WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

В работе применялось МП с параметрами, при которых они оказывают сильное влияние на физические характеристики воды и вызывают наиболее значительные реакции дафнии, используемой в качестве тест-объекта (Усанов, 2001, 2006а, б). При этом, в отличие от большинства других работ, в данном исследовании учитывались три параметра МП (частота, индукция, длительность экспозиции). Воздействию МП с частотами из интервала 1-30 Гц и индукцией 25 мТл подвергались покоящиеся, прорастающие семена и проростки однодольных и двудольных растений. Исследовались апикальные корневые и стеблевые меристемы проростков в возрасте двух-трех суток. Для получения данных, наиболее адекватно отражающих степень сходства реакций на МП у различных представителей цветковых растений, исследования проводились на объектах различного систематического положения, разной генетической конституции. Объекты исследования принадлежат к двум классам, четырем подклассам, восьми порядкам и семействам, семнадцати родам и видам. В пределах вида исследовались сорта, линии, гибриды, растения с разными типами цитоплазмы и различным уровнем плоидности как основные категории растительных объектов, постоянно используемые в селекционной и семеноводческой практике и расширяющие диапазон генетического разнообразия. Всего изучено 56 различных сортов (линий). При выборе объектов предпочтение отдавалось важным сельскохозяйственным культурам.

Подсчет клеток на разных стадиях клеточного цикла осуществлялся на давленых ацетокарминовых препаратах. При анализе препаратов использовалась светлопольная микроскопия в проходящем свете. Значения митотического индекса и относительной продолжительности фаз митоза определялись на основе анализа не менее 3 тысяч клеток в каждой из трех повторностей. Для каждого полученного значения производился подсчет доверительных интервалов при уровне значимости 0,05 (Рокицкий, 1973).

Глава 3. ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА МИТОТИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ АПИКАЛЬНЫХ МЕРИСТЕМ ОДНОДОЛЬНЫХ И ДВУДОЛЬНЫХ РАСТЕНИЙ

Действие МП на растения различного систематического положения. Все исследованные виды характеризуются принадлежностью к разным родам, некоторые из которых объединяются в одни и те же, а другие – в разные таксоны более высокого ранга (семейства, порядки, подклассы и классы). Для всех объектов отмечен воспроизводимый эффект действия МП, заключающийся в повышении уровня МА апикальных корневых меристем у опытных растений по сравнению с контрольными (рис. 1). Величина стимулирующего эффекта для большинства видов находится в пределах 10-20%. При этом достоверные различия по этому признаку могут наблюдаться не только между разными видами, но и между сортами, принадлежащими к одному виду. Разные виды растений в пределах семейства не всегда проявляют сходные показатели стимулирующего эффекта. Таким образом, величина стимулирующего эффекта может значительнее различаться у растений более близкого систематического положения по сравнению с растениями, принадлежащими к разным таксонам более высокого ранга.

Рис. 1. Повышение уровня МА апикальных корневых меристем проростков при воздействии МП с частотой 6 Гц и индукцией 25 мТл на покоящиеся семена в течение 1 ч: 1 – кукуруза Пурпурный тестер скороспелый, 2 – сорго Пищевое 35, 3 – пшеница Саратовская 29, 4 – лук Каратальский, 5 – укроп Грибовский, 6 – петрушка Листовая обыкновенная, 7 – морковь Марлинка, 8 – горох Глориоза, 9 – капуста Белокочанная июньская, 10 – редис 18 дней, 11 - арбуз Ультраранний, 12 – тыква Миндальная 35, 13 – огурец Атлет, 14 – огурец Эстафета, 15 – подсолнечник Саратовский 85, 16 – баклажан Алмаз, 17 – перец Самородок F1, 18 – томат Бельканто, 19 – томат Шипка

Влияние размера и физиологического состояния семян на величину стимулирующего эффекта. Неоднородность семенного материала и альтернативность состояний покоя и прорастания семян в момент экспозиции можно рассматривать как условия, постоянно сопутствующие любым экспериментам, в которых воздействие осуществляется на семена растений. Поэтому необходимо выяснить, не являются ли эти условия факторами, модифицирующими проявление стимулирующего эффекта.

Для различных культур однодольных и двудольных получены воспроизводимые эффекты стимуляции МА при действии МП как на покоящиеся семена, так и на прорастающие (рис. 2). Показано, что для проростков, полученных из семян разного размера, могут наблюдаться различия в уровнях стимуляции МА. Для подсолнечника такие различия могут достигать семикратного уровня. Величина стимулирующего эффекта может быть разной для одного и того же объекта в зависимости от его состояния (действие МП на покоящиеся или прорастающие семена).

Получение стимулирующего эффекта при экспозиции покоящихся семян перспективно в связи с пригодностью этого варианта воздействия для крупнотоннажной обработки с исследовательскими и хозяйственными целями. При этом для некоторых культур (например, сорго) такое воздействие оказывается более эффективным. Стимуляция МА проростков из мелких семян представляет особый интерес, поскольку небольшой размер семян часто связан с их относительно невысоким качеством, что является одной из причин возможного отставания полученных из них растений в росте и развитии. Повышение МА проростков таких растений может оказывать благоприятное воздействие на их дальнейшее развитие.

Рис. 2. Стимуляция МА апикальных меристем корней кукурузы Пурпурный тестер скороспелый (1), сорго Пищевое 35 (2), подсолнечника Саратовский 85 (3) и укропа Грибовский (4) при воздействии МП с частотой 6 Гц и индукцией 25 мТл в течение1 ч на покоящиеся (А) и прорастающие (Б) семена

Стимуляция МА апикальных стеблевых меристем. Выявление стимулирующего действия МП на МА меристем апекса корня привлекает внимание к другому типу апикальных меристем – стеблевым меристемам. При исследовании стеблевых меристем кукурузы и сорго отмечены значительные уровни стимуляции МА под действием МП, превышающие 30% (рис. 3).

Рис. 3. Стимулирующее действие МП с частотой 6 Гц и индукцией 25 мТл на МА апикальных меристем стеблей кукурузы Пурпурный тестер скороспелый (1, 2) и сорго Пищевое 35 (3) при экспозиции 1 ч покоящихся (1, 3) и прорастающих (2) зерновок

Биологическое значение имеет стимуляция МА корневых и стеблевых меристем, поскольку важная роль принадлежит и подземным, и надземным органам, формирующимся в ходе их деятельности. Работа с апикальными стеблевыми меристемами характеризуется большей сложностью и трудоемкостью по сравнению с анализом корневых меристем. Учитывая, что стимулирующий эффект проявляется в обоих типах меристем, в большинстве исследований можно ограничиться изучением последнего типа.

Варьирование величины стимулирующего эффекта в зависимости от выбора момента фиксации при проращивании семян в условиях МП. Для выяснения степени влияния временнго фактора, связанного с выбором момента фиксации исследуемого материала, на величину стимулирующего эффекта, проведены серии экспериментов с кукурузой (линия Пурпурный тестер скороспелый) и сорго (сорт Пищевое 35). При этом осуществлялось относительно длительное (около 2 суток для кукурузы и около 3 для сорго) воздействие МП на растения. Во время экспозиции протекали процессы набухания и прорастания семян, развитие проростков до момента фиксации материала. Было осуществлено шесть фиксаций, следующих друг за другом с одночасовым интервалом. Для определения митотического индекса в этой серии экспериментов анализировалось от 15 до 30 тысяч клеток в каждом варианте и повторности.

В разные часы фиксации отмечены различные уровни стимуляции (рис. 4). Для кукурузы значения стимулирующего эффекта в разных повторностях, а также в разных фиксациях одной и той же повторности, могут различаться более чем в два раза. Для сорго различия между значениями стимуляции МА в разных повторностях могут быть четырехкратными, а в разных фиксациях одной повторности эти различия иногда достигают одиннадцатикратного уровня. Однако, несмотря на такие различия, стимулирующий эффект был отмечен во всех вариантах и повторностях.

Рис. 4. Изменение стимуляции МА апикальных корневых меристем однодольных растений на протяжении 6 фиксаций, проводимых с интервалами в 1 ч, при проращивании зерновок в МП с частотой 6 Гц и индукцией 25 мТл в трех повторностях

Условия, необходимые для получения стимулирующего эффекта. Экспериментально установлено существование минимального времени воздействия МП на семена, необходимого для проявления стимулирующего эффекта. У кукурузы воздействие МП менее 45 мин не приводит к изменению МА у проростков. Неоднократное (от двух до пяти раз) повторение экспозиции семян в МП не способствует увеличению стимулирующего эффекта, поэтому достаточно однократного воздействия.

Для получения стимулирующего эффекта можно применять частоты в интервале от 1 до 12 Гц (рис. 5). Результаты экспозиции зерновок кукурузы в переменном МП с разными частотами, как правило, достоверно различаются. Наибольший средний уровень стимуляции (29%) соответствует воздействию переменного МП при частоте 9 Гц. У проростков, полученных из разных по размеру зерновок, могут наблюдаться достоверно различные уровни стимуляции. В наибольшей степени это справедливо для МП с частотами 6 и 9 Гц.

Рис. 5. Повышение уровня МА апикальных корневых меристем кукурузы Пурпурный тестер скороспелый при воздействии на покоящиеся зерновки в течение 1 ч переменного МП с индукцией 25 мТл и при дополнении его ПМП с индукцией 1,2 мТл

Воздействие МП с частотами 15 и 30 Гц не приводит к существенному изменению МА у кукурузы и сорго. Полученные данные подтверждают важность частоты как биотропного параметра МП и свидетельствуют о биологической неравнозначности различных значений этого параметра.

При хранении сухих семян до проращивания свыше 3 суток после экспозиции в МП отмечается значительное снижение стимулирующего эффекта до его полного исчезновения (рис. 6). При этом обращает на себя внимание схожесть графиков, отражающих угасание стимулирующего эффекта для разных видов.

Рис. 6. Угасание стимулирующего эффекта на МА апикальных корневых меристем проростков кукурузы Пурпурный тестер скороспелый и подсолнечника Саратовский 85, вызываемого воздействием МП 6 Гц 1 ч на покоящиеся семена при проращивании непосредственно после этого воздействия, а также через 3, 5, 7, 10, 15 и 20 суток

Комбинированное воздействие постоянного и переменного МП. В рамках вопроса о подверженности стимулирующего эффекта действию различных модифицирующих факторов, в качестве одного из них было выбрано постоянное МП (ПМП). Исследовался эффект комбинированного действия переменного и постоянного МП. ПМП создавалось постоянными магнитом подковообразной формы с индукцией 1,2 мТл. Применение дополнительного фактора связано с многочисленностью описанных в литературе примеров различия эффектов комбинированного воздействии и составляющих его факторов по отдельности. Выбор ПМП как дополнительного фактора обусловлен имеющимися сведениями о существовании различий в степени изменения частоты сердцебиений дафнии, используемой в качестве тест-объекта, при комбинированном воздействии и воздействии переменного МП (Усанов и др., 2007).

Влияние переменного поля практически во всех случаях оказывается более значительным, чем эффект комбинированного воздействия (рис. 5) Эти различия могут превышать двукратные. Наибольшие средние значения стимулирующего эффекта при воздействии переменного поля и комбинированном воздействии отмечаются при разных частотах переменного МП.

Комбинированное воздействие переменного и постоянного МП характеризуется более равномерным действием как при сравнении эффекта на разные по размеру зерновки, так и при сравнении эффективности действия разных частот МП. Таким образом, ПМП следует рассматривать как один из физических факторов, способных воздействовать на степень проявления стимулирующего эффекта.

Внутривидовые различия в реакциях на МП. При сопоставлении реакций на МП разных сортов огурца и томатов уже отмечалось существование достоверных различий между сортами. Исследование различий между линиями и гибридами в реакциях на МП проведено для кукурузы (рис. 7). Использовались различные линии, а также гибриды от реципрокных скрещиваний этих линий. Всего исследовано 6 линий и 9 гибридов.

Рис. 7. Проявление стимулирующего действия переменного МП с частотой 6 Гц и индукцией 25 мТл на МА проростков различных линий и гибридов кукурузы (прямые скрещивания: 1 – ТМАТ-3; 2 – ЗМСПГПЛ-1; 3 – ЗМСППСф; 4 – Кр 703ГПЛ-1; 5 –ЗМСПТМ; 6 – ЗМСППС-16)

На представленном материале подтверждается, что линии могут достоверно различаться между собой по уровню стимуляции МА под действием МП. Для гибридов чаще всего характерен более низкий уровень стимулирующего эффекта, чем у любой из исходных линий. Гибриды от реципрокных скрещиваний только в одном из трех сравниваемых случаев достоверно различаются между собой по уровню стимуляции МА. Стимуляция МА под действием МП характерна для всех линий и гибридов, однако различия в ее уровнях между родительскими линиями и их гибридами могут превышать двукратные.

Исследовалось действие МП на растения кукурузы с разным уровнем плоидности. В результате воздействия МП с частотой 6 Гц в течение 1 часа на сухие зерновки у тетраплоидов линий Сахарная, 762 и 769 отмечено превышение уровня МА корневых меристем у опытных растений по сравнению с контрольными на 17%, у триплоида – на 20%.

При исследовании действия МП на растения линии АТ-3 с разными типами цитоплазмы (N, C, Б, М, Т) показано, что для них характерны различные значения стимулирующего эффекта (рис. 8). Различия могут достигать двух- и трехкратного уровня. Непосредственной причиной данного явления могут быть особенности строения или биохимического состава зерновок исследуемых линий, способные привести к разной интенсивности физиологических процессов в проростках.

Рис. 8. Повышение уровня МА апикальных корневых меристем у проростков кукурузы линии АТ-3 с разными типами цитоплазмы при воздействии МП с частотой 6 Гц и индукцией 25 мТл на зерновки в течение 1 ч

Стимулирующий эффект был отмечен для восьми фертильных линий сорго и стерильных аналогов этих линий (рис. 9). Разные уровни стимуляции могут наблюдаться у линий, имеющих генетические различия на уровне ядра и цитоплазмы. Фертильные линии и их стерильные аналоги во всех исследованных случаях имеют достоверные различия по этому признаку. При этом более высокий уровень стимуляции характерен в ряде случаев для фертильной линии, в других – для стерильного аналога. Таким образом, особенности ядерного и цитоплазматического генома клеток могут рассматриваться как факторы, способные оказывать влияние на проявление стимулирующего эффекта.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»