Жеке өсімдік дамуының гормондық негіздері

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 19 бет
Таңдаулыға:

Қостанай мемлекеттік педагогикалық институты
Жаратылыстану - математика факультеті
Жартылыстану ғылымдары кафедрасы

Ерханат Сәттігүл

ӨСІМДІКТЕРДІҢ ДАМУЫ

Курстық жұмыс

Ғылыми жетекшісі:
Божекенова Ж.Т.,
б.м., аға оқытушы

Қостанай 2016 ж

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
НЕГІЗГІ БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1. Өсімдіктердің дамуы ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1.1 Дамудағы өсу процестерінің ролі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
1.2 Өсімдіктердегі фотопериодизм ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
2. Яровизациялау ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..1 0
2.1 Күздік астық тұқымдастарды яровизациялау ... ... ... ... ... .. ... ...11
3. Жеке өсімдік дамуының гормондық негіздері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... 13
4. Оқшауланған тканьдер мен органдарың культурасы ... ... ... ... ... ... . ...15
5. Жеке өсімдік дамуының молекулалық негіздері ... ... ... ... ... ... .. ... ... .16
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .20
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТ ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ...21

КІРІСПЕ

Өсімдіктің алғашқы ұрықтанудан (зиготадан) бастап тіршілігінің ақырына дейінгі барлық өзгерістерді қамтитын даму дәуірі оның өмірі немесе онтогенезі деп аталады. Өсімдік өмірі тұқымның өнуінен немесе жеке мүшенің (бүршік) қайталап көктеуінен басталып, жаңа тұқымның, немесе жемістің пісіп жетілуімен аяқталады.
Жеке өсімдіктің қалыптасу жағдайлары - филогенезге, оның ұқымқуалаушылығына және өзгерткішіне, даму дәуіріндегі нақты жағдайларға тәуелді юолады. Өсімдік өмірі бойынша бірнеше сатыға бөлінеді. Бір сатының екіншіге ауысуының негізгі белгісі - тиісті сатыға алғашқы құрылымның пайда болуы. Әрбір жеке сатыда организмде жаңа құрылымдардың пайда болуы тиісті физиологиялық, биохимиялық процестерден және өзгерісьерден кейін басталады.
Өсімдік организмінің сыртқы ортаның белгілі жағдайларында жеке дамуының - онтогенезінің заңдылықтарын жете түсініп білу ғылымда және практикада маңызда орын алады. [1]

НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1. Өсімдіктердің дамуы

Біртұтас өсімдіктің жекелей дамуы онтогенез деп аталады. Өсімдіктің әр түрін онтогенез оның өзіне тән ерекше болып өтеді. Онтогенез аналық клетканың алғашқы бөлінуінен басталады да, кейін одан бүкіл организм өсіп шығып, бұл индивид тіршілігін аяқтағанға дейін созылады. Онтогенез барысында өсімдіктің формасы мен өсуі өзгеріп отырады. Онтогенез процесі тұтасымен алғанда бірінен соң бірі келіп отыратын, бір - біріне жақсы ажыратылатын және көзге байқалатын бірқатар кезеңдерден немесе фазалардан тұрады. Мұндай кезеңдерде тұқымның өнуі, бүршік жару, вегетативтік, одан соң репродуктивтік мүшелердің өсуі, гүлдеу сияқты кезеңдер жатады. Фазалардың негізінде физиологиялық - биохимиялық процестердің өзгерістері жатады. Бұл процестердің нәтижесінде даму кезеңднрі өтіп, жаңа құрылым түзіледі.
Өсімдіктердің жеке дамуының (онтогензінің) сатылары мен оларға байланысты ерекше құрылымдар төмендегіше белгілінеді:
Эмбриондық - зиготаның қалыптасуы.
Жастық - балауса (ювенильдік) - ұрықтың өнуі және негізгі өсу мүшелердің (жапырақ, сабақ, тамыр) қалыптасуы.
Жетілу (жыныстық), толығу - гүл бастамаларының пайда болуы, көбею мүшелерінің (гүлдердің) қалыптасуы.
Көбею (жемістену) - тұқымдардың, жемістердің бір рет немесе бірнеше қайталанып қалыптасуы.
Қартаю (тозу) - ыдырау процестерінің және ырықсыз құрылымдардың басымдануы.
Бұл құрылымдар бірімен - бірі тығыз байланысты, әр түрлі өсімдіктерде олардың ұзақтығы түрліше болады.
Бір жылдық өсімдіктер онтогенезінде де көп жылдық өсімдіктер онтогензінің фазаларымен ұқсас фазалар болады. Астық тұқымдас өсімдіктер онтогенезінде мынадай фазалар кездеседі: 1) тұқымның өнуі, 2) жапырақтардың түзілуі, 3) негізгі және жанама өркендердің түзілуі (түптену), 4) сабақ шығару (негізгі және жанама өркендер мен жапырықтардың жедел өсуі), 5) масақтану, 6) гүлдеу, 7) ұрықтану және тұқымның пісуі. Астық тұқымдар өсімдіктер тұқымының пісуі тұқымның сүттеніп, балауызданып және толық пісіп жетілуі сияқты 3 фазадан тұрады.
Дамудың әр түрлі кезеңдерінде өсімдікктердің физиологиялық күйі түрліше болатыны И. В. Мичуриннің жұмыстары арқылы көрсетілген болатын. Вегативтік мүшелердің өсуінен репродуктивті мүшелердің өсуіне көшу онтогенездегі негізгі кезең болып табылады.
Тіршіліктің циклінің ұзақтығы өсімдіктердің әр түрінде түрліше болады, ол бірнеше мың жылға дейін созылады. Шөл және шөлейіт эфемерлерінің тіршілік циклі жылу мен ылғал жеткілікті болатын ерте көктемде басталып, бірнеше аптада аяқталады. Алма ағашының тіршілік циклі - 200 жылға, шие ағашында - 400, жөке ағашында - 1000, кипаристе - 3000, секвоя ағашының тіршілік циклі - 5000 жылға созылады.
Тіршілік циклінің ұзақтығы сыртқы орта жағдайларының әсеріне де байланысы. Мысалы, мақта мен үпілмәлік СССР - дің оңтүстігінде бір жылдық дақыл болса, тропиктік аймақта - көп жылдық өсімдік болып саналады.
Онтогенез барысында бір рет жеміс салатын өсімдіктер монокарпты өсімдіктер деп, ал әлденеше рет жеміс салатын өсімдіктер поликарпты өсімдіктер деп аталады. Барлық бір жылдық өсімдіктер, екі жылдық сәбіз, қызылша, көп жылдық агава, бамбук және т.с.с. монокарпты өсімдіктер жатады. Бұл өсімдіктер бүкіл тіршілігі бойында бір рет қана гүлдеп, береді де, тіршілігін тоқтатады. Жоңышқа, қарабасшалғын, бақбақ сияқты көп жылдық шөптесін өсімдіктер және ағаш тектес өсімдіктердің көпшілігі поликарпты өсімдіктерге жатады. Мысалы, жеміс ағаштары тіршілігінің
3 - 5 жылдарында гүлдеп, жеміс бере бастайды, осы кезден бастап олар өздері табиғи тіршілігін тоқтатқанша жылма - жыл жеміс беріп отырады. Монокарпты және поликарпты өсімдіктер арасында нақты шекара жоқ. Жылы жайда өсіру арқылы бірінші жылы жеміс түзуін шектесек, үрмебұршақ өсімдігін екі жылдық өсімдікке айналдыруға болады. Өсімдіктің монокарпты болуы оның тапшылыққа ұшырауына байланысты. Өсімдіктің вегативтік мүшелері өсуінен гүлдеп жеміс түзу кезеңіне көшуі олардың әр түрінде түрлі мезгілде өтеді. Өсімдікердің бұлайша гүлдеумен жеміс түзуге көшуі организмде өтіп жататын даму процестерінің нәтижесінде мүмкін болады. Тиісті факторлар өсімдіктердің дамуына әсер етеді, мұндай дамудың негізінде гендердің дифференциялық активтенуі жатады. Температура мен жарық барынша жақсы зерттелген факторлар болып табылады.
Өзінің даму өзгешеліктеріне байланысты өсімдіктер бір, екі және көпжылдық болып бөлінеді. Өз өмірінде бір - ақ рет гүлдеп, жемістенетін өсімдіктер монокарптылар деп аталады. Оларға бір жылдық, кейбір көпжылдық - бамбук 220-30 жылдан соң гүлдеп, жемістеніп, қурап қалатын өсімдіктер жатады. Пальмалардың гүл шоғыры сабақ ұштарында орналасатын кейбір түрлері көптеген жылдан соң гүлдеп, тұқымдары піскесін, тіршілігін жояды. Мексика агавасы Америкада 8-10, Еуропада 50 жылда гүлдейді. Орта Азия шөлейіт даласында өсетін көпжылдық өсімдік сасыр өмірінде бір - ақ рет гүлдеп, содан қурап қалады. Екі жылдық, монокарпты өсімдіктер (сәбіз, қызылша, қырыққабат) қыстап шыққан соң гүлдеп, тұқымданады. Тіршілік өмірі көптеген жылдарға созылатын, ондаған жылдар бойы қайталап гүлдеп жемістентін, тұқымданатын өсімдіктер поликарптыллар деп аталады. Оларға көп жылдық жемісті бұталар мен ағаштар, алуан түрлі үй өсімдіктері - қазтамақ, наурыз, шешек, бегония, т.б жатады.
Өсімдіктерді монокарпты және поликарпты деп бөлу жағынан шартты ұғым деуге болады. Себебі, өсіру жағдайларын өзгерту арқылы көптеген монокарпты өсімдіктерді поликарптыларға өзгертуге болады. Әдетте бір жылдық деп есептелетін бидай және қара бидайдың көпжылдық түрлері де болады. Мендуана мен қалақайдың бір жылдық және көпжылдық түрлері де болады. Үпілмәлік, мақта өсімдіктері өздерінің алғашқы шыққан аймақтарында көпжылдық болса, қоңыржай аймақтарда бір жылдықтар күйінде өсіріледі. Кейбір біржылдық өсімдіктерді (мысалы шалғын қоңырбас) таулы жерлерге ауыстырып ексе, олар көпжылдыққа айналады. [1]

1.1 Дамудағы өсу процестерінің ролі

Өсу мен даму - ұқсас құбылыстар емес. Алайда өсу мен даму арасында өте терең байланыс бар. Көп жылдық өсімдіктер алғашқы жылы емес, бірнеше ондаған жылдардан соң ғана гүлдейді. Мысалы, қарағай 15 жылдан соң гүлдеп, жеміс бере бастайды.
Өсімдікті тәулік бойы жарықта өсіре отырып, әдетте 3 - 4 жылда гүлдейтін итмұрын тіршілігінің алғашқы жылында - ақ гүлдеуге мәжбүр етті. Өсу гормоны - ауксин ұзақ күн өсімдіктерінің дамуын тек олардың дақылдары үшін күн ұзақтығы жетіспегенде ғана тездете алады және қысқа күн өсімдіктерінің дамуын бөгейді. Ауксиндер жарық тәрізді әсер етеді.
Өсуді тездетуші гиббереллин затымен әсер ету арқылы кейбір ұзақ күн өсімдіктерінің (мендуана, шалқан, аскөгі т.б) қысқа күнде гүлденуіне мүмкін болды. Сөйтіп, біз өсімдіктің өсуін жеделдету арқылы мерзімінен бұрын гүлдеуге мәжбүр етеміз, мұның өзі өсу мен даму процестерінің тығыз байланыстылығының айғағы. [2]

1.2 Өсімдіктердегі фотопериодизм

Суықты қажет ететін өсімдіктер гүлдеуге көшу үшін сондай - ақ екінші факторды, яғни күн ұзақтығын керек етеді. Өсімдіктердің репродуктивтік мүшелерінің өсуі үшін ұзақ күн қажет болатынына алғаш рет 1884 жылы орыс агрономы Ковалевский назар аударды. Американ селекционерлері Гарнер мен Аллард 1918 жылы бұл құбылысты фотопреиодизм деп атады. Совет ғалымдары С.А. Эгиз бен В.И Разумов белгілі бір ұзақтықтағы күн қажетсіну дамудың белгілі бір кезеңінде ғана байқалатынын анықтады, бұл кезеңнен соң оның зардарптары сақталады. Фотопериодизм реакциясының зардаптарын фотопериодизм индукциясы деп атады. Солтүстік ендіктерін шыққан өсімдіктер репродуктивтік мүшелерінің өсуіне көшу үшін 12 сағаттан кем болатын ұзақ күнді қажет етеді. Бұлар - ұзақ күн өсімдіктері, оларға қара бидай, арпа, бидай, зығыр және т.б жатады. Оңтүстік ендіктерінің өсімдіктерінің ұзақтығы 12 сағаттан кем болатын қысқа күнді қажет ететінін байқатады. Бұлар - қысқа күн өсімдіктері - соя, тары, темекі, жүгері, сора және т.б. Күн ұзақтығын талғамайтын, өсімдіктердің аралық топтары да бар.
Өсімдіктер яровизация сатысынан өткен соң ғана фотопериодизм әсерін қабылдайды, бұл кезде өсу конусының клеткалары сапалық өзгеріске ұшырап, фотопериодизм әсерін қабылдауға бейім келеді. Жапырақтар фотопериодизм әсерін қабылдайтынын М.Х Чайлахян мен Б.С Мошков анықтады. Фотопериодизм буын аралығының өсуіне, камбийдің қызметіне, жапырақтардың пішініне, түйнектер мен пиязшықтардың түзілуіне, жапырақтардың түсуіне, бүршіктердің тыныштық күйге өтуіне, тұқымның өнуіне т.б әсер етеді.
Егер яровизация сатысынан кейін ұзақ күннің әсеріне ұшырайтын болса, ұзақ күн өсімдіктері гүлдеу мен жеміс салуға көшеді. Ал қысқа күн өсімдіктері тиісінше қысқа күн әсерінен гүлдеу мен жеміс салуға көшеді. Егер ұзақ күн өсімдіктерін қысқа күн режиміне орналастырса, олардың жер бетіндегі бөліктері жертаған пішінге көшіп, қалыпты өркен жетілмейді. Қысқа күн өсімдіктері ұзақ күн жағдайында өсірілгенде, керісінше, олардың вегетативтік мүшелері жедел өседі. Алайда өздерінің фотопериодизміне сәйкес келмейтін жағдайда тұрғанда қысқа күн өсімдіктері де, ұзақ күн өсімдіктері де гүлдемейді. Фотопериодизм реакциясынан өту үшін ондаған күн керек. Егер қысқа күн жағдайында түнді жарық интервалымен бөліп отыратын болсақ, қысқа күн, ұзақ күн болып шығады. Бұл жағдайда ұзақ күн өсімдіктері гүлдеуге бейімделеді, ал қысқа күн өсімдіктерінде мұндай қабілет болмайды. Жарық фазасын қараңғылық интервалымен бөлу мұндай нәтиже бермейді. 1920 жылы өсімдіктердің үш типі болатындығы анықталды. Кейбір өсмімдіктер тек ұзақ күн жағдайында ғана гүлдесе (темекі, бидай, арпа, карто т.б), басқа біреулері 10 - 12 сағаттық қысқа күнде ғана гүлдейді (соя, тары, хризантема т.б). Ақырында қысқа күнде де, ұзақ күнде де гүлдей беретін бейтарап өсімдіктер де (қарақұмық, бұршақ т.б) бар. Ұзақ күн өсімдіктеріне жаз күндері ұзақ болатын солтүстік өсімдіктері, ал қысқа күн өсімдіктеріне жаз күндері қысқа болатын оңтүстік өсімдіктері жатады. (1 - сурет)
Фотопериодизм тәжірбиесі үшін кәдімгі вегетациялық үйшігінен өсімдігі бар вагонеткалары жылжытып әкеліп, ендіретін арнайы қараңғы үйшіктер салады. Өсімдіктерді жарық түспейтін қалпақтармен жауып та қоюға болады. Фотопериодизмнің селекция үшін маңызы бар. Қысқа күн өсімдіктерінің көпшілігі мысалы, Москва мен Ленинград жағдайының ұзақ жаз күнінде гүл жармайды. Оларға күн ұзақтығын арттыру қажет болады. Бұл жағдайда қолдан жарық беруді пайдаланып, күннің ұзақтығын арттырады. Қысқа күн өсімдігін, мысалы, тарыны күн әлі ұзармаған ерте көктемде себуге болмайды. Ерте көктемде себілген қысқа күн өсімдігі (тары) тым ерте, өсімдіктің жас кезінде (өсімдіктің аласа кезінде) гүлдейді де, өнімді аз береді. Егер қысқа күн өсімдігі хризантеманың өсу нүктесін көлегейлеп, жапырақтарын ұзақ күн жағдайында қалдырса, онда хризантема гүлдемейді. Егер керісінше, оның жапырақтарын 12 сағатқа көлегейлесе, онда хризантема гүлдейді. (2 - сурет)

1 - сурет. Фотопериодизмнің ұзақ күн өсімдігіне әсері (арпа)
1 - 18 сағаттық күн; 2 - 12 сағаттық күн;
3 - 9 сағаттық күн.

2 - сурет. Хризантеманың гүлдеуіне ұзақ күннің әсері:
1 - қысқа күннің әсері; 2 - қысқа күн әсеріндегі бір бұтақ; 3 - ұзақ күнде өсірілген өсімдік.

Бұл фотопериодтық әсерді алдымен жапырақ қабылдап, содан кейін ғана оны өсу нүктесіне береді деген сөз.
Фотопериодтың салдарының құбылысы 1928 жылы ашылды. Жеміс беруді тездету үшін өсімдікті лайықты фотопериодпен өмір бойы әсер етудің қажеті жоқ. Оған біршама аз уақыт ішінде гүл түзер алдында ғана әсер етсе де жеткілікті.
Фотопериодизм әсерін фитохромдық жүйе қабылдайды деп санауға негіз бар. Сонымен, бірқатар өсімдіктердің вегетативтік мүшелерінің өсуінен гүлдеу мен жеміс салуға көшуі және толық тіршілік циклін жүзеге асыруы үшін төменгі температура мен күннің белгілі бір ұзақтығы қажет ететіні анықталған. Өсімдіктер дамуының бұл кезеңдері яровизация және жарық сатысы деп аталды. Дамудың бұл екі сатысы бірқатар астық тұқымдастарда кездесетіні анықталған. [2]

2. Яровизациялау

Өсімдіктердің дамуына сыртқы жағдайлардың әсер ету мүмкіндігі тұңғыш рет неміс ғалымы Г. Клебс жұмыстарында көрсетілді. Г. Гассиер 1918 жылы алғаш рет өсімдіктердің дамуын тездететін фактор ретінде төменгі температураның роліне назар аударды. Жаздық және күздік қарабидай арасындағы айырмашылықты ол жаздық қарабидайдың төменгі температураның әсерінсіз - ақ гүлдеу мен масақтануға көшу (яғни даму) қабілеті ретінде анықтады. Ал күздік қарабидай гүлдеу мен масақтануға көшу үшін төменгі температураны керек етеді. Қант қызылшасы, балдыркөк, көптеген жеміс ағаштары сияқты бірқатар өсімдіктердің дамуы үшін де төменгі температура қажет.
Күздік және жаздық астық тұқымдастарды зерттеу жұмыстары оларға төменгі температура өсудің бастапқы кезінде қажет екенін, ал оның әсер ету ұзақтығы дақылдың түрі мен сортына байланысты болатынын көрсетті. Дақылдың сорты неғұрлым күздік болса, оған соғұрлым ұзақ уақыт (бірнеше күннен 38 күнге дейін) төменгі температура қажет болады. Төменгі температураның әсер ету кезеңі яровизация сатысы деп аталады. Төменгі температура бұл өсімдіктерде вегетативтік мүшелердің өсуінен репродуктивті мүшелердің өсуіне көшуге жағдай жасайды. Репродуктивтік мүшелердің өсуі, өсу конустарында гүл бастамаларының қалыптасуына байланысты. Екі жылдық өсімдіктердің көпшілігінде бірінше жылы тамыр мен жапырақ қана түзіледі. Екінші жылдық осьтік өркен мен гүлдер пайда болады. Бірінші және екінші жыл аралығында қыста төменгі температура осьтік өркен мен гүл түзілуіне мүмкіндік береді.
Яровизация кезеңін қажет ететін өсімдіктер суық болмаған жағдайда бір немесе бірнеше жыл бойы вегетативтік күйінде қалады, мәселен, қызылша,бшалқан, балдыркөк. Тропиктерде өсірген жағдайларда олар жылдар бойы вегетативтік өсу күйінде қалады. Суықты қажет ететін өсімдіктерде яровизацияның болмауы олардың дамуын тежейді, олар біраз кешігіп гүлдейді. Яровизация кезінде клеткаларда қандай биохимиялық процестер өтетін қазіргі кезге дейін белгісіз. Яровизация қандай да бір жолмен гендердің дифференциалдық активтенуіне әсер ететін болар деген жорамал бар. Күздік астық тұқымдастар яровизация сатысы бөрткен тұқымдар түрінде, басқа өсімдіктер, мысалы, қызылша өніп шыға салысымен - ақ өтеді, ал енді, бір өсімдітер өніп шыққаннан бірнеше күннен кейін өтеді. Яровизация кезінде төменгі температурамен қатар, оттегі мөлшерінің де маңызы бар. Яровизация барысында тотығу - тотықсыздану процестерінің өтуі үшін оттегі қажет болатынын М.Х. Чайлахянның зерттеулері көрсетті. Яровизация кезінде суықтың әсерін өсу нүктелері қабылдайды. Яровизация сатысы барлық өсімдіктер үшін міндетті түрде қажет емес. Ол астық тұқымдастар мен екі жылдық өсімдіктер тобынан анықталған. [3]

2.1 Күздік астық тұқымдастарды яровизациялау

Өсімдіктер өзінің тіршілік циклында, осы концепция бойынша, қоршаған орта жағдайы комплекстерінің әсерінен бірнеше кезеңдерден немесе даму сатыларынан өтеді. Бұл сатылар өсімдік тіршілігіндегі үлкен өзгерістерге әкелетін жауапты кезең. Бұл кезде өсімдік клеткаларында гүл мен тұқым түзуге, яғни генеративті немесе жынысты көбеюге әкелетін сапалық өзгерістер болады. Сөйтіп өсімдіктің барлық тіршілік циклы, ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.