Действие электростатических полей на органогенез и морфофизиологические показатели растений картофеля (Solanum tuberosum L.) в условиях in vitro

• Автор: Чулуунбаатарын Сувд
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1Л. Роль электрических явлений в эндогенной системе регуляции морфо и органогенеза растений.

1.2. Общее представление о биоэлектрогенезе у высших растений.

1.2.1. Механизмы биоэлектрогенеза у высших растений

1.2.2. Функциональное значение биоэлектрогенеза клеток высших растений.

1.3. Морфологическая и электрическая полярность растений

1.3.1. Градиенты биоэлектрических потенциалов, их связь с метаболическими процессами.

1.3.2. Факторы, влияющие на электрогенез высших растений.

1.3.3. Электрофизические воздействия на растительные объекты.

1.3.4. Применение методов электростимуляции для повышения морфогенетической активности культивируемых тканей в условиях i vi.
1.4. Некоторые физиологические аспекты действия электрофизических факторов стимуляции.
1.4.1. Изменение СОг газообмена растений при действии электрофизических факторов.
1.4.2. Электрофизиологические градиенты биоэлектрических потенциалов как показатели функциональной активности растений
ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Объект исследования
2.2. Установка для создания постоянного электростатического поля и условия проведения опытов.
2.3. Методика проведения культуральных работ i vi и схема опытов .
2.4. Внеклеточная поверхностная регистрация биоэлектрической активности
2.5. Определение СОг газообмена пробирочных растений
ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Действие электростатических полей на рост и развитие растений
картофеля на отдельных этапах культивирования i vi.
3.1.1. Влияние электростатических полей на этапе регенерации
верхушечной меристемы растений картофеля.
3.1.2. Влияние электростатических полей на этапе клонального
микроразмножения.
3.1.3. Влияние электростатических полей при регуляции каллусогенеза
3.1.4. Влияние электростатических полей на процессы прямой
регенерации адвентивного побегообразования на корневых и стеблевых эксплантах.
3.1.5. Изучение последействия использования электростатических полей, как стимулирующего фактора на этапе клонального микроразмножения, на клубнеобразование картофеля в полевых условиях.
3.2. СО2 газообмен пробирочных растений при действии электростатических полей на изучаемых сортах картофеля.
3.2.1. Действие электростатических полей разной направленности полярности на интенсивность фотосинтетичсского и дыхательного газообмена.
3.2.2. Особенности С газообмена растений ряда сортов картофеля под действием электростатических полей разной направленности полярности.
3.3. Градиенты биоэлектрических потенциалов пробирочных растений картофеля при действии электростатических
3.3.1. Особенности топографии градиентов биоэлектрических
потенциалов растений картофеля при действии электростатических
3.3.2. Динамика изменения градиентов биоэлектрических потенциалов
после действия электростатических полей.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Список используемых в работе сокращений.
ЭСП электростатическое поле,
БЭП биоэлектрические потенциалы,
МП мембранный потенциал,
РП разность потенциалов,
Его мембранный потенциал,
Е напряженность электростатического поля,
6БАП 6бензиламинопурин,
ИУК 3рин дол ил уксусная кислота, имк 2индолилмасляная кислота,
НУК 0нафтилуксусная кислота,
Введение
Картофель одна из широко распространнных и важнейших сельскохозяйственных культур. На сегодняшний день в селекционных центрах сельскохозяйственных культур выведено сотни сортов картофеля пищевого, кормового и технического назначения для выращивания в различных регионах и климатических зонах, которые также отличаются между собой продуктивностью, устойчивостью к абиотическим факторам, болезням и насекомым.
По А.А.Ничипоровичу урожайность картофеля должна достигать цга, а теоретическая возможность составляет цга. В реальных условиях эти возможности реализуются всего лишь на . Этот факт свидетельствует о том, что перевод картофелеводства на интенсивные технологии помимо новых технологических решений и агротехнических примов требует также и более полной реализации биологического потенциала картофеля.
При существенном увеличении производства элитного картофеля в последние годы рост урожайности практически не наблюдается. Одна из причин такого положения низкое качество семенного картофеля, который изза биологических особенностей вегетативно размножающейся культуры в большей степени, чем другие сельскохозяйственные культуры, подвержен вирусным, вироидным и микоплазменным заболеваниям. Существует более вирусных заболеваний картофеля. Только изза поражения вирусами X, 8, М, У, Ь, наиболее распространнными в основных картофелеводческих районах, урожай ежегодно снижается на . Причм некоторые из этих болезней вызывают потери урожая как при выращивании в поле, так и при храненииМеликСаркисов, .
Защита семенного картофеля от вирусных и других болезней, а также сохранение репродуктивных свойств сортов обеспечивается системой безвирусного семеноводства картофеля СБС, конечная цель которой снабжение хозяйств, производящих товарный картофель, безвирусным посадочным материалом.
Усовершенствование системы получения оздоровленного посадочного материала, включающее несколько этапов, ряд из которых проводится в контролируемых условиях, ведт к снижению потерь урожая от вирусной инфекции.
Актуальность


Выявлено стимулирующее действие отдельных уровней и направленностей электростатического поля на ряд физиологических процессов рост и развитие, регенерацию, интенсивность видимого фотосинтеза и тем нового дыхания, топографию градиентов БЭП на пробирочных растениях и динамику изменения БЭП после снятия воздействия. В полевых условиях изучено последействие обработки электростатическим полем растений картофеля на этапе микроразмножения. Показана высокая воспроизводимость результатов по изучению СО2 газообмена и градиентов БЭП и выявлена корреляция данных показателей при действии электростатических полей разной направленности. Для регистрации СО2 газообмена применен методический подход позволяющий сохранить целостность пробирочного растения картофеля. Результаты работы позволяют предложить эффективный способ управления ростом, морфогенезом и регенерационными процессами при помощи постоянного электростатического поля. Полученные данные могут быть использованы на изученных этапах культивирования растений картофеля в условиях i vi, и включены в технологический процесс в системе безвирусиого семеноводства картофеля, а также и на других объектах, культивируемых в условиях i vi, которые трудно переходят к органогенезу, и где стимулирующий эффект действия электростатического поля может намного превысить соответствующие показатели у картофеля. Апробация работы Материал, изложенный в диссертации, был доложен на конференции молодых ученых ТСХА , , на V съезде Всероссийского Общества Физиологов России Пенза, , на IV молодежной научной конференции Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии Москва, , отчеты по теме исследований ежегодно заслушивались на научнометодических заседаниях кафедры физиологии растений ТСХА . Объем и структура диссертации Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, методической части, экспериментальной части, заключения, выводов, списка цитируемой литературы и приложения. Работа изложена на 1 страницах машинописного текста, включает таблиц и рисунков. Список цитируемой литературы содержит 9 наименований, в том числе иностранных авторов. Публикации Основные результаты исследований, обобщенные в диссертации, опубликованы в 6 печатных работах, 2 работы находятся в печати. ГЛАВА I. Растительный организм представляет собой целостную интегрированную систему, обладающую сложной иерархичной структурой функционального объединения отдельных физиологических механизмов и координации его приспособительной деятельности. Поддержание гомеостаза растительного организма осуществляется пространственно соподчиненными механизмами физиологической регуляции на разных уровнях организации. В.В. Полевым была предложена схема рис. Внутриклеточный включает генную, мембранную и регуляцию активности ферментов, которые тесно связаны и основаны на едином рецепторно конформационном принципе. Межклеточные взаимодействия контролируются трофической, гормональной и электрофизиологической системами регуляции. Эти системы определяют функциональную активность ткани, а также воздействуют на клетки через внутриклеточные системы регуляции. Регуляция на организменном уровне осуществляется через центры организации или доминирующие центры. Для высшего растения в силу его полярного строения ими являются апексы побега и корня, которые контролируют формирование физиологических градиентов и другие регуляции, в конечном счете, обеспечивают пространственную организацию этой системы. Рис. Общая схема систем эндогенной регуляции растений на разных уровнях их организации по Полевому, . Данная схема наглядно демонстрирует роль электрических явлений в системе регуляции роста и морфогенеза растений на всех уровнях организации растительного организма. Однако остается много невыясненных моментов в данном вопросе. Так, о наличии в живых системах векторных полей морфогенетическое поле, ориентирующих движение молекул и целых клеток упоминает в своих работах А. Г. Гурвич . О сверхслабых излучениях, в которых закодирована морфогенетическая программа и которые играют важную роль в детерминации морфогенеза, говорится также в работах Л. У. Игамбердиева . Об информационной роли естественных электрических полей, окружающих клетки ткани и органы растения, указывают , Медведев, Опритов и др.