Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса 9
2. Природно-климатические условия расположения объекта ЗО
2.1 Лесорастительные условия и климат ЗО
2.2 Рельеф, почвы и растительность 34
2.3 Гидрологические условия 38
3 Характеристика объекта и методики исследований 41
3.1 Характеристика объекта 41
3.2 Методики исследований 53
3.2.1 Методика сбора пыльцы и определения её жизнеспособности 54
3.2.2.Методика определения длины, ширины и толщины стенки волокон либриформа 54
3.2.3 Методика определения среднего диаметра, средней высоты и запаса 55
3.2.4Методика микроклонального размножения (invitro) 56
а) поверхностной обработки растительного материала 56
б) приготовления питательной среды для культивирования 59
в) ввода растительного материала в питательную среду 63
г) работы в ламинар-боксе 65677891 121
4. Определение размеров и жизнеспособности пыльцы местных и интродуцированных видов берез
5. Изучение параметров волокон либриформа местных и интродуцированных видов берез. Влияние возраста на изменения длины, ширины и толщины стенки
6. Ускоренное получение регенерантов карельской березы при помощи метода клонального микроразмножения (invitro)
7. Экономическое обоснование использования семей местных видов бёрезы в лесокультурной практике
Заключение
Рекомендации производству
Библиографический список
- Рельеф, почвы и растительность
- Методика сбора пыльцы и определения её жизнеспособности
- работы в ламинар-боксе 65677891
- Ускоренное получение регенерантов карельской березы при помощи метода клонального микроразмножения (invitro)
Введение к работе
Актуальность темы. Важнейшей задачей лесного хозяйства на современном этапе является повышение продуктивности и качества лесов, улучшение их породного состава, жизнеспособности, долговечности и устойчивости. Для создания таких лесов необходимо использовать адаптированные к местным климатическим условиям виды, имеющие известное генетическое происхождение.
Береза по площади лесов в Российской Федерации занимает третье место и является одной из наиболее перспективных и востребованных пород, использующихся в лесокультурной практике. В смешанных культурах способствует снижению распространения пожара, а также улучшению верхнего плодородного слоя почвы.
Степень разработанности. Изучением внутривидовой изменчивости березы занимались Соколов (1950), Мегалинский (1950), Любавская (1956), Козьмин (1962), Данченко (1972), Коровин, (1975), Буторина (2001).
Свойства и признаки березы изучали Гриценко (1938), Харитонович (1949), Б.Д. Зайцев (1949), И.В. Трещевский (1953), Л.М. Перелыгина, (1953), Погребняк (1955), Н.И. Вамбольдт (1984), В.К. Попов (2003), Н.Е. Косиченко (2012).
Изучением такой разновидности березы повислой, как береза карельская занимались С.Н. Багаев (1965), Валанне (1972), Любавская (1978), Барильская (1979), В.И. Ермаков (1986), Евдокимов (1994), Барсукова (1995), Коровин (2003).
Цели и задачи исследования. Цель исследования: на основе изучения полиморфизма популяций березы выявить виды березы, которые являются более адаптированными к климатическим условиям ЦЧР.
В связи с поставленной целью решались следующие задачи:
1. Изучить анатомические признаки механической ткани разных видов березы на
модельном объекте испытательных культур.
2. Провести изучение генеративной сферы березы на примере размеров
мужского гаметофита.
3. Изучить динамику роста, приживаемость и выживаемость семенных потомств
местных видов берез.
4. Изучить биотехнологические характеристики жизненных форм березы
карельской при введении в культуру in vitro.
Научная новизна.
Мониторинг пыльцевых зерен разных видов березы показал качественные различия между видами и выявил характерные особенности у каждого из них.
Впервые при введении в культуру in vitrо разных жизненных форм были установлены принципиальные отличия в инфицированности эксплантов после проведения стерилизации.
- Впервые на 23-летних испытательных культурах березы показана
перспективность применения селекционных методов для выявления засухоустойчивых
генотипов березы.
- В отобранных селекционно-генетических формах впервые были определены
параметры волокон либриформа. Показана прямая связь между длиной волокна
либриформа и прочностью древесины у березы повислой.
Теоретическая и практическая значимость работы. Выявленные
адаптированные к климатическим условиям ЦЧР генотипы березы позволят создавать более устойчивые к антропогенным воздействиям культуры, в том числе и для полезащитного разведения. Полученные регенеранты ценных генотипов карельской березы in vitrо позволят создавать плантационные культуры целевого назначения, не использовавшиеся ранее на территории ЦЧР, для получения ценной древесины в коммерческих целях.
Материалы диссертационной работы внедрены в учебный процесс на кафедре «Лесных культур, селекции и лесомелиорации» ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова».
Методология и методы исследования.
В процессе исследований использовались следующие методики:
-
Методика сбора пыльцы и определения её жизнеспособности;
-
Методика определения длины, ширины и толщины стенки волокон либриформа;
-
Методика определения среднего диаметра, средней высоты и запаса местных видов берёзы;
-
Методика микроклонального размножения (in vitro):
а) поверхностная обработка растительного материала;
б) приготовление питательной среды для культивирования;
в) ввод растительного материала в питательную среду;
г) работа в ламинар-боксе.
Положения, выносимые на защиту:
1. Засухоустойчивая форма березы повислой С-2 и березы пушистой Б-3
рекомендуются в качестве компонента для создания смешанных культур.
2. На основе многолетних исследований береза повислая является
предпочтительным видом для генетико-селекционных работ в ЦЧР.
3. Выявлены качественные и количественные различия в размерах пыльцевых
зерен, заключающиеся в большем её полиморфизме у интродуцированных видов
(карельская береза) по отношению к местным видам.
4. Определена и апробирована методика для массового получения
высокоствольной жизненной формы карельской березы на основе биотехнологии.
Степень достоверности подтверждается достаточным объемом полевых данных, использованием научных методик, а также применением статистического анализа и современных методов обработки.
Апробация работы. Полученные результаты были доложены на
международной научно-технической юбилейной конференции «Лесные экосистемы в
условиях меняющегося климата: проблемы и перспективы» (Воронеж, 2015 г.),
всероссийской молодежной научно-практической конференции «Мониторинг
состояния, использования и воспроизводства лесов Европейской части Российской Федерации», (Воронеж, 2016 г.). В рамках гранта (договор № 6215 ГУ/2015 от 26.06.2015 г.) был проведен обмен опытом и технологиями на базе Института Леса НАН
Беларуси (лаборатория биотехнологии). Результаты представлены на промежуточной научной конференции фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, (Воронеж, 2016 г.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 10 научных работ. Из них в журналах, рекомендованных ВАК РФ, опубликовано 2 работы.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа включает в себя введение, семь глав, заключение, рекомендации производству. Библиографический список состоит из 190 источников, из которых 45 на иностранном языке, 3 приложения. Общий объем диссертации включает 167 страниц, 47 таблиц и 32 рисунка.
Рельеф, почвы и растительность
О такой аномалии как сувель (шарообразный наплыв на стволе дерева, происхождение которого не связано с почками) специальной литературы не встречалось, есть лишь только упоминания [147, 65].
Образование сферобластов (округлые или удлиненные образования) связывают с развитием спящих почек [185]. По наблюдениям Коровина [65] только первый этап формирования связан с почкой. В дальнейшем, при её отмирании, камбий продолжает делиться и формирует на этом месте шар.
Несмотря на то, что капы и сувели являются результатом аномального строения органов, они обладают красивой текстурой древесины. Волокна переплетаются и образуют неповторимые по рисунку перламутровые участки, которые отражают в себе дневной свет. Такой материал используют для изготовления женских украшений, заколок, рукояток ножей и даже столовых приборов.
Изучая полиморфизм популяций местных видов берез, хотелось бы более подробно остановиться на свойствах и признаках этой породы. На территории нашей страны береза является самой распространенной лиственной породой. Преобладающее значение имеют два вида берез повислая (Betula pendula Roth.) и пушистая (Betula pubescens Ehrh.). Местом происхождения рода Betula считается Юго-Восточная Азия [102]. Как лесообразующая порода была введена Н.К Генко [29]. Встречается данная порода повсеместно, так как приспособлена к различным климатическим условиям. Береза является светолюбивой породой, что доказывает её ажурная крона и реакция прироста на изменение освещенности. Малотребовательна к влажности почвы, способна переносить засухи. Однако усыхание березы является достаточно известным явлением. Современные гипотезы отмирания деревьев основаны на нашем понимании обращения воды в растениях. Отказы проводящей системы у растений, как представляется, происходят, когда потери воды от испарения становится больше, чем поглощение через корни, которые создают высокую напряженность воды в ксилеме, и в результате происходит прогрессирующее образование пустот и потеря проводимости ксилемы, в результате чего дерево погибает [169]. Свежие и влажные условия местопроизрастания являются оптимальными. Береза не повреждается заморозками и является морозоустойчивой породой. Не требовательна к плодородию почвы и сама является почвоулучшающей породой, способствует накоплению гумуса и зольных элементов [102]. По поводу солеустойчивости березы мнения авторов расходятся. Х.М. Исаченко [54], Е.А. Жемчужников [45] не считают данную породу солеустойчивой. А. Глумов [33], С.В. Селяков [114], наоборот относят её к таковым. Исследования Г.А. Глумова и С.Н. Селякова доказали, что береза повислая является достаточно солеустойчивой. Она также зарекомендовала себя как газоустойчивая порода, поэтому способна произрастать в центрах крупных городов [102].
Береза является быстрорастущей породой, особенно в молодом возрасте. По быстроте роста может соревноваться лишь с тополем, но в определенных условиях способна обогнать и его Древесина березы рассеянно сосудистая, отличается высокой упругостью и твердостью, по цвету белая или с желтоватым оттенком, ядра не имеет. Физико-механические свойства с возрастом улучшаются [99] и могут изменяться в зависимости от места произрастания и климатических факторов. Основной объём древесины березы повислой составляют сосуды и сосудистые трахеиды, волокнистые трахеиды волокна либриформа, тяжевая и лучевая паренхима. Ранняя и поздняя древесина не отличаются
Широкое распространение березы, доступность для эксплуатации и высокие механические свойства обусловливают широкое и разнообразное применение этой породы, занимающей по промышленному значению первое место среди лиственных пород [68].
Береза широко используется в различных отраслях деревообрабатывающей промышленности. Березовая кора и отдельные ее компоненты являются ценным сырьем для производства материалов с практически важными свойствами. Известно, что измельченная кора березы используется как кормовая добавка в рационе сельскохозяйственных животных и птицы [136]. Одним из наиболее перспективных путей утилизации коры березы считается ее химическая переработка с получением биологически активных веществ. Так, из бересты получают суберин, бетулин и его производные [122]. Содержание бетулина во внешней коре (бересте) варьируется от 10 до 40 % в зависимости от вида березы, места и условий её произрастания, возраста дерева, сезона. Наружная часть бересты березы давно использовалась для получения берестового дегтя, который применяется в фармакологии и ветеринарии. Сама береста в народной медицине использовалась в качестве антисептика при лечении гнойных ран и различных кожных заболеваний. Бетулин обладает антивирусными, противовоспалительными, гепатопротекторными, антиоксидантными и другими свойствами. Цитотоксическая активность производных бетулина исследована по отношению к различным раковым клеткам. Наиболее выраженной противоопухолевой активностью обладает бетулиновая кислота, являющаяся селективным ингибитором роста клеток меланомы человека, ингибитором роста раковых клеток [123].
Древесина березы является отличным материалом для изготовления транспортных контейнеров для перевозки различных грузов. Конструкция контейнера должна выдерживать без повреждения содержимого значительные динамические нагрузки, которые могут возникать при падении контейнера с самолета, в результате аварии или теракта. Древесина березы имеет более высокие прочностные свойства, в отличие от сосны и осины, при нагружении как вдоль, так и поперек волокон [12].
Древесина березы также является оптимальным сырьем для изготовления древесноугольных брикетов. Древесный уголь является высокоуглеродистым материалом, имеющий широкое применение во многих отраслях промышленности и в быту [126].
Методика сбора пыльцы и определения её жизнеспособности
Объект заложен на территории Семилукского лесопитомника Воронежской области и входит в Семилукское лесничество. Семилукское лесничество расположено в юго-западной части Воронежской области на территории Семилукского, Нижнедевицкого и Рамонского административных районов и землях города Воронежа и включает в себя Нижнедевицкое, Землянское и Подгоренское участковые лесничества.
Общая площадь лесничества, в том числе площади, входящих в него участковых лесничеств представлены в таблице 6 и составляют:
Семилукский район расположен на северо-западе Воронежской области. На юго-востоке район граничит с г.Воронеж, на востоке – с Рамонским районом, на западе – с Курской областью, на севере – с Липецкой областью, на юге – с Нижнедевицким и Хохольским районами. Площадь Семилукского района – 1610 км2.
История организации Семилукского лесничества относится к 1949 году. Организована Семилукская лесозащитная станция в Семилукском районе с. Подгорное в 1949 году, Землянское лесничество – в 1950 году.
Основные функции лесничества – природоохранная деятельность, включающая в себя выполнение защитных, водоохранных, рекреационных функций. Территориальное расположение лесничества представлено на рисунке 2. Рисунок 2.Территориальное расположение Семилукского лесничества.
К лесам, имеющим научное значение, отнесено 86,3% лесов лесного фонда лесничества и 13,7% - к лесопарковой части лесов зеленой зоны г.Воронежа. Таблица 7 – Отнесение лесов лесничества к лесорастительной зоне и лесному району Наименование участковых лесничеств Лесорасти-тельная зона Лесной район Перечень лесных кварталов Площадь, га Подгоренское Лесостепная зона Лесостепнойрайоневропейской частиРФ 1-154 6151 Землянское -«- -«- 1-197 6733 Нижнедевицкое -«- -«- 1-119 5433 Итого -«- 18317 Леса Семилукского лесничества отнесены к лесостепному району лесостепной зоны Европейской части Российской Федерации на основании Приказа МСХ РФ от 04.02.2009 г. № 37 «Об утверждении перечня лесорастительных зон и районов Российской Федерации».
Родительским объектом являются деревья из автохтонных популяций березы повислой (произрастающей на суходоле, обозначается - С) и березы пушистой (произрастающей на увлажненной, болотистой местности, обозначается - Б). Самоопыление проводилось в 1981 году на деревьях березы, произрастающих на территории Усманского бора (Воронежский государственный природный биосферный заповедник) сотрудниками лаборатории селекции ВПО «Союзлесселекция» - Центрального Научно-Исследовательского Института Лесной Генетики и Селекции (ЦНИИЛГиС) Ю.Н. Исаковым и В.В. Иевлевым. Полученные семена были высеяны летом 1982 года в посевном отделении Ступинского стационара ЦНИИЛГиС. Тогда же была проведена меж- и внутривидовая гибридизация. На рисунке 3представлен внешний вид испытательных культур первого поколения (F1) (родительского объекта):
Рисунок 3 - Внешний вид испытательных культур первого поколения, произрастающих в семилукском лесопитомнике. В последующем были созданы испытательные культуры второго поколения инбредного и аутбредного происхождения в Семилукском лесопитомнике ЦНИИЛГиС.
В июне 1995 года, в возрасте двух лет состоялась пересадка сеянцев с Ступинского стационара НИИЛГиС на территорию Семилукского лесопитомника. Расстояние между рядами составило 3 м, расстояние в ряду – 1 м. Всего представлено 149 вариантов скрещивания в трех повторностях. На данный момент возраст культур – 24 года.
На рисунке 4 представлен внешний вид испытательных культур второго поколения, расположенных в Семилукском лесопитомнике:
В данных испытательных культурах присутствуют гибриды между местными видами берез, между местными и интродуцированными видами берез. А также семьи, полученные при принудительном самоопылении и свободном опылении местных и интродуцированных видов берез. Семьи деревьев, отобранных по фенотипу (нестандартнаясексуализация, декоративный внешний вид) – от свободного опыления, быстрорастущие формы – от самоопыления.
Далее в приложении А, таблица А.1 приведены варианты скрещивания, описанные выше.
В работе использовались семьи местных видов берез, а также формы берез, получившие свое происхождение от местных видов (карельская, далекарлийская).
Летом 2016 года был проведен учет сохранности семей березы на объекте. Произведено обследование каждого ряда на наличие деревьев по всем семьям. Результаты обследования приведены в приложении А, таблице А.2.
Из результатов таблицы можно сделать вывод, что за рассматриваемый промежуток времени 100% выживаемость показала 146 семья (С-30). Изначально полностью выпали такие семьи как 137 (Б-3хБ.аном.), 115 (Б-4), 144 (С-1). Семья 112 (Б-2) выпала при изначальной выживаемости 50%. На 50% уменьшилась выживаемость 357 (Б-12) семьи. Не изменилась выживаемость таких семей как 46 (Б-5хБ.аном.), 211 (С-51), 125 (Б-17), 149 (Б-13), 166 (Б-32), 32 (Б-4), 325 (Б.аном.), 34 (Б-3), 36 (Б-5хБ.бол.), 228 (Б-5хБ.аном.), 143 (С-2), 220 (Б-5хсуход.), 213 (С-2), 347 (С-31), 378 (С-69), 335 (С-25), 35 (Б-4хБ.с.1), 363 (Б-2хБ.бум.), 322 (Б-5хБ.манчж), 38 (С-30), 367 (Б-34), 145 (Б-34), 412 (Б-5хБ.манчж.), 141 (Б-5хБ.бол.), 139 (Б-5хБ.бело-кит.), 246 (Б-15), 229 (Б-4хБ.с.1),224 (Б-10), 28 (С-54), 244 (Б-10),269 (Б-13), 217 (Б.аном.хБ.манчж.), 216 (С-2). Выживаемость остальных семей колеблется от 4 до 60 %.
Приживаемость березы повислой на 1995 г. составила 47 %, а выживаемость на 2016 – 36%. У березы пушистой в 1995 г. приживаемость составила 51%, выживаемость в 2016 – 43 %. Внутривидовые гибриды в 1995 г. имели приживаемость 44%, выживаемость в 2016 – 35 %. Приживаемость межвидовых гибридов составила в 1995 г. – 49%, а выживаемость в 2016 г. – 38%.
Была проанализирована динамика роста местных видов - береза пушистая (Б),и береза повислая (С),. В каждом виде взято по двесемьи - Б3 (св), 362 семья (в трех повторностях), Б3 (св), 265 семья (в одной повторности) и С2 (св), 216 семья (в трех повторностях), С2 (св), 261 семья(в одной повторности). Приживаемость на лесокультурной площади березы пушистой (1995 г) составила: 362 семья – 67%, 265 семья – 59%, а березы повислой – 216 семья – 60%, 261 семья – 90%. На 2014 год выживаемость этих же семей составила 44% и 50% у березы пушистой и 60% и 87% - у березы повислой соответственно. Таким образом, можно сделать вывод, что береза повислая является более устойчивой и приспособленной к влиянию внешних климатических факторов, в отличие от березы пушистой. Замеры высот по годам у семей березы повислой и березы пушистой представлены в таблицах 8-11. Изменения значений высот с возрастом у семей березы пушистой и березы повислой представлен на рисунках 5-8.
работы в ламинар-боксе 65677891
Существует два способа заготовки пыльцы. Первый способ – это заготовка пыльцы на срезанных ветвях за 1-2 месяца до их цветения в природе. Второй способ – заготовка пыльцы на растущих деревьях. Пыльцу березы можно получить как первым, так и вторым способом.
При сборе пыльцы использовали второй способ. Соцветия собирали в конце апреля 2015 г. с деревьев, произрастающих в Семилукском лесопитомнике Воронежской области. Соцветия высушивали в тени, при комнатной температуре в отсутствии сквозняков. Полученную пыльцу просматривали под световым микроскопом МБИ -15 с увеличением 7Х40. Размер пыльцевого зерна определяли с помощью окуляр - микрометра в 20-25 полях зрения для каждого вида (100 штук).
Жизнеспособность пыльцы можно определить при помощи нескольких методов: проращивание пыльцы на искусственных жидких средах, твердых средах и экспресс - методы (реакция красителей на жизненно важные ферменты другие вещества). В данном случае был выбран экспресс – метод окрашивания пыльцевых зерен березы раствором йод – хлоралгидрата[97]. Жизнеспособные зерна полностью заполнены крахмалом. Если тело пыльцы окрашивается полностью реактивом в виде фиолетовых зерен, то оно считается жизнеспособным. Половину частично окрашенных зерен относят к жизнеспособным, остальные – нежизнеспособным. Неокрашенные зерна относят к категории нежизнеспособных.
Для определения параметров либриформа необходимо взять образцы древесины в виде кернов интересующих видов. Для этого осенью 2015 года были взяты образцы кернов у представленных видов. Керн был выкручен возрастным буравом на высоте 1,3 м, затем сдатирован по пятилетиям. От каждого пятилетия брались образцы древесной стружки при помощи лезвия и помещались в раствор 10% хромового ангидрида и 10% азотной кислоты(10% HNO3 + 10% K2Cr2O7) для мацерации. Мацерация протекает в течение двух суток[112]. Затем готовили препарат: на чистое предметное стекло при помощи пинцета выкладывается древесная стружка, излишки раствора убираются при помощи фильтровальной бумаги. Затем быстро наносится капля глицерина, чтобы не допустить подсыхания стружки. Волокна разделяют аккуратно препаравальной иглой и накрывают чистым покровным стеклом. Далее замеры делаются под микроскопом МБИ -15 при помощи окуляр-микрометраc увеличением 7Х3,5 для измерения длины и винтового окуляр-микрометра с увеличением 15Х40 для измерения ширины и толщины стенки. Для каждого варианта делали 25 замеров по каждому параметру.
Для определения среднего диаметра, средней высоты и запаса было взято два варианта семей березы - 362 Б3 (св) – береза пушистая и 216 С2 (св) – береза повислая. В каждом варианте были измерены диаметр деревьев на высоте груди с помощью сантиметра и высота – с помощью высотомера. По стандартным таблицам была определена сумма площадей сечения, зная которую можно определить значение площади сечения для дерева среднего по толщине.
Средняя высота определялась исходя из графика зависимости диаметра от высоты. Запас определялся по следующей формуле: Где: P – полнота; Z1,0– значение запаса по стандартным таблицам хода роста (по В.С. Моисееву). Для определения полноты использовалась следующая формула: Где: Gф – площадь поперечного сечения фактическая; G1,0 - значение площади поперечного сечения по стандартным таблицам хода роста (по В.С. Моисееву).
а) поверхностная обработка растительного материала Каждая ветка, длиной 20-25 см укладываются в поддон, на кисть смоченную водой наносится хозяйственное мыло и моющее средство. Полученным раствором обрабатывается побег, начиная от верхушки и двигаясь к краю (рисунок 10). В такой последовательности грязь не переносится с более грязных участков побега на более чистые. Рисунок 10 – Поверхностная обработка побега
Затем проводим стерилизацию (рисунок 11). Помещаем побеги в раствор хлорсодержащих чистящих средств и тщательно взбалтываем в течение 15 минут. После тщательно промываем побеги около десяти минут. После этого материал помещаем в 12% раствор перекиси водорода на 2 минуты, затем снова тщательно промываем. Далее побеги промываются в 96% спирте, после чего промываются водой. Затем материал помещают в хлорид ртути на 3-4 минуты. В конце делают трехразовое промывание побегов в стерильной воде. Весь процесс необходимо делать в перчатках, во избежание получения ожогов. После этого приготовленный материал помещают на питательную среду. Рисунок 11 – Стерилизация побегов
Процесс обработки и стерилизации листьев происходит примерно по такому же порядку, что и для побегов (рисунок 12). Отличие только в продолжительности промывания материала. Здесь оно больше, так как данный материал будет непосредственно контактировать со средой. После хлорсодержащих моющих средств время промывки – 20 минут под проточной водой. Промывание в спирте не должно занимать больше минуты. В конце также листья промываются три раза в стерильной воде. Рисунок 12 – Стерилизация листьев б) приготовление питательной среды для культивирования
Успех микроклонального размножения во многом зависит от правильного подбора питательной среды. Её состав и свойства должны соответствовать поставленным задачам. Соотношение гормонов является определяющим фактором размножения in vitro. Также существенное влияние оказывает минеральный и углеродный компонент питательной среды. Обязательным компонентом являются биологически активные вещества негормональной природы (аминокислоты, витамины и др.). Их роль важна для образования каллуса, так как каллусные ткани не способны образовывать биологически активные вещества.
Процесс приготовления питательной среды достаточно индивидуальный. На одной и той же среде одинаковые растения могут расти по-разному. И наоборот, одно и то же растение может хорошо расти на разных средах. Все зависит от подбора макро- (таблица 15) и микроэлементов (таблица 16), витаминов (таблица 17) и гормонов, введенных в среду. А также условий произрастания. В данном случае за основу была взята среда МС (Мурасиге и Скуга).
Реактивы Маточный раствор 1л 10л NH4N03 400 мг 4 г СаС12 2Н20 94,3 мг 943 мг CA(NO3)2илиCA(NO3)2 4H2O 386 мг 556 мг 3,86 г 5г/50 мл MgS04 7H20 370 мг 3,7 г КН2Р04 170 мг 1,7 г K2S04 990 мг 9,9 г CaCl2 добавлять последним. После этого добавлять K2SO4, из-за плохой растворимости его готовят отдельно непосредственно перед приготовлением маточного раствора. Растворение ведут при нагревании, и постоянно помешивая. После приготовления маточный раствор должен сутки отстояться при комнатной температуре, затем – поставить в холодильник.
CA(NO3)2 4H2O готовят отдельно и добавляют уже при приготовлении агаризованной среды, после добавления макросолей. 5 г CA(NO3)2 4H2O растворяют в 50 мл воды. Соответственно концентрация раствора – 100 мг/1 мл. На 1 л среды добавляют 5,6 мл раствора.
Ускоренное получение регенерантов карельской березы при помощи метода клонального микроразмножения (invitro)
Гораздо менее характерна для цветковых растений гранулярная и гомогенная эктэкзина. Наряду со структурой эктэкзины, т.е. её внутренним строением, очень важен также характер скульптуры её поверхности. Различают многочисленные типы поверхностных скульптур. Многие скульптурные элементы настолько малы (меньше 0,1 мкм), что могут быть обнаружены только с помощью электронного микроскопа.
Эндэкзина (endexina, от греч.уndon – внутри), или внутренняя экзина, обычно гораздо тоньше эктэкзины, часто очень тонкая и нередко даже отсутствует. Как и эктэкзина, она устойчива к действию кислот и щелочей, но в отличие от нее не окрашивается основным фуксином. В то время как эктэкзина состоит в основном из радиальных структурных элементов, структура эндэкзины пластинчатая (ламеллятная), зернистая (гранулярная) или часто гомогенная.
Как правило, в экзине пыльцевого зерна имеются эластичные, гибкие, чаще тонкие или даже перфорированные места, служащие для выхода пыльцевой трубки – апертуры. Строение апертур, их число и расположение на поверхности пыльцевого зерна являются важнейшими признаками при установлении морфологических типов пыльцы.
Пыльца часто бывает собрана в диады, тетрады, поллиады, поллинии. Укреплению тетрад или сцеплению отдельных пыльцевых зерен способствуют также висциновые нити, прикрепленные к проксимальному полюсу зерен или вблизи него. Длина нити достигает 1500 мкм. Висциновые нити характерны для пыльцы немногих семейств Внешний вид пыльцы березы представлен на рисунке 17. Рисунок 17 – Внешний вид пыльцы березы
В настоящее время растет интерес к использованию пыльцы в различных областях, особенно в области медицины и косметологии, благодаря не только ее высокой калорийности и питательной ценности, но и содержанию природных соединений с антибактериальными и другими эффектами [148].Экстракт соцветий березы содержит вещества с тромбопластической активностью.
Л.П. Хлебова и О.В. Ерещенко изучали изменчивость признаков пыльцы березы повислой в условиях Барнаула. Качество пыльцы определяли по накоплению крахмала в цитоплазме по реакции окрашивания ее раствором Люголя [97]. Исследования показали, что у березы повислой прослеживается четкая закономерность изменения качества пыльцевых зерен при усилении степени техногенной нагрузки, поэтому показатель фертильности пыльцы у данного вида можно рекомендовать как информативный для оперативного мониторинга состояния городской среды [127].
На процесс формирования пыльцы березы большое влияние оказывают экологические факторы [41]. На примере города Барнаула было изучено влияние таких факторов, как «точка сбора», «условия года», температура в период пыления, влажность воздуха и содержания в воздухе монооксида углерода. После проведенных исследований было сделано заключение, что стерильная пыльца возникает под влиянием холодной и сырой погоды. В условиях Западной Сибири наблюдался высокий процент пустых плодов вследствие заморозков до -6 в период цветения. Через год осадки в виде снега, выпавшие в период цветения, значительно увеличили партенокарпию плодов березы в этом же районе [56]. На формирование пыльцы без запаса питательных веществ или с малым его содержанием влияет фактор «Точка сбора» и «Условия года». Оптимальными условиями для формирования фертильной пыльцы являются температура воздуха – 8-10 0С при относительной влажности воздуха 40-45 %. Уровень СО не должен превышать 40 мг/м3 для развития стерильных пыльцевых зерен, не превышающих 5-8 % от общего количества пыльцы. На основе четырехлетних исследований в г. Пермь получена информация о начале, интенсивности и продолжительности пыльцевого сезона березы [91], что является важным для врачей аллергологов и людей, чувствительных к пылению растений. Сроки регистрации первых пыльцевых зерен березы варьировали в пределах 8 дней, окончания – 14 дней; основной период пыления варьировал от 21 до 82 дней. Минимальное и максимальное пиковое содержание пыльцевых зерен березы в воздухе отличалось в 8 раз (449 и 3613 пз/м3), сезонное суммарное количество пыльцевых зерен – в 4 раза (19759 и 4483 по м/3).
В Западной Европе основной период пыления березы начинается в конце марта. В Центральной и Восточной Европе этот период приходится на первую половину апреля, на северных ее территориях – с конца апреля до конца мая [153]. Пик пыления отмечается через 1 –3 недели после начала. По данным анализа многолетних наблюдений в Европе старт пыления начинается на 6 дней раньше, по сравнению с началом 1960-х годов, а его окончание – почти на 5 дней позже. Продолжительность вегетационного периода увеличилась на 10–11 дней за 30 лет [158]. Повышение температуры воздуха приводит к увеличению количества пыльцы. Нарастание концентрации пыльцы в последние 10 лет выше в городах – на 3 % в год, чем в сельской местности – на 1 % [190]. В России в последние 10–15 лет постоянный пыльцевой мониторинг проводится эпизодически на отдельных территориях [94]. Для обобщения данных в масштабах страны информации недостаточно.