История открытия ауксинов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПО РЫБОЛОВСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «КГТУ»)

КАФЕДРА АГРОНОМИИ

Курсовая работа Курсовая работа защищена

допущена к защите с оценкой

Доцент, к.б.н. Доцент, к.б.н.

Роньжина Е. С. Роньжина Е. С.

«___» __________2013г. «___» __________2013г.

АУКСИНЫ, И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ, ДЕКОРАТИВНОМ РАСТЕНИЕВОДСТВЕ И БИОТЕХНОЛОГИИ

Курсовая работа по дисциплине

«Физиология и биохимия растений»

Работу выполнила

Студентка гр. 11-ПА

Пашкова В.В.

Калининград 2013 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 3

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ АУКСИНОВ.. 5

СВОЙСТВА.. 7

2.1 Ауксин и клеточная дифференцировка. 7

2.2 Ауксин и камбий. 9

2.3 Ауксин и рост корней. 9

2.4 Ауксин и регуляция растяжения клетки. 10

2.5 Ауксин и рост плодов. 11

2.6 Ауксин и опадение частей растения. 12

2.7 Ауксин и борьба с сорняками. 13

АУКСИНЫ В БИОТЕХНОЛОГИИ РАСТЕНИЙ.. 14

АУКСИНЫ В ДЕКОРАТИВНОМ РАСТЕНИЕВОДСТВЕ.. 16

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ АУКСИНА В РАСТЕНИИ.. 19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 20

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 22

ВВЕДЕНИЕ

Ауксины (от греч. Аихо - выращиваю, увеличиваю), одна из групп природных регуляторов роста растений (фитогормонов). Влияют на рост, деление и дифференциацию клеток; играют важную роль в явлениях гео- и фототропизма. Природные ауксины - производные индола, например 3-(3-индолил)пропионовая кислота, 4-(3-индолил)масляная кислота (имк), (4-хлор-3-индолил)уксусная кислота; известен также не индольный ауксин - фенилуксусная кислота.

Наиболее распространен гетероауксин [(3-индолил)уксусная кислота, иук; формула i] - кристаллы; т.пл. 168-169°с (с разл.); хорошо растворим в эфире и метаноле, к-рыми его извлекают из растительных тканей, а также в этаноле, этилацетате, плохо - в воде, снс13, бензоле. Иук быстро разлагается кислотами, на свету темнеет. В растениях синтезируется из триптофана через промежуточное образование (3-индолил)пировиноградной кислоты,(з-индолил)этиламина [или (3-индолил)этанола] и (3-индолил)ацетальдегида, окисляющегося до иук. Синтезировать этот ауксин способны также многие бактерии и грибы. В растениях содержание иук варьирует от 1 до 1000 мг на 1 кг сырой массы. Он находится как в свободном виде, так и в виде неактивных соединений с аминокислотами и сахарами, например в виде (3-индолил)ацетил-b-аспарагиновой кислоты или (3-индолил)ацетил-d-глюкозы, из к-рых высвобождается при гидролизе. Дезактивируется иук ферментативным и фотохимическим окислением до (3-индолил)карбальдегида, 3-метилен- и 3-метилоксиндола.

Известны и синтетические аналоги ауксинов, в частности 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-д), 2-метил-4-хлорфеноксиуксусная кислота (2м-4х), 1-нафтилуксусная и 2-нафтоксиуксусная кислоты. Эти ауксины, а также имк, получаемую в промышленности, используют, например, для стимуляции корнеобразования, получения бессемянных плодов, предотвращения предуборочного опадения плодов. Однако чаще синтетические ауксины (особенно 2,4-д и 2м-4х) применяют в качестве гербицидов для обработки посевов зерновых культур (в кол-ве 0,5-1,5 кг на 1 га), а иногда для уничтожения листе, деревьев (1-6 кг на 1 га). Гербицидное действие основано на том, что повышенные концентрации ауксинов, искусственно создаваемые в растении, вызывают неумеренный его рост, нарушают обмен веществ, что и приводит к его гибели; при этом широколиственные растения более чувствительны к ауксинам, чем злаки.[1]

Целью данной курсовой работы является подробное изучение ауксина как гормона роста.

Задачи:

1) Изучить историю открытия ауксина.

2) Ознакомиться со свойствами ауксина.

3) Изучить применение ауксинов в сельском хозяйстве, декоративном растениеводстве и биотехнологии.

4) Узнать, как определить содержание ауксина в растении.

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ АУКСИНОВ

В 1880 г. Ч. и Ф. Дарвины решали проблему воспринимающего свет органа. Растения изгибаются к боковому источнику света, причем изгиб происходит в субапикальной зоне (ниже апекса побега). Исследователи защищали от света субапикальную область — зону изгиба — светонепроницаемой тканью (рис. 1) и наблюдали при этом, что растения все-таки изгибались. Когда незакрытую верхушку (стеблевой апекс) проростка накрыли черным колпачком, изгиб в сторону света не происходил, хотя зона изгиба была хорошо освещена. По-видимому, направление света воспринималось апексом стебля, откуда сигнал передавался в нижележащую зону изгиба. Ч. и Ф. Дарвины предположили, что апекс стебля вырабатывает вещество, транспортирующееся вниз и вызываю­щее неравномерный рост, и это гипотетическое вещество они назвали Аукси­ном (от греч. Аихо — расту).

Рис. 1. Опыт Ч. и Ф. Дарвинов:

А — отрицательный контроль (темнота): нет изгиба; Б — положительный контроль (свет справа): есть изгиб; В — опыт (свет справа, закрыта зона изгиба): есть изгиб; Г — опыт (свет справа,

Закрыт апекс): нет изгиба

Гипотеза Ч. и Ф. Дарвинов — не единственное объяснение. Сигнал мог пере­даваться в виде электрических импульсов и приводить к тому же эффекту. Ауксиновая гипотеза нуждалась в экспериментальной проверке. Через 50 лет наш соотечественник Н. Г. Холодный и немец Ф. В. Вент независимо друг от друга провели эксперименты для изучения природы этого сигнала. Вещество, пере­дающее сигнал из апекса в зону изгиба, должно растворяться в воде. Значит, при помещении побеговых апексов в воду в раствор перейдут и гипотетиче­ские ауксины. Затем нужно создать несимметричное распределение «ауксина»: верхушку с собственными ауксинами удалить, а на срез несимметрично нане­сти водный экстракт апексов. По техническим причинам опыт видоизменили: апексы располагали на агаровом геле, а растение декапитировали и Сбоку На­кладывали на срез кубик агара с экстрактом. В таких условиях растения изгиба­лись в сторону, противоположную наложенному агаровому блоку. Контролем служил агаровый блок, не пропитанный экстрактом побеговых апексов, — изгиба не было (рис. 2).

Рис. 2. Опыт Ф. В. Вента:

А — начало опыта: ауксин из апексов колеоптилей диффундирует в агар (затемненные участки);

Б — продолжение опыта: наложенный сбоку кубик агара с ауксином вызывает изгиб; В —

Контроль: агар без ауксина не вызывает изгиба. [2]

СВОЙСТВА

Природный фитогормон, участвующий в растяжении клеток, особенно в колеоптилях, в инициации корнеобразования при ингибировании его роста, доминировании верхушки и ин­гибировании почкования, опадании листьев и плодов, дифференциации и партенокарпии роста плодов. Активи­рует выведение протонов и захват к ⁺ в чувствительных клетках; ионы водоро­да прямо или косвенно (путем воздей­ствия на ферменты) увел, пластичность клеточных стенок, обеспечивая расши­рение клетки в ответ на клеточное тургорное давление. Ауксины действуют также на уровне экспрессии генов.[3]