ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ 
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. Н. П. ОГАРЁВА»

Факультет биологический

Кафедра ботаники и физиологии растений 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

МОРФОГЕНЕЗ   ГВОЗДИКИ (DIANTHUS CARYOPHYLLUS L.)  

 IN VITRO

   
 

Автор курсовой работы                            20.05.2010                  И.И. Иванов                                                                  

Специальность       020803 биоэкология

Обозначение курсовой работы КР-02069964-020803-02-10

Руководитель работы                           

канд. биол. наук, доц.      20.05.2010       Е. В. Мокшин

                                                       

                                                                      
 

   Оценка  
 
 
 
 
 
 
 

Саранск

2010

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ 
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. Н. П. ОГАРЁВА»

Факультет биологический

Кафедра ботаники и физиологии растений

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

 

Студент  И.И. Иванов

1 Тема Морфогенез гвоздики (Dianthus caryophyllus L.) in vitro

2 Срок представления  работы к защите: май 2010 года

3 Исходные данные для научного исследования: литературные источники, экспериментальные данные

4 Содержание курсовой работы

     4.1 Аналитический обзор

     4.1.1 Клональное микроразмножение декоративных растений

     4.1.2 Морфогенез в культуре клеток и тканей

          4.1.3 Влияние условий культивирования на морфогенез гвоздики in vitro                       

     4.2 Материалы и методы исследования

     4.3  Результаты и их обсуждение 
 

Руководитель работы  ___________________________   Е. В. Мокшин 

Задание принял к исполнению _____________________ 
 
 

Реферат

     Курсовая  работа содержит 45 страниц, 2 таблицы, 4 рисунка, 37 использованных источников.

КЛОНАЛЬНОЕ  МИКРОРАЗМНОЖЕНИЕ, МОРФОГЕНЕЗ, ЭКСПЛАНТ, IN VITRO, ГВОЗДИКА, КАЛЛУС, DIANTHUS, ПИТАТЕЛЬНАЯ СРЕДА, ОРГАНОГЕНЕЗ, РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА, ИУК, 6-БАП.

     Объектом  исследования являются растения гвоздики садовой

     Цель работы – изучение потенциальных возможностей гвоздики к морфогенезу in vitro.

     Методы  исследования – анализ литературных данных, лабораторные опыты.

     В результате исследования было изучено влияние регуляторов роста на морфогенез гвоздики (Dianthus caryophyllus L.) in vitro

     Степень внедрения – частичная.

     Область применения – в работе кафедры ботаники и физиологии растений  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание 

Введение                                                                                                                  6                                               

1 Аналитический  обзор                                                                                           8

1.1 Клональное микроразмножение декоративных растений                     8

1.2 Морфогенез в культуре тканей                                                                      14

1.2.1 Понятие и  механизм морфогенеза in vitro                                               14

1.2.2 Регенерация  растений в культуре клеток  и тканей                                 19

1.3 Влияние  условий культивирования   на морфогенез   гвоздики (Dianthus caryophyllus L.) in vitro                                                                        27

2 Материал и  методы исследования             31

2.1 Объект исследования                                                                                      31

2.2 Методы исследования                                                                                     32

2.2.1 Работа в  ламинар-боксе                                                                               32

2.2.2 Приготовление  питательных сред                                                              33

2.2.3 Посадка эксплантов  и снятие показателей                                                 34

3 Результаты и их обсуждение                                                                             36

3.1 Влияние регуляторов  роста на морфогенез эксплантов                              36

Заключение                                                                                                           40

Список использованных источников                                                                  41                     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Обозначения и сокращения 

2,4-Д – дихлорфеноксиуксусная кислота

6-БАП – 6-бензиламинопурин

АБК – абсцизовая кислота

ИМК– индолилмасляная  кислота

ИУК – индолил-3-уксусная кислота 

КМР – клональное микроразмножение

МС – Мурасиге-Скуга

НУК – нафтилуксусная кислота 

TDZ – тидиазурон 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение 

     Обширное  царство растений – потенциально неограниченный источник клеток и тканей, которые могут быть введены в культуру и, как следствие, существуют неограниченные возможности для создания новых биотехнологических процессов [1]. За последние годы в России резко возрос ассортимент и спрос на многие цветочные и декоративные культуры. Реальная возможность обогатить рынок – воспользоваться достижениями и знаниями в области биотехнологии растений. Использование технологий клонального микроразмножения позволяет сократить время выращивания до товарного стандарта для декоративно-лиственных бегоний и сенполий на 1-1,5 месяца, для хризантем, лилий, гвоздик и орхидей – на 3-4 месяца [2].

     Актуальны как фундаментальные, так и прикладные аспекты использования культивируемых клеток и тканей растения. В фундаментальных исследованиях клетки и ткани in vitro являются основой, которая позволяет объединить разные уровни исследования, начиная с молекулярно-генетического и заканчивая популяционным, что очень важно для изучения различных проблем биологии растений [3]. В отличие от клеток животных, практически любая растительная клетка способна в определенных условиях и на соответствующих питательных средах регенерировать полноценные растения. Решающую роль во вторичном образовании органов (корней или почек) из недифференцированных тканей in vitro играет соотношение фитогормонов (ауксинов и цитокининов) и их концентраций в питательной среде. Изучение процесса экспериментального морфогенеза на всех уровнях организации привело к созданию технологии клонального микроразмножения растений, которая уже в большинстве стран перешла на коммерческий уровень [4].

     С появлением метода культуры тканей представилась возможность изучать происходящие в растении изменения в процессе морфогенеза и роста, более того эти процессы научились контролировать. Ни один из аспектов ботанического исследования не может дать единой картины дифференцировки, а при ее изучении необходимо стремиться к объединению информации, получаемой с помощью морфологических, физиологических, биохимических и биофизических методов [5].

     Основным  итогом быстрого развития технических  приемов работы с изолированными тканями и клетками растений, культивируемыми in vitro, явилось понимание исследователями необходимости изучения биологии используемых объектов на всех уровнях – молекулярном, субклеточном, клеточном и тканевом для разработки практически важных технологий, так как эмпирический подход при их создании часто был неэффективен [6].

     Успех в применении культуры клеток и тканей в первую очередь зависит от оптимизации физиологических процессов, обеспечивающих нормальное деление клеток, их дифференцировку и регенерацию из них взрослых растений. Наиболее сложной является регенерация растений из отдельных клеток. Поэтому важнейшее значение имеет выяснение механизма морфогенеза in vitro, регенерации и лежащих в их основе процессов [5,7].

     Цель  данной работы – изучить процессы роста и морфогенеза гвоздики в культуре клеток и тканей, способы их регулирования. Основные задачи исследования:

     1) описать значение фундаментальных исследований в культуре клеток и тканей;

     2) определить потенциал растений-регенерантов гвоздики к клональному микроразмножению;

     3) выяснить роль регуляторов роста на морфогенез гвоздики in vitro.

 

     1 Аналитический обзор 

     1.1  Клональное микроразмножение декоративных растений 

     В последнее время в исследованиях  по культуре клеток и тканей высших растений четко наметились два направления. Первое из них связано с углубленным исследованием биологии культивируемой растительной клетки, изучением особенностей ее метаболизма, роста, дифференцировки, присущей ей генетической и эпигенетической изменчивости. Второе направление прикладное, ставящее своей целью более широкое использование приемов и методов культуры тканей для решения трудных практических задач, возникающих в растениеводстве, сельскохозяйственной генетике и селекции. Одним из таких весьма эффективных и экономически выгодных приемов является клональное микроразмножение растений в культуре in vitro [8].

     Массовое  бесполое размножение растений в  культуре клеток и тканей, при котором  возникшие формы генетически  идентичны исходному экземпляру, получило название клонального микроразмножения [9].

     … 

     1.2 Морфогенез в культуре клеток и тканей

     1.2.1 Понятие и механизм морфогенеза in vitro

     Морфогенез – возникновение и развитие органов, систем и частей тела растения как в индивидуальном (онтогенез), так и в эволюционном развитии. Он включает в себя цитогенез, гистогенез и органогенез. При изучении морфогенеза мы имеем дело не только с видимыми изменениями формы и структуры, но и с лежащими в их основе процессами, регулирующими развитие органов и тканей [13].

     … 

     1.2.2 Регенерация растений в культуре клеток и тканей

     Ряд исследователей в области культуры клеток и тканей, в частности Стюард, считают, что любая свободная клетка высшего растения, помещенная в подходящую среду, может регенерировать целое новое растение по одному из альтернативных путей. Но возможности развития большинства клеток каллуса каким-то образом ограничены, и дальнейшие ограничения накладываются при дифференцировке проводящей ткани, стеблевых почек и зачатков корней [3]. Для перехода к морфогенезу недостаточно индуктора, а необходимо, чтобы клетка была готова к ответу на него. Способность воспринимать стимулы морфогенеза называют компетентностью клетки. В пересадочной культуре некомпетентные клетки продолжают делиться и становятся на путь перехода к гормоннезависимости. Многие из каллусных тканей в силу генетических особенностей продолжают использовать экзогенные гормоны, но полностью утрачивают способность к регенерации [11].