Теория циклического старения и омоложения растений.

В течение жизни растения происходят изменения в строении его клеток, тканей и органов – это возрастные изменения. Клетки, ткани и органы стареют и отмира­ют. Одновременно с этим до конца жизни растения происходят новообразование клеток, тканей и органов, процесс омоложения (см. рисунок).

а – эмбриональная фаза; 6 – молодость; в – зрелость; г – размножение; д – старость; 1 – старение; 2 – омоложение   Рисунок – Соотношение процессов старения и омоложения в онтогенезе высшего растения (по Кренке, 1940)

Эти процессы описывает теории циклического старения и омоложения растений Н.П. Кренке (1940), основными положениями которой является следующее:

1) растительный организм с момента возникновения непрерывно стареет вплоть до своей естественной смерти;

2) старение растения в первой половине онтогенеза прерывается периодическим омоложением благодаря появлению но­вых молодых органов, которые за­медляют темпы старения материнского растения;

3) новообразования у растений (листья, побеги и др.) испыты­вают влияние стареющего материнского организма – их жизненный цикл сокращается и общая жизнеде­ятельность падает. Различают понятия «возраст» (календарный возраст) и «возрастность» (физиологический возраст). Возраст (собственный возраст) ис­числяют от момента заложения органа. Возрастность определяется возрастом органа и материнского растения;

4) чем старше возраст целого растения, тем меньше возраст вновь появляющегося органа. Листья на побегах высших порядков ветвления физиологически более старые, чем листья того же возраста на побегах низших порядков;

5) с возрастом способность растений к омоло­жению уменьшается;

6) цикличность развития заключается в том, что дочерние клет­ки являются временно омоложенными в отношении материнских;

7) скорость старения, продолжительность жизни растения определяются генетически обусловленным потенци­алом жизнеспособности вида.

Теория циклического старе­ния и омоложения Н. П. Кренке подтверждается многочисленны­ми исследованиями и практикой. Так, размер, форма растений, листовой пластинки, длина черешка и другие признаки закономерно изме­няются в зависимости от яруса. С помощью этой теории можно на ранних стадиях развития растения оценить скороспелость сорта. Для скороспелых сахаристых сортов свеклы характерно более резкое изменение морфологических признаков листьев, чем у позднеспелых. У однолетних сеянцев скороспе­лых сортов яблони междоузлия короче, ветвление более силь­ное, листья расположены гуще. Верхние почки на стебле и развива­ющиеся из них побеги быстрее проходят онтогенетические изме­нения, чем нижние. Поэтому при вегетативном размножении чем выше по стеблю плодового растения взят черенок или почка, тем раньше после укоренения или окулировки растение способ­но зацветать.

Физиология покоя.

Покой растения– состояние, при котором отсутствует видимый рост.

Покой характеризуется:

ü остановкой роста,

ü резким снижением интенсивности дыхания,

ü сокращением содержания стимуляторов роста

ü возрастанием – ингибиторов роста.

Различают виды покоя:

вынужденный

глубокий, или органический.

Вынужденный покой наступает у растений при неблагоприятных условиях среды, он необходим для сохранения жизнеспособности растения и является своего рода приспособительной реакцией организма.

Глубокий (органический) покой – отсутствие роста, несмотря на благоприятные условия среды, он связан с внутренними изменениями в растении. Причиной глубокого покоя чаще всего является недоразвитость зародыша (ясень, орхидеи), формирование его завершается только после прохождения периода покоя. У бобовых культур глубокий покой связан с особенностями семенной кожуры, которая сразу после формирования семени непроницаема для воды. Причиной покоя может быть также накопление в семенах и плодах ингибиторов роста. В любом случае, наступление глубокого покоя – это наследственно обусловленное состояние и носит приспособительный характер. Во время глубокого покоя плазмодесмы втягиваются внутрь клетки и на поверхности протопласта образуется липоидный слой, затрудняющий поступление воды и кислорода, т.е. клетки обосабливаются.

Зная природу покоя, можно управлять его продолжительностью.

Прервать покой можно следующими способами:

1) метод теплых ванн (побеги на 6–12 ч погружают в теплую воду 30–35^оС) – применяются в цветоводстве;

2) метод эфиризации (растения выдерживают 24–48 ч в сосудах в парах серного эфира – 0,3–0,5 мл/л воздуха);

3) покой клубней картофеля можно прервать обработкой 2%-ными растворами этиленхлорида, тиомочевины или роданистого аммония;

4) обработка гиббереллином ­– для выведения из состояния покоя семян;

5) метод стратификации (выдерживание семян во влажных условиях при пониженной темпера туре (+5^оС) – для овощных культур;

6) метод скарификации (нарушение целостности покровов семени) – для бобовых.

9. Способы управления ростом и развитием

Способы управления ростом и развитием можно разделить на группы:

· хирургические - обрезка деревьев и кустарников, прищипывание, пасынкование, удаление старых больных побегов и прививки;

· химические – внесение удобрений, регуляторов роста, пестицидов;

· агротехнические – регулирование нормы высева семян, орошение;

· селекционные – выведение сортов целевого назначения.;

· физические – регулирование светового, теплового и водного режимов (в закрытом грунте), воздействие электромагнитным и гамма излучением и др;

· биотехнологические – культура in vitro, методы эмбриогенеза и генной инженерии.

ТЕМА 9