The Cannabis Breeder's Bible: ГЛАВА 5 - КЛЕТКИ РАСТЕНИЙ, РОСТ И ГОРМОНЫ 

ГЛАВА 5: КЛЕТКИ РАСТЕНИЙ, РОСТ И ГОРМОНЫ

Генетический код конопли передаётся с пыльцой от мужских растений в женские яйцеклетки. Пыльца и яйцеклетки в ботанике называются гаметы. Как мы пояснили во второй главе, мужские и женские растения несут свои части генов, которые похожи на две части застёжки-молнии. Когда они соединяются, создаётся потомство со своими отличительными чертами. Мы так же знаем, что каждая аллель может быть рецессивной или доминантной

Когда они соединяются, образуется то, что мы называем генотип. Генотип так же может быть гомозиготным доминантным, гетерозиготным или гомозиготным рецессивным. Эти результаты можно увидеть, понюхать или попробовать на вкус в фенотипе растения. 

Мы обсудили такой элемент скрещивания, как комбинация генов. Однако нам стоит на секунду вернуться назад и посмотреть, как генетический код закладывается в собственные гаметы растения. 

Основные клеточные структуры растения и основы молекулярной генетики

Клетки это основные структурные и функциональные единицы, из которых состоят живые организмы и их ткани. Они микроскопического размера и состоят из цитоплазмы, окружённой мембраной, с генетическим материалом (ДНК), содержащимся в ядрах. 

У животных и растений есть клетки, как и у любых живых существ. Клетки животных очень отличаются от клеток растений, но выглядят похожими, когда вы смотрите на них через электронный микроскоп. И в клетках растений, и животных есть ядра, митохондрии, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и лизосомы.

Если бы мы взяли эти части по отдельности от животных и растительных клеток, было бы очень трудно сказать, к какому типу организмов они относятся, если у вас нет огромного опыта изучения обоих видов клеток. Но как цельные единицы, оба типа клеточных структур имеют некоторые кардинальные отличия, которые автоматически помогут вам определить, из какого организма данная клетка. Например, в клетках растений нет центросом или нитей деления, которые встречаются только в клетках животных.

Итак, мы знаем, что клетки растений выглядят иначе, чем клетки животных. Очевидно, что внешний вид напрямую связан с тем, как клетка работает. Давайте вкратце взглянем, как работают клетки растения. 

Клетки растений – эукариоты, что означает, что для них характерно отделение ядра от прочих органелл мембраной. В клетке растения есть следующие органеллы.

- плазматическая мембрана

- ядро и ядрышки

- митохондрии

- рибосомы

- эндоплазматический ретикулум

- аппарат Гольджи

- пероксисомы

- микротрубочки

В клетках растений есть так же пластиды, клеточные стенки и большие вакуоли, которых нет в клетках животных. 

Хлоропласты 

Хлоропласты это наиболее явные пластиды. Они обычно круглой формы и их около 30 в клетке, хотя может быть 10 и менее. Хлоропласты несут зелёный пигмент, хлорофилл, который задействован в процессе фотосинтеза в светлое время. 

Клеточная стенка 

Клеточная стенка сделана из фибрилл целлюлозы, которые содержатся в полимерах. Молекулы целлюлозы взаимодействуют с молекулами водорода и образуют стенку из затвердевших фибрилл. Различают первичную и вторичную клеточные стенки

1. Первичная клеточная стенка состоит из паренхимы и меристемы. Обе примерно одной толщины. Эти первичные стенки пронизаны порами, чтобы плазмолемма могла взаимодействовать с соседскими клетками.

2. Вторичная клеточная стенка состоит из склеренхимы, колленхимы и ксилемы. Они в основном поддерживают стабильность клетки. 

Вакуоли

Вакуоли окружены мембраной. Молодые растения содержат множество маленьких вакуолей, но когда клетки взрослеют с возрастом, они объединяются и формируют одну большую вакуоль. В вакуолях хранится пища, отходы, кислоты и они поддерживают внутреннее давление, тургор. Когда ваши растения не получают достаточно воды, давление понижается и растение начинает увядать. 

Плазматическая мембрана

Внешняя мембрана клетки называется так же плазматическая мембрана. Она содержит другие мембраны. Это тонкий, жидкий, полупроницаемый для воды двойной слой липидов с белковыми включениями, который образует внутриклеточные структуры. 

Она выполняет функцию взаимодействия с внеклеточной жидкостью, окружающей все клетки растения. Когда плазматическая мембрана покрывается жидкостью, её фосфолипиды образуют двойной слой. 

Так же в плазматической мембране содержатся белковые включения. Они прочно прикреплены к ней и обеспечивают мембране определённую подвижность. 

Ядро

Ядро покрыто несколькими мембранами с маленькими отверстиями. Перфорация позволяет молекулам проникать в ядро и обратно. Селекционеру необходимо знать о ядре, потому что в нём содержатся хромосомы данной клетки. Каждая хромосома содержит одну молекулу ДНК и протеины. Вместе эти единицы – ядро, ДНК, и протеины – называются хроматин. В общем-то, ядро это как мозг внутри клетки. 

Митохондрии

Митохондрии участвуют в переработке энергии из пищи в молекулы для дыхания клетки. Дыхание клетки это процедура окисления молекул пищи, таких как сахара, в оксид углерода и воду

Митохондрии имеют внешние мембраны, целиком окружающие эти структуры. В них так же есть внутренние мембраны, отделённые от внешних пространством, заполненным жидкостью. Это пространство называется интермембрана. 

Рибосомы 

Рибосомы это вкрапления, обнаруженные в цитоплазме клеток. Они могут располагаться свободно или быть прикреплёнными к эндоплазматическому ретикулуму, и служат матрицей РНК для синтеза полипептидов и протеинов.

Эндоплазматический ретикулум

Это замечательная сеть волокон, обнаруженная в цитоплазме клеток. Эти волокна участвуют в процессе, называемом кинезис белков. Кинезис белков это движение, разделение и транспорт белков в определённые места клетки. 

Аппарат Гольджи 

Аппарат Гольджи это система уплощенных мембранных пузырьков в цитоплазме. Они участвуют в секреции и межклеточном транспорте белков и, вместе с эндоплазматическим ретикулумом, в кинезисе белков. 

Пероксисомы

Пероксисома это цитоплазматическая органелла, содержащая большое количество ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции. Аппарат Гольджи производит пероксисомы, использующиеся в кинезисе белков. 

Микротрубочки это протеиновые нити, обнаруженные в цитоскелете и задействованные в основном в транспорте веществ, хотя выполняют и другие задачи. 

Это основные органеллы и их компоненты. Дальнейшее обсуждения и объяснения того, какие конкретно перемещения и движения белков происходят в клетке, будут слишком сложны для этой книги. Если вы хотите узнать больше о клетках растений, можете найти научную книгу на эту тему. Мы же делаем вывод из сказанного выше, что некоторые элементы клетки напрямую ответственны за передачу генетического кода растения. Здесь мы вкратце обсудили ядро клетки и то, что они содержат хромосомы, которые являются генетическим материалом, которым мы манипулируем. Мы остановимся на хромосомах подробнее позже. 

Рост растения 

Многие гроверы ошибочно принимают высоту растения за его способность к росту. Хотя это и так отчасти, но вообще-то всё не так просто. Если говорить точнее, способность растения к росту напрямую зависит от увеличения количества клеток, которое, по природе своей, неизменно без подрезки или прищипывания. Те части растений, где происходит рост клеток, называются меристемы. Меристемы бывают двух типов: 

Апикальные меристемы

Апикальные меристемы в основном расположены в кончиках побегов и корней. На их первоначальной стадии развития клетки не различаются и не сформированы для решения специфических задач, но постепенно они вытягиваются и проходят через вакуолизацию. После этого они специализируются для выполнения различных задач и становятся стабильной тканью растения. 

Латеральные меристемы

Латеральные меристемы называются так, потому что находятся внутри растения. Они отвечают за толщину стебля, веток и корней. Так же они образуют луб и ксилему. 

Для того чтобы в меристемах образовывались новые клетки, растению необходимо обеспечить оптимальные для фотосинтеза условия. Удобрения так же требуются для их развития. Если окружающие условия ухудшаются, производство клеток в меристемах замедляется или останавливается. Особенно влияют на это холод или условия, при которых фотосинтез не происходит. Недостаточное образование клеток в меристемах более известно как «задержка в росте». 

Гормоны

Гормоны это органические структуры, производимые растением и регулирующие его рост и другую физиологическую деятельность. У растения есть пять классов гормонов. 

Ауксины

Ауксины обеспечивают удлинение стебля и некоторые функции, контролирующие урожайность. В основном ауксины производятся в стебле, шишках и корнях. Они играют активную роль в фототропизме. Фототропизм это способность растений изгибаться к источнику света (или от него, если растение тенелюбивое). Ауксины ответственны за скорость роста клеток в апикальных меристемах. Когда их много, рост в латеральных меристемах замедляется. Если же вы отщипнёте кончик побега, ауксины больше не производятся и ветка начнёт утолщаться. Это называется апикальное доминирование. Ауксины так же стимулируют деление клеток камбия, стимулируют разделение луба и ксилемы и образование корней у срезанных черенков растений. Так же ауксины задерживают старение листьев и стимулируют цветение. Так же ауксины ответственны за частоту появления женских растений. Ауксины могут подавлять или стимулировать рост растения, в зависимости от того, как оно их использует. 

Barmac Auxinone это гормональный препарат на основе ауксинов, доступный в доступный в Интернет-магазинах. Он используется для стимуляции роста корней. 

SensaSpray это ещё один гормональный препарат на основе ауксинов, используемый для увеличения количества женских растений. Он так же содержит этилен (смотри ниже), другой растительный гормон. 

Гибберлины

Гибберлины очень похожи на ауксины, однако они не подавляют рост (если не вносятся в больших количествах), кроме, возможно, роста корней. Гибберлины обеспечивают деление клеток и удлинение стебля. Они так же участвуют в процессе образования эмбриона семени и могут помочь ускорить прорастание семян. При помощи гибберлинов можно ускорить рост, но они могут спровоцировать появление большего количества мужских растений. 

Bonza Bud это гормон на анти-гибберлиновой основе, доступный в Интернет-магазинах. Он помогает сделать междоузлия короче и стимулирует развитие женских цветов. 

Ozi Tonic содержит трикантанол, гибберлиновую кислоту, прополис и витамин В. Гибберлиновая кислота может спровоцировать появление мужских растений, но обработанные Ozi Tonic женские растения могут увеличить урожайность

Цитокинины

Цитокинины ответственны за деление клеток и рост листьев, развитие тканей и участвуют в стимуляции синтеза хлорофилла. В основном они производятся в кончиках побегов. Они очень тесно участвуют наряду с ауксинами в процессе роста растения. 

Acadian Seaweed Extract это известный продукт на основе цитокинина. Он содержит цитокинин BAP и используется для избежания шока при пересадке. 

Nitrozyme это другой продукт на основе цитокинина. Его легче найти, чем Acadian Seaweed Extract и он так же используется для избежания шока при пересадке

Абсцизовая кислота

Абсцизовая кислота подавляет рост клеток в семенах в состоянии покоя. Она помогает семенам производить белки, ответственные за сохранность семечки. Она так же замедляет деление клеток и образование шишки. Абсцизовая кислота подавляет рост побегов, но видимо не влияет на корни. Так же она участвует в процессе увядания листа. Абсцизовая кислота это антагонист гибберлиновой кислоты, ауксина и цитокинина. Ещё она играет важную роль в защите от патогенных факторов. 

Этилен

Этилен это газообразный гормон, производство которого регулируется непосредственно растением. Он стимулирует рост побегов и корней, а так же обеспечивает созревание цветов. Так же этилен контролирует старение листьев. Один из продуктов на основе этилена это SensaSpray, описанный выше

Добавочные гормональные продукты 

Вот список добавочных гормональных продуктов, о которых мы ещё не рассказали.

Aminogrow

Aminogrow содержит аминокислоты L формы и используется для усиления устойчивости растений к стрессам, атакам насекомых, плесени и грибков. 

Ethrel

Ethrel содержит этефон и используется для увеличения урожайности

Formula 1

Formula 1 содержит широкий спектр гормонов и используется для ускорения роста растения и помогает при стрессе от дефицита азота.

PowerBloom

PowerBloom так же содержит широкий спектр гормонов и используется для контроля высоты растения и длины междоузлий, а так же препятствует развитию ветвей. Он так же провоцирует цветение.

SensaSoak

SensaSoak это раствор для проращивания, используемый для увеличения появления женских растений. 

Superthrive

Superthrive содержит витамин В1 (тиамин) и используется для профилактики стресса при пересадке. Он так же обеспечивает хорошую скорость роста и силу растений. Superthrive популярен при использовании различных техник клонирования.

Wood’s Rooting Compound содержит индол-3-масляную кислоту, 1-нафталин-уксусную кислоту и используется для ускорения укоренения клонов. 

Помните, что используя гормоны вы напрямую воздействуете на рост растения. Растения уже производят свои гормоны, и иногда добавление гормонов извне может привести к обратному эффекту. Использование гормонов относится в большей степени к экспериментам. Единственный настоятельно рекомендуемый препарат это Superthrive (Bl-тиамин), помощь которого при укоренении и пересадке доказана клинически. 

Тропизм

Трудно говорить о гормонах, не сказав ни слова о тропизме. Тропизм это направленное ростовое движение или изгиб органов растений в определённом направлении в ответ на какое-то внешнее воздействие. Гормоны так же регулируют процессы тропизма. Как селекционеру конопли, вам необходимо знать о трёх видах тропизма.

Геотропизм

Геотропизм это чувство направления гравитации. Саженцы используют его, чтобы знать, в какую сторону расти после проращивания. 

Гравитропизм

Гравитропизм очень похож на геотропизм. Большинство ветвей конопли поднимаются кверху. Производство ауксина заставляет ветки подниматься кверху из-за неравномерного роста клеток. Гравитропизм зависит от того, в какой части растения происходит образование ауксина. Гравитропизм заставляет корни расти вниз. 

Фототропизм

Фототропизм это способность растения поворачиваться к свету, вызванная образованием ауксина в клетках, на которые не попадает свет. Неравное распределение ауксинов в стебле вызывает фототропизм. Ауксин скапливается на стороне стебля, не получающего свет. Клетки на этой стороне растут активнее, и стебель поворачивается к свету. Когда на него начинает попадать свет, ауксин исчезает и процесс останавливается.

Cодержание.

Предыдущая глава.

Следующая глава.