Використання генетичної інженерії для створення нових сортів с/г рослин - Биология и естествознание курсовая работа

Главная

Биология и естествознание
Використання генетичної інженерії для створення нових сортів с/г рослин

Використання методів біотехнології для підвищення продуктивності сільськогосподарських культур. Розширення і покращення ефективності біологічної фіксації атмосферного азоту. Застосування мікроклонального розмноження. Створення трансгенних рослин.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Міністерство освіти та науки України
Національний авіаційний університет
з дисципліни: «Новітні технології БАР»
«Використання генетичної інженерії для створення нових сортів с/г рослин»
Тема: «Використання генетичної інженерії для створення нових сортів с/г рослин» : 35 ст., 2 рис.
Об'єкт дослідження - сільськогосподарські культури.
Мета роботи - дослідити біотехнологічні методи для створення нових сортів с/г рослин.
Метод дослідження - теоретичний огляд прийомів біотхнології.
ТРАНСГЕННІ РОСЛИНИ, ФОТОСИНТЕЗ, ГЕНЕТИЧНА ІНЖЕНЕРІЯ, КЛІТИННА БІОТЕХНОЛОГІЯ, МІКРОКЛОНАЛЬНЕ РОЗМНОЖЕННЯ, СОМАТИЧНА ГІБРИДИЗАЦІЯ.
І. Використання методів біотехнології для підвищення продуктивності сільськогосподарських культур
1.2 Створення гербіцидостійких рослин
1.3 Виведення рослин, стійких до вірусних хвороб
1.4 Виведення рослин, стійких до комах
1.5 Фотосинтез і генетична інженерія рослин
ІІ. Використання методу клітинної біотехнології в рослинництві
2.1 Мікроклональне розмноження рослин
2.2 Створення гаплоїдів і гомозиготних дигаплоїдних ліній
2.3 Соматична гібридизація і подолання несхрещуваності
IІІ. Регулятори росту рослин, їх практичне застосування для підвищення продуктивності с/г культур
ІV. Розширення і покращення ефективності біологічної фіксації атмосферного азоту
V. Застосування мікроклонального розмноження
Біотехнологія є системою прийомів спрямованого використання процесів життєдіяльності живих організмів для одержання промисловим способом цінних продуктів.
Сучасна біотехнологія ґрунтується на основних досягненнях біохімії, мікробіології, генетики, молекулярної біології, клітинної біології, екології та інших біологічних і технічних наук. У біотехнології, як комплексній науці, за об'єктами використання можна виділити три великі розділи: біотехнологія рослин, біотехнологія тварин і біотехнологія мікроорганізмів.
В історії розвитку біотехнології як науки виділяють декілька важливих моментів, які мали суттєвий вплив на весь подальший процес становлення біотехнології.
Яскравою подією, яка привернула найбільшу увагу і є важливою за своїми наслідками, була серія відкриттів, результатом якої явилося створення методів управління спадковістю живих організмів, причому управління шляхом проникнення в “свята святих” живої клітини - в її генетичний апарат. Вчені навчилися модифікувати гени або створювати зовсім нові, комбінуючи гени різних організмів. Вони навчилися також синтезувати гени, причому точно по заданих схемах. Вони вводили такі штучні гени в живі організми і примушували їх там працювати. Це було початком генетичної інженерії.
Крім перспектив успішного використання методів генетичної інженерії, виявляється ще одна перевага біотехнології - методом клітинної біотехнології із однієї рослини можна отримати мільйони однакових рослин, а не десятки, як при використанні насінин. Клітинна технологія не потребує великих площ, не залежить від погодних умов і відрізняється великою продуктивністю. У даній курсовій роботі ми розглянемо методи біотехнології та їх використання для підвищення продуктивності сільськогосподарських культур.
І. Використання методів біотехнології для підвищення продуктивності сільськогосподарських культур
Рослини - першоджерело нашого існування, артерія, яка вливає сонячну енергію в тіла земних істот. Неодноразово робилися спроби кількісно охарактеризувати їх космічну, за висловом К. Тімірязева, роль. Спробуємо зробити це. Всі електростанції планети виробляють 9 х 10 І кВт. за год. Земні рослини зв'язують щорічно 1,7 х 10 8 ккал - 2 х 10 5 кВт. за год сонячної енергії. Людина побудувала для цього теплові, водяні та атомні електростанції, а природа - молекулу хлорофілу розміром 90 А.
Сільськогосподарські рослини - об'єкти прикладання основних прийомів та засобів біотехнології: генетичної інженерії, клітинної біології, біометодів та біопрепаратів для захисту від шкідників, хвороб та бур'янів, застосування гормонів та їх синтетичних аналогів та ін.
Трансгенноз ( перенесення генів ) у рослин - явище досить поширене в природі. Ефективними переносниками генів в рослин являються бактерії і віруси. Вже давно було помічено, що в раневих ушкодженнях тютюну та інших рослин під впливом бактерій Agrobaktericum tumefaciens розвиваються пухлини, які складаються із трансформованих клітин, які після перенесення в культуральне середовище на відмінну від нормальних діляться без додавання фітогормонів. Ніяких бактерій в цих трансформованих клітинах вже не виявляли. Пізніше було показано, що така бактеріальна трансформація рослинних клітин здійснюється плазмідою (бактеріальний аналог хромосом) Ті, яка здатна розмножуватися як бактеріальні, так і в рослинній клітині, і до того ж може специфічно вбудовуватися в геном рослини. В цій плазміді поряд з специфічними регуляторними елементами синтезу особливих речовин - опінів, яких не має в неінфікованій цією бактерією або Ті-плазмідою рослині. В плазмідній ДНК закодовані також гени синтезу рослинних фітогормогів - ауксину та цитокініну. Цим пояснюється те, що трансформовані плазмідою клітини не потребують цих регуляторів росту при культивуванні їх на штучному поживному середовищі. Отже, Ті -плазміда - природний вектор, який переносить гени із бактерій в рослини. На основі цієї плазміни сконструйовані вектори для введення в рослини найрізноманітніших генів. Наступний важливий етап - ефективна експресія генів в клітинах трансформованої рослини. Для цього у вектор вводять специфічні для рослин регуляторні (промоторні) елементи і гени-маркери. Механізми перенесення Т-ДНК в клітини рослин лише зараз починають висвітлюватися. На основі Т-ДНК вже сконструйовано багато різноманітних векторів для введення тих чи інших генів в рослини, у тому числі і в злаки. Ще одні перспективні вектори - спеціальні генетичні конструкції створені на основі Rі -плазмід - бактерії Агробактерикус ризогенес. Найбільш поширений спосіб введення генів в рослини - інкубація рослинних клітин, або висічки з листків в присутності агро бактерій, які мають плазміну з необхідними генами. Можливе і пряме введення рекомбінантних плазмід в рослини. З'явилася реальна можливість одержувати трансгенні рослини злаків, минаючи стадію введення ДНК в протопласти, і наступною регенерацією із них цілої фертильної рослини.
Максимальна кількість транс генних рослин одержана шляхом переносу за допомогою Т-плазміди. Австралійські дослідники генно-інженерним шляхом створили люцерну, при згодовуванні якої в овець значно швидше відростає шерсть. В ДНК цієї люцерни включені гени гороху, які кодують синтез сірковмісних білків, якими збагачена шерсть. В результаті виробництво шерсті збільшилось на 5%. Важливе завдання генно-інженерних досліджень - покращення амінокислотного складу запасних білків у зернових злаків. В першу чергу мається на увазі підвищення вмісту лізину і треоніну. Селекція зернових на підвищений вміст лізину в зерні ведеться вже давно, але вона не привела до практично важливих результатів. Одержані збагачені лізином форми володіли низькою стійкістю до шкідників і нерідко низькою потенційною врожайністю.
Щоб підвищити лежкість томатів, співробітники однієї із фірм США за допомогою технології рекомбінантних ДНК досягли різкого зменшення в помідорах активності фермента полігалактуронази, який бере участь в розм'якшенні помідорів. За допомогою агобактерії в рослини була введена генна конструкція, яка різко знизила вміст і активність полігалактуронази. Це перша успішна спроба генно-інженерним способом інактивувати нормально працюючі в плодах гени. В даному випадку відпадає необхідність збирати помідори зеленими, транспортувати їх на холоді і потім обробляти етиленом для пришвидшення дозрівання.
Генетична інженерія вищих рослин оперує господарсько цінними ознаками, генетична основа яких вивчена і порівняно проста. Таких поки-що не багато.
1.2 Створення гербіцидостійких рослин
Гербіциди, які використовуються в практиці, в основному впливають на обмін речовин, перш за все на фотосинтез або біосинтез амінокислот. Як відомо, ці процеси проходять в усіх рослинах, а не лише в бур'янах. Тому стоїть завдання створити культурні рослини, стійкі до гербіцидів, щоб успішно боротися із бур'янами. Теоретично можна говорити про чотири механізми стійкості до будь-якого хімікату, включаючи гербіциди: 1) транспортний; 2) елімінуючий; 3) регуляційний; 4) контактний.
1. Будь-яка речовина проникає в середину клітини через мембрану. Як правило, це активний процес, який здійснюється особливими транспортними системами.
Тому цілком можливе одержання мутантів з порушенням транспорту даної речовини.
Недарма стійкість певних рослин нерідко пов'язана не з тим, що гербіцид не “працює” на молекулярному рівні, а з тим, що він не надходить (не транспортується) до місця дії.
2. Гербіцид руйнується або змінюється ферментами в неактивну форму, перш за все впливає на мішень.
3. Якщо гербіцид ін активує фермент, то організм повинен виробляти цей фермент якнайбільше. Так клітина може компенсувати недолік “зіпсованого” гербіцидом білка-фермента.
4. Гербіцид взаємодіє з тим або іншим ферментом. Можна одержати мутант або транс генну рослину із зміненим білком, який не здатний зв'язуватися з гербіцидом (вступати з ним в контакт) і тому гербіцид виявляється не активним. Крім того вже одержані транс генні рослини, в яких гербіциди швидко руйнуються.
У практиці широко використовують гербіцид гліфосад. Вченим вдалося одержати трансгенні рослини, в яких різко збільшена активність фермента, який пригнічується гліфосатом, завдяки чому вони набули стійкості до цього гербіцида.
Друга група гербіцидів - похідні сульфанілсечовини і імідазолінони - пригнічує фермент ацетолактат-синтетазу, який бере участь в біосинтезі амінокислот: лейцину, ізолейцину, валіну. Вже одержані транс генні рослини тютюну, які мають ген ферменту ацетолактат-синтетазу із арабідопсису, який забезпечує стійкість до похідних сульфанілсечовини. Стійку до імідозолінонів кукурудзу одержали шляхом відбору відповідних ліній в клітинних культурах. Одержаний трансгенний тютюн, стійкий до гербіциду фосфінотрицину.
Подальший розвиток цього напрямку обіцяє великі переваги в боротьбі з гігантськими втратами врожаю, обумовленими бур'янами. Однак не варто забувати, що і бур'яни можуть набувати стійкість до цих речовин різними шляхами, в тому числі і в результаті проникнення їх в ДНК відповідних генів. Не виключається можливість обміну генами бур'янів з стійкими до гербіцидів культурними рослинами. Слід потурбуватися про те, щоб гербіциди або токсичні продукти їх руйнування не потрапляли в корм худобі і до нас на стіл. Тому не слід забувати про інші можливі шляхи боротьби з бур'янами, в тому числі за допомогою біологічних методів.
1.3 Виведення рослин, стійких до вірусних хвороб
Багато рослинних вірусів досить добре вивчені. І. Г. Атабеков і його співробітники на основі ізольованих вірусних білків створили чуттєві діагностики, які дозволяють швидко і ефективно визначити віруси картоплі та ін. рослин. В принципі аналогічні вірусні білки можуть бути використані і для створення вакцин проти рослинних вірусів.
Вже є спроби одержати транс генні рослини, які містять гени відповідних вірусних білків.
Атабеков і Скрябін ввели в рослини тютюну ген білка оболонки Х-вірусу картоплі. Це призвело до підвищення стійкості цих рослин до вірусу.
В наш час особливі надії покладаються на вірусні гени, які кодують функцію передачі інфекції в рослині. Вважається, що введення в геном рослини таких “викривлених” генів може призвести до обмеження зараження рослин вірусом.
Стійкість до інфекцій різного походження може бути підсилена також шляхом активізації природних сил рослини за допомогою введення в неї відповідних генів патогенна.
1.4 Виведення рослин, стійких до комах
Вже давно відомо, що бактерія Бацилус турінгіенсіс токсична для багатьох комах- шкідників сільськогосподарських культур. Встановлено, що в клітинах цих бактерій синтезуються білки, які при потраплянні в травний тракт комахи викликають його загибель. Найбільш токсичний для комах фрагмент синтезованого бактеріального білка, який утворюється в їх організмі в результаті часткового руйнування. Інсектицидні токсини цієї бактерії досить специфічні, тому при створенні трансгенних рослин з великою стійкістю до різних видів комах необхідно намагатися одержати змінені форми токсинів з меншою специфічністю дій, або використовувати одночасно гени декількох токсинів, які діють на різні групи комах. Велике поширення отримали генно-інженерні роботи по введенню в рослинний геном кодуючих ці білки генів, що призвело до створення стійких до комах трансгенних рослин. На відміну від синтетичних пестицидів, бактеріальні токсини екологічно чисті. В США створені стійкі до комах рослини бавовнику, томатів і тютюну. Дослідні рослини (два покоління) стійкі до різних видів гусені. Якщо ці роботи досягнуть успіху, то відпаде необхідність у великих витратах на пестициди, які, наприклад, лише для тютюну складають в США біля 1,5 млрд. дол. на рік.
1.5 Фотосинтез і генетична інженерія рослин
Ефективність фотосинтезу рослин дуже невисока: використовується до три-чотири відсотки енергії падаючого світла. Теоретично резерв для покращення продуктивності рослин шляхом підсилення фотосинтезу достатньо великий. Відомі дві великі групи рослин - так звані С3-і С4-рослини, які розрізняютьсяза первинними темновими реакціями фотосинтезу. В перших основний продукт зв'язування СО 2 складають трьох вуглецеві (С3) сполуки, в інших - чотирьох вуглецеві (С4). Ефективність фотосинтезу у С4- рослин (кукурудза, сорго, цукрова тростина та ін. рослини тропічного походження) вдвічі вища, ніж у С3-рослин, до яких відносять важливі злакові культури.
Один із шляхів підвищення ефективності фотосинтезу у рослин - збільшення активності ключового ферменту фотосинтезу - РБК. Активність РБК у С4-рослин приблизно в 60 разів вищий, ніж у С3-рослин. Однак деякі С3-рослини з високою ефективністю фотосинтезу: в цьому відношенні соняшник (С3-рослина) майже не поступається кукурудзі (рослина С4-типу). Крайня активність РБК у соняшника вища, ніж в інших С3-рослин. Не виключено, що відповідні гени соняшнику перспективні для перенесення їх в інші рослини С3-типу.
ІІ. Використання методу клітинної біотехнології в рослинництві
2.1 Мікроклональне розмноження рослин
Практично з кожної рослини можна виділити кусочок тканини, перенести його на поживне середовище і виростити необмежену кількість недиференційованих (калусних) клітин, із яких можна одержувати окремі рослини. Помічено, що якщо брати для цього меристиматичні тканини (верхівки пагонів та інші периферичні зони з клітинами, що діляться), то калусні культури, що з них сформувалися, і рослини, що регенерували, вільні від вірусів. Саме цим метод мікроклонування одночасно з розмноженням є ефективним способом одержання безвірусних рослин. Правда, після висаджування у відкритий ґрунт вони через якийсь час знову заражаються вірусами. Однак перше покоління безвірусних рослин особливо життєздатне і продуктивне. Це дуже важливо для елітного насінництва.
Врожай безвірусної картоплі в Підмосков'ї приблизно в 2 рази вищий, ніж у тих же неоздоровлених сортів. До того ж бульби оздоровленої картоплі менше піддані гниттю і краще зберігаються.
Конкретні умови мікроклонування й одержання мікробульб картоплі вперше були розроблені в нашій країні О. С. Мелик-Саркисовим і його співробітниками у ВНДІ сільськогосподарської біотехнології. В даний час ВНДІ сільськогосподарської біотехнології перейшов від пробірочного вирощування мікробульб картоплі до набагато більш ефективного способу їх виробництва. В експериментальних: умови теплиць новий спосіб культивування регенерованих з калусів рослин картоплі на живильному розчині дозволяє практично цілий рік одержувати від 1500 до 7000 бульбочок на 1 м 2 І звичайно, цей спосіб високоефективний при розмноженні нових особливо цінних, у тому числі трансгенних, сортів картоплі й інших сільськогосподарських рослин. У нашій країні за допомогою мікроклонування успішно розмножують і оздоравлюють багато сортів арбузових, часнику, цибулі, гвоздики. Культивування рослинних клітин сильно заощаджує кошти, площу і час при виведенні й аналізі гібридів, отриманих традиційними методами, воно не знає сезонів і дозволяє швидко визначати генетичні і фенотипічні властивості майбутніх сортів і ліній. При цьому особливо прискорюється виведення довгоростучих деревних порід.
2.2 Створення гаплоїдів і гомозиготних дигаплоїдних ліній
Гаплоїдні клітини чи рослини полегшують виявлення рецесивних (прихованих) ознак, рідкісних комбінацій генів і експресїї введених у геном рослини чужерідних генів.
Подвоєння числа хромосом супроводжується перевтіленням гаплоїда у фертильну (плодоносну) диплоїдну, гомозиготну рослину. Одержані шляхом злиття протопластів із генетично однорідних гаплоїдних клітин регенеровані рослини з подвійним (нормальним) числом хромосом являють собою цінний для селекції вихідний матеріал.
Одержання гаплоїдів завжди було важким завданням. Становище значно змінилося із розробкою культури тканин і методів регенерації із них цілих рослин. Гаплоїдні калусні тканини одержують із чоловічих (мікроспори) та жіночих (мегаспори) статевих клітин, культивуючи відповідно пиляки або насінні зачатки на поживних середовищах.
Сомаклональна мінливість - джерело цінноговихідного матеріалу для селекціонерів.
Біологи добре знають, що мінливість, в тому числі і спадкова, більше виражена в одноклітинних мікроорганізмів, ніж у вищих багатоклітинних. Коли клітини вищих рослин стали вирощувати поодинці, практично як одноклітинні мікроби, - відбувся вибух мінливості. Ця мінливість, названа сомаклональною збереглася і в регенерованих із них цілих рослин. Механізм цього явища поки-що не розкритий, але відомо, що в цілісному організмі клітини в спеціалізованих тканинах якимось чином піддаються впливу, який “гасить” цю мінливість. Звільнюючись від цього впливу, вони знову набувають здатності до мінливості в широкому діапазоні. В результаті у регенерованих із культур клітин рослин можуть виявитися нові цінні ознаки.
В культурі клітин поліплоїдних організмів можуть втрачатися навіть цілі хромосоми.
Множинні хромосомні перебудови виявлені в культурах клітин картоплі, кукурудзи, вівса.
В культурах клітин злаків і льону виявлені зміни кількості послідовностей ДНК в геномі, які повторюються. У деяких регенерованих рослин кукурудзи активуються так звані транспозони в геномі і збільшується частота рекомбінації окремих генів. Це полегшує вставку нових генетичних елементів в геном.
Найчастіше сомаклональна мінливість пов'язана із зміною хлоропластної і мітохондріальної ДНК. Багато сомаклональних мутантів по мітохондріальних ДНК виявлено в картоплі.
2.3 Соматична гібридизація і подолання несхрещуваності
В сучасному розумінні соматична гібридизація - це злиття протопластів клітин різних рослин або внесення в протопласт рослини ДНК із рослини іншого виду (сорту).
Таким чином здійснюють повну комбінацію геномів двох форм або лише часткове перенесення генів. Для злиття протопластів розроблений ряд специфічних методів.
Метод електрофоретичного злиття протопластів і культивування одержанного соматичного гібрида в мікрокраплі поживного середовища з наступною регенерацією із нього цілої рослини дозволяє одержати рослини з різними комбінаціями ядерної хлоропластноїі мітохондріальної ДНК батьків.
У США шляхом протопластів одержані соматичні гібриди між картоплею і її диким родичем Соланум бревіденс, який стійкий до багатьох хвороб, у тому числі вірусних.
Деякі з цих стійких гібридів, як і дикий, не утворюють бульб, однак кількох схрещувань з культурною картоплею досить, щоб у гібрида були нормальні бульби. Зараз такі стійкі до хвороб сорти картоплі вже проходять польові іспити в США. Це один із прикладів безсумнівного практичного успіху даного напрямку.
Культура протопластів цінна ще і тим, що певному виду (сорту) рослин можна, скажімо, додати тільки ті субклітинні органели, у ДНК який закодовані бажані ознаки.
Наприклад, внесенням мітохондрій (мт-ДНК) можна контролювати чоловічу стерильність у кукурудзи. З хлоропластами конструйованому виду можна внести гени стійкості до гербіцидів. Це вдалося проробити на капусті, картоплі, тютюні. У Японії шляхом злиття протопластів картоплі і дикого томату отриманий і успішно пройшов іспити в полі стійкий до засухи і вілту сорт картоплі.
У поєднанні з методами сучасної генетичної інженерії культури клітин стали могутнім інструментом переробки природних рослин і одержання нових сортів.
біотехнологія мікроклональний розмноження трансгенний
IІІ. Регулятори росту рослин, їх практичне застосування для підвищення продуктивності с/г культур
Один з важливих напрямків біотехнології -- використання регуляторів росту рослин.
Це велика група природних і синтетичних органічних сполук, що у малих дозах активно впливають на обмін речовин вищих рослин, що призводить до значних змін у їхньому рості і розвитку.
Хімічна регуляція росту і розвитку сільськогосподарських культур буде мати для рослинництва все зростаюче значення. Адже значна частина нашої ріллі знаходиться в зоні так званого ризикованого землеробства. Тому особливо актуальні такі проблеми, як холодостійкість і зимостійкість, посухостійкість і жаростійкість, стійкість до вилягання, хвороб і ряду інших. У вирішенні цих проблем чималий внесок можуть внести регулятори росту. Тому винятково важливе завдання - прискорення їхнього дозрівання.
Гостро стоять питання механізованого збирання плодів і овочів, їхнього зберігання, де також багато чого можна вирішити за допомогою цих речовин.
З природних регуляторів росту найбільш відомі фітогормони. Вони дуже різні за хімічною будовою і характером фізіологічної активності. Будучи продуктами життєдіяльності самих рослин, фітогормони беруть участь у регуляції процесів метаболізму, значною мірою визначаючи характер і темпи формоутворюючих процесів рослин.
Більшість регуляторів росту, а їх на даний час синтезовано понад 5000, являють собою структурні (фізіологічні) аналоги фітогормонів, чи мають здатність активно впливати на гормональний баланс рослин. З них практичне застосування знайшли не більш 1%. Регулятори росту природного походження - продукти життєдіяльності чи мікроорганізмів самих рослин. В останньому випадку їх називають ендогенними. Фітогормони -- найважливіші представники ендогенних регуляторів росту. Відмітні риси цих фізіологічно активних речовин -- здатність діяти в дуже малих дозах, виконуючи роль регуляторів основних фізіологічних програм і процесів (поділ і ріст клітин, диференціювання, спокій, відкривання і закривання продихів і т.д.).
Важлива ознака фітогормонів -- здатність до пересування по рослині, хоча останнім часом ця ознака перестала вважатися обов'язковою.
За сучасними уявленнями, гормональна система забезпечує функціональну цілісність, рослинного організму, узгоджену діяльність усіх його частин, закономірну послідовність фаз індивідуального розвитку.
Гормональна (ендокринна) система важлива для рослин не менше, ніж для людини і тварин. Донедавна глибокі розходження в хімічний природі гормонів рослин і тварин були безперечними. Однак зараз ці межі зникають. Ще недавно фітогормони були группою речовин, об'єднаних функціонально, але зовсім різних хімічно. Зараз є всі підстави стверджувати, що це не так. Гормони як рослин, так і тварин чітко поділяються на дві групи :терпеноїди похідні мевалонату (гібереліни, абсцизова кислота, брасини, фузикокцин, а також цитокінін) і похідні амінокислот: ауксин (із триптофану) і етилен (з метіоніну, ?-аланіну та ін.).
У даний час накопичений великий матеріал, що свідчить про специфічність дії фітогормонів. Так, гібереліни стимулюють вегетативний ріст, активуючи процеси розтягання і поділу клітин, прискорюють проростання насіння, индукують цвітіння деяких груп рослин у неіндуктивних умовах, сприяють утворенню партенокарпічних плодів, зрушують стать в чоловічу сторону, активують діяльність багатьох ферментів, особливо гідролітичних, та ін. Цитокініни беруть участь в індукції поділу клітин, стимулюють ріст клітин листка, активують процеси диференціювання хлоропластів, затримують старіння, викликають відкривання продихів, зрушують диференціювання генеративних органів у бік жіночих квіток і т.д. Настільки ж довгі переліки можна навести і для інших фітогормонів.
Фітогормони впливають один на одного. Наприклад, ауксин, цитокінін і етилен пригнічують ріст коренів. Виявилося, що ауксин і цитокінін підсилюють синтез етилену в клітинах, що і проявляє типовий для нього ефект.
Крім природних (ендогенних) сполук -- фітогормонів, отримана велика кількість їхніх синтетичних аналогів, що часто володіють високою фізіологічною активністю.
Звичайно це обумовлено їхньою структурною подібністю з відповідними фітогормонами.
Відомі також синтетичні регулятори росту (наприклад, ретарданти), що не володіють структурною подібністю з фітогормонами, але здатні впливати на гормональний статус рослини тим самим змінювати протікання деяких фізіологічних процесів.
Система гормональної регуляції багато в чому визначає характер найважливіших фізіологічних процесів: ріст і формування різних органів, час цвітіння, співвідношення чоловічих і жіночих квіток, перехід до стану спокою і вихід з нього бруньок, бульб, цибулин і т.д. За допомогою фітогормонів або їхніх синтетичних аналогів вдається прискорити чи сповільнити дозрівання рослин, підвищити стійкість рослин до несприятливих погодних умов, перерозподілити поживні речовини в господарсько важливі органи рослин. Нерідко такого високого ефекту не можна досягти традиційними технологічними засобами -- поливом, мінеральними добривами та ін. Багато корисних ознак, що створює генетик-селекціонер, змінюючи спадкву природу рослин, можуть бути додані рослинам шляхом обробки придатними регуляторами росту без успадкування цих змін.
У міру нагромадження практичного досвіду, даних про фактори ефективності регуляторів росту, механізмів їхньої дії, побічних явищах і тому подібне ці речовини усе ширше впроваджуються в практику, стаючи важливим компонентом сучасних технологій рослинництва.
У даний час гормонів тварин відомо щонайменше в 4 рази більше, ніж гормонів рослин. Це зв'язано з тим, що на перших працюють незрівнянно великі наукові сили, і насамперед медична ендокринологія. Без сумніву, відомі нам 5 чи 7 фітогормонів -- лише надводна частина “айзбергу” гормональної системи рослин. В міру удосконалювання лабораторної техніки, підвищення її “розпізнавальної здатності” будуть відкриватися все нові фітогормони, що містятьсяв тканинах рослин у незначних кількостях. Це так звані фітогормони (і регулятори росту) нового покоління. Наочний приклад тому -- недавно відкриті брасиностероїди, а також фузикокцини, виявлені у вищих рослинах Г. С. Муромцевим і співробітниками.
Доля фітогормонів із практичної точки зору виявилася дуже різною. Ауксин і этилен мають багато синтетичних фізіологічно активних аналогів і похідних, знаходячи усе більш широке застосування. Гібереліни (їх зараз відомо більше 70) не виробляють шляхом штучного синтезу, однак одержання найефективнішого з них -- гіберелової кислоти (ГК) за допомогою, мікробного синтезу -- легко здійснено, і ця речовина також знаходить досить широке практичне застосування. Абсцизова кислота дуже дорога, поки не має доступних синтетичних аналогів, і способи її практичного застосування ще не розроблені.
З цитокінінами дещо легше. Їх синтетичні аналоги вже проходять всебічні випробування.
Важливу групу регуляторів росту складають ретарданти -- синтетичні речовини, що сповільнюють вегетативний ріст, і в першу чергу витягування стебла і пагоні. У результаті в рослин формуються вкорочені потовщені стебла підвищеної міцності. У період інтенсифікації землеробства значення ретардантів швидко зростає. Зв'язано це з тим, що при зрошенні і застосуванні високих доз азотних добрив зернові культури інтенсивно ростуть і схильні до вилягання, а це утрудняє механізоване збирання і приводить до істотних втрат зерна. У таких умовах застосування ретардантів дає особливо гарний ефект, збільшуючи віддачу від підвищених доз азотних добрив на тлі достатнього постачання водою і тим самим дозволяючи зберегти високий врожай.
Досить широке практичне застосування знайшов у рослинництві гіберелін. Він з успіхом використовується для підвищення врожайності найбільш цінних безнасінних (кишмишних) сортів винограду. Позитивна дія гібереліну на ці сорти пов'язана з різким (у 2--3 рази) збільшенням розміру ягоди (яка в нормі дрібна) без зниження якості.
Інша сфера практичного використання гібереліну-- при двохврожайній культурі картоплі в південних районах країни. Практично основну частину картоплі одержують тут при літній посадці, для цього щорічно завозять близько 30 тис. т бульб на насіння. Тим часом щойно зібрана картопля ранньої (першої) посадки добре проростає при обробці бульб сумішшю, основним компонентом якої є гіберелін. Це дає можливість одержувати прямо на місці, без транспортування і збереження, високоякісний посадковий матеріал для літньої висадки. Відповідна технологія застосовується на півдні України з великим економічним ефектом.
Успішно використовують гіберелін у селекції і насінництві огірків, де він, на противагу етилену, порушує стать в чоловічий бік. У США цей прийом знайшов широке застосування у виробництві гібридних насінин огірків. Усе ширше використовують його в нашій країні. Слід зазначити, що в цьому відношенні гібереліни А4 і А7 набагато ефективніше загальноприйнятого гібереліна А3.
Ще одна група регуляторів росту рослин, що знайшли практичне застосування, -- препарати ауксинового ряду. Молекула ауксину (індоліл оцтова кислота, ІОК) -- першого з відкритих фітогормонів -- нескладна, і її синтез легко здійсненний. В даний час отримано багато сполук, більш-менш подібних з ІОК, що володіють характерною ауксиновою активністю. Деякі з них перевершують по активності природний фітогормон.
Індоліл оцтова кислота бере участь у регуляції розподілу клітин, з чим пов'язане, зокрема, посилення утворення коренів і стиму
Використання генетичної інженерії для створення нових сортів с/г рослин курсовая работа. Биология и естествознание.
Доклад: Применение рисполепта при шизофрении
Контрольная работа: Учет налога с доходов физических лиц
Курсовая работа: Социальная реабилитация детей с ограниченными возможностями
Реферат: Связь темперамента и характера
Сочинение По Рассказу Простоквашино
Реферат: Медицина в системе знаний о человеке
Реферат: Космос. Скачать бесплатно и без регистрации
Рефлексивное Эссе По Курсам По Иностранного Языка
Сочинение Про Герасимова После Дождя
Лабораторная Работа Измерение Фокусного Расстояния
Взаимоотношения Сочинение Егэ
Реферат: Nationalism Legislature Militarism And Colonial Rule At
Эссе Культура Это Своими Словами
Реферат по теме Сертификация территории рекреационного и природоохранного назначения на примере Национального парка 'Нарочанский'
Функции Центрального Банка Курсовая Работа
Доклад по теме Эссе об интеллигенции
Реферат: Функції модифікатора
Вольтер Реферат По Философии
Итоговое Сочинение По Литературе Оценивание
Список Авторефератов Кандидатских Диссертаций
Структура единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций в РФ и ее задачи - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда реферат
Прогнозирование и разработка мероприятий по предупреждению и ликвидации чрезвычайной ситуации на АГЗС №2 ООО "АКОЙЛ" - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда дипломная работа
Санитарно-гигиеническое обследование конкретных элементов внешней среды учащегося - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда практическая работа