А.Т. Мокроносова - Малый практикум по физиологии растений (1134226), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Развитие — ауторегулируемый процесс реализации генетической информации. Однако морфогенез у растений очень пластичен, что создает основу для нх адаптации к изменениям условий окружающей среды в широком диапазоне. Важную роль в формировании способности растительного организма к адаптации играют фитогормоны. Именно они осуществляют координацию н интеграцию физиологических и морфогенетическнх функций растения, обеспечивая существование организма как целого. ЗАДАЧА ц ФИТОГОРМОНЫ В настоящее время выделяют шесть групп фнтогормопов.
1 Ауксины. Основной природный аукснн — индолил-3-уксусная кислота. 2. Гиббереллины. В расзениях встречается большое колнче ство близкородственных соединений (около 70), относящихся к классу дитерпенов. Различные гиббереллины обозначаются сокращением ГК с соответствующим индексом.
3, Цитокинины. Производные 6-аминопурина с замещением в аминогруппе при 6-м углеродном атоме пуринового кольца Природные цитокинины — зеатин, его аналоги и производные. 4. Абсцизовая кислота (ЛБК). Оптически активный сесквитерпеиоид. В растениях содержится в основном (+) — 2-цисЛБК. 5. Зтилен. 6. Брассины, Гормоны стероидного типа. Роль ряда других биологически активных веществ растительного происхождения еще мало изучена и вполне вероятно,. что они смогут дополнить список фитогормонов. Ниже перечислены общие черты действия фитогормонов (Кулаева, 1982).
1. Каждый из фитогормонов полифункцнонален, т. е, участвует в регуляции многих физиологических процессов у растений. 2. Характер действия каждого фитогормона зависит от специфики как гормона, так и объекта, 3. В регуляции одного и того же физиологического процесса может принимать участие не один, а несколько гормонов, т. е.. система гормональной регуляции жизнедеятельности растений многокомпонентна.
4. Фитогормоны в отличие от веществ субстратного действия влияют на все стороны метаболизма клетки, регулируют протекание в ней физиологических процессов, интегрирующих в себе многие биохимические, биофизические и структурные изменения. 5. Действие фитогормонов находится в строгой зависимости: от их концентрации. 6. Действие фитогормонов проявляется в тесном взаимодействии с факторами питания и зависит от условий, в которых находится растение, Гормональную систему растений можно изучать различными способами, например, использовать меченые гормоны и следить за их превращениями внутри организма.
Количество и состав фитогормонов в растительном материале определяют биохимическими методами с применением спектрофотометрин. газовой или жидкостной хроматографии в сочетании с массспектрометрией. В последнее время для изучения фитогормонов, их действия и обмена успешно используют иммунохимические методы. В то же время классическим способом изучения фитогормонов, не потерявшим значение и сегодня, являются различные биологические:методы (биотесты), которые позволяют оценить количество гормона по его физиологическому действию. Биотесты обычно нс требуют сложной аппаратуры, обладают высокой чувствительностью, однако не все они достаточно специфичны.
Например, биотестом на ауксины является рост отрезков колеоптилей злаков, на цитокинины — рост этиолированных листьев фасоли, семядолей тыквы или индукция цитокинииами деления клеток в культуре каллусов сердцевины табака, семядолей сои или флоэмы моркови, на гиббереллины — рост карликовых мутантов кукурузы или гороха и т. д. РАБОТА 1. ВЛИЯНИЕ ФИТОГОРМОНОВ НА МЕТАБОЛИЗМ ИЗОЛИРОВАННЫХ СЕМЯЛОЛЕЙ ТЫКВЫ Прорастание семян сопровождается активизацией в них метаболизма. В семядолях при прорастании происходит активация и новообразование ферментных систем, необходимых как для обеспечения использования запасных ве1цсств, так и для превращения семядолей из запасающего органа в зеленый лист. Эти процессы протекают под контролем осевых частей зародыша.
Большая роль в этом контроле принадлежит фитогормонам (интегративная функция). При прорастании семян фитогормоиы поступают в семядоли из осевых частей зародыша и влияют на развитие активности ферментов, участвующих в распаде запасных веществ. Образующиеся при этом продукты распада поступают в осевые части зародыша и обеспечивают их рост. Высокой чувствительностью к экзогенным фитогормонам обладают изолированные семядоли тыквы, так как после изоляции в них происходит быстрое истощение запаса эндогенных гормонов. В работах О.
Н. Кулаевой и сотрудников (!975, 1977, 1982) было показано, что экзогенный цитокинин значительно активизирует рост семядолей. При этом влияние цнтокинина распространяется на все стороны формирования внутриклеточных структур и обмен веществ ссмядолей. Цитокинин резко ускоряет использование в клетках семядолей запасных веществ, ускоряет и усиливает формирование мембранного аппарата хлоропластов — гран н ламелл стромы, рост хлоропластов и их деление.
Цитокиннн стимулирует формирование митохондриального аппарата клеток семядолей, развитие эндоплазматического ретикулума (в основном шероховатого). В соответствии с активизацией роста семядолей и процессов Внутриклеточной дифференциации, связанной с их превращением в зеленый лист, цитокинины запускают в семядолях синтез самых разных ферментов, необходимых для развертывания указанных физиологических программ. Цитокинин увеличивает в сеиядолях активность эндопептидазы, участвующей в гидролизе белков, щелочной и кислой пирофосфатаз, которые разрушают пирофосфат, образующийся при синтезе различных биополимеров, и тем самым способствуют протеканию этих синтезов. Цитокинин активирует малик-энзим, участвующий в обмене органических кислот, и рибулезобисфосфаткарбоксилазу — ключе.— вой фермент фотосинтеза.
Циклогексимид (ингибитор синтеза белка на цитоплазматических рибосомах) подавляет вызванный 25 = й! й! и и и м Немела рдахааа Рис. 2. Профили седпмеитацин (в градиенте концентрации сахаровы) рибосом! семядолей тыквы, находившихся в различном физиологическом состоянии (по* О. Н, Кулаевой, 1982): 7 — семядоли сухих семян, П вЂ” семядоли, изолированные йз 4-дневных этиолироваиных проростков, )П вЂ” семядоли после 48 ч инкубации в темнше на воде, 1)е — то же, с последующим переносом на 3 Ф в раствор 6-бензнламинопурнна (4,3 10-' М); М вЂ” моносомы цитокннином рост активности ферментов. Следовательно, этот процесс связан с синтезом белка.
Ферменты по степени их активации цитокинином можно разделить на две группы: одна. по своему ответу на фитогормон коррелирует с ростом семядолей, другая — с накоплением в них хлорофилла. Ферменты первой группы более тесно связаны с программой роста, второй— с биохимической дифференциацией хлоропластов.
Цитокинин стимулирует синтез белка в клетках, действуя на разных уровнях этого процесса. Гормон активирует синтез Р1.1К, увеличивает число рнбосом в клетке, повышает их активность в синтезе белка, значительно увеличивает долю полисом в препарате рибосом (рнс. 2). Антагонистом цнтокинина во всех описанных выше процессах является АБК. Она прекращает рост изолированных семя- долей тыквы, ингибируя как рост клеток, так и их деление, подавляет процессы внутриклеточной дифференциации, формирование мембранного аппарата хлоропластов, угнетает синтез ферментов, связанных как с ростом семядолей, так н с дифференциацией в них хлоропластов.
Между АБК и цитокннином проявляется четкий антагонизм: цитокинин снижает ингибирую!цее действие АБК, АБК подавляет вызванную цитокинином стимуляцию перечисленных процессов. Угнетение синтеза белка в изолированных семядолях тыквьг под действием АБК происходит как за счет подавления синтеза РНК, так и путем торможения формирования полисом. АБК тормозит синтез хлорофилла, действуя на образование и транспорт б-аминолевулиновой кислоты и на ферменты, участвующие. в ее синтезе. Действие и цитокинина, и АБК, как любого фито- гормона, зависит от их концентрации. Цель работы. Определить влияние фитогормонов: 6-бензнламинопурнна (6-БАП) и АБК вЂ” па рост семядолей, колнчест- 26 "во хлорофилла, проницаемость клеточных мембран, активность ферментов (амилазы и малнк-знзима) в изолированных семя- долях тыквы.
Реактивы и оборудование: 6-БАП в концентрациях 1О и 100 мг(л; АБК в концентрации 1 мггл! СаСОе! 80!Уа-й раствор этанола; 0005 М фосфатный буфер, рН 7,4; свегкеприготовленный 1%-й раствор крахмала в 0,005 М фосфатном буфере; 3,5-динитросалициловая кислота (приготовление см. в При. ложении !); 50 мМ трио-НС! буфер, РН 7,5, содержащий 5 мМ дитиотрейтола (ДТТ); реакционная смесь для определения активности малик-энзнма, . содерзка!цая 50 мМ трио-ПС! буфер, РН 7,5; 2 мМ раствор ДТТ; 5 мМ раствор М8С1е! 0,3 мМ раствор НАДФ; 2,5 мМ раствор яблочной кислоты; ступкч с пестиками; стеклянный фильтр )Чй 3; мерные колбы объемом 25 мл; ци. линдры объемом 25 мл; колба Бунзена; пробирки; пипетки; стеклянные бюксы объемом 20 мл; центрнфужные пробирки; мерные пробирки объемом 10 мл; чашки Петри; сверло (пробковое) диаметром 0,5 см; фототермокамера с температурой 28'С и осве!ценностью 7оО лк; вакуумный или водо- струйный насос; термостаты с температурой 25 и 37'С; водяная баня с температурой 100'С; технические весы; торсионные весы; цеитрифужные ве.
. сы, центрифуга; сцектрофотометр; кондуктометр; ФЭК; холодная камера, Объект исследования: изолированные семядоли тыквы, сорт Мозолевская. Подготовка растительного материала Семена тыквы проращнвают в течение 96 ч на влажной фильтровальной бумаге в темноте при температуре 25'С, затем отделяют семядоли от растения и помещают в чашку Петри на .воду, ставят чашку в термостат при температуре 25' С.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
