Введение к работе
Актуальность проблемы. Понимание механизмов функционирования апикальной меристемы необходимо и для успешной работы в области микроклонального размножения, и в связи с проблемами других областей физиологии растений, затрагивающими механизмы гормонального контроля роста и развития целого растения. Клеточные механизмы заложения листьев были выяснены в основном в ходе дискуссии YO-X годов (Lyndon,19ба;Ниввеу,1972,1973;Nougarede,Rondet,1973,1976).Исследование действия гормонов на заложение примордиев в апексах про-" водили большей частью на побегах интактных растений: были получены противоречивые данные по действию на апекс и заложение в нем примордиев ауксинов, ЦИТОКИНИНОВ и АБК (Wai4Uaw,lUtra,1958;Krekule, Horavka,l972;Seidlova,Khatoon,1976).Достаточно однозначные данные были получены лишь по ускорению заложения листьев гиббереллином (Bernier et al.,1964-;MakBymowyoh et al.,1976). Гормональную регуляцию начальных этапов роста листа в основной массе работ изучали на уже сформировавшихся, растущих листьях (Goodwin,Erwee,1933).
При культивировании апексов (или верхушек побега) предметом изучения обычно становится морфогенез эксплантов и его изменение под действием гормонов (Shabde,Mm?aehige,1977;Smith,MuraBhige,1970, 1982),- обычно ауксиновойи цитокининовой природы. Цель работ такого типа - получение системы клонового размножения in vitro. В других, работах (Smith,1968; Ншзвеу,1971а,1972) были получены результаты по действии гормонов на образование.и рост примордиев, но гормональные механизмы регуляции втих процессов не исследовали, к тому же не рассматривали и совместное действие гормонов.
Использование предложенного Г.Хассе (B*useey,i97ia,i972) метода
кратковременного культивирования апикальных експлвнтов позволяет
вести прижизненное' наблюдение за ростом апекса, измеряя рост и
частоту заложения примордиев. Нами разработана модельная система,
позволяющая контролировать действие регуляторов роста на акспланг,
дащая в качестве предмета анализа стандартный набор характеристик
роста апвкса, делающая возможным отбор апексов, находящихся на
одной стадии развития. Удобным нам представляется и применение
биохимических;: .ингибиторов синтеза " фитогормонов; нами был
использован:''один ,. из .самых эффективных 'для гиббереллинов -
паклобутразол (Ш) (Coutm«e,i982). .
Цель и задачи исследования. Целью работы было изучить действие экзогенных регуляторов на нормальное функционирование апекса в культуре верхушек побега гороха, состоящее в регулярном залокении и росте новых примордеев. Перед нами стояли следующие задачи:
- изучить влияние ауксина, гибСереллина и цитокининов, и
чувствительность к ним, на апекс культивируемой верхушки побега
гороха по совокупности параметров, описывающих заложение и рост
примордиев;
- определить влияние фитогормонов на кинетику начального роста
примордия в апексе гороха;
выяснить особенности действия гормонов на ростовые характеристики двух последовательно закладывающихся в апексе гороха примордиев;
- исследовать действие ингибитора биосинтеза гиббереллина
паклобутразола на модельную систему;
- сравнить действие на модельную систему природного (зеатин) и
синтетических (кинвтин, БАП) цитокининов.
Научная новизна работы. На основе. разработанной совместно ' с А.А.Котовым модельной системы, представляющей собой культивируемый на разных гормональных средах апикальный эксшгант гороха, было изучено действие ИУК, гибберелловой кислоты и цитокининов (зеатин, ки-нетин, БАП), а такие ингибитора биосинтеза гиббереллина паклобутразола на залокение и рост листовых примордиев в апексе гороха. Впервые было показано, что разным стадиям пластохрояа апекса гороха соответствует и разная чувствительность к фитогор.юнам. Принципиально новым является и обнаруженная одинаковая чувствительность к гиббереллину и цитокииину двух,'ростовых процессов - залегания и начального роста примордия в апексе гороха. Более того, показано изменение динамики роста примордия гороха под действием этих гормонов. Использование Ш позволило обнаружить синтез некоторого количества гиббереллина в экспланте и его значение для роста апекса. Данная модельная система была апробирована для сравнения' активности цитокининов.
Теоретическое и практическое значение. Разработана новая модельная исследовательская система, позволявшая проводить изучение гормональных механизмов роота и развития апекса. Данная модельная система может быть рекомендована в некоторых случаях и для тестирования новых синтетических регуляторов роста. Полученные
результаты вносят вклад в современные представления о гормональной регуляции ростовых процессов в апексах растений. Выявленные особенности дейстзия гормонов на культивируемые верхушки побегов позволяют лучше представлять себе процессы роста и дифференцировки в меристемах при микроклональном размножении растений.
Апробация работы. Материалы диссертации были долокены на 7-м конгрессе Федерации Европейских Обществ физиологии растений (Умеа,-Швеция, 1990), на ежегодных семинарах лаб. фотосинтеза ИФР РАН.
Объем и структура диссертации, диссертационная работа ( .44.1 страницы, Щ рисунков, /$. таблиц) состоит из введения, обзора, литературы, экспериментальной части, включающей описание материалов и методов работы, изложение результатов экспериментов и их обсуждение, заключения, выводов, списка литературы (22fc> наименования, из них2б7зарубежных авторов).
