильнее всего в случае 2,4-D, затем идет a-НУК, и еще слабее у ИУК – естественного ауксина. Объяснить это следует так. Естественные ауксины могут переводиться в физиологически неактивное состояние за счет обратимого гликозилирования и необратимого окисления. Синтетические аналоги ауксина (2,4-D, a-НУК) хорошо связываются с ауксиновыми рецепторами, но практически не подвергаются деградации и гликозилированию. Поэтому эти вещества в высокой концентрации вызывают более интенсивный синтез этилена, чем естественные ауксины в той же концентрации, что и обуславливает их ингибирующий эффект. Более сильное действие 2,4-D по сравнению с a-НУК можно связать с тем, что 2,4-D,вероятно, более эффективно взаимодействует с системой ауксинзависимого синтеза этилена, а так же, возможно, с тем, что a-НУК несколько легче подвергается дезактивации в растительных тканях.

Мы видим, что действие экзогенных ауксинов на корень сильнее, чем на гипокотиль. Это, по всей видимости, связано с тем, что гипокотиль покрыт кутикулой, а корень – нет. Кутикула затрудняет проникновение ауксинов извне, поэтому в тканях гипокотиля концентрация ауксинов возрастает в меньшей степени, чем в тканях корня.

При высоких концентрациях веществ ауксиновой природы наблюдается нарушение положительного геотропизма корня. Известно, что за геотропизм корня отвечает ауксин. При отклонении корня от вертикального положения потоки ауксинов перераспределяются таким образом, чтобы концентрация этих гормонов была больше в верхней части корня, что ведет к усиленному растяжению клеток в этой области и загибанию корня вниз. Экзогенные ауксины при высоких концентрациях распределяются по корню равномерно. На этом фоне, вероятно, естественные градиенты этих гормонов незначительны, и все области корня растут одинаково независимо от их пространственного расположения, что, по-видимому, и объясняет нарушение геотропизма.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

1756. Становление общественно–философских взглядов А.А. Григорьева (опыт историко–психологической биографии) 1.45 MB
  Аполлон Григорьев яркий представитель разночинцев и недемократов, философское самоуглубление в бесплодное искание того, чего нет. Культура Серебряного века в борьбе с утилитарным подходом к искусству. Постепенная идеологизация науки.
1757. Курорты Северо-Западного Кавказа в политической, экономической и культурной жизни России конца XVIII – начала XX веков 1.45 MB
  Военно-политические и административные аспекты становления и развития курортов Северо-Западного Кавказа в конце XVIII - начале XX века. Особенности административно-правового статуса курортов Северо-Восточного берега Черного моря – Анапы. Создание бальнеологической базы и благоустройство курортов Северо-Западного Кавказа.
1758. Использование историко-культурного потенциала Санкт-Петербурга для повышения эффективности гостиничных услуг на примере деятельности гостиницы 1.45 MB
  Оценка Санкт-Петербурга как крупного центра туристской индустрии, анализ экскурсионных предложений, имеющихся в нашем городе, создание новых экскурсионных программ, которые можно было предложить взыскательному туристу, посещающему наш город не в первый раз
1760. Автомобили и автомобильное хозяйство 1.42 MB
  Цель методических указаний – помощь студентам при выполнении контрольной работы по дисциплине Автомобили. Излагаются основные теоретические сведения, порядок проведения расчетов и требования к оформлению контрольной работы.
1761. СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАНАТОВ РЗЭ И АЛЮМИНИЯ ДЛЯ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИХ ДИОДОВ 1.44 MB
  Физико-химические и люминесцентные свойства гранатов, основные способы соединения со структурой граната, кристаллохимические особенности соединений со структурой гранат, термостимулированная люминесценция в соединениях со структурой граната.
1762. Об итерационных методах решения операторных уравнений второго рода 1.44 MB
  Метод ускорения сходимости монотонных приближений к решению уравнения. Построение приближений, сходящихся к спектральному радиусу и собственному вектору линейного оператора. Построение приближений, сходящихся к собственному вектору линейного оператора. Об одном варианте метода Зейделя.
1763. Литургия в творчестве русских композиторов конца XVIII - XX веков. Специфика жанра и организация цикла 1.43 MB
  Авторский хоровой цикл литургии: богослужебный и музыкально-художественный аспекты. Литургия в жанровой системе духовно-музыкального искусства. Проблемы организации авторского литургийного цикла. Богослужебная структура и принципы музыкальной композиции. Литургия как исторически типизированная композиция. Богослужебная структура. Соотношение сакральной и художественной сфер в русской духовной музыке. Научно-теоретические подходы. Литургия Иоанна Златоуста ор. 41 П. Чайковского. Богослужебный канон и авторское художественное творчество.
1764. Духовная культура Ставрополья XIX – XX вв. (на примере фольклорных традиций) 1.42 MB
  Исторические предпосылки развития духовных традиций Ставропольской губернии. Отражение социально-политических явлений XX в. в фольклоре региона. Повседневная жизнь населения Ставрополья в фольклорном контексте. Традиции и формы организации свободного времени.