Министерство Образования Российской Федерации
Иркутская Государственная Сельскохозяйственная Академия
Кафедра сельскохозяйственной экологии
Контрольная работа по экотоксикологии
Тема: Регуляторы роста
Выполнила: студентка
4-го курса 2-ой группы
агрономического
факультета
Симакова А.А.
Иркутск 2009
Содержание
Введение
1. Общая характеристика РРР
2. Особенности действия фитогормонов на рост тканей и органов, формирование семян и плодов
3. Фитогормоны и стрессовое состояние растений
4. Взаимодействие фитогормонов
5. Влияние фитогормонов на рост и морфогенез растений
6. Механизм действия фитогормонов
7.Использование фитогормонов и физиологически активных веществ
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Регуляторы роста находят всё большее применение в современных технологиях производства продукции растениеводства. К ним относятся природные и синтетические органические соединения, которые в малых дозах активно влияют на обмен веществ растений, вызывая стимуляцию или подавление их роста и морфогенеза.
Фитогормоны – соединения, с помощью которых осуществляется взаимодействие клеток, тканей и органов и которые в малых количествах необходимы для запуска и регуляции физиологических и морфогенетических программ растений.
К природным РРР относятся фитогормоны: ауксины, гиббереллины, цитокинины, абсцизовая кислота, этилен, брассинолиды и др..
1. Общая характеристика РРР
Ауксины – соединения преимущественно индольной природы: индолилуксусная кислота и ее производные. Ауксин образуется в апикальных меристемах и стимулирует клеточное растяжение.
Гиббереллины ускоряют рост стебля, в меньшей степени – корня за счет, как деления, так и растяжения, прерывают период покоя у семян, клубней и луковиц, индуцируют цветение длиннодневных растений при коротком дне, стимулируют прорастание пыльцы, оказывают действие на биосинтез ферментов. Обработка озимых гиббереллинами заменяет яровизацию.
Цитокинины – производные 6-аминопурина, синтезируются главным образом в меристеме корня, участвуют в регуляции обмена веществ в надземных органах, индуцируют в присутствии ауксина деление клеток.
Абсцизовая кислота накапливается осенью в семенах и почках, индуцирует их переход в период покоя и увеличивает его продолжительность, ускоряет образование отделительного слоя при опадении листьев, тормозит рост отрезков стеблей и калеоптилей.
Этилен – содержится в различных органах растений, способствует замедлению роста, ускорению старения клеток, созреванию и опадению плодов.
Брассинолиды – поддерживают иммунитет растений в стрессовых ситуациях (уменьшение температуры, засуха, заморозки, засоление почвы, болезни, действие пестицидов).
Первый эпи-брассинолид был выделен американскими учеными в 1979г. из пыльцы рапса, он обладает биорегуляторной и ростостимулирующей активностью. Природные РРР не представляют какой-либо опасности для окружающей среды и человека, т.к. в процессе эволюции биосферы и организма человека вырабатывались соответствующие механизмы их биотрансформации.
Синтетические РРР получают химическим или микробиологическим путём. С физиологической точки зрения они являются аналогами эндогенных фитогормонов, либо могут оказывать влияние на биосинтез и функционирование гормонов растений. Их применяют с целью влияния на процессы роста, развития и жизнедеятельности растений, обеспечения урожайности, улучшения качества, обеспечения уборки. К этой группе соединений можно отнести также гербициды, вызывающие задержку роста и гибель растений. Известно, что гербициды в зависимости от дозы могут проявлять как ингибирующее, так и стимулирующее действие.
2. Особенности действия фитогормонов на рост тканей и органов, формирование семян и плодов
Фитогормоны полифункциональны, регулируют многие физиологические процессы, физиологическое действие их на растение зависит от следующих факторов:
специфики фитогормона – спектра физиологических действий на растительный организм данного фитогормона;
специфики объекта – видовых, органных, тканевых, возрастных и других особенностей растительного объекта, определяющих его восприимчивость к фитогормону;
концентрации фитогормона – определенных границ концентраций, в которых фитогормон активирует или ингибирует данный физиологический процесс;
соотношение данного фитогормона с другими –от функционирования многокомпонентной гормональной системы, составляющей гормональное поле растения;
обеспеченности растительного объекта необходимыми факторами минерального и углеродного питания;
эндогенного содержания фитогормона – ответной реакции растительного объекта на экзогенный гормон, зависящей от его концентрации внутри растения;
Напряженности факторов внешней среды (свет, температура, вода и др.), создающих необходимые условия для действия фитогормона.
Физиологические функции фитогормонов
Физиологические функции ауксина
Стимулирует все три фазы роста клеток. С этим действием связаны образование корней, камбиальная активность и образование каллуса, разрастание завязи партенокарпических плодов. Ауксин регулирует формирование проводящих пучков, обусловливает явление фото- и геотропизма у растений, связанные с несимметричностью его распределения.
Определяет апикальное доминирование – растущая верхушка побега подавляет побуждение и рост пазушных почек.
Стимулирует ризогенез и утолщение боковых корней. Образование боковых корней является следствием активизации ауксином деления клеток перицикла. Вторичное же утолщение корня регулируется ауксином совместно с цитокинином. Ауксины регулируют транспорт и распределение различных веществ в растении; стимулирует образование корней на листовых и стеблевых черенках.
Регулирует рост, цветение и созревание плодов.
Регулирует опадение листьев, завязей и плодов.
Физиологические функции гиббереллинов.
Регуляция роста растений. Под действием гиббереллина удлиняются стебель, листья, особенно у злаков, цветки, соцветия становятся крупнее. Обработка гиббереллинами не влияет на рост корня или угнетает его при использовании повышенных концентраций.
Регуляция цветения. Обработка растений гиббереллином ускоряет цветение длиннодневных растений. На зацветание короткодневных растений гиббереллины не действуют.
Регуляция покоя. Семена и клубни многих растений находятся в состоянии покоя и не прорастают даже в благоприятных условиях увлажнения, аэрации и температуры. Обработка гиббереллином вызывает их прорастание. Этот приём используют для стимуляции прорастания свежеубранных клубней картофеля при повторной его культуре.
Регуляция плодоношения. Развивающиеся после оплодотворения семена продуцируют гиббереллины, необходимые для роста и формирования сочно-плодных плодов. Недостаток необходимых гиббереллинов вызывает приостановку роста плодов. Обработка гиббереллином способствует формированию крупных бессемянных плодов у томата, винограда, перца, цитрусовых, семечковых и косточковых культур.
Влияние на метаболизм растений. Обработка растений гиббереллином повышает интенсивность фотосинтеза, несмотря на уменьшение содержания хлорофилла, усиливает дыхание, при нормальном водоснабжении интенсивность транспирации.
Физиологические функции цитокининов
Влияют на рост клеток. Цитокинины – первичный фактор индукции клеточных делений, активизируют рост клеток двудольных растений в длину.
Действие на органогенез. Цитокинины стимулируют формирование почек и рост побегов, но угнетают рост корней, вызывает переход растений в условиях неблагоприятного фотопериодического или температурного режима.
Снятие апикального доминирования. Стимулируют рост боковых почек. Используют дл получения ветвящихся растений в культуре, в селекции, провоцируя обработкой цитокинином ветвление, отбирают неветвящиеся формы растений.
Прерывание покоя. Выводят из состояния глубокого покоя клубни, и семена ряда растений, спящие почки древесных растений, повышают энергию и всхожесть семян гороха, кукурузы, люпина и др.
Физиологические функции абсцизовой кислоты (АБК). Абсцизовая кислота является ингибитором широкого спектра действия.
Влияние на процессы покоя. Переход в покой семян, клубней, луковиц и почек связан с увеличением в них содержания АБК. Содержание АБК повышается в зимующих органах многолетних бобовых и злаковых трав, озимых зерновых.
Регуляция процессов старения и отторжения органов. Повышение содержания в листьях АБК вызывает общее старение листьев и плодов, предшествующее их опадению. При этом АБК взаимодействует с этиленом, биосинтез которого резко увеличивается.
Координация ростовых процессов. АБК выступает координатором ростовых процессов, корреляционным ингибитором, ответственным за торможение роста и метаболических процессов определенных органов растения, которое необходимо для нормального функционирования других органов.
Регуляция водного режима. АБК участвует в регуляции устьичных движений. При обезвоживании листьев содержание АБК быстро повышается. Это сопровождается закрыванием устьиц, снижающим транспирацию. При обработке листьев АБК осмотическое давление в устьичных клетках быстро уменьшается в результате повышения содержания крахмала и резкого падения ионов калия.
Физиологические функции этилена
Ингибирование роста. Этилен тормозит деление клеток, удлинение проростков, останавливает рост листьев (у двудольных), изменяет направление роста клеток с продольного на поперечное, что приводит к уменьшению длины и утолщению стебля.
Регуляция процессов старения, опадения листьев и генеративных органов. Этилен, способствуя старению тканей, ускоряет опадение листьев и плодоэлементов. Это проявляется, прежде всего, в специализированных клетках, участвующих в формировании отделительного слоя. Этилен ускоряет созревание плодов и используется для созревания плодов в спецкамерах.