تحت ظروف المختبر. المرحلة الأساسية لإكثار النبات في فيترو

التجذير هو مرحلة أساسية في إنتاج نباتات فيترو

في و. DEMENKO، K.A. شيزيبراتوف ، ف. ليبيديف

(قسم زراعة الفاكهة)

مجلة Izvestia TSHA ، العدد 1 ، 2010

يقدم المقال نتائج سنوات عديدة من البحث حول تأثير منظمات النمو المختلفة ، الكربوهيدرات ، مدة المرور ، جودة الآجار ، الهيكل المتوسط ​​، تركيبة الملح المتوسطة المغذية على تكوين الجذر. تمت مناقشة مراحل تكوين الجذور ومدتها. يتم إيلاء اهتمام خاص لمشكلة التأثر ، والعوامل الفيزيائية ، والتركيب الهرموني والملح لوسط المغذيات. يحتوي على معلومات مهمة وموثوقة حول تأثير الضوء وتكوين البيئة على تكوين الجذور والنشاط الحيوي للنبات والظروف غير المعقمة.

الكلمات الدالة: في المختبر، منظمات النمو ، وسط المغذيات ، الأحداث ، الخلود ، الكربوهيدرات ، الفراولة ، شجرة التفاح ، الكمثرى ، الليلك ، الورد ، الأكتينيديا الصينية ، الرماد المشترك.

عملية تكوين الجذر هي سلسلة من الأحداث الكيميائية الحيوية والفسيولوجية والنسيجية المختلفة. القرب من أنسجة الأوعية الدموية يهيئ الخلايا لوضع جذور جذرية. يؤثر موقع الجذور على قابلية النباتات المتجذرة للحياة ، خاصة التي تم الحصول عليها في المختبر. من الممكن الحصول على تجذير في المختبر بنسبة 100٪ وموت نبات بنسبة 100٪ في ظل ظروف غير معقمة. مع أي طرق تجذير ، تمر عملية تكوين الجذر العرضي خلال 3-4 مراحل: الحث ، والبدء ، وظهور الجذور خارج الجزء الجذعي للقطع. مدة المرحلتين الأوليين من 10 إلى 15 يومًا ؛ خلال هذه الفترة ، تكتسب الخلايا غير المؤهلة القدرة على تجديد بؤر مرستيمية ، ويبدأ تخليق البروتينات الخاصة بالجذر فيها. يعتمد ظهور الجذور على جينوم النبات وظروف التجذير.

من سمات تكاثر النبات في المختبر إنضاج الأنسجة ، وهذا هو سبب سهولة تكوين الجذور في المختبر. تعتمد درجة ظهوره على ظروف الزراعة ، وبشكل أساسي على محتوى الإيثيلين في الأوعية.

الشرط الأساسي لبدء تكوين الجذر في أي طريقة للتكاثر هو الخلود. يرتبط سبب تأثير هذه الظاهرة بالتغيرات التشريحية والكيميائية الحيوية ، وكذلك أحداث الأنسجة. في العقل المجهول ، تم عزل بروتينات المستقبل ذات التقارب العالي للأوكسين. في الظلام ، يكون معظم الأوكسين مرتبطًا بالبروتين. يزيد الإيتيول من نشاط البيروكسيداز ، IAA - أوكسيديز في الأنسجة ، مما يسرع من بداية تكوين الجذر. يعزز حساسية الأنسجة للأوكسين الخارجية ، مما يجعل من الممكن استخدام تركيزات أقل. تعتمد طبيعة عمل التخثر في المختبر على نوع النبات ولها تأثير يطيل. يحدث التجذير في المختبر عندما يتم إضاءة القطع بالكامل ، مما يؤثر على تكوين الجذور ويمكن تسويته جزئيًا بواسطة IBA ، مما يحفز تخليق الإيثيلين بدرجة أقل مقارنة بـ IAA. تكمن المشكلة الرئيسية للنجاح في تكوين الجذور في المختبر في صعوبة فصل لحظة بدء أول جذر أولي عن بداية تخليق الإيثيلين. في الوقت نفسه ، تؤثر المستويات العالية جدًا أو المنخفضة جدًا من الإيثيلين سلبًا على التجذير. ينفذ الضوء دورا هامافي تنظيم العمليات المورفوجينية. يعمل تشعيع الجذور المتكونة بالفعل بالضوء على منع استطالة الجذور بنسبة 40-50٪ ، نتيجة لزيادة محتوى الإيثيلين بمقدار 4 أضعاف. بالنسبة للأنواع التي يصعب جذرها ، يوصى باستخدام فترة مظلمة في المرحلة الأولى من التجذير. تعتمد مدته على الثقافة وتتراوح من 3 ~ 5 أيام إلى 4 أسابيع. لاحظ عدد من المؤلفين الاعتماد المعقد للتجذير على نظام الضوء ، ومنظمات النمو ، ودرجة الحموضة للوسط. يعتمد التأثير الإيجابي للانفصال في مرحلة تكاثر النبتة على الصنف. أدى استخدام الأكسينات والظلام في الأسبوع الأخير من انتشار تبادل إطلاق النار M27 إلى تقليل التجذير بنسبة 65٪.

يتم تنفيذ عمل الأنظمة الأنزيمية التي تحفز تدمير IAA فقط في وجود الأكسجين. تحتوي الوسائط المغذية المستخدمة في تجذير البراعم في المختبر على القليل جدًا من الأكسجين ، مما لا يعزز نمو شعر الجذور.

لذلك ، يجب أن تكون طرق التجذير في المختبر مختلفة عن التجذير في الجسم الحي. التكاثر الصناعي الحديث للنباتات في المختبر مستحيل بدون استخدام منظمات النمو. كقاعدة عامة ، يتم استخدام نظائرها في IAA للتجذير. الموقف من الأكسين الخارجي والوقت وطريقة استخدامه في المختبر غامض. تم الحصول على عدد كافٍ من الجذور الراسخة ومعدل بقاء جيد للنباتات في ظل ظروف غير معقمة بالتعرض لمدة 7 أيام على وسط به أوكسين. يؤدي التعرض الطويل إلى تكون الكالس. يمكن تأصيل براعم المحاصيل سهلة الجذور على وسائط بدون أكسينات. ومع ذلك ، لا تكون الأكسينات غالبًا عاملاً مقيدًا للأنواع التي يصعب جذرها.

بالإضافة إلى المواد من مجموعة auxin ، لوحظ التأثير المحفز للمثبطات على التجذير وطبيعة تطور الجذر. ينشط بعضها نقل IAA والكربوهيدرات إلى الجزء الأساسي من القطع. تتيح تقنية التجذير في المختبر التحكم في العوامل الفيزيائية والتركيب الهرموني والملح لوسط المغذيات. في الوقت نفسه ، إضاءة قاعدة اللقطة ، والتعرض طويل الأمد للأوكسين ، وعدم تجانس البراعم ، والحجم المغلق الضئيل ، والغياب أو التبادل الغازي غير المكثف بشكل كافٍ ، وخصوصياتها ، ومحتوى الأكسجين غير الكافي في منطقة التجذير ، واحتمال وجود الجسم الزجاجي الكامن في البراعم ، وقلة النتح ، والتمثيل الضوئي ، والتعرض للأشعة فوق البنفسجية تخلق مشاكل في تجذير النباتات والبقاء عليها لاحقًا في ظروف غير معقمة. إن تحسين هذه العوامل وتفاعلاتها هو الهدف الرئيسي للدراسات المختبرية لتكوين الجذور. في الغالبية العظمى من تجارب التجذير في المختبر ، لاحظ الباحثون أهمية الإمكانات التناضحية للوسط ، والتي تعتمد على تركيز السكروز ، وتكوين الملح ، وخاصة النيتروجين والبوتاسيوم. كقاعدة عامة ، فإن التركيب المعدني لـ MS تم تقليله بمقدار 2-8 مرات أو استبداله بوسط الأبيض. في هذه الحالة ، يتم إعطاء الدور الرائد لمحتوى النترات والنيتروجين الأمونيا. يؤثر عدم وجود شكل أو آخر من النيتروجين سلبًا على تجذير البراعم.

يتم تشكيل براعم محاصيل الفاكهة المناسبة للتجذير فقط بعد الزراعة طويلة الأجل. حتى في الممر الحادي عشر إلى الرابع عشر ، فإن تجذير أنواع النباتات التي يصعب جذورها يمثل مشكلة خطيرة. ومع ذلك ، فإن المرور الطويل جدًا غير مرغوب فيه ، خاصة بالنسبة للأنواع التي يُقصد بنسلها الخضري للمزارع المعمرة.

يعتبر واعدًا لجذور البراعم التي يتم الحصول عليها في المختبر في ركائز معقمة عند الرطوبة العالية أو في جو من الضباب الاصطناعي. حول القدرة على التجذير في المختبر ، يتم تقديم مجموعة واسعة من البيانات في الأدبيات العلمية - من الأنواع سهلة الجذور (الفراولة) إلى عدم التجذير (الكمثرى kallarian). لذلك ، ليس من المستغرب أن يعتبر العديد من المؤلفين النجاح في إنشاء براعم في المختبر خطوة رئيسية في التكاثر الدقيق.

المواد والأساليب

تمت دراسة القدرة على تجذير الفراولة في المختبر ، وأشجار التفاح ، والكمثرى ، والأرجواني ، والورود ، والأكتينيديا الصينية ، والرماد الشائع: باستخدام منظمات النمو المختلفة (IAA ، IMC ، NAA ، kultar ، mival ، krezatsin ، هيومات الصوديوم ، نترات الفضة) ؛ الكربوهيدرات (السكروز ، الجلوكوز ، المالتوز ، الفركتوز ، السوربيتول ، المانيتول) ؛ السطحي (توين -40 ، كيب) ؛ تأثير مدة المرور وجودة البراعم ، الأجار وبدائله ، هيكل الوسط وتأثير العوامل الفيزيائية ، تكوين الملح لوسط المغذيات. تمت زراعة النباتات وفقًا لـ الطرق المقبولة بشكل عاممع مراعاة خصوصيات مرحلة التجذير. تم أخذ بداية تكوين الجذور ، وتطور الكالس ، وعدد الجذور ، ونمو البراعم في الاعتبار. في كل متغير ، 10-14 نبات في أربع تكرارات.

النتائج ومناقشتها

تحدد قدرة البراعم الجانبية على التجذر في المختبر إلى حد كبير فعالية تقنية الإكثار الدقيق. هذا هو العنصر الأغلى (75٪ من تكاليف العمالة اليدوية) في تكلفة المنتج النهائي. يعتمد المرور الناجح لمرحلة تكوين الجذور على الثقافة والتنوع وظروف مرحلة التكاثر والملح والتركيب الهرموني للوسط وعدد الممرات. كانت براعم الفراولة فقط قادرة على التجذير في المقطع الأول ، وروبينيا وويجيلا في المقطع الثاني. يعتمد تجذير الفراولة على تكوين الملح في الوسط وشكله. تعتبر وسيلة Fossard هي الأفضل في تجذير الفراولة. كان نظام الجذر على هذا الوسط يتميز بنمو قوي ولون وله جذور جانبية. كانت النباتات الموجودة على وسط فوسورد أكثر تطوراً ، حيث كان لديها 4-5 أوراق خضراء داكنة. تطور الكالس كان غائبًا. قللت الوسائط الأقل تركيزًا من التجذير وتثبط تطور نظام الجذر.

الأربعاء م. حفز تجذير وتطور الكالس في قاعدة الجذع ، ووجود الكالس أمر غير مرغوب فيه ، لأنه عندما يتم زرع النباتات في ظروف غير معقمة ، فإنها تموت من بوتريتيس. الفيوزاريوم والبيثيوم. التقليل في البيئة من مرض التصلب العصبي المتعدد أدت المغذيات الكبيرة المقدار أو النيتروجين بمقدار 1/2 أو 4/5 إلى زيادة تجذير جميع المحاصيل المدروسة تقريبًا ، وحدث تكوين الجذر عند تركيزات منخفضة من الأوكسين. على وسط MS الكامل الذي يحتوي على 0.5 مجم / لتر من IBA ، تم تطوير جذور قصيرة وسميكة. على الوسائط الضعيفة ، كانت الجذور خيطية وتطورت من قاعدة اللقطة.

تعتمد طبيعة تطور نظام الجذر على نوع منظم النمو الذي يحفز تكوين الجذر. كان التأثير المحفز لـ IBA و IAA في التجارب مع الفراولة أكثر وضوحًا على الوسائط الصلبة ، و NUK - على الوسائط السائلة. تم تشكيل نظام جذر أكثر قوة على وسط سائل يحتوي على NAA. ومع ذلك ، لم يتم تطوير النظام فوق سطح الأرض ، وهو ما يرتبط بقدرة NAA على الامتصاص والتحرك عبر الأنسجة النباتية. لوحظ حدوث تطور مكثف في الكالس في جميع وسائل الإعلام ، وخاصة على وسائل الإعلام التي تستخدم زمالة المدمنين المجهولين. مع الأخذ في الاعتبار أوجه القصور في auxin في مرحلة التجذير في المختبر ، من الضروري البحث عن مواد أخرى من شأنها أن تحفز التطور السريع لمقاومة الجذر والجفاف للأنظمة الموجودة فوق سطح الأرض. من المعروف من المصادر الأدبية أن هذه الخصائص يمتلكها صنف أثبت نفسه جيدًا على النباتات السليمة ذات قصاصات خضراء (الجدول 1).

مع زيادة التركيز الطقفي في الوسط ، تم إعاقة نمو الأنظمة الموجودة فوق الأرض والجذر ، والتي تميزت بالنمو الشعاعي المكثف. كما أدى استخدام الصنف في نطاق تركيز يتراوح بين 0.3 و 0.5 ملغم / لتر إلى إعاقة تطور النظام فوق سطح الأرض ، ولكن بدرجة أقل. لم يلاحظ تطور الكالس في أي من المتغيرات. تسبب تركيز العبادة فوق 1 مجم / لتر في موت البراعم. لا يمكن تجذير البراعم في المختبر إلا بطول معين. لم تعزز أي من المواد المختبرة تطور الجذور مباشرة من قمة مرستيماتيك ، أي هناك حاجة للنمو المطول في البداية ، ثم تبدأ الجذور في التطور. أدى إدخال وسط استزراع (0.1-0.2 ملغم / لتر) إلى تثبيط نمو القمم البائسة تمامًا عن طريق التمدد وتسبب في تطوير نظام الجذر. كانت بعض الجذور مصبوغة اللون الاخضر، بمعنى آخر. يفترض نظام الجذر وظيفة عضو التمثيل الضوئي في غياب نمو النظام فوق سطح الأرض. حفزت الثقافة بتركيز 0.5 مجم / لتر تطور جذور الطبقة الثانية ، وفي بعض الحالات ، الترتيب الثالث في الليلك.

من أجل القضاء على التأثير السلبي للأكسينات على عملية تكوين الجذر في المختبر ، تم اختبار المواد من مجموعة مركبات السيليكون العضوي (ميفال ، كريزاسين ، CEP) وهومات الصوديوم. أثر استخدام الميفال والكرزاسين بشكل كبير على تجذير وتطوير نظام جذر الفراولة ، الأكتينيديا سينينسيس ، الكمثرى. تتراوح التركيزات المثلى للمواد المختبرة بين 0.1-2 مجم / لتر ، حيث تتغير جميع معايير تطور نظام الجذر. تزداد النسبة المئوية للتجذير وعدد الجذور وطولها (الجدول 2).

يعتمد معدل تجذير براعم الفراولة عند دمجها مع مركبات السيليكون العضوي مع محرضات تكوين الجذر الأخرى على تركيزاتها. تم منع التجذير تمامًا إذا تجاوز تركيز الميفال والكرزاسين 2 مجم / لتر بالاشتراك مع IBA وعندما تم إدخالهما معًا في وسط المغذيات.

لوحظ تأثير مماثل للاستخدام المشترك لـ BCI مع مركبات السيليكون العضوي في التجارب التي أجريت على الكمثرى. يتجلى التأثير التحفيزي للكرزاسين في نطاق أضيق من التركيزات (0.1-0.2 ملجم / لتر) ، وميفال بتركيزات من 0.1-0.5 ملجم / لتر.

يمكن افتراض أن الميفال لها تأثير شبيه بالأكسين ، ولكنها لا تحفز نمو الكالس. عند التركيزات المنخفضة من الميفال والكرزاسين ، لوحظ تآزر العمل مع IMC على عمليات نمو وتطور الفراولة في المختبر - يزداد ارتفاع النبات بسبب طول البراعم والأوراق.

ساهم الاستخدام المنفصل للمفلال والمستنبت بتركيزات منخفضة في تجذير الفراولة بنسبة 100٪ ؛ الاستخدام المشترك بتركيزات عالية يمنع تماما تكوين الجذور. عزز الأكتينيديا سينينسيس ، على عكس الفراولة ، نمو الجذور من الاستخدام المشترك لـ IBA مع Mival ، بينما تجاوز تركيز IBA أيضًا تركيز Mival. أدى العمل المشترك بين mival و krezacin إلى منع تأصيل هذه الثقافة. من الواضح أن الأكتينيديا تتطلب تركيزًا أعلى من الأوكسين في مرحلة الحث مقارنة بالفراولة. لذلك ، فإن التركيزات العالية من IBA تحفز تكوين جذر الأكتينيديا إلى حد كبير إذا تم استخدامها بشكل منفصل.

ساعدت هيومات الصوديوم ونترات الفضة بشكل معنوي في مرور مراحل تأصيل براعم الفراولة. أدى استخدامها بتركيز 0.5-1 مجم / لتر إلى تقليل وقت تجذير النبتة ، وتسريع إنتاج النباتات المناسبة للزرع في ظروف غير معقمة. تعطينا بيانات تجاربنا مع نترات الفضة والميثيونين أسبابًا للتأكيد على أنه في المرحلة الأولى من التجذير ، يمنع تخليق الإيثيلين بشكل كبير تكوين الجذر. أدى إدخال الميثيونين في وسط المغذيات إلى كبت تكوين الجذور تمامًا في المتغيرات مع IMC و Mival وبشكل كبير في متغيرات العمل المشترك لمحفزات تكوين الجذر. من الواضح أن الميثيونين يزيد من محتوى الإيثيلين في مرحلة تحريض الجذر إلى مستوى مثبط.

في جميع مراحل التكاثر الدقيق في وسط المغذيات ، يتم استخدام الكربوهيدرات ، وخاصة السكروز ، باعتباره الكربوهيدرات الأكثر قدرة على الحركة. تعتبر الكربوهيدرات في زراعة الأنسجة مهمة ليس فقط كمواد مغذية ، ولكن أيضًا كمواد تخلق ، جنبًا إلى جنب مع تركيبة الملح ، ضغطًا تناضحيًا معينًا. تزداد قيمة الكربوهيدرات في مرحلة التجذير بسبب الحاجة إلى تحضير النبات للتغذية الذاتية التغذية في ظل ظروف غير معقمة. تركيز الكربوهيدرات السكروز ، الفركتوز ، الجلوكوز 10 جم / لتر غير كافٍ لتجذير الفراولة. المانيتول والسوربيتول ، اللذان ليس لهما قيمة غذائية ، ولكن لهما القدرة على التأثير على الضغط الاسموزي ، لم يساهم أيضًا في تكوين الجذور. لوحظ ظهور الجذور الأولى على براعم الرماد في اليوم 9-10 بعد الزراعة على الوسط للتجذير. يعتمد تأثير الكربوهيدرات المختبرة على منظمات النمو المستخدمة (الجدول 3).

لم يكن للكربوهيدرات المختلفة تأثير كبير على تواتر التجذير: في المتغير مع NAA ، كان 86-93٪ ، وفي المتغير مع IMC ، كان 55-71٪. ومع ذلك ، اختلف عدد الجذور وطولها بشكل كبير: لوحظت القيم القصوى على الوسط مع 30 جم / لتر سكروز أو 10 جم / لتر جلوكوز. كانت الجذور على الوسط مع المالتوز 2.4 مرة أقصر من تلك الموجودة على الوسط مع السكروز ، وأقصر 3.2 مرة من الوسط مع الجلوكوز ، في حين أن النباتات تتخلف عن النباتات على الوسائط مع السكروز والجلوكوز.

يعتمد نمو وتطور الجذور في المختبر على تهوية وسط المغذيات ، والذي بدوره يعتمد على تركيز الأجار. من الصعب تجذير البراعم في وسط كثيف ، ولا يحدث تطوير جذور من الدرجة الثانية. مع انخفاض تركيز أجار ، يزداد تجذير البراعم وتطور جذور الدرجة الثانية بشكل كبير.

ومع ذلك ، مع التطور طويل الأمد للنباتات على الوسائط ذات المحتوى المنخفض من الآجار (1.5-2.5 جم / لتر) ، فإنها تظهر علامات على الجسم الزجاجي. على وسائط المغذيات التي تحتوي على تركيزات صغيرة من أجار ، لا ينمو شعر الجذر أبدًا ، مما يشير إلى وجود محتوى أكسجين غير كافٍ. مع الأخذ في الاعتبار أهمية محتوى الأكسجين أثناء بدء نمو الجذور وشعر الجذور ، جرت محاولات لاستبدال أجار في مرحلة التجذير. عند استخدام البيئة الكاملة لـ MS مات وبدائل براعم أجار في غضون أيام قليلة بعد الزراعة. موت البراعم والنباتات التي بدأت في تطوير الجذور على الوسط 1/2 مللي. وبدائل الاجار (البيرلايت ، الرمل) ، ارتبطت بتجفيف الطبقة العليا من الركيزة.

حفز أجار تكوين الجذر في وقت مبكر. ربما يزيد من انتشار المواد من وسط المغذيات ، ويساعد أيضًا على انتشار المواد من النبات النباتي الذي يمنع تكوين الجذر. تجذرت معظم البراعم المتجذرة في المتغيرات مع بدائل الأجار في ظروف غير معقمة ، ولكن نموها كان ضعيفًا في ذلك الوقت. أدى الجمع بين الأجار والبيرلايت إلى نظام جذر متطور من الفراولة ، مما يضمن التأسيس الناجح للنباتات في ظروف غير معقمة. مزيج البيرلايت مع أجار يجعل من الممكن تقليل تركيز أجار بمقدار 3 مرات. بعد التعقيم والتصلب للوسط ، يتم تشكيل طبقتين في أوعية التجذير: في الأعلى ، البيرلايت مشرب بالوسط ؛ في الأسفل ، وسط أجار تتخللها جزيئات البيرلايت (الجدول 4).

كانت نسبة البيرلايت ووسط المغذيات مع أجار 0.5-1: 1 بالحجم الأمثل. استخدام مثل هذه البيئة لتأصيل الكمثرى لم يعط نتائج إيجابية.

الطريقة الحالية لتجذير البراعم الجانبية لعدد كبير من الأنواع التي تستخدم الأكسينات ممكنة فقط بعد مرور طويل. قد يكون التأثير الإيجابي على التكاثر ناتجًا عن إنضاج المواد النباتية. لا يتم استبعاد إمكانية حدوث تأثير محفز للخلود ، لأنه مع زيادة عدد الممرات ، يزداد عدد البراعم الجانبية ، والتي تتعطل قاعدتها ، كقاعدة عامة. بدأت أشكال Spur من شجرة التفاح والطعم الجذري النسيلي 62-396 في الترسخ جيدًا من المقطع الثاني عشر إلى الثالث عشر. يعتمد تجذيرهم على تكوين الملح في وسط المغذيات. يؤدي تجذير النباتات الخشبية في ممرات لاحقة إلى مشاكل بيولوجية وتنظيمية ، يتم حلها جزئيًا عن طريق تخزين الثقافات في مرحلة التكاثر عند درجات حرارة منخفضة. ومع ذلك ، قد يكون هذا العامل عواقب سلبيةعلى التجذير (تأثير الخلود ودرجات الحرارة الإيجابية المنخفضة). في هذا الصدد ، درسنا تأثير ظروف الإضاءة على تجذير البراعم الجانبية لأشجار التفاح في المختبر (الجدول 5). كشفت نتائج التجارب عن علاقة معينة بين تأثير الضوء ، ودرجة الحرارة المنخفضة ، ومنظمات النمو ، وتجذير البراعم.

عند استخدام IMC كمحفز لتكوين الجذر ، زاد تجذير البراعم بنسبة 14-30 ٪ إذا تعرضت المحاصيل المتكاثرة للظلام ، خاصةً مع درجات الحرارة الإيجابية المنخفضة. أدى عدم وجود ضوء في مرحلة التكاثر إلى انخفاض كبير في تجذير المتغير باستخدام أداة تعشيب وفتاة ، خاصة في المتغير الذي يحتوي على أداة تعشيب. خفضت درجات الحرارة الإيجابية المنخفضة من التأثير المثبط للإيول في هذه المتغيرات.

إذا حدث تحريض التجذير (15 يومًا) في ظل ظروف الخلود ، فإن التجذير ينخفض ​​بنسبة 10-64 ٪ ، اعتمادًا على محفز تكوين الجذر. كما لوحظ بالفعل ، تلعب الأكسينات التي تم تصنيعها بواسطة explants الدور الرئيسي في التجذير. إنها ضرورية في مرحلة تحريض تكوين الجذر ، والتي تستمر من 6 إلى 10 أيام. يحفز غياب الضوء أثناء التخزين والتجذير تكوين الجذور فقط في وجود IMC.

أدى تقليل الفترة المظلمة إلى 5-10 أيام إلى زيادة معدل تجذير براعم الجذر 62-396 بنسبة 24٪ عند استخدام IMC. يؤثر تخزين تكتلات الفراولة في درجات حرارة منخفضة موجبة قبل تجذير البراعم على معدل المرور عبر مراحل تكوين الجذر (الجدول 6).

التأثير اللاحق لدرجات الحرارة الإيجابية المنخفضة يعتمد على محث تكوين الجذر. تسارعت IMC ، وأبطأ الصنف مرور مراحل تكوين الجذر في ظل هذه الظروف. تُظهر العديد من التجارب على قصاصات خضراء بشكل مقنع أن تجذير القصاصات يتم منعه بشدة إذا تم وضعها تمامًا في الظلام (إنه ضروري فقط لقاعدة القطع). مع الأخذ في الاعتبار رد فعل القصاصات على غياب الضوء ، اختبرنا طرقًا مختلفة لتظليل قاعدة اللقطة في المختبر. تم زرع براعم الجذر 62-396 في كبسولة رقائق مملوءة بوسط مغذي ، أو تم إدخال الفحم المنشط في وسط المغذيات. لوحظت أعلى نسبة تجذير (86٪) في البديل باستخدام الكبسولة. أدى إدخال الكربون المنشط في الوسط إلى تقليل التجذير بنسبة 35٪. من المعروف أن 1 مجم من الفحم النشط يمكن أن تمتص 100 ميكروجرام من 6BAP و NAA. يحتوي الفحم النشط على الفينولاميدات ، والتي يمكن أن تؤثر سلبًا على التجذير. يمتص الكربون المنشط الإيثيلين ، والذي له تأثير غامض على عمليات تكوين الجذور. حفز استخدام كبسولة التجذير النمو المكثف لنظام الجذر في الطول ، وتطوير جذور من الدرجة الثانية. ومع ذلك ، فإن استخدام الكبسولة ليس متقدمًا تقنيًا. لقد طورنا وسيطًا تركيبيًا يحسن بشكل كبير تجذير شجرة التفاح بسبب تأثير الخلود. سمة مميزةمثل هذه البيئة من المعيار هي التنسيب على وسط تجذير أو انتشار قياسي لطبقة متوسطة (2-3 مم) ، تتكون من الماء والأجار والفحم المنشط (2-5٪). ساهم الوسط المركب في تجذير البراعم بعد المقطع الرابع ، وزيادة مضاعفة في العدد الإجمالي للجذور ، والجذور من الدرجة الثانية ، وتكوين الجذور المحفز على الوسائط التي تحتوي على 6BAP. بعد 1.5 شهر ، يبلغ طول براعم الجذور على وسط يحتوي على 6 مجم / لتر 6BAP. بنسبة 2 مرات. كانت الزيادة في عدد البراعم في المجموعة الضابطة 27٪ من المتغير التجريبي. منع الضوء (المتوسط ​​القياسي) نمو الجذور في الطول وتطور الجذور من الدرجة الثانية. على الوسط المركب ، تطورت الجذور بين الوسط الرئيسي والطبقة المظلمة. بحلول نهاية المقطع ، نمت الشعيرات الجذرية على الجذور. إذا كانت جدران الوعاء مظلمة برقائق معدنية ، فسيتم أيضًا تطوير نظام الجذر داخل الوسط. بناءً على البيانات التي تم الحصول عليها ، يجب أن يبدأ تجذير النباتات الخشبية بعد الممر الرابع إلى الخامس. يجب استخدام البراعم التي يزيد طولها عن 2.5 سم لمزيد من التكاثر ، حيث لا توجد متطلبات مسبقة للمظهر الزجاجي. يجب زرع البراعم التي يقل طولها عن 1.5 سم في وسط يحتوي على محتوى منخفض يبلغ 6BAP (0.1 مجم / لتر) ، ويجب استخدام البراعم التي يبلغ طولها 1.5-2.5 سم للتجذير.

يتم تحديد جدوى النباتات في ظل ظروف غير معقمة إلى حد كبير من خلال قدرة النباتات في المختبر وفي الجسم الحي على النمو بسرعة. في ظل ظروف المختبر ، تعتمد هذه الخاصية على الثقافة ، ومنظمات النمو ، وظروف النمو. غالبًا في هذه المرحلة ، لوحظ موت قمم النباتات المتجذرة. في هذا الصدد ، درسنا تأثير المجال الكهروستاتيكي (10-40 كيلو واط / م) على تجذير براعم الكمثرى على خلفية منظمات النمو المختلفة. غيّر المجال الكهروستاتيكي طبيعة تكوين الجذور ونمو البراعم المتجذرة. في أفضل المتغيرات التجريبية ، كان عدد البراعم الصالحة أكبر بنسبة 47.5٪ ، وتجاوز طولها طول السلالات الضابطة بنسبة 17٪ ، وزاد عدد الجذور وطولها.

أثر حجم البراعم الجانبية أيضًا على تجذيرها في المختبر. مع زيادة طول البراعم الجانبية ، يزداد عدد الجذور وطولها وارتفاع النبات ويقل عدد الأوراق. كان معدل نمو النظام فوق الأرض أعلى في البراعم التي يبلغ طولها 0.5 سم ، ومن الواضح أن الزيادة في عدد الأوراق في البراعم ذات الحجم الصغير مرتبطة بشكل واضح بالإجراء المتبقي لـ 6BAP. من الممكن أن يُفسَّر النمو الصغير للبراعم بغلبة نموها عن طريق الانقسام في مرحلة انتشار البراعم ، والتي تتحقق من خلال زيادة عدد الأوراق في مرحلة التجذير.

معدل تجذير براعم التفاح يعتمد أيضًا على طولها. كانت البراعم القصيرة لجذر الاستنساخ 62-396 قادرة على التجذير ، لكن تطوير الأنظمة الموجودة فوق الأرض والجذر كان ضعيفًا. تتمثل إحدى الطرق الفعالة لزيادة تجذير البراعم في إصابة قاعدتها ، خاصةً القطع الطولي للبراعم. بهذه الطريقة ، زاد معدل التجذير بنسبة 27٪ وزاد عدد جذور الشكل المهمازي لليالون بمقدار 4 مرات.

إن مرور المراحل الرئيسية للإكثار الدقيق إما مستحيل أو صعب للغاية دون إدراج منظمات النمو في وسط المغذيات. للحصول على الاتجاه المطلوب للتكوين ، من الضروري في بعض الأحيان استخدامها بتركيزات عالية ، والتي يمكن أن تسبب ردود فعل جانبية غير مرغوب فيها (تكوين الكالس ، والجسم الزجاجي ، والموت المبكر للأعضاء الفردية). في الوقت نفسه ، من المعروف أن عمل منظمات النمو يتحدد من خلال قدرتها على اختراق الخلية. يمكن أن تضعف المواد ذات النشاط السطحي (المواد الخافضة للتوتر السطحي) بعض الحواجز التي تحول دون تغلغل المواد في الخلية. يعتمد تأثير توين -40 على تركيزه ، ولوحظ تأثير إيجابي في المتغيرات مع توين -40 (0.5-1 مجم / لتر). عند هذا التركيز ، حدثت بداية تكوين الجذر وشدته عند محتوى أقل من محرضات تكوين الجذر في الوسط (0.1 مجم / لتر IBA). أدت التركيزات الأعلى من توين -40 إلى تقليل قدرة براعم الفراولة على تكوين الجذور. كان أكثر نشاطًا في هذه العملية هو هيومات الصوديوم بتركيز 0.5 مجم / لتر.

الحصول على نبتة كاملة في المختبر وطبيعة تطورها تعتمد على الملح والتركيب الهرموني للوسط قبل التجذير.

سارت عملية تكوين جذر البراعم الجانبية للورود بشكل أفضل إذا حدث ممر التكاثر السابق على وسط كانت فيه نسبة NH4: N03 1: 2. بهذه النسبة ، زاد عدد الجذور وطولها بشكل ملحوظ. لم يعتمد ارتفاع النظام فوق سطح الأرض على نسبة الأمونيا والنيتروجين. يعتمد تجذير البراعم الجانبية للكمثرى على محتوى 6BAP في وسط المغذيات للتكاثر (الجدول 7).

على الرغم من عدم وجود علاقة بين تركيز 6BAP والتجذير اللاحق للبراعم ، إلا أن هناك ميلًا لزيادة تركيزه مع زيادة تركيز 6BAP. يتناقص عدد النباتات ذات الأطراف الميتة وتثبط قدرة الجذور من الدرجة الأولى على التفرع. يتوافق رد فعل الكمثرى هذا مع 6BAP مع خصائصه الفسيولوجية مثل السيتوكينين. أظهرت دراسة التركيب النوعي للبراعم في عملية مرور الفراولة أنه عند استخدام تركيزات عالية من 6BAP (1 مجم / لتر) في وسط المغذيات في جميع الأصناف (Fragineta ، Haveland ، Zarya ، Ko-kinskaya في وقت مبكر ، Redgontlit ، الشتلات 139-13-11) بدءًا من المقطع 4-5 ، يزداد عدد البراعم غير القادرة على تطوير نباتات كاملة. على ما يبدو ، هذا يرجع إلى التعرض المطول لتركيز عالٍ لـ 6BAP.

مادة الأجار هي مادة التبلور الأكثر استخدامًا في زراعة الأنسجة. إنه أغلى مكون في البيئة. في هذا الصدد ، تجري عمليات البحث عن بدائل أجار التي لها خصائص التبلور. أجرينا في تجاربنا اختبار الجيلريت *. أدى استخدام الجيلريت (0.5-2.5 جم / لتر) أثناء تجذير الجذر 62-396 إلى تحفيز نمو الجسم الزجاجي. انخفض عدد النباتات الزجاجية عند استخدام الجيلريت مع أجار (2.5 جم / لتر). قد يكون رد فعل أنسجة النبات مرتبطًا بقدرتها على امتصاص الكاتيونات ثنائية التكافؤ.

الموجودات

1. يمكن تجذير براعم الفراولة في المرحلة الأولى ، روبينيا والويجيلا في المقطع الثاني ، التفاح والكمثرى بعد مرور 5-10 ، اعتمادًا على التركيب الهرموني والملح للوسط. التقليل في البيئة من مرض التصلب العصبي المتعدد بمقدار 1/2 من العناصر الكبيرة أو بمقدار 1/2-1/3 من إجمالي النيتروجين ، فإنه يساعد على زيادة تجذير براعم الفراولة وأشجار التفاح.

2. تعتمد طبيعة تأصيل النبتة في المختبر على محفزات تكوين الجذر المستخدمة ، وتركيزاتها وتركيباتها. مع إدخال هيومات الصوديوم ، كريزاسين ، ميفال ، كولتارا في وسط المغذيات ، زاد التجذير بشكل كبير ، وانخفض نمو الكالس. ساهمت الثقافة في تطوير نظام الجذر مباشرة من القمة البائسة بحجم 250-300 ميكرون ، بينما كانت الجذور ملونة باللون الأخضر. أدى استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي (CEP ، tween-40) إلى زيادة نشاط IMC بمقدار مرتين وخفض نشاط المستنبت بمقدار 6 مرات ، وجعل من الممكن تنفيذ مرحلة التجذير بتركيزات منخفضة من الأكسينات. أدى الاستخدام المشترك لـ IMC و AgNO3 إلى تسريع بداية تكوين الجذر في الفراولة.

3. يعتمد تجذير براعم التفاح على طريقة ومدة التخلف ونظام درجة الحرارة ومنظمات النمو. أدى تأثر الثقافات المتكاثرة في درجات حرارة منخفضة إلى زيادة تجذير البراعم على الوسط باستخدام IBA وانخفض على الوسط باستخدام الصنف والحصان. ساهم الوسيط المركب في تجذير براعم شجرة التفاح بعد المقطع الرابع ، وزيادة في عدد الجذور من الدرجة الثانية ، ومساحة الأوراق ، وتحفيز تطوير أنظمة الجذور فوق الأرض على الوسط باستخدام 6 BAP ( 6 مجم / لتر).

4. الوسط الهيكلي ، المكون من البيرلايت والأجار بنسبة 0.5-1: 1 من حيث الحجم ، يساهم في الحصول على نظام جذر متطور من الفراولة ، مما يسمح بتقليل تركيز الآجار بمقدار 3 مرات.

5. يؤثر نوع وتركيز الكربوهيدرات في الوسط على طبيعة تكوين جذور النبات. يجب التعرف على الأكثر قبولًا مثل السكروز والجلوكوز.

قائمة ببليوغرافية

1. Alabina O.N. إثبات طرق تحضير نباتات التوت الأم

شجيرات التكاثر الخضري: / O.N. Aladina / ديس. وثيقة. s.-x. العلوم: 00.01.07. م ، 20O4.

2. Kataeva N.V. ملامح التكاثر الدقيق من الصعب الجذر

أفواه شجرة تفاح / N.V. Kataeva // علم الأحياء الزراعية. م ، 1986. العدد. 4.

3. Kefeli V. التكوُّن. م ، 1970.

4. أورلوف ب. دور الألياف المحيطية في تكوين الجذور العرضية في العقل الأخضر لنباتات الحدائق // Plodovodstvo TSHA، 1985. Issue. 6. س 102-115.

5. أبوت أ. زراعة أنسجة مالوس في المختبر تكاثر نباتات التفاح من قرود النبتة المعزولة // علوم. البستنة ، 1976 ، العدد 4. ص 183-185.

6. أميتراني أ وآخرون. تأثير لحظة تطبيق IBA والظلام على التجذير في المختبر لـ M27 // Agr. ميد. المجلد ، 1989. رقم 119. ص 417-423.

7. بارتولين ج.تأثيرات المنظمين لتخليق الإيثيلين على تجذير عقل Olea European L. // Acta Horticultural، 1986. V.

8. براين سي إتش ، هيكس جي. التكاثر الدقيق لجذر التفاح الصلب البارد KSC-3 // Can. J. of Plant Sci.، 1989. V. 69. No. 2. P. 555-564.

9. Cardenas العارية. أليسيا وآخرون. بوتنسيال أوسموتيكا ديل ميديو دي كونستيفوكون مختلف مكونات انتشار بارالا في المختبر // القس. فيتو في سن المراهقة. Mekh.، 2002. V. 25. No. 2. P. 213-217.

10. Chu C.J. تأثير تقنيات التكاثر الدقيق على نمذجة الورود وتطورها // هورت. علوم ، 1990. V. 25. No. 3.

11. دينيس ب ، ستمارت وآخرون. في تكاثر تبادل لاطلاق النار في المختبر من Pyrus calleriana من البراعم الخضرية // Hort. علوم ، 1989. V. 24. No. 2. P. 298-299.

12. دولان دي دبليو ، هينيربي إم جي ، مورغان ج. ثقافة التكاثر الدقيق

نباتات الفراولة في تقنية فيلم المغذيات // Acta. البستنة ، 1983. رقم 133.

13. Druart P. تعزيز تكوين الجذور في المختبر عن طريق تطبيق تأثير الفسائل الداكنة على الفينولات الداخلية والبيروكسيدات // Z. Pflanrenphysiol ، 1982. رقم 1085. ص 429-436.

14. إلياسون آي ، بولمارك ماري. الإيثيلين كوسيط محتمل للتثبيط الناجم عن الضوء أو نمو الجذر // Physiol Plant ، 1988. V. 72. No. 2. P. 605-609.

15. جيمس دي جيه وآخرون. السيطرة على جذور الجذر في المختبر في جذور التفاح صعبة الجذر // زراعة الأنسجة النباتية ، 1982. ص 187-198.

16. جينيف ر. تشكيل الجذر في قصاصات من الإنجليزية اللبلاب تعامل مع Paclobutra-zol // Hort. علوم .. 1980. V. 25. No. 6.

17. Kopcewier I. تأثير الضوء الأحمر على مستوى auxin في نباتات بذور البذرة - الأضواء في نوعين من الشوفان // تفاعل. سيمب النبات. Occas ، 1985. V. 175. P. 47-48.

18. نيكولاس أ. استخدام الفحص المجهري الفلوري لرصد تطور الجذر في النبات المستخرج المتكاثر الدقيق // J. of Hort. علوم ، 1986. V. 61. No. 4. ص 417-421.

19. Pliego-Alfare F.J. تطوير اختبار حيوي للتجذير في المختبر باستخدام عقل السيقان اليافعة لمطحنة الفرس الأمريكية // Hort Sci. ، 1988. V. 63. No. 2. ص 295-301.

20. رفائيل بلس. تشكيل الجذر العرضي الناجم عن IAA في قطع الخشب الأخضر من populas tremula وتشكيل حمض 2-indoline-3acetyeasparatic مستقلب جديد من exogeneo يطبق عادة IAA // Physiol. مصنع ، 1989. V. 75. P. 86-89.

21. Reiner I. التحكم في التشكل في زراعة الأنسجة النباتية بالهرمونات ومركبات النيتروجين // مواد نمو النبات ، 1970. ص 686-694.

22. ريبلي ك. وآخرون. التكاثر الدقيق لنبات الفربيون اللاثيريس // النبات. زراعة الأنسجة والأعضاء الخلوية ، 1986. V. 5. No. 3. 213-218.

23. روجيني إي وآخرون. السيطرة في المختبر على فضيلة النبتة في اللوز وتطوير تقنية للقضاء على نخر القمة وإطلاق النار على أساس الصورة المحورية في الفستق // هورت. العلوم ، 1986. V.21. رقم 3.

24. سكروز إي. تنظيم السكروز والنيتروجين لبدء الجذر العرضي من طرف براعم الورد المستزرع ، Hort. علوم ، 1984. V.14.

25. سميث د. تغير الطور المرتبط بالإيثيلين من الأحداث إلى النوع الفينوي الناضج من زنبق النهار // Physiol. بلانتاروم ، 1989. V. 76. P. 466-473.

26. تاكاشي هارادا وآخرون. يوقف التشكل من تكوين عضو الهليون في الثقافة المختبرية للقطاعات مع عقدة مستثارة من براعم الشتلات // J. Fac. زراعي. جامعة هوكايدو 1983. V. 61. No. 3. P. 295-306.

المراجع - دكتوراه في العلوم الزراعية. ن. أ. إيزاكين

يتم توفير نتائج تحقيق طويل الأجل في تأثير منظمات النمو المختلفة ، والكربوهيدرات ، ومدة المرور ، وجودة أجار ، والهيكل المتوسط ​​، وتكوين محلول ملحي للغذاء على نمو الجذر في المقالة. تمت مناقشة كل من مراحل ومدة أسئلة تكوين الريز. يتم إيلاء الكثير من الاهتمام لمشكلة الإيذاء ، العوامل الفيزيائية ، التركيب الهرموني والمالحي لوسط المغذيات. يتم إعطاء كل من البيانات الحقيقية والمهمة حول تأثير الضوء والمتوسط ​​على تكوين الريزوجينيس وصلاحية النباتات في ظل ظروف غير معقمة في المقالة.

الكلمات المفتاحية: في المختبر ، منظمات النمو ، وسط المغذيات ، الخلود ، الكربوهيدرات ، الفراولة ، شجرة التفاح ، الكمثرى ، الليلك ، الورد ، الأكتينيديا الصينية ، شجرة الرماد.

ديمينكو فاسيلي إيفانوفيتش - دكتوراه في العلوم الزراعية N. ، RGAU - MSHL الذي يحمل اسم K.L. Timiryazev. هاتف. 976-21-98.

ليبيديف فاديم غريغوريفيتش - دكتوراه. Sc. ، معهد الكيمياء الحيوية العضوية الذي سمي على اسم الأكاديميين M.M. Shemyakina و YuA. Ovchinnikov RAS.

شيستبراتوف كونستانتين الكسندروفيتش - دكتوراه. Sc. ، معهد الكيمياء الحيوية العضوية الذي سمي على اسم الأكاديميين M.M. شيمياكين ويو. Ovchinnikov RAS.

19713 0

أي نسيج نباتي هو مجتمع من الخلايا ، وإذا تم عزله (عزله) عن الكائن الحي بأكمله ، فإنه يُحرم من تأثيره التنظيمي وتغذيته. لذلك ، فإن أحد مبادئ طريقة زراعة الأنسجة (الخلية) هو التكاثر في الظروف المختبرية القريبة أو المماثلة لتلك التي توجد فيها الخلايا على النبات الأم ، لضمان تغذيتها وتطورها بشكل صحيح.

بعد ذلك ، في ظل التقيد الصارم بهذه الشروط ، تتكاثر (تتجدد) الخلايا والنباتات المماثلة للنمط الجيني الأصلي في زراعة الأنسجة. هذا هو أحد الاستخدامات. ومع ذلك ، إذا تحققت مثل هذه الظروف ولم تتكاثر بشكل كامل ، فإن الخلية تجد نفسها في ظروف فيزيائية كيميائية مختلفة نسبيًا ، مما يؤدي إلى تغيير مؤقت ونوعي في تنفيذ معلوماتها الجينية.

من خلال تحويل التنفيذ الزمني للمعلومات الجينية في التجربة (بمساعدة التأثيرات الهرمونية) ، يمكن للمرء أن يلاحظ تعديله ، وتحت تأثير مختلف عوامل التحويل المتطرفة ، يمكن أن يتغير في الاتجاه الصحيح. تظهر الخلية تحت ظروف الاستزراع في المختبر عدم استقرار خلوي خلوي ، ونتيجة لذلك تظهر الخلايا ذات التغاير الجيني ، تظهر طفرات ذات تشكل متغير ، والتي يمكن أن تكون مادة البداية للاختيار.

تكوين وسائط المغذيات ودور مكوناتها الفردية

يجب أن تشتمل الوسائط المغذية لزراعة الخلايا والأنسجة المعزولة على جميع العناصر غير العضوية الضرورية للنباتات: المغذيات الكبيرة المقدار بتركيزات الملي مولار (النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم والكبريت) ، والعناصر الدقيقة في تركيزات الميكرومولار (الحديد ، البورون ، المنغنيز ، الزنك ، النحاس ، الموليبدينوم وما إلى ذلك) ، وكذلك العناصر العضوية: الفيتامينات والكربوهيدرات والأحماض الأمينية وغيرها (على سبيل المثال ، الكازين المائي ، الميزوينوزيتول ، إلخ).

اعتمادًا على الاتساق ، هناك انقسام إلى وسائط المغذيات السائلة والصلبة.

لتحضير وسائط المغذيات الصلبة ، يتم استخدام أجار أجار (0.7-1 ٪) ، وهو عديد السكاريد الذي يتم الحصول عليه من الأعشاب البحرية. تركيزه المعتاد هو 8-10 جم لكل لتر من المتوسط. يضمن Agar انتشار العناصر الغذائية من الوسط إلى الأنسجة المزروعة. يمكن استخدام البيوجيل بدلاً من الأجار.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الخلايا النباتية والمكونات الفردية للوسط (الفيتامينات ، الهرمونات النباتية ، الآجار) حساسة لتركيزات معينة من أيونات الهيدروجين. على سبيل المثال ، يفقد أجار في بيئة حمضية قدرته على تكوين مادة هلامية. اعتمادًا على أغراض الزراعة ، يمكن أن يختلف الرقم الهيدروجيني للوسط من 5.2 إلى 6.6.

عناصر غير عضوية. تحتاج النباتات أساسًا إلى الكربون والأكسجين والهيدروجين لتنمو. في حالة وجود الأكسجين والهيدروجين في الهواء ، فإن المركبات العضوية هي مصدر الكربون لاستنبات الأنسجة المعزولة. ولكن إلى جانب ذلك ، لضمان التمثيل الغذائي الكامل وتنظيمه في ثقافة معزولة ، هناك حاجة إلى عدد من العناصر الكلية والصغرى من أصل غير عضوي.

توجد العناصر الكبيرة في الوسط بتركيزات تبلغ حوالي 10 م. وأهمها النيتروجين والفوسفور والصوديوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم والكالسيوم والكبريت.

العناصر النزرة في الوسط بتركيزات 10-6 م. وجودها إلزامي عند زراعة الأنسجة في وسط سائل. وفقًا لبعض التقارير ، فإن عدم وجود العناصر النزرة يقلل من معدل النمو بنسبة 40 ٪ في المقطع الأول ويؤدي إلى موت الثقافة خلال عمليتي الزرع التاليتين. على وسط أجار ، لا تتفاعل النباتات بشكل حاد مع عدم وجود العناصر الدقيقة ، حيث يحتوي الأجار على العديد من العناصر الدقيقة وبعض العناصر الكبيرة.

أهم العناصر النزرة هي الحديد والنحاس ، لأنهما يشاركان في العمليات التنظيمية وتحولات الأكسدة والاختزال ، ويشكلان جزءًا من الإنزيمات المساعدة المهمة. ويلي ذلك المنغنيز والزنك والموليبدينوم والكوبالت والبورون.

المكونات العضوية للوسائط. وفقًا للعديد من البيانات ، تعد اليوريا مصدرًا جيدًا للنيتروجين ، خاصةً لأنسجة عباد الشمس والتبغ والخرشوف القدس ، إلخ.

الأحماض الأمينية (ألانين ، حمض الجلوتاميك ، الجلايسين ، الأرجينين ، حمض الأسبارتيك) أو الكازين المائي ، مصدر للأحماض الأمينية ، تضاف إلى الوسائط كمصدر إضافي للنيتروجين.

في زراعة الأنسجة النباتية المعزولة ، يختلف عمل الأحماض الأمينية اختلافًا كبيرًا بالنسبة للأنسجة المختلفة والظروف الفسيولوجية المختلفة للإكسبلنتس التي تم إدخالها في المزرعة. ألانين ، أرجينين ، أحماض جلوتاميك وأسبارتيك ، جليكوكول ، أسباراجين ، برولين قادرة على استبدال النترات تمامًا كمصدر للنيتروجين.

تؤثر أشكال الأحماض الأمينية أيضًا على النمو بطرق مختلفة: الأشكال D سامة ، والأشكال L مناسبة. يمكن أن يكون للأحماض الأمينية التي يتم إدخالها في وسط المغذيات بالإضافة إلى النترات تأثير محفز ومثبط وتكوين على نمو زراعة الأنسجة. يعتمد على كل من الأحماض الأمينية نفسها ومحتواها في الوسط.

في كثير من الأحيان ، يستبدل الباحثون خليط الأحماض الأمينية بالكازين المائي. هذا الأخير قادر على زيادة محتوى النيكوتين في مزارع التبغ وقمع التخليق الحيوي للدهون في العديد من مزارع الكالس والمعلق.

تعتبر الكربوهيدرات مكونًا ضروريًا لوسائط المغذيات لزراعة الخلايا والأنسجة النباتية المعزولة ، حيث أن الأخيرة في معظم الحالات غير قادرة على التغذية الذاتية.

مزارع الأنسجة ، حتى عندما تكون خضراء في الضوء ، ليست ذاتية التغذية فيما يتعلق بالتغذية الكربوهيدراتية. عندما يتم عزل قطع من الأنسجة الحاملة للكلوروفيل ووضعها على وسط غذائي ، فإنها ، كقاعدة عامة ، تفقد الكلوروفيل.

عندما تزرع في الضوء ، تظل بعض الأنسجة خالية من الكلوروفيل (ورم المرارة من parthenocissus ، وأنسجة حمة اللب من التبغ ، وما إلى ذلك). تتحول الأنسجة الأخرى إلى اللون الأخضر في الضوء ، لكنها غير قادرة على تزويد نفسها بشكل كامل بالكربوهيدرات من خلال عملية التمثيل الضوئي ، ويجب زراعتها على وسائط مغذية تحتوي على السكر.

عندما توضع قطعة من الأنسجة معزولة من نبات على وسط غذائي بدون سكر ، يبدأ محتواها في النسيج في الانخفاض.

تعتمد نفايات السكريات على التغيرات الموسمية في الأنسجة نفسها (الأنسجة المأخوذة في الربيع تفقد المزيد من السكريات) وعلى محتوى الأكسينات في الوسط. مع تكوين الكالس ، تفقد الأنسجة القديمة السكريات بسرعة ، ويزداد عددها في التكوين الجديد. عندما يتم وضع نسيج على وسط غذائي مزود بالسكر ، تمتص الأنسجة وتحول السكريات. تعتمد كمية السكر الممتص ، وتحويله إلى أشكال أخرى بشكل خاص ، على مصدر السكريات في الوسط ونوع النسيج.

أفضل مصدر لتغذية الكربون لمعظم الأنسجة هو السكروز ، وتركيزه الشائع الاستخدام في وسط المغذيات هو 2-5٪. في أغلب الأحيان ، يستخدم السكروز كربوهيدرات بتركيز 3٪. بالإضافة إلى السكروز ، يمكن استخدام الجلوكوز والفركتوز والجالاكتوز وما إلى ذلك كمصدر لتغذية الكربون.بعد السكروز ، يعتبر الجلوكوز هو المصدر الأكثر استخدامًا لتغذية الكربون لزراعة الأنسجة النباتية. من بين 33 مزرعة خضعت للدراسة (عشبي وخشبي) ، كان 85٪ نموًا ممتازًا وجيدًا على الوسط مع الجلوكوز.

يحتل الفركتوز المرتبة الثالثة من حيث كفاءة استخدام زراعة الأنسجة النباتية. يتم استخدامه بنجاح لنموه بنسبة 2/3 من الفركتوز المحاصيل. يختلف الجالاكتوز بشكل ملحوظ عن الجلوكوز والفركتوز في تأثيره على نمو الأنسجة النباتية المعزولة. أكثر من نصف الثقافات التي تمت دراستها لا تستخدم الجالاكتوز تقريبًا للنمو. ومع ذلك ، هناك بيانات تشير إلى الدور الإيجابي للجالاكتوز في زراعة الأنسجة والأعضاء النباتية.

على عكس الجذور المعزولة ، التي لا يمكن أن تنمو إلا على وسط يحتوي على السكروز ، يمكن للأنسجة الأخرى التي تحتوي على إنزيمات تحلل مائي نشطة أن تستخدم مجموعة متنوعة من السكريات والسكريات للتغذية. تعتمد قدرة النسيج على امتصاص بعض السكريات على مصدره. لا يتسبب نقل الأنسجة من وسط فقير في السكر إلى وسط أكثر ثراءً في العادة في حدوث تأثيرات غير مرغوب فيها ، ويؤدي النقل العكسي إلى نخر الأنسجة.

يتمثل التأثير الرئيسي للسكروز في زيادة مستوى تكوين المستقلب ، وعادة ما يؤدي استخدام التركيزات المرتفعة مبدئيًا من السكروز إلى زيادة محصول المستقلبات الثانوية في الثقافات. من المحتمل أن يكون تأثير تركيزات السكروز العالية مبدئيًا في زيادة القدرة التناضحية للوسط.
يجب ملاحظة تأثير ظروف التعقيم على عمل السكريات. عند التعقيم بالبخار ، يعطي السكروز آثارًا من الجلوكوز والفركتوز ، وفي وسط مع السكروز ، الذي لم يخضع لتنقية خاصة ، يلاحظ تكوين المواد التي تحفز نمو الأنسجة.

يؤدي نمو الأنسجة الحاملة للكلوروفيل والخالية من الكلوروفيل في الضوء أو في الظلام إلى تغيير كل من محتوى السكريات القابلة للذوبان في الأنسجة ونسبة مجموعاتها المختلفة. تؤثر الاختلافات في التركيب الطيفي للضوء أيضًا على استقلاب الكربوهيدرات في الأنسجة.

تنتمي الفيتامينات إلى المواد الفعالة التي تلعب دورًا أساسيًا في زراعة الأنسجة. من المعروف أنه في عملية النمو ، تقوم النباتات بتجميع كمية الفيتامينات التي تحتاجها. على الرغم من ذلك ، تشير الدراسات إلى أنه عند إضافة الفيتامينات إلى وسط المغذيات ، يتحسن نمو الأنسجة. معظم الفيتامينات هي جزء من الإنزيمات التي تحفز العديد من التفاعلات الأيضية الهامة. تنقسم الفيتامينات إلى ذوبان في الماء وقابل للذوبان في الدهون.

غالبًا ما يشتمل تكوين الوسائط على الفيتامينات القابلة للذوبان في الماء: الثيامين ، الريبوفلافين ، البيوتين ، حمض البانتوثنيك ، البيريدوكسين ، حمض الأسكوربيك. مع إضافة مزيج كامل من الفيتامينات ، يمكن تحديد التأثير المحفز من خلال التآزر بين الفيتامينات الفردية. وفقًا لملاحظات هندرسون ، يكون خليط الفيتامينات أكثر نشاطًا بعد نمو الأنسجة الضعيف في المقطع السابق.

يعتمد تأثير الفيتامينات على نمو زراعة الأنسجة على قدرة الأنسجة على تخليقها بكميات مثالية أو دون المستوى الأمثل وعلى تكوين المكونات الأخرى لخليط المغذيات التي يمكن أن تتفاعل معها الفيتامينات بشكل تآزري أو مضاد. ومن المثير للاهتمام أن التعليق الخلوي الذي يتم الحصول عليه عن طريق وضع الأنسجة في وسط سائل أثناء المرور يكون أكثر حساسية لنقص الفيتامينات من الأنسجة نفسها. الاستبعاد من بيئة الكولين و حمض الاسكوربيكيؤدي إلى زيادة الخلايا المعلقة المفردة. وتجدر الإشارة إلى أنه في كل حالة محددة ، يختلف مكان فيتامين فردي في سلسلة التمثيل الغذائي المعقدة.

تعتبر الخلايا النباتية والحيوانية أكثر حساسية من الكائنات الحية الدقيقة لوجود مكونات غريبة ، وبالتالي تتطلب مكونات نقية كيميائيًا من الوسط.

في الوقت نفسه ، تحتوي بعض الوسائط الغذائية على إضافات بيولوجية طبيعية: السويداء السائل لجوز الهند (حليب جوز الهند) ، والكستناء ، ومرق البطاطس ، وما إلى ذلك ، فهم موردون لمكونات غذائية أكثر توازناً مقارنة بالوسائط الاصطناعية.

من أجل منع التلوث الجرثومي والفطري المحتمل ، تضاف أحيانًا المضادات الحيوية مثل البوليين (أمفوتيريسين ب ، نيستاتين) ، كاربينيسيلين ، سيفالوسبورين ومشتقاته ، ليفوميسيتين ، أمينوغليكوزيدات (كبريتات الجنتاميسين ، كانامايسين أحادي كبريتات) ، ريفامغاشين ، إلخ. معظم المضادات الحيوية غير مستقرة عند التسخين ، لذلك يتم تعقيم محاليلها بالترشيح عبر الأغشية.

يتم تحديد وجود العناصر الكلية والصغرى في تكوين وسائط الثقافة من خلال احتياجات كائنات الزراعة. تحتوي الوسائط المستخدمة حاليًا في Hamburg B5 و Murashige و Skoog (MS) (الجدول 4.1 ، الجدول 4.2) على كميات أعلى بكثير من البوتاسيوم والفوسفور والعناصر النزرة مقارنة بوسائط White.

الجدول 4.1. أمثلة لتركيبات وسائط المغذيات الأكثر استخدامًا لزراعة خلايا الأنسجة النباتية

يوجد حاليًا عدد كبير من التركيبات المختلفة لوسائط المغذيات لزراعة الأنسجة والخلايا المعزولة. يعتمد تكوينها على أهداف الزراعة وأنواع النباتات وأنواع النباتات المستأصلة. تم تجميع أكثر وسائط Murashige و Skoog شيوعًا واقتراحها لأول مرة في عام 1962. بالإضافة إلى ذلك ، أصبحت الوسائط White و Nitsch و B5 و N6 والوسائط الأخرى معروفة الآن على نطاق واسع (الجدول 4.1) ، والتي تختلف في مجموعة المكونات الفردية ونسبتها . هناك أيضًا مستحضرات تجارية لوسائط المغذيات التي تنتجها الشركات الأجنبية والروسية.

الجدول 4.2. تكوين وسط Murashige-Skoog

يعد MS هو الوسيط الأكثر تنوعًا والمناسب لتكوين الكالس ونموه ، وتحريض التشكل في معظم النباتات ثنائية الفلقة. الأربعاء غامبورغ وإيفليج ينطبقان على البقوليات والحبوب. يضمن وسيط الأبيض تجذير إطلاق النار ونمو الجذع الطبيعي بعد التجديد. يوصى باستخدام وسيط نيتش لتحريض الذكورة في ثقافة الأنثر.

على ال. فوينوف ، ت. فولوفا

عمر الخلايا ليس فقط في الجسم الحي ، ولكن أيضًا في المختبر. علاوة على ذلك ، في ظل الظروف المختبرية ، يتجلى بشكل خاص دور فرط الأكسجة ، وهو عامل طبيعي ويبدو أنه العامل الوحيد للشيخوخة في ظل هذه الظروف.
1.8.1. كما هو معروف ، تتم زراعة الخلايا خارج الجسم في أوعية خاصة (قوارير) عند الضغط الجوي ، وبالتالي عند pO2 ، وهو أعلى بكثير من القيم التي يتم تحديدها عادة في الجسم. عادة في سائل الحضانة يكون pO2 قريبًا من pO2 في الهواء. تنتشر جزيئات O2 بحرية عبر طبقة رقيقة من وسط المغذيات في القارورة إلى الخلايا ، وينشأ داخلها نسبة عالية من pO2 ، وهو أمر مستحيل في الجسم الحي أو يتجاوز القيم المسموح بها بأي حال من الأحوال.
من وجهة نظر مفهوم بيروكسيد الأكسجين للشيخوخة ، يبدو أن الظروف المختبرية أكثر من مناسبة لدراسة عملية شيخوخة الخلايا ، لأنها في ظل هذه الظروف تتقدم بشكل مكثف ، بوتيرة متسارعة ، وهو أمر مهم للغاية ، في شكل "خالص" ، أي في الغياب التام لأي تأثير لأنظمة الجسم ، والذي يحدث أثناء الشيخوخة في الجسم الحي. يضع هذا الظرف على الفور العديد من نظريات الشيخوخة في فئة ثانوية أو تخمينية بحتة ، حيث تحدث التغييرات المرتبطة بالعمر أو يمكن أن تحدث حتى بدون تنفيذ الأحكام المفترضة فيها. حقيقة أننا نولي هذه الأهمية لظاهرة شيخوخة الخلايا في المختبر ترجع إلى حقيقة أنه في ظل هذه الظروف "البسيطة" سيكون من الممكن بسرعة وبصعوبة أقل فهم الأسس الفيزيائية والكيميائية للشيخوخة وجوهر بيولوجيا هذه العملية بشكل عام.
في الوقت الحاضر ، ومع ذلك ، لا يوجد إجماع حول أسباب وآليات شيخوخة الثقافات الخلوية وشيخوخة الخلايا في كائن متعدد الخلايا ، كما يتضح من وجهات النظر المعاكسة في الأدبيات (Kapitanov ، 1986). Kanungo (Kanungo، 1982) ، على سبيل المثال ، على الرغم من اعتقاده أن سبب شيخوخة الكائن الحي هو شيخوخة الخلايا ، في نفس الوقت يعتقد: "الظروف في المختبر لا تتوافق مع الظروف الفسيولوجية وخصائص الخلايا قد يتغير. بينما توفر الدراسات في المختبر بعض المعلومات المفيدة عن الخلية نفسها ، إلا أنها ذات قيمة محدودة عندما يتعلق الأمر بالشيخوخة بشكل عام ". يمكن للمرء أن يتفق جزئيا فقط مع البيان أعلاه. في الواقع ، شيخوخة الخلايا في المختبر لا يمكن أن تعكس الطيف الكامل المعقد للتغيرات المرتبطة بالعمر التي تحدث في الكائن الحي بأكمله على جميع المستويات ، علاوة على ذلك ، إلى حد كبير ، يحددها نظام الوصلات المختلفة فيه ، بما في ذلك الروابط العكسية. فيما يتعلق بالظروف في المختبر ، فإن عددًا من مبادئ الشيخوخة التي تظهر على المستوى العضوي تفقد معناها (انظر القسم 1.1.2) ، لكن بعضها يستمر في العمل في مزارع الخلايا. هذه ، على وجه الخصوص ، هي الطبيعة متعددة البؤر لعملية الشيخوخة ، أي تطور التلف في أجزاء مختلفة من الخلية أو في دوراتها الجزيئية المختلفة ، والتغير الزمني للشيخوخة بين الخلايا من نفس النوع المستنبت. بالإضافة إلى ذلك ، في ظل هذه الظروف ، من الواضح أن مبادئ اللارجعة ، وعدم القدرة على التحكم ، واستمرارية شيخوخة الخلية تظهر نفسها بشكل أكثر وضوحًا.
لا يبدو أن أوجه القصور المذكورة أعلاه في دراسة شيخوخة الخلايا خارج الجسم أساسية ، إذا أخذنا في الاعتبار أن إحدى المهام الرئيسية لعلم الشيخوخة هي تحديد العامل البيئي الأساسي الذي يحدد شيخوخة جميع الكائنات الحية. نعتقد أن فرط الأكسجة في الغلاف الجوي للأرض هو عامل من هذا القبيل ؛ لذلك ، يمكن اعتبار حياة الخلايا في ظل الظروف المختبرية نموذجًا تجريبيًا مناسبًا لدراسة تأثير هذا العامل الفيزيائي الخاص على شيخوخة الخلية. المحتوى المعتاد من 18-21٪ من O2 في الهواء ، وبالتالي المستويات العالية من عدم التوازن Δ (PO-AO) وعمليات البيروكسجيناز لها تأثير محبط على العناصر تحت الخلوية ، على العمليات الفسيولوجية والاستقلابية الطبيعية. نتيجة لذلك ، يتلاشى الأخير تدريجيًا ، وتموت معظم الخلايا بسبب التحلل الخلوي التأكسدي أو من خلال آلية موت الخلايا المبرمج بالأكسجين (انظر القسم 7.1).
هناك أكثر من حقائق كافية تشير إلى الدور الرائد للفائض من pO2 و ROS و LPO في تقليل بقاء الخلية في ظروف المختبر والتأثير الوقائي لعوامل مضادات الأكسدة المختلفة (Branton et al. ، 1998 ؛ Drukarch et al. ، 1998 ؛ Heppner وآخرون ، 1998). في الآونة الأخيرة ، أدرج L-carnosine أيضًا بين الأخير. تؤدي إضافة التركيزات الفسيولوجية منه إلى الوسائط القياسية إلى زيادة عمر الخلايا الليفية البشرية في المختبر وإبطاء عمليات الشيخوخة الفسيولوجية فيها. أظهرت الخلايا التي مرت على وسائط عادية لفترة طويلة بعد نقلها إلى وسط يحتوي على كارنوزين تأثيرًا مجددًا. لا يمتلك الأيزومر البصري لـ D-carnosine الخصائص المشار إليها (Hallyday and McFarland، 2000). وفي الوقت نفسه ، أثناء الزراعة طويلة المدى ، لا تتحلل نسبة معينة من الخلايا فحسب ، بل تتكيف معها ظروف الأكسدة السامة ، "تحقق" أن المعلمة داخل الخلايا Δ (PO - AO) لا ترتفع إلى قيم عالية من A2 أو C ، ولكن يمكن أن تتوقف عند مستوى أقل قليلاً من ΔK ، وهو أمر ضروري لتحولها الخبيث. نناقش حالات الورم الخبيث الخلوي "العفوي" في المزرعة وآليته المحتملة من قبلنا بشكل منفصل في الفصل 4.
1.8.2. يمكن اعتبار الاعتبارات المذكورة أعلاه جزءًا من مقترحاتنا النظرية حول أسباب وعواقب شيخوخة الخلايا في المختبر. لتأكيد هذه الأحكام وتطويرها ، من الطبيعي الاعتماد على بعض الحقائق المعروفة بالفعل ، والتي يمكن بسهولة "إدراج" محتواها ومعناها في مفهوم بيروكسيد الأكسجين لشيخوخة الخلية. لنبدأ بحقيقة أن الظروف المعتادة الموصوفة أعلاه لاستنبات الخلايا ، والتي تكون سامة بالنسبة لها ، يمكن تخفيفها عن طريق تقليل تركيز O2 بشكل مصطنع في الوسط الغازي. في هذه الحالة ، يجب أن ينخفض ​​التأثير المثبط لفرط الأكسجة ومعدل شيخوخة الخلية. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أيضًا أن ثابتًا بيولوجيًا مشهورًا مثل حد Hayflick تبين في الواقع أنه قيمة متغيرة اعتمادًا على محتوى O2 في الوسط الغازي ، وهذا الحد يتناقص في ظل ظروف الإجهاد التأكسدي ، وعلى على العكس من ذلك ، تزداد مع انخفاض في pO2 (Chen وآخرون ، 1995).
في الواقع ، فإن وجود مزرعة من الخلايا الليفية في جو يحتوي على نسبة منخفضة من O2 (10٪) يطيل من عمرها بنسبة 20-30٪. يحدث الشيء نفسه مع خلايا الرئة البشرية والفأر (باكر والتون ، 1977). تزداد فترة الصلاحية التكاثرية للأرومات الليفية البشرية ثنائية الصبغة IMR90 بمستويات أولية مختلفة من السكان تتضاعف مع انخفاض محتوى O2 في المتوسط ​​إلى 1.6 أو 12٪. تزداد هذه الفترة عند 1٪ O2 بنسبة 22٪ ، وعودة الثقافات من الوسط الذي يحتوي على 1٪ O2 إلى الوسط مع 20٪ O2 يؤدي إلى تطور الشيخوخة بسرعة. في ثقافة الخلايا الليفية ثنائية الصبغيات من مريض مصاب بمتلازمة ويرنر (الشيخوخة المبكرة) ، تزداد مدة الصلاحية التكاثرية أيضًا مع انخفاض pO2 (سايتو وآخرون ، 1995). تم عرض تأخر شيخوخة الخلايا الغضروفية لجنين الكتاكيت المستزرعة بنسبة 8 ٪ من محتوى O2 في الغلاف الجوي مقارنةً بالتحكم (18 ٪) ، واحتفظت الخلايا التجريبية بعلامات "الشباب" لفترة أطول وكان معدل تكاثرها أعلى (Nevo et آل ، 1988). تحت تأثير مضادات الأكسدة المختلفة ، يزداد أيضًا معدل تكاثر الخلايا المزروعة ، وتتباطأ الشيخوخة (Packer and Walton ، 1977 ؛ Obukhova ، 1986) ، مما يؤكد ما قيل سابقًا: التأثير المفرط الواضح للمواد المؤكسدة يقمع الخلية انتشارها ويسبب الشيخوخة المتسارعة.
في التجارب على مزارع الخلايا ، من السهل نسبيًا التحقق من عمل الآلية المعتمدة على O2 لتنظيم كمية إنزيمات الجهاز التنفسي (مورفي وآخرون ، 1984 ؛ سوزوكي وآخرون ، 1998) والميتوكوندريا (أوزيرنيوك ، 1978) ). وفقًا لهذه الآلية ، مع زيادة سلسة وبطيئة في مستوى فرط التأكسج ، يجب زيادة محتوى هذه الإنزيمات وعدد الميتوكوندريا تدريجياً ، وخلال نقص الأكسجة ، على العكس من ذلك ، يجب أن تنخفض. في الواقع ، عندما تزرع الخلايا الليفية المستزرعة على وسط به محتوى منخفض من O2 ، ينخفض ​​تركيز السيتوكرومات بشكل كبير (بيوس ، 1970). هنا ، بالطبع ، يتم تضمين العملية الموضوعية لتكييف الجهاز التنفسي مع المستوى داخل الخلايا من pO2. ومع ذلك ، في هذه الظاهرة ، فإن معدل التكيف لا يقل أهمية ، حيث ستعتمد أيضًا شدة شيخوخة الخلايا المستنبتة. يبدو واضحًا أنه في عملية التطور البيولوجي ، تكيف الكائن متعدد الخلايا مع الزيادة التدريجية في pO2 في الغلاف الجوي للأرض أيضًا بشكل تدريجي. في الوقت نفسه ، يمكن اعتبار آلية التكيف "الميتوكوندريا" الأكثر فاعلية داخل الخلايا: يختلف عدد إنزيمات السلسلة التنفسية والميتوكوندريا نفسها باختلاف نظام التنظيم الذاتي بحيث يضمن تكامل الخلايا وعملها الطبيعي نسبيًا مع تغييرات في pO2 داخل الخلايا ضمن حدود معينة معتمدة تطوريًا.
يتطور وضع مختلف تمامًا عندما تنتقل الخلايا بسرعة من كائن حي إلى ظروف المختبر. إن النقل الحاد لها إلى حالة من فرط التأكسج يعادل إلحاقها بأثر مقلق متقطع كبير ، والتي ، بشكل عام ، غير مستعدين لها. كيف تتفاعل ثقافة الخلية الأولية مع مثل هذا الاضطراب؟ على ما يبدو ، خلال فترة أولية معينة ، يكون وسط الاستنبات "مرهقًا" للخلايا ، وحالة الخلايا نفسها خلال هذه الفترة هي صدمة. بعد ذلك ، يتم قضاء بعض الوقت في إعداد وتنفيذ "تدابير" تكيفية ذات طبيعة مضادة للأكسدة ، والتي تكون ممكنة في ظل هذه الظروف القاسية. ربما ، بسبب هذا الأخير ، في البداية ، من الممكن ليس فقط تجنب التحلل التأكسدي ، ولكن أيضًا لتهيئة الظروف لتحفيز عملية التكاثر ، وتقليل الاختلال الخلوي المرتفع في البداية ، والذي يكون واضحًا "سامًا للخلايا" داخل الخلايا لـ ΔC (PO - AO) إلى المستوى اللازم للتفتل التأكسدي. ومع ذلك ، حتى هذه المرحلة من حياة الثقافة الأولية لا يمكن إلا أن تكون محدودة ببيئة مفرطة التأكسج التي تضطهدها باستمرار. في هذه الحالة ، تبدأ آلية التكيف نفسها في التعطيل ، وبالتالي يقل تراكم نظام مضادات الأكسدة ، وبالتالي يتراجع الأخير. على مستوى LPO المرتفع ، أولاً وقبل كل شيء ، تتلف الميتوكوندريا (انظر القسم 1.3) ، والتي سيستمر عددها في الزيادة كعمل تكيفي في حالة الزيادة التدريجية في pO2 في بيئة غازية.
من ناحية أخرى ، فإن عدم قدرة الآليات التكيفية للخلية على تحييد فرط التأكسج المفاجئ بشكل سريع وكامل ، من ناحية ، والضعف الشديد لارتباط الميتوكوندريا بالإجهاد البيروكسيدى ، من ناحية أخرى ، يحددان العملية التي لا رجعة فيها لتنكس الخلية بعد حدوث "مستوى حرج" من الضرر فيها. من المهم أن نلاحظ هنا مرة أخرى: التغييرات المدمرة في الميتوكوندريا كمستهلكين رئيسيين للأكسجين ، وبهذا المعنى ، كخطوة الحماية الرئيسية المضادة للأكسجين في نظام مضادات الأكسدة للخلية ، لا تترك الأمل في البقاء لمعظم الخلايا تحت الظروف القاسية في المختبر ، حيث أنه في هذه الحالة يكون التكيف نفسه مضطربًا - آلية فعالة لتقليل مستويات pO2 و LPO داخل الخلايا. تتوافق هذه الاعتبارات تمامًا مع الدور الأساسي لتغيرات الميتوكوندريا في بدء آلية الشيخوخة ، ومع ذلك ، يتم افتراضها فيما يتعلق بالخلايا الليفية المزروعة في المختبر (Kanungo ، 1980).
يمكن زيادة تعزيز الإجهاد البيروكسيدي والتأثير السام في ظروف المختبر إذا تم إدخال محفزات LPO ، مثل Fe2 + أو Cu2 + ، في وسط الاستزراع. في الواقع ، أدت إضافة كبريتات النحاس بتركيز 60 مجم / لتر إلى وسط الزراعة إلى انخفاض كبير في متوسط ​​عمر الروتيفر بنسبة 9٪ ، بالإضافة إلى زيادة ملحوظة في كمية MDA أكثر من في السيطرة. يعتقد مؤلفو هذه التجربة (Enesco et al. ، 1989) منطقيًا أن الانخفاض في متوسط ​​العمر المتوقع يحدث بسبب تسريع عمليات توليد الجذور الحرة بواسطة أيونات النحاس. تبين أن التركيز المحدد لكبريتات النحاس هو الأمثل ، حيث أن التركيزات الأعلى (90 و 180 مجم / لتر) كانت شديدة السمية بالنسبة للروتيفيرا ، والتركيز السفلي (30 مجم / لتر) كان غير فعال.
وبالتالي ، فإن الشيخوخة المتسارعة التي لا رجعة فيها والتدهور التأكسدي للخلايا أثناء التغيير الحاد في الموائل من الجسم الحي إلى المختبر هما نتيجة لعدم استعدادها غير الكافي لقبول مثل هذه الزيادة الحادة في التعرض للأكسجين دون عواقب سلبية خطيرة. إذا تم استبدال مثل هذا الانتقال الحاد إلى الظروف الجديدة بواحد "ناعم" ، على سبيل المثال ، متعدد المراحل وممتد في الوقت المناسب ، عندئذٍ يمكن توقع أن القدرة الكامنة في الخلايا على التكيف مع زيادة فرط التأكسج تدريجيًا في هذه الحالة تتحقق بالكامل. علاوة على ذلك ، من حيث المبدأ ، بهذه الطريقة من الممكن تحقيق تكيف الخلية ليس فقط مع المستوى المعتاد 18-21٪ O2 في الغلاف الجوي ، ولكن أيضًا مع البيئات شديدة التأكسج المصطنعة والتي تكون أعلى بكثير منه. دعماً لما قيل ، نشير إلى الحقائق المقنعة للغاية التي حصل عليها Welk et al. (فالك وآخرون ، 1985). نتيجة للتكيف التدريجي مع زيادة تركيزات O2 ، حصلوا على خط خلية مبيض الهامستر الصيني المقاوم لمحتوى O2 المرتفع وقادر على التكاثر حتى عند 99 ٪ O2 في الغلاف الجوي. لمثل هذا النوع من فرط الأكسجة والعمليات التي تعتمد عليها ، تبين أن جميع مراحل الحماية قد تم تكييفها - مضاد للأكسجين ومضاد للجذور ومضاد للبيروكسيد (لمزيد من التفاصيل حول هذه النتائج ، انظر الفصل 4).
1.8.3. يمكن تمثيل الاعتبارات المذكورة أعلاه حول سمات التغييرات في اختلال توازن مضادات الأكسدة المؤكسدة في الخلايا المستنبتة كعامل نشط رئيسي في تقدم العمر والتحول بشكل مشروط (انظر الشكل 11). المنحنى 1 ، الذي يعكس هذه التغييرات أثناء الحركة السريعة للخلايا في الوسط في المختبر ، يظهر ثلاث مراحل متتالية في الوقت ، والتي يبدو أنها تتوافق مع المرحلة التكيفية (الكامنة) ، ومرحلة النمو اللوغاريتمي ، والمرحلة الثابتة المعروفة في المؤلفات. في هذه الحالة ، عادة ما يرتبط شيخوخة مزارع الخلايا بعمليات في المرحلة الثابتة ، حيث تخضع بمرور الوقت لتغييرات مختلفة مماثلة لتلك التي لوحظت في خلايا كائن حي متقدم في السن (كابيتانوف ، 1986 ؛ خوخلوف ، 1988). على وجه الخصوص ، تتغير الإنزيمات أثناء شيخوخة الخلايا في المختبر ، ويحدث تعدد الصبغيات والتشخيص (Remacle ، 1989). مثل الخلايا في الجسم الحي ، تتراكم الخلايا المستنبتة حبيبات الليبوفوسين مع تقدم العمر (Obukhova and Emanuel ، 1984) ، مما يشير إلى المسار الواضح لعمليات البيروكسيد والاضطرابات التأكسدية في بنية الدهون والبروتينات. هذه الحقائق وعدد من الحقائق الأخرى ، بطريقة أو بأخرى ، يمكن أن تكون متسقة مع فرضية آلية بيروكسيد الأكسجين (الجذور الحرة) للشيخوخة. الأهم من ذلك كله ، أن هذه الآلية مدعومة ببيانات ، مع زيادة تركيز مضادات الأكسدة ، يكون عمر الخلايا في المختبر أطول ، ومع انخفاضها ، فإنها تكون أقصر مما كانت عليه في المجموعة الضابطة. تم الحصول على هذه النتائج ، على سبيل المثال ، عن طريق تغيير محتوى GSH في الخلايا الليفية البشرية (Shuji and Matsuo ، 1988) ، الكاتلاز و SOD في الخلايا العصبية المستزرعة (Drukarch et al. ، 1998).
بالنسبة للمنحنيات المسطحة والمتزايدة بسلاسة نسبيًا 2 في الشكل. 11 ، يتم تفسير هذه الطبيعة من خلال حقيقة أن كل زيادة صغيرة مصطنعة من مكون prooxidant من عدم التوازن Δ (PO - AO) في الخلية يتبعها بعض التأخير من خلال الزيادة التكيفية المقابلة للمكون المضاد للأكسدة فيه. يضمن التكرار المتكرر لهذا الإجراء تكيف الخلايا وبقائها على قيد الحياة مع زيادة تدريجية وتدريجية في مستوى فرط التأكسج.
في كلتا الحالتين ، دعنا ننتبه إلى الخيارات التي تؤدي إلى ما يسمى بورم خبيث "تلقائي" للخلايا (انظر الفصل 4). هذه الظاهرة ، من وجهة نظرنا ، يمكن أن تتحقق فقط في تلك الخلايا التي يصل فيها عدم التوازن إلى قيم ΔK التي ترضي باستمرار عدم المساواة (انظر الفقرة 1.1.2)
ΔP (PO - AO) ، أو بالأحرى ، مع الأخذ في الاعتبار الاختلالات "الأبوطوزية" ، إلى النسبة (انظر الفقرة 7.1.1)
ΔA1 (PO - AO) بمساعدة هذه الإجراءات ، تتشكل في النهاية خطوط قابلة للزرع من الخلايا المتحولة والورم ، وتكون قادرة على الوجود على المدى الطويل خارج الجسم. في سياق المشاكل التي ندرسها ، من المهم تحديد نهج دراسة العلاقة بين الشيخوخة والتسرطن. يبدو أن إحداها ، وهي دراسة العملية ذاتها لظهور الخلايا السرطانية أثناء شيخوخة مزارع الخلايا الطبيعية (ويتن ، 1986) ، هي الأكثر طبيعية وبالتالي هي الأفضل.

مقاربة. عندما يتم إنشاء عدم توازن Δ (PO - AO) في الفترة الفاصلة بين ΔK و C ، يمكن أن تخضع الخلايا لموت الخلايا المبرمج من النوع A2 (انظر القسم 7.1.1).
وفقًا لنظرية التيلومير ، فإن شيخوخة الخلايا التكاثرية ، بما في ذلك الظروف المختبرية ، ترتبط بتقصير التيلوميرات بعد كل انقسام ، حتى حد أدنى معين من الطول ، مما يؤدي إلى فقدان قدرة هذه الخلايا على الانقسام (انظر الأقسام 1.4.3 و 1.4) .4). يُظهر تحليل الأدبيات المعروفة حول هذه المسألة أن هذه الفرضية لم يتم تأكيدها في بعض الحالات. مثال على ذلك دراسة Karman et al. (كارمان وآخرون ، 1998) على الخلايا الجنينية ثنائية الصبغيات للهامستر السوري (SHE). توقفت هذه الخلايا عن التكاثر بعد 20-30 دورة مضاعفة وفقدت القدرة على دخول المرحلة S بعد تحفيز المصل. في الوقت نفسه ، أعربت خلايا SHE عن ​​تيلوميراز طوال دورة الحياة التكرارية بأكملها ، و متوسط ​​الحجملم ينقص التيلومير. اتضح أن الخلايا في المختبر يمكن أن تتقدم في العمر أحيانًا بواسطة آليات لا ترتبط بفقدان التيلوميرات.
يبدو لنا أنه في هذه الحالة ، تجري ظروف فرط الأكسجة في وسط الزراعة تعديلاتها الخاصة. إذا كان المستوى المرتفع بشكل معتدل من ROS والبيروكسيد غالبًا ما يؤديان وظائف إيجابية ، حيث يتم تنشيط المراحل الفردية لمرور الإشارة الانقسامية والتكرار والنسخ والعمليات الأخرى (تمت مناقشة هذا في عدد من الفقرات السابقة وتم ذكره في بعض النتائج اللاحقة) ، ثم في حالة الإجهاد التأكسدي الشديد العواقب الحتمية والسلبية. على سبيل المثال ، يمكن تعديل بعض الجزيئات الكبيرة ، بما في ذلك تلك التي تشارك في التوليف ، والتي ، بغض النظر عن نشاط التيلوميراز وطول التيلومير ، يجب أن تمنع الانتشار و / أو تحفز بعض الاضطرابات الأخرى ، بما في ذلك موت الخلايا.
مهما كان الأمر ، فإن السببين لشيخوخة الخلايا في المختبر - تراكم الأخطاء في ظل ظروف الحفاظ عليها في الثقافة وقصر التيلوميرات - يظلان الأكثر احتمالا. يُعتقد أنه في كلتا الحالتين ، يتم تنشيط أنظمة البروتين p53 و Rb ، وعندما تتعطل وظيفتها ، يحدث تحول الخلية (Sherr and DePinho ، 2000). بشكل عام ، نرى ما يلي: في ظل ظروف النمو المفرط التأكسج السام ، والخلايا الطبيعية ، والشيخوخة ، على الأرجح تخضع لموت الخلايا المبرمج A1 ، والخلايا السرطانية ، وموت الخلايا المبرمج A2. في حالة حدوث خلل في آلية موت الخلايا المبرمج ، فإن الأول يخضع لتحول ورمي ، بينما يخضع الأخير لتحلل خلوي مؤكسد (انظر القسم 7.1.1).
يمكن أيضًا اعتبار سبب إضافي يساهم في تكثيف عمليات التحلل التأكسدي في الخلايا في المختبر الحرارة ، كعامل مؤثر باستمرار. بيئة. في الواقع ، باستخدام طريقة حساسة للغاية (وصفها مؤلفو Bruskov et al. ، 2001) ، تبين أن أنواع الأكسجين التفاعلية تتولد في المحاليل المائية تحت تأثير الحرارة. نتيجة للتنشيط الحراري للغلاف الجوي O2 المذاب في الماء ، تحدث سلسلة من التفاعلات
O2 → 1O2 → O → HO2˙ → H2O2 → OH˙.
من الواضح أن ROS المتشكل يساهم في التلف الحراري للحمض النووي والجزيئات البيولوجية الأخرى عن طريق "الأكسدة التلقائية".
أخيرًا ، نلاحظ طريقة أخرى لتكثيف عملية شيخوخة الخلايا في ظل الظروف المختبرية باستخدام إجراء إعادة الأكسجة نقص الأكسجين ، والتي تعكس نتائجها ، في رأينا ، بشكل واضح جوهر نموذج بيروكسيد الأكسجين للشيخوخة. تعتمد آلية الشيخوخة في هذه الحالة على تأثيرين أساسيين: التقليل التكيفي (الضعف) لقاعدة الميتوكوندريا أثناء نقص الأكسجين أو نقص الأكسجة (انظر أعلاه) ؛ زيادة كبيرة في بيروكسيد الدهون والعمليات الأخرى للتدمير التأكسدي أثناء إعادة الأكسجة اللاحقة بسبب الزيادة الحادة في pO2 (نسبة إلى حالة نقص الأكسجين) واستحالة الاستخدام السريع للأكسجين الزائد عن طريق الميتوكوندريا "نقص الأكسجين". ستعتمد درجة إجهاد الأكسدة ، وبالتالي معدل شيخوخة الخلية ، على مدة بقائهم في حالة نقص الأكسجين: فكلما طالت هذه الفترة ، كلما كانت قاعدة الميتوكوندريا أفضل قادرة على التكيف مع مستوى منخفض من pO2 و كلما زادت أهمية الضرر الذي يلحق بالخلايا بعد القضاء على نقص التروية.
يمكن استخدام الحقيقة التالية كمثال على تنفيذ شيخوخة الخلية وفقًا "للسيناريو" المشار إليه. تعرضت خلايا الكبد المعزولة من الفئران من مختلف الأعمار إلى نقص الأكسجين لمدة ساعتين وإعادة الأكسجة لمدة ساعة. لقد ثبت أنه في مرحلة إعادة الأكسجة ، تنتج خلايا الكبد كمية كبيرة من جذور الأكسجين المسؤولة عن تلف أغشيتها والتغيرات الهيكلية والوظيفية الأخرى المرتبطة بالشيخوخة ، وكانت الخلايا القديمة أكثر حساسية لإصابة إعادة التروية (Gasbarrini et al. ، 1998 ). تم أخذ حقائق مماثلة من قبلنا في الفصل 4 فيما يتعلق بمناقشة آلية الشيخوخة والورم الخبيث "العفوي" للخلايا في الثقافة.

كمخطوطة

KHAPOVA سفيتلانا الكسندروفنا

في ظروف الزراعة في فيترو والإنتاجية اللاحقة لنباتات الفراولة

التخصص 06.01.07 - زراعة الفاكهة

موسكو 1997

تم تنفيذ العمل في معهد عموم روسيا للاختيار والتكنولوجي للبستنة والحضانة.

المشرف - مرشح العلوم الزراعية V.A.Vysotsky.

المعارضون الرسميون: دكتور في العلوم الزراعية F.Ya. Polikarpova ؛ مرشح العلوم الزراعية T.A. Nikitochkina.

المؤسسة الرائدة - الحديقة النباتية الرئيسية الأكاديمية الروسيةعلومهم. إم إن تسيتسينا.

سيتم الدفاع ... ............ 1992

الساعة ......... ساعة باجتماع لمجلس الاطاريح د

020.20.01 في معهد All-Russian Selection and Technological للبستنة والحضانة على العنوان: 115598 ، موسكو ، Zag ^ b ^ sh st. ، 4 ، VTISP. المجلس الأكاديمي

يمكن العثور على الأطروحة في مكتبة عموم روسيا المختارة والمعهد التكنولوجي للبستنة والحضانة.

السكرتير العلمي للمجلس التخصصي مرشح العلوم الزراعية

برينفا

وصف عام للعمل

أهمية الموضوع. في بلدنا ، تعتبر الفراولة من أشهر محاصيل التوت. هي موضع تقدير ل التواريخ المبكرةإنضاج.

يرجع الطلب المستمر والمرتفع من السكان على الفراولة الطازجة ومنتجاتها المصنعة إلى استساغها العالي. تتمتع الفراولة بمذاق رائع وقوام دقيق من اللب ورائحة لطيفة ، وهي مزيج متوازن من السكريات والأحماض - وهذا يجعلها منتجًا للحلوى.

في الثمانينيات ، كانت المساحة المزروعة بالفراولة 24000 هكتار ، مع اتجاه لزيادة حصة هذا المحصول إلى 40 ٪ من المساحة التي تشغلها جميع أنواع التوت. في منطقة موسكو ، تشغل الفراولة 45٪ من مساحة المزارع الصناعية للتوت.

في الوقت الحاضر ، تتطلب زراعة الفراولة في منطقة الأرض غير السوداء ، وكذلك في روسيا ككل ، اهتمامًا جادًا بسبب الانخفاض الحاد في مناطق الفاكهة بعد تجميد النباتات في فصول الشتاء القاسية ، وانتشار عدد الأمراض الفطرية والفيروسية الخطيرة. يعيق زرع أشجار الفراولة الجديدة عدم وجود كمية كافية من مواد الزراعة المحسنة للأصناف الواعدة. على وجه الخصوص ، تُستخدم طرق التقنية الحيوية على نطاق واسع في ممارسة زراعة الفاكهة للحصول على وتسريع تكاثر مادة زراعة الفراولة الصحية.

قبل بضع سنوات ، تم إجراء ملاحظات تظهر أن النباتات التي تم تجديدها من الخلايا الجسدية في زراعة الأنسجة ليست متجانسة ولكنها تظهر تنوعًا جينيًا كبيرًا. يشار إلى هذا التباين باسم "التباين الجسدي النسوني". السؤال الذي يطرح نفسه هو ما إذا كان التباين الجسدي النسني هو نتيجة لتنفيذ الاختلافات الجينية الموجودة بالفعل في الخلايا الجسدية ، أو ما إذا كان منزعجًا من مكونات وسط المغذيات.

من خلال تغيير تركيبة وسط المغذيات التي تُزرع عليها أنواع مختلفة من النباتات ، من الممكن تغيير حالتها الفسيولوجية ، وتعزيز وإبطاء نموها ، وتكوينها الضوئي ، وزيادة مقاومتها للتأثيرات الضارة.

لكل الأنواع وحتى متنوعة نبات مزروعيجب تحديد تكوين وسط المغذيات بشكل فردي. بالإضافة إلى ذلك ، هناك حاجة إلى بيئة واحدة لضمان النمو النشط ، وأخرى للتكاثر ، وثالثة للحفاظ على النبات ، وبيئة للتسريع. لذلك ، لكل نبات في الزراعة ، مع مراعاة الأهداف ، من الضروري تطوير تركيبة خاصة لوسط المغذيات ، مع مراعاة توازن معين في مكوناته. هذه الحقيقة تشير إلى أهمية وضرورة التوسع عمل بحثيفي دراسة ظروف تأثير الوسط المغذي في المختبر على سلوك نباتات الفراولة المتجددة.

تتيح زراعة النباتات في ظروف المختبر التحكم في العديد من العوامل البيئية: درجة الحرارة ، والرطوبة ، وطول وكثافة ساعات النهار.

أحد الاتجاهات الرئيسية لزيادة إنتاجية واستدامة إنتاج المحاصيل والبستنة في المرحلة الحالية، هو استخدام تقنيات الزراعة المكثفة. في معظم الحالات ، وكتقنية إلزامية لمكافحة الحشائش ، تشمل هذه التقنيات استخدام مبيدات أعشاب من الجيل الجديد ، والتي يجب أن تكون فعالة للغاية ، وفي نفس الوقت ، تكون غير ضارة بالإنسان والبيئة.

أصبح نظام إنتاج نباتات الفراولة باستخدام الطريقة المختبرية أكثر أهمية ، لأن قيمة مادة الزراعة أعلى بما لا يقاس من قيمة النباتات العادية.

مهام الغناء والبحث. الغرض من هذه الدراسة هو دراسة تأثير ظروف الزراعة على القدرة

الفراولة من مجموعات مختلفة (شائعة ، متبقية ، يوم محايد) للتكاثر في المختبر وإنتاجية النبات اللاحقة.

لتحقيق هذا الهدف تم حل المهام التالية:

1. دراسة تأثير مدة الإضاءة في مراحل التكاثر الدقيق على المؤشرات الحيوية.

2. تحديد درجة تأثير التركيب المختلف لوسائط المغذيات على عامل تكاثر إإكسبلنتس الفراولة.

3. تحديد عتبة تركيزات مبيدات الأعشاب التي يتم إدخالها في الوسط للاختيار اللاحق للمتغيرات والمحولات الجسدية على أساس مقاومة مبيدات الأعشاب.

4. دراسة تأثير توقيت انتقال نباتات الأنابيب إلى ظروف غير معقمة على البقاء على قيد الحياة.

5. إجراء تقييم مقارن لتطور الفراولة التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة

في المختبر مع النباتات التي تزرع بالطرق التقليدية في هذا المجال.

الحداثة العلمية لنتائج البحث. تم الكشف عن تأثير معنوي لفترة الإضاءة على عدد البراعم وطولها ، وعدد الأوراق ، وكذلك على عدد وطول الجذور النامية في إإكسبلنتس لأصناف الفراولة المختبرة في المختبر.

تمت دراسة تأثير عناصر التغذية بالنيتروجين على نمو نباتات إإكسبلنتس الفراولة في مراحل التكاثر أثناء التكاثر. تم إثبات إمكانية الاستخدام المشترك لـ 6-benzyl-aminopurine و kinetin لتحفيز التفرع الجانبي في إإكسبلنتس الفراولة تجريبياً. "

لأول مرة في زراعة أنسجة الفراولة تمت دراسة تأثير مبيدات الأعشاب على المؤشرات الحيوية ونظام الصبغ للإكسبلنتس النامية.

تم تحديد الشروط الأكثر ملاءمة لزراعة نباتات الفراولة ذات الأنابيب الاختبارية في ركائز التربة في الصوبات الزراعية التي يتم تسخينها في فصل الشتاء.

القيمة العملية للعمل. النتائج التي تم الحصول عليها تجعل من الممكن تحسين عملية التكاثر الدقيق النسيلي للفراولة ، وتقليل تكاليف العمالة وتكاليف الإنتاج بالمقارنة مع التكنولوجيا التقليدية.

إن استخدام المصطلحات المثلى لنقل النباتات إلى ظروف غير معقمة يجعل من الممكن زيادة محصول النباتات المتكيفة بنسبة 20٪ أو أكثر. يمكن استخدام التركيزات الانتقائية المحددة لمبيدات الأعشاب لإنشاء أشكال مقاومة لمبيدات الأعشاب والحصول على نباتات معدلة وراثيا.

استحسان العمل. تم الإبلاغ عن البنود الرئيسية لأعمال الأطروحة في اجتماع عموم روسيا "العلماء الشباب للبستنة في روسيا" (موسكو ، 1995) ؛ في الرابع المؤتمر الدولي"مشاكل الشجرة وزراعة الأزهار وزراعة الفاكهة وزراعة الكروم وصناعة النبيذ" (يالطا ، 1996) ؛ في "التدريب الجماعي الدولي الثامن عشر على خدمات وقاية النبات" (تايلاند ، بانكوك ، 1996) ؛ في المؤتمر العلمي العملي الدولي الرابع "زراعة النباتات غير التقليدية والبيئة والصحة" (سيمفيروبول ، 1997) ؛ في المؤتمر الدولي السابع "بيولوجيا الخلايا النباتية في المختبر ، والتكنولوجيا الحيوية والحفاظ على تجمع الجينات" (موسكو ، 1997) ؛ في اجتماعات أقسام محاصيل التوت في المجلس الأكاديمي لمعهد الدولة للاقتصاد لعموم الاتحاد (1994-1997).

نشر نتائج البحث. بناءً على مواد الأطروحة ، تم نشر سبع مقالات علمية.

نطاق وهيكل الرسالة. تتكون الرسالة من مقدمة وثلاثة فصول واستنتاجات وتوصيات وقائمة مراجع. نص الأطروحة مقدم في 133 ورقة من النص المكتوب على الآلة الكاتبة ، تحتوي على 26 جدولاً ، 20

الرسومات. قائمة الأدب المستخدم في:<лючает 237 наименований, в том числе 120 иностранных.

طرق المواد والبحث

مكان البحث. أجريت التجارب في معمل كلية الأحياء بجامعة ولاية ياروسلافل. ديميدوفا ب. تم الحصول على المواد الأولية للتجارب بالطريقة القياسية للتكاثر الدقيق النسيلي في مختبر التكنولوجيا الحيوية التابع لقسم إكثار محاصيل الفاكهة والتوت في VTISP.

كائنات البحث. كانت أهداف الدراسة من أصناف الفراولة: جبل إيفرست ، دوكات ، جنيف ، زينجا-زينجانا ، بروفيوجين ، رابيلا ، ريدجونتليت ، تريبيوت ، تريستار ، هوليداي.

ظروف الزراعة. غُطيت الأوعية التي تحتوي على نباتات إإكسبلنتس بغشاء من رقائق الانكماش وزُرعت تحت إضاءة 3000 جم ودرجة حرارة 24-26 درجة مئوية ورطوبة نسبية في الغرفة 70-75٪. مصادر الضوء: مصابيح من نوع LDC-20 بالمنارة ، مصابيح متوهجة بقوة 200 ، 500 وات في الصوبة الزجاجية. كانت الإضاءة في الدفيئة 2.5 ألف لوكس في الصباح وبعد الظهر ، 4-5 آلاف لوكس في منتصف النهار.

في تجارب خاصة ، عند دراسة تأثير فترة الضوء على النباتات المتجددة ، أجريت الزراعة في 8 ، 12 ، 16 ، 24 ساعة في النهار.

تمت دراسة تأثير التركيب المعدني والهرموني لوسائط المغذيات على الإنتاجية اللاحقة للنباتات الدقيقة في فترة ضوئية من 16 ساعة من ضوء النهار و 1 = 25 درجة مئوية. شدة الاضاءة 2500 لوكس.

تم إجراء زراعة وإعادة زراعة وتقسيم التكتلات إلى براعم منفصلة في ظل ظروف معقمة للصندوق الرقائقي KGO-1 وفقًا للطرق المقبولة عمومًا.

تم تقييم حالة الإكسبلنتس وفقًا لمقياس مكون من خمس نقاط تم تطويره خصيصًا.

تم إدخال مبيدات الأعشاب في وسط المغذيات قبل التعقيم بالتركيزات التالية ، والتي تم اختيارها على أساس نتائج التجارب الأولية:

أ) سيمازين ، الذي يثبط نقل الإلكترون الضوئي ، مما يثبط إطلاق الأكسجين أثناء عملية التمثيل الضوئي ؛

ب) rauvdap ، الذي يثبط تخليق الأحماض الأمينية العطرية.

تم استخدام وسط غذائي لا يحتوي على مبيدات الأعشاب كعنصر تحكم.

تمت زراعة أنابيب اختبار الفراولة في ظروف غير معقمة على مرحلتين:

1 ، أولاً ، تم زرع نباتات أنابيب الاختبار المتجذرة في البيرلايت ، وتغطيتها بأوعية زجاجية للحفاظ على رطوبة عالية. تم فتح الأواني الزجاجية تدريجياً.

2. بعد حوالي شهر ، تم زرع نباتات الفراولة هذه في خليط تربة معقم ، يتكون من التربة والجفت والرمل بنسبة 1: 1: 1 ، ونقلها إلى دفيئة ساخنة.

في مايو من كل عام ، تم نقل النباتات إلى أرض مفتوحة. زرعت النباتات في تربة مغطاة بمادة التغطية السوداء SUFMK-60.

الحسابات والملاحظات. أثناء التجارب المختبرية ، تم أخذ المؤشرات التالية في الاعتبار:

1) عامل الضرب.

2) تجديد الأعضاء الخضرية (الأوراق ، البراعم ، البراعم ، الجذور) ، مع الأخذ في الاعتبار عددها على السكسبلانت وعدد النباتات المستأصلة التي أظهرت تفاعلات مورفوجينية ؛

3) تجذير البراعم (أو البراعم).

في النباتات المتجددة في الحقل ، تم أخذ المؤشرات التالية:

1) عدد الشوارب.

2) عدد ومساحة الأوراق ، عدد القرون ، سيقان الزهور ،

3) وزن الثمار.

4) إخراج مآخذ الجذور.

5) التغييرات في مورفولوجيا الأوراق و stolons ؛

6) وجود شذوذ الكلوروفيل.

النتائج والمناقشة

التين. 1. استجابة إإكسبلنتس الفراولة من أصناف مختلفة لمدة الإضاءة. في سياق العمل ، حددنا تأثير أنظمة التكاثر الدقيق (8 ، 12 ، 16 ، 24 ساعة) على إنتاجية نباتات مجموعات مختلفة من الأصناف. كان أكبر عدد من البراعم قد نمت نباتات نباتية نباتية خلال فترة إضاءة مدتها 24 ساعة. كان متوسط ​​عدد البراعم في أصناف المجموعة المعتادة (Zgnga-Zengana ، Dukat ، Redgontlit) طوال فترة التجربة بأكملها 8.9 - 7.0 - 7.4 قطعة / نبات ، في أصناف المجموعة المتبقية (جبل إيفرست ، رابيلا) - 8 - 2 .9 قطعة / نبات نباتي ، في أصناف مجموعة اليوم المحايد (Tristar ، Tribute) - 8.2 - 7.9 قطعة / نبات نبات. تبين أن قدرة تشكيل نباتات نباتات Rapella على إطلاق النار منخفضة جدًا في جميع فترات الإضاءة (الجدول 1).

أظهر تقييم حالة النباتات التي شكلتها النباتات المستأصلة من أنواع مختلفة من الفراولة اعتمادًا على الوضع الخفيف للزراعة أن النباتات تطورت بشكل أفضل في ظل فترة إضاءة مدتها 16 ساعة ، على سبيل المثال ، حالة النباتات المستأصلة التي تنمو تحت فترة إضاءة مدتها 12 ساعة كان 4.2 نقطة عند 16 ساعة - 4.7 نقطة و 24 ساعة - 3.6 نقطة.

الجدول 1

متوسط ​​عدد البراعم التي شكلتها إإكسبلنتس من أصناف مختلفة من الفراولة اعتمادًا على مدة الإضاءة (أجهزة كمبيوتر).

أصناف مدة الإضاءة

8 ساعات / يوم 12 ساعة / يوم 16 ساعة / يوم 24 ساعة / يوم

جبل إيفرست 4.0 5.3 8.0 15.0

Rapella 2.0 2.8 3.4 3.6

دوكات 4.3 5.0 7.8 11.0

Zenga-Zengana 4.5 6.3 9.1 14.8

ريدجونتلايت 3.9 5.4 8.0 12.3

تريستار 5.4 6.7 8.5 14.2

تكريم 5.6 6.8 9.2 12.1

X 4.0 5.1 7.7 N.9

تفاعل NSR05 1.2

تم تكييف النباتات التي تم الحصول عليها في ظروف الإضاءة لمدة 12 و 16 ساعة مع ظروف غير معقمة.

أظهرت نتائج الملاحظات أن نباتات الفراولة التي نمت في فترة ضوء النهار مدتها 16 ساعة في المختبر أنتجت عددًا أكبر بكثير من ستولونات مما كانت عليه في حالة الزراعة في يوم مدته 12 ساعة ، وكان لها أيضًا مساحة أوراق أكبر (الجدول 2 ، 3).

يعتمد عمل الضوء على تكوين المستقبلات الضوئية وتحويل الطاقة الضوئية في خلايا الأوراق ، والتحفيز الضوئي لعمليات التخليق الحيوي فيها.

كما أوضحت دراساتنا ، يتم تعويض كمية أقل من محتوى الصبغ بالنباتات بسبب مساحة سطح الورقة الأكبر.

الجدول 2

متوسط ​​عدد ستولونس في أصناف الفراولة المختلفة المنتشرة تحت فترات إضاءة مختلفة (قطعة / نبات) (1995)

أصناف مدة الضوء أثناء التكاثر الدقيق

12 ساعة / يوم 16 ساعة / يوم

جبل إيفرست 33 ± 3.6 40 ± 2.8

Rapeala 10 ± 2.6 19 ± 3.1

Zenga-Zengana 26 ± 3.1 41 ± 4.2

ريدغونتلايت 37 ± 5.2 57 ± 4.6

دوكات 14 ± 3.7 24 ± 3.5

Trisgar 18 +1.8 21 ± 4.1

القبائل من 19 ± 1.6 25 ± 4.2

الجدول 3

تأثير طول اليوم في الزراعة في المختبر في منطقة أوراق نباتات الفراولة في الحقل (1 أغسطس 1995)

أصناف مساحة الورقة لكل نبات (سم 2)

12 ساعة / يوم 16 ساعة / يوم

دوكات 240360

زينغا-زينجانا 550720

ريدجونتلايت 450576

تريستار 320420

HCPos: وضع الضوء 24.1 درجة 16.4

التفاعل 18.2 2. تطوير نباتات إإكسبلنتس الفراولة اعتمادًا على تركيز أشكال مختلفة من النيتروجين في وسط المغذيات. كما هو معروف ، تحدث عملية التكاثر في المختبر على وسائط المغذيات ، والتي يستخدم فيها وسط موراشيج-سكووج على نطاق واسع. ومع ذلك ، هذه البيئة

يحتوي على بعض المكونات (خاصة النيتروجين) بتركيزات زائدة.

من بين الأملاح المعدنية ، تعتبر الأملاح المحتوية على النيتروجين مهمة لنمو النباتات وتطورها.

لقد بحثنا في تأثير تقليل تكوين وسط المغذيات Murashige-Skoog بمقدار مرتين وأربع مرات. أظهرت تجاربنا أنه لا ينصح بتقليل تركيز الأملاح في وسط Murashige-Skoog الأساسي في مراحل التكاثر. لذلك ، حاولنا تقدير تركيزات أشكال مختلفة من النيتروجين في وسط المغذيات لتطوير نباتات إإكسبلنتس الفراولة. اتضح أن نصف نيتروجين الأمونيوم لم يؤثر على عامل الضرب (الجدول 4).

الجدول 4

تطوير إإكسبلنتس الفراولة من صنف Tristar اعتمادًا على تركيز نيتروجين الأمونيوم في وسط المغذيات

تركيز KVDO. عدد البراعم ، TTGT طول البراعم ، w عدد الجذور ، ptg طول الجذور ، مم عدد الأوراق ، mmt.

كوكرول 1650 ملجم / لتر 4.3 3.5 2.1 0.5 12.2

0,5. 4,0 3,2 0 0 14,1

0,25 3,9 3,2 0 0 12,2

0,125 3,8 3,0 0 0 11,0

0,5 4,3 3,2 0 0 12,1

0,253 3,9 3,2 0 0 12,1

0,125 3,8 3,2 0 0 10,3

HSRo5 - عدد البراعم

تركيز NW03 RF< Роз

كان لانخفاض نيتروجين النترات بمقدار ضعفين تأثير سلبي على القدرة على تشكيل تبادل لاطلاق النار من المآثر. انخفض عامل الضرب ، بالمقارنة مع عنصر التحكم ، بمقدار 3-4 وحدات (الجدول 5).

الجدول 5

تطوير إإكسبلنتس الفراولة من صنف Tristar اعتمادًا على تركيز نترات النيتروجين في وسط المغذيات

طول كمية التركيز

براعم Yutoe ، يطلق النار ،

(جزء) قطعة سم.

ضبط 1900 مجم / لتر 5.5 2.8

HSRo5 - عدد البراعم

تركيز QOL) z = 1.3

ربما يرتبط هذا التأثير بآلية الامتصاص

نترات النيتروجين. من المعروف أن استخدام أحماض الكيتو في تصنيع الأحماض الأمينية يحدث بشكل مكثف في وجود نيتروجين الأمونيوم في وسط المغذيات ؛ يستخدم نترات النيتروجين بدرجة أقل لتخليق الأحماض الأمينية.

بناءً على البيانات التي تم الحصول عليها ، يمكن استنتاج أن انخفاض تركيز نيتروجين الأمونيوم بمقدار 825 مجم / لتر في وسط Murashige-Skoog لا يؤدي إلى انخفاض في عامل الضرب ، والذي يمكن تنفيذه عمليًا.

3. عمل iitokinins و auxins على تطوير إإكسبلنتس الفراولة. منظمات النمو هي أيضًا أحد المكونات المهمة لوسط المغذيات. يمكن أن يؤدي الاختيار الدقيق وتحديد التركيزات المثلى إلى تحسين كفاءة طريقة الانتشار النسيلي.

درسنا الجمع بين 6-BAP و kinetin في تطوير النبات النباتى. مجموعات من 6-BAP و kinetin بتركيزات 0.25 مجم / لتر + 0.25 مجم / لتر و 0.25 مجم / لتر + 0.5 مجم / لتر ، على التوالي ، حفزت نمو البراعم بشكل طفيف وتكشف الأوراق (الجدول 6).

الجدول 6

اعتماد عامل الضرب على تركيز 6-BAP و kinetin في وسط المغذيات (صنف Zenga-Zengana)

تركيز cygokinins ، جم / لتر عدد البراعم المشكلة ، أجهزة الكمبيوتر. طول التصوير ، انظر

6-باب كينتين

التحكم 6-BAP 1 مجم / لتر 10.0 2.5

0,25 0,25 3,8 2,0

0,75 0,25 9,2 2,5

1,0 0,25 14,4 2,5

NSRD 4.6 1.2.2 تحديث

تم تحقيق أفضل النتائج مع مزيج من 6-BAP-1 مجم / لتر وكينتين - 0.25 مجم / لتر. في هذه الحالة ، كان عدد البراعم المتكونة أكبر مما هو عليه في متغير التحكم.

تم زرع إإكسبلنتس الأكثر تطورًا على وسط التجذير. كفل استخدام منظمات نمو أوكسين في تجاربنا تجذيرًا عاليًا لبراعم الفراولة في اليوم العشرين من الزراعة. تم تجذير Variety Zenga-Zepgtsh بشكل جيد عند استخدام IMC و IUC بتركيزات 0.5-1 مجم / لتر. أصناف Tristar و Dukat على الوسط الذي يحتوي على IAA - 1 ملغم / لتر مقارنة مع مجموعة التحكم كان لديها عدد أكبر من إإكسبلنتس الجذور.

4. حساسية محاصيل الفراولة المتكاثرة لمبيدات الأعشاب في المختبر. في السنوات الأخيرة ، تم إيلاء المزيد من الاهتمام لإمكانية إنشاء أشكال جديدة من النباتات باستخدام طرق التكنولوجيا الحيوية ، على وجه الخصوص ، عن طريق اختيار المتغيرات الجسدية ذات الصفات ذات القيمة الاقتصادية. لا يمكن أن يتم اختيار المتغيرات الجسدية على أساس مقاومة مبيدات الأعشاب إلا بعد اكتشاف التركيزات المميتة وشبه المميتة لعوامل انتقائية لمزارع الخلايا والأنسجة والأعضاء.

لم نجد مثل هذه البيانات الخاصة بالفراولة في الأدبيات ، لذلك خصصت المرحلة التالية من العمل لدراسة حساسية الأنسجة المزروعة في المختبر وأعضاء أصناف الفراولة المختلفة لوجود نوعين من مبيدات الأعشاب في وسط المغذيات.

وتجدر الإشارة إلى أنه تم الحفاظ على التأثير العشبي للمستحضرات المختبرة في مزرعة المختبر.

في حالة استخدام السمازين في نطاق التركيز 2 * 10-5 - 2XO 4M ، ظهر تأثير مثبط فيما يتعلق بنمو وتطور النباتات المستأصلة. تسبب تركيز 10-3M في البداية في ظهور علامات الإصابة بالكلور في النباتات المستأصلة من جميع الأصناف حتى تلون كامل يتبعها الموت.

تبين أن صنف جنيف هو الأكثر حساسية تجاه السمازين ، حيث تبين أن تركيز 1CIM منه كان مميتًا (الجدول 7).

الجدول 7

حالة نبات الإكسبلنتس لأنواع مختلفة من الفراولة (بالنقاط) اعتمادًا على وجود مبيدات الأعشاب في وسط المغذيات (1.5 شهر)

تركيز مبيدات الأعشاب (م)

متنوعة نوع مبيدات الأعشاب المكافحة (بدون مبيدات الأعشاب) O 2 "10 * Yu-" 24 O-5 10-4 2 * 10- "

Zenga- Simazin 5.0 4.8 4.6 3.8 3.6 2.2

تقرير Zengana Roundup 5.0 4.6 4.2 3.0 0 0

دوكات سيمازين 5.0 4.8 4.5 4.2 3.8 2.5

Rauvdap 5.0 4.4 4.2 3.0 0 0

Redgoshlig Simazin 4.9 4.6 4.4 4.1 3.6 2.4

تقرير إخباري 4.9 4.5 4.0 2.6 0 0

ماونت سيمازين 4.9 4.5 4.4 3.9 3.8 1.5

ايفرست راوفداب 4.9 4.5 3.7 2.4 0 0

جنيف سيمازين 4.8 4.5 4.0 4.2 0 0

تقرير إخباري 4.8 4.5 3.3 1.9 0 0

تريسجار سيمازين 4.9 4.6 4.3 4.2 3.8 0

تقرير إخباري 4.9 4.5 3.4 2.7 0 0

تريبيوت Simazine 4.9 4.7 4.2 4.1 3.8 1.5

تقرير إخباري 4.9 4.5 3.6 3.0 0 0

عند دراسة تأثير وجود تقرير إخباري في وسط المغذيات ، وجد أن أعلى ثلاثة تركيزات (10-4 ، 2 * 1 (KM ، 10-3M) أدت إلى الموت الكامل للإكسبلنتس.

لتأكيد الحساسية المنخفضة للنباتات المستأصلة المختارة ، تمت إعادة زراعتها على وسط مغذي يحتوي على تركيزات شبه قانونية لمبيدات الأعشاب المناسبة. أثناء الزراعة اللاحقة لنباتات نباتية مختارة متسامحة مشروطة من أنواع مختلفة من الفراولة ، مات جزء كبير من الثقافات. يشير هذا إلى أننا في الغالبية العظمى من الحالات لا نتعامل مع أعضاء وأنسجة مقاومة لمبيدات الأعشاب ، ولكن مع نباتات إإكسبلنتس لم يكن لديها وقت للموت في الثقافة الفرعية السابقة.

من المعروف أن مبيدات الأعشاب تثبط العديد من عمليات التمثيل الغذائي في النباتات ، على وجه الخصوص ، لها تأثير كبير على نشاط التمثيل الضوئي.

يمنع Simazine عملية التمثيل الضوئي في النباتات من خلال الارتباط بما يسمى بروتين 32K ، وهو جزء من غشاء الثايلاكويد. مع الأخذ في الاعتبار آلية عمل مبيدات الأعشاب ، والتي تستند إلى تثبيط تفاعل هيل ، أجرينا سلسلة من التجارب حول تأثيرها على نشاط التمثيل الضوئي.

يؤثر الغليفوسات على تخليق الأحماض الأمينية العطرية المهمة جدًا ؛ نقطة تطبيقه هي إنزيم 3-فوسفوشيكيميت -1 كربوكسي فينيل ترانسفيراز. من المحتمل أن يؤدي قمع هذه المرحلة من التمثيل الغذائي إلى نقص الأحماض الأمينية العطرية ، وتراكم شيكيمات ، ونتيجة لذلك ، عند ملامسة الغليفوسات بتركيز 10-3 م ، موت إإكسبلنتس الفراولة.

وهكذا ، حددنا التركيزات الانتقائية لمبيدي أعشاب: سيمازين - كيم ، تقرير إخباري - 10-5 م.

5. تأثير السمازين ومبيدات الأعشاب على التمثيل الضوئي لبراعم الفراولة المعزولة في المختبر. في عملية العمل ، درسنا تأثير محتوى الأصباغ في أوراق الفراولة أثناء الزراعة مع التقريب والسيمازين (الشكل 1) لاحظنا الحساسية العالية للإكسبلنتس من صنف جنيف. تنعكس هذه الحساسية المتزايدة أيضًا في تفاعل جهاز التمثيل الضوئي مع محتوى الأصباغ في أوراق الفراولة.

في الأسبوع الثامن من الزراعة في المتغير بتركيز Roundup 2X106M ، لوحظ التأثير المحفز لهذا الدواء على كمية الأصباغ في الإكسبلنتس.

6. تكييف البراعم الدقيقة مع الظروف غير المعقمة حسب توقيت<зсадки. Для выявления лучших сроков приживаемости растения земляники каждый месяц переносили в нестерильные условия. Наблюдения, проведённые за дальнейшем развитием таких растений, выявили, что самым благоприятным сроком выведения пробирочных растений был период с мая по август. Например, в 1996 году высокий процент приживаемости был у сортов Тристар - 96%, Трибьют -93%. У сорта Редгонтлит в июле 1996 года на 20% повысилась приживаемость растений по сравнению с 1994 годом этого же месяца. Эксперименты показали, что растение, высаженное в мае-июне-июле быстро развивалось. Так, растения сорта Зенга-Зенгана (Рис.2), перенесённое в нестерильные условия 11 мая с длиной побегов 3,5 см, через 1,5 месяца имело длину побегов 9 см, крупные листья; ещё через месяц растения высаживали в полевые условия. При выведении эксплантов в нестерильные условия в марте, растениям требуется 3,5 месяца для высаживания в полевые условия, а это на один месяц больше, чем в первом варианте.

و80-60-40-20-

الكلوروفيل أ

الكلوروفيل ب

الكاروتينات

الشكل 1. محتوى الصبغ (٪) في أوراق الفراولة المزروعة على أوساط مع تقرير إخباري وسمازين لمدة أسبوعين.

أ) صنف جنيف - التحكم (بدون مبيدات الأعشاب) على الوسائط مع الجولة الأولى - التركيز 2 10 "6 M

ب) الصنف جنيف "CCr - التركيز 10" 5 م على الوسط مع سيمازين ص! - تركيز 10 "3 م

متنوعة Zenga-Zvngannz

الشكل 2 بقاء نباتات الفراولة حسب فترة الزرع في ظروف غير معقمة (صنف Zenga-Zengana)

عندما تم نقل إإكسبلنتس الفراولة إلى ظروف غير معقمة في الخريف والشتاء ، كان معدل البقاء على قيد الحياة منخفضًا. على سبيل المثال ، كان لدى الصنف Zenga-Zengana 70 ٪ أقل من النباتات الجذور في ديسمبر (1996) مقارنة بشهر مايو (1996) ؛ الصنف دوكات كان يحتوي على عدد أقل من النباتات الجذور في يناير: 55٪ أقل مما كان عليه في مايو (1996). استنادًا إلى بيانات لمدة ثلاث سنوات (1994-1996) ، يمكننا أن نلاحظ أن النباتات المستأصلة المزروعة في ظروف غير معقمة في فترة الخريف والشتاء كان لها معدل بقاء منخفض.

على ما يبدو ، فإن الظاهرة التي لاحظناها ترجع أساسًا إلى استحالة الحفاظ على نفس الظروف (الإضاءة ، التكوين الطيفي للضوء) على نفس المستوى في الغرف الثقافية الصناعية (الدفيئات الشتوية) طوال العام. ممنوع

كذلك استبعاد تأثير الأسباب البيولوجية الداخلية في سلوك النباتات المرتبطة بإيقاعات نمو وتطور النباتات.

وبالتالي ، فإن معدل بقاء النباتات عند نقلها إلى ظروف غير معقمة يعتمد على طريقة الزراعة ووقتها. إن استخدام المصطلحات المثلى لنقل النباتات إلى ظروف غير معقمة يجعل من الممكن زيادة غلة النباتات المتكيفة بنسبة تصل إلى 30٪. 7. التقييم الاقتصادي والبيولوجي لنباتات أنواع مختلفة من الفراولة التي تم الحصول عليها بالطريقة المختبرية والطريقة المعتادة. بتقييم الأهمية الاقتصادية والبيولوجية لأصناف الفراولة ، قمنا بمقارنة تأثير طريقتين لتكاثر النباتات لأصناف مختلفة على الإنتاجية ، وعدد الورود ، ووزن التوت ، وعدد الثمار المصابة بالتعفن (الجدول 8).

الجدول 8

التقييم الاقتصادي والبيولوجي لنباتات الفراولة التي تم الحصول عليها من خلال طرق التكاثر المختلفة ____

طريقة إكثار الأصناف متوسط ​​المحصول لكل نبات في السنة ، g متوسط ​​عدد الوريدات لكل نبات في سنة واحدة من الغطاء النباتي متوسط ​​عدد الوريدات لكل نبات في سنة الغطاء النباتي

Zenga-Zengana في المختبر 126 37 38

قياسي 125 30 37

Redgoitlite في المختبر 108 57 52

قياسي 105 40 53

دوكات في المختبر 95 1819

معيار 99 14 18

Tristar invito 199 21 21

قياسي 183 18 21

تحية invito 186 24 26

قياسي 178 23 25

جنيف invito 177 20 19

قياسي 173 21 19

NSR05: أصناف 26.5 سنة 8.9

التفاعل 5.6

أظهرت التجارب أنه في عام واحد من الزراعة في بعض أصناف الفراولة ، يعتمد عدد الوريدات على طريقة التكاثر ، على سبيل المثال ، في مجموعة Zenga-Zengaia ، كان عدد الوريدات من مصنع المحاسبة 8 أكثر. مقارنة بالنباتات التي تم الحصول عليها بالطريقة التقليدية. في السنة الثانية ، تم تخفيف هذا التأثير. كانت النسبة المئوية للفاكهة المصابة بالعفن أعلى في الأصناف ذات الموجتين الثمرية: أولاً ، يؤثر التقلب الحاد في درجات الحرارة ليلا ونهارا في الخريف في منطقة ياروسلافل ؛ ثانيًا ، يؤثر على تراكم العامل الممرض في النباتات طوال موسم النمو بأكمله. لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية في محصول ووزن التوت.

القضايا الاقتصادية لإكثار الفراولة في المختبر.

طريقة التكاثر الدقيق النسيلي شاقة للغاية وتتطلب قدرًا كبيرًا من تكاليف المواد. في الوقت نفسه ، ترجع الربحية العالية للطريقة المختبرية إلى توفير مساحة الزراعة ، وتقليل فترة نمو النبات ، وزيادة عامل الضرب ، وتحسين جودة المنتج (PSA) ، وكذلك العمل في فترة الخريف والشتاء.

تم إجراء تقييم للكفاءة الاقتصادية لإنتاج مادة الزراعة باستخدام طريقة المختبر باستخدام فراولة Zenga-Zengana كمثال. تم حساب تكاليف الإنتاج على أساس المبادئ التوجيهية لنظام VSTIS (الجدول 9).

أظهرت الحسابات أنه مع عدد النباتات الأولية - 5 قطع ، عامل الضرب - 8 ، عدد عمليات الزراعة الفرعية - 3 ، مع الأخذ في الاعتبار عدد المعامِلات (معدل بقاء النباتات المستأصلة ، محصول البراعم المناسبة للتجذير ، التجذير ™ ، معدل البقاء على قيد الحياة أثناء التكيف) في غضون ستة أشهر وفقًا للتكنولوجيا المقبولة عمومًا ، يمكنك الحصول على 5000 قطعة. يطلق النار. ستكون تكلفة النبات الواحد المزروع وفقًا للتقنية المقبولة عمومًا 1.22 روبل.

كان أحد الجوانب المهمة للكفاءة الاقتصادية للتكنولوجيا المختبرية هو خفض تكاليف العمالة لزراعة 1000 جهاز كمبيوتر. نباتات الفراولة في المختبر.

الجدول 9

التقييم الاقتصادي لإنتاج مادة زراعة الفراولة مع

باستخدام طريقة التكاثر الدقيق النسيلي (ألف قطعة).

المعلمات في طريقة المختبر

1. تكلفة 1 وحدة ، فرك. 1.22

2. التكلفة والنفقات العامة (180٪) ، فرك. 1.68

3. سعر بيع قطعة واحدة ، فرك. 7.2

4. الربح من 1000 قطعة فرك. 5.52

5. عدد البراعم الدقيقة لكل 1 م 2 ، جهاز كمبيوتر شخصى. 1000

6. الربح لكل 1 م 2 ، فرك. 11.04

6. مستوى الربحية 328٪

وهكذا ، تعطي طريقة التكاثر الدقيق النسيلي

تأثير اقتصادي كبير مما يدل على ميزة استخدامه في الإنتاج.

1. مدة الإضاءة لها تأثير كبير على تطوير إإكسبلنتس الفراولة من الأصناف المختبرة. من بين أنظمة الزراعة المدروسة ، تبين أن مدة الإضاءة البالغة 12 و 16 ساعة هي الأكثر ملاءمة من حيث عامل الضرب ، وطول البراعم المتكونة ، وعدد الأوراق ، وفي مرحلة التجذير ، العدد والطول من الجذور.

2. نباتات الفراولة التي نمت في المختبر عند 16 ساعة من الإضاءة أعطت ستولونات أكثر بكثير مما في حالة الزراعة في 12 ساعة ، لذلك ، يمكن استخدام هذه النباتات كنباتات أولية لوضع خلايا الملكة. تمتاز النباتات المزروعة في المختبر تحت إضاءة مدتها 12 ساعة بالمحتوى العالي من الكلوروفيل.

أ ، ب والكاروتينات مقارنة بالنباتات التي تم الحصول عليها في 16 ساعة يوميًا بنسبة 10٪ -30٪.

3. مع التكاثر النسيلي لأنواع مختلفة من الفراولة المختبرة ، من الممكن تقليل تركيزات نيتروجين الأمونيوم بمقدار النصف مقارنة بالوسط الأساسي دون تفاقم مؤشر التطور مثل عامل الضرب

4. لتحفيز التفرع الجانبي في إإكسبلنتس من أصناف الفراولة المختبرة ، فإن الجمع بين 6-BAP بتركيز 1 مجم / لتر مع كينتين 0.25 مجم / لتر يعطي أفضل النتائج.

5. كان لإدراج مبيدات الأعشاب ذات طيف مختلف من النشاط - تقرير موجز و simazine في وسط المغذيات بتركيزات 2X106M - 10 "3M - تأثير كبير على عمليات النمو في إإكسبلنتس الفراولة المزروعة. IM التركيز الانتقائي لل simazine هو 10 M ، تقرير إخباري 10 ~ 5 م للسبعة أصناف المختبرة من الفراولة. يمكن أن تصبح هذه الدراسات أساسًا لاختيار أشكال الفراولة ذات المقاومة المتزايدة لمبيدات الأعشاب.

6. أدى وجود المبيدات الحشرية وسيمازين في وسط المغذيات بتركيزات 105 ، 10 ~ 3 م إلى تثبيط تخليق الكلوروفيل أ ، والكلوروفيل ب ، والكاروتينات. أدى تركيز 2X10-6M في الأسبوع الثامن من الزراعة إلى زيادة في المحتوى الكمي للكلوروفيل أ والكلوروفيل ب.

تم تحديد 7.0 ، الشروط الأكثر ملاءمة لنقل النباتات المخصبة للتكاثر الدقيق إلى ظروف غير معقمة من مايو إلى أغسطس ، مما يجعل من الممكن زيادة محصول النباتات المكيفة بنسبة 20٪ أو أكثر.

8. أظهر تقييم حالة النباتات في الحقل أنه في السنة الأولى للزراعة في نباتات الأصناف Zenga-Zengana و Dukat و Profyugen و Homdey و Redgontlit ، يعتمد عدد الوريدات على طريقة التكاثر. كانت النباتات المزروعة في المختبر تحتوي على حوالي 1.3 وردة أخرى

مرات. في السنة الثانية من الغطاء النباتي ، تم تسوية الفروق في عدد الورود المتكونة في جميع أصناف الفراولة المدروسة. لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية في محصول الأصناف المختبرة اعتمادًا على طريقة التكاثر.

عند إكثار نباتات الفراولة في المختبر ، نوصي بتقليل تركيز نيتروجين الأمونيوم إلى 825 مجم / لتر في وسط المغذيات Murashige-Skoog. لضمان التكاثر الجماعي للبراعم ، فإن التركيبة المثلى لمنظم النمو 6-BAP و kinetin هي 1 مجم / لتر ، 0.25 مجم / لتر ، على التوالي.

يجب أن يتم زرع نباتات أنابيب الاختبار في ظروف غير معقمة من مايو إلى أغسطس.

لاختيار المتغيرات الجسدية والعينات المعدلة وراثيا مع زيادة مقاومة مبيدات الأعشاب ، استخدم التركيزات التالية من مبيدات الأعشاب في وسط المغذيات: rauvdapa - 2X10 "5 ، Yu" 5M ؛ سيمازين - 2M0 "4 ، 1 (ميل بحري.

1. خابوفا س. أ. تأثير ظروف الزراعة على التكاثر الدقيق لنسيج الفراولة وعمليات تكيفه مع الظروف غير المعقمة // ملخصات مؤتمر عموم روسيا "العلماء الشباب من أجل البستنة في روسيا". - م -1995. - ص156-158

2. Khapova S.A. تأثير مبيدات الحشائش على التمثيل الضوئي وتطور النباتات المستأصلة

الفراولة في المختبر // وقائع المؤتمر الدولي الرابع "مشاكل الشجرة وزراعة الأزهار وزراعة الفاكهة وزراعة الكروم وصناعة النبيذ". -يالتا، -1996.-T.2.-S.61-63

3. Khapova S. زراعة الأنسجة لا يوجد فيروس // المجموعة الدولية الثامنة عشر تتدرب على

خدمات وقاية النبات. -تايلاند. 1996. - T. 1. - P.M-M3

4. Vysotsky V.A.، Khapova S.A. حساسية مزارع أعضاء الفراولة المعزولة لمبيدات الأعشاب / سبت. الشغل. VSTISP. - م ؛ 1997. - ص 83-89

5. Khapova S.A. تأثير تركيبة الركيزة وتوقيت الزرع في غير معقمة

شروط بقاء الفراولة على شكل أنبوب اختبار // ملخصات تقارير المؤتمر العلمي YarSHA. - ياروسلافل. 1997.

6. Khapova S.A. رد فعل براعم الفراولة المعزولة على وجود مبيدات الأعشاب في وسط المغذيات // ملخصات المؤتمر الدولي السابع "بيولوجيا الخلايا النباتية في المختبر ، التكنولوجيا الحيوية والحفاظ على حوض الجينات". 1997. - S.382-383

7. Khapova S.A. تأثير نظام الضوء على مورفولوجيا وتركيب الأصباغ

نباتات الفراولة في المجال // وقائع المؤتمر العلمي العملي الدولي السادس "إنتاج المحاصيل غير التقليدية والبيئة والصحة". - سيمفيروبول. 1997. - ت. 1-2. - ص 140 - 141

للتجارب في المختبر ، تم استخدام دم كامل لـ 11 متطوعًا بشريًا سليمًا سريريًا و 36 مريضًا يعانون من إصابات حرارية.

2.3 طرق البحث

2.3.1. طرق البحث المناعي

2.3.1.1. تقييم النشاط الإفرازي العفوي والمستحث للخلايا أحادية النواة في الدم المحيطي في المختبر

كان الهدف من الدراسة هو الدم الوريدي المأخوذ من متطوعين أصحاء ومن مرضى يعانون من إصابة حرارية على معدة فارغة في الصباح. تم تثبيت الدم مع الهيبارين بمعدل 10 وحدة دولية / مل. تم عزل جزء الخلايا أحادية النواة وفقًا للطريقة على تدرج كثافة 1.077 جم / مل بالطرد المركزي (400 جم لمدة 45 دقيقة) باستخدام ficoll و verografin. لتشكيل وسيط بكثافة 1.077 جم / سم 3 ، تم استخدام محلول ficoll-400 بنسبة 9٪ (وزن / حجم) (Diam ، موسكو) و 60٪ urografin الرسمي (شيرينج ، ألمانيا). تم أخذ الحلقة البراقة للخلايا أحادية النواة من الطور البيني باستخدام ماصة باستور وغسلها ثلاث مرات بالطرد المركزي بمتوسط ​​199 عند 689 جم لمدة 5-7 دقائق. تم تعديل الخلايا المغسولة والمعلقة إلى تركيز 1 × 10 7 خلايا / مل. تم تقييم صلاحيتها من خلال تلطيخها بمحلول أزرق تريبان بنسبة 0.2 ٪ ، وكانت الصلاحية 98 ٪ على الأقل.

أجريت زراعة الخلايا بنسبة 5٪ من ثاني أكسيد الكربون في الهواء عند درجة حرارة 37 ْم لمدة ساعة. في ظل ظروف معقمة ، تم شفط محتوى الخلايا ، متبوعًا بغسلتين من الخلايا غير الملتصقة بمحلول هانك. ثم تمت إضافة 250 ميكرولتر من 10٪ من مصل العجل الجنيني و 80 ميكروغرام / مل من الجنتاميسين إلى كل بئر. بعد ذلك ، تمت زراعة الخلايا لمدة 72 ساعة ، في منظم حرارة عند 5٪ من ثاني أكسيد الكربون في الهواء ، عند درجة حرارة 37 درجة مئوية ، تم تحديد تركيز السيتوكينات في المادة الطافية.

2.3.1.2. أبحاث المناعة الفطرية

تحديد عدد الكريات البيض وصيغة الكريات البيض.تم تحديد عدد الكريات البيض في الدم المحيطي بطريقة التشابه التقليدية في غرفة غورياييف. تم حساب صيغة الكريات البيض في مسحات الدم المثبتة بكحول الميثيل وملطخة بالازور إيوزين II-eosin وفقًا لرومانوفسكي-جيمسا. تم إحصاء 200 خلية بيضاء مع تمايز الحمضات ، الخلايا القاعدية ، الخلايا الميتاميلوسية ، العدلات الطعنة والمجزأة ، الخلايا الليمفاوية ، الخلايا الوحيدة. تم التعبير عن عددهم بقيم نسبية (٪) ومطلقة (10 9 / لتر).

تمت دراسة النشاط الوظيفي للبلعمة من حيث اختبار NBT والبلعمة.

دراسة السعة الامتصاصية لبالعات الدم المحيطيتم إجراؤه على نموذج امتصاص جزيئات اللاتكس. لتقييم البلعمة ، تم خلط 200 ميكرولتر من الدم مع 20 ميكرولتر من معلق جزيئات من مادة اللاتكس البوليسترين أحادية التشتت (قطرها 1.7 ميكرومتر). بعد 60 دقيقة من الحضانة عند درجة حرارة 37 درجة مئوية ، تم تحضير المستحضرات من المعلق ، والتي تم تجفيفها وتثبيتها بالميثانول وتلطيخها باللون الأزرق السماوي II - يوزين وفقًا لـ Romanovsky-Giemsa. تم استخدام الفحص المجهري الغاطس لمراعاة نشاط البلعمة - النسبة المئوية للخلايا التي التقطت جسيمًا لاتكسًا واحدًا على الأقل ، وشدة البلعمة - عدد كرات اللاتكس الدقيقة الممتصة في 100 خلية معدودة ، وعدد البلعمة - عدد اللاتكس الممتصة المجهرية لكل بلعمه.

اختبار NSTمع الأخذ في الاعتبار شدة تقليل نيتروبلو تترازوليوم (NBT) بواسطة البالعات إلى شكلها غير القابل للذوبان - دي فورمازان وفقًا لطريقة A.N. Mayansky و M.E. فيكسمان (1979). تم إجراء اختبار NBT العفوي والمستحث.

في أنابيب الاختبار التي تحتوي على 0.2 مل من الدم ، تمت إضافة 0.1 مل من محلول 0.2٪ من تترازوليوم أزرق نيترو مخفف معياري في محلول فوسفات 0.1 مولار (درجة الحموضة 7.4). لتقييم اختبار HBT المستحث ، تمت إضافة 20 ميكرولتر من تعليق جزيئات أحادية التشتت (قطر 1.7 ميكرومتر) جسيمات لاتكس البوليسترين (سلسلة مستحثة) أو 20 ميكرولتر من 0.9 ٪ كلوريد الصوديوم (سلسلة تلقائية) إلى كل بئر. بعد حضانة لمدة 30 دقيقة عند درجة حرارة 37 ْم ، تمت إضافة 3 مل من 0.1٪ حمض هيدروكلوريك إلى خليط التفاعل لإيقاف التفاعل. تم طرد الأنابيب عند 1000 دورة في الدقيقة لمدة 5 دقائق. تم التخلص من المادة الطافية ، وتم تحضير مسحات من الرواسب. بعد التجفيف ، تم تثبيت المستحضرات بالميثانول وصبغها لمدة 5 دقائق بمحلول مائي 0.1٪ من سافرانين. باستخدام الفحص المجهري بتكبير 90 × 10 × 1.5 ، حددنا النسبة المئوية للخلايا التي تعيد NBT وشدة التفاعل وفقًا لنشاط تقليل NBT ، حيث تم تقسيم الخلايا الإيجابية NBT إلى 3 مجموعات:

1 - خلايا ذات حبيبات ديفورمازان في السيتوبلازم بمساحة إجمالية أقل من ثلث منطقة النواة ؛

2 - خلايا ذات حبيبات ديفورمازان في السيتوبلازم فوق 1/3 منطقة النواة ؛

3 - خلايا ذات حبيبات ديفورمازان تتجاوز حجم النواة.

للحصول على معامل شدة التفاعل ، تم ضرب عدد الخلايا في المجموعة الأولى ، معبرًا عنه كنسبة مئوية ، في 1 ، والمجموعة الثانية - 2 ، والثالثة - على 3 ، تم تلخيص النتائج وقسمتها على 100.