Задать вопрос юристу
 <<
>>

Применение эксперимента в цитоэмбриологии. Изучение цветения, опыления и плодоношения

Экспериментальный метод в исследовании эмбриональных процессов зародился совсем недавно, но с каждым днем его проникновение в эту область усиливается. Особое значение он приобретает в связи с развитием генетики.

При помощи этого метода исследуют у многих покрытосеменных развитие пыльцы и зародышевого мешка, жизнеспособность пыльцы и рылец, прорастание пыльцы на рыльце, рост пыльцевых трубок в тканях пестика, оплодотворение, развитие зародыша и эндосперма через разные промежутки времени до и после опыления и оплодотворения. Многие исследователя анализируют влияние различных условий: среды на течение эмбриональных процессов, пытаются объяснить причины несовместимости, часто наблюдаемой при межвидовых и межродовых скрещиваниях и при самоопылении пврекрестпоопыляющшхся растений, а также выяснить причины стерильности. Этим методом изучают развитие пыльцы и зародышевого мешка, прорастание пыльцы, рост пыльцевых трубок, развитие зародыша и эндосперма при само- и перекрестном опылении, при опылении разным количеством пыльцы и пыльцесмесями, при отдаленной гибридизации, мутагенезе, гаплоидии и полиплоидии, при исследовании разных половых форм цветков и превращения одного пола в другой, при апомиксисе, полиэмбрионии и партенокарпии. Многие цитоэмбриологи, особенно советские, занимаются исследованием эмбриональных процессов у различных культурных растений для пополнения данных по биологии цветения и плодоношения, от знания которой зависит выбор того или иного метода генетико-селекционной работы с этими растениями.

В результате цитоэмбриологических исследований представления о биологии цветения, опыления и плодоношения многих культурных и дикорастущих полезных растений значительно расширились и стали более точными. Установлено также, что неблагоприятные внешние условия, мутагенез, гибридизация, гаплоидия и полиплоидия нарушают правильность течения эмбриональных процессов и приводят к понижению фертильности.

В настоящее время ученые не только описывают те или иные эмбриональные процессы, объясняют причины таких явлений, как нескре- щиваемость, стерильность, изменение пола, гаплоидия, полиплоидия, апо- микси)с и т. д., но и пытаются воздействовать на них и добиться возможности управлять ими. Преодоление нескрещив а ем о сти и стерильности, экспериментальное получение в одних случаях и подавление в других апомиксиса и полиэмбрионии, получение гаплоидии, полиплоидии и партенокарпии, продление жизнеспособности пыльцы и рылец — все это проблемы очень сложные; они являются в сущности не только цитоэмб- риологическими, но и общебиологическими.

Длительное время цитоэмбриологические исследования культурных растений велись несистематически. Многие из них остаются до сих пор слабо исследованными или вовсе не исследованными в этом отношении. Ввиду того, что цитоэмбриологический анализ углубляет познание биологии цветения, опыления и плодоношения, планомерное изучение цитоэмбриологии культурных и дикорастущих полезных растений приобретает актуальное значение. Цитоэмбриология покрытосеменных, становясь экспериментальной наукой, оказывается связанной не только с генетикой и селекцией, но также с физиологией и биохимией. Изучению физиологии и биохимии эмбриональных процессов способствует применение цито- и гистохимической методик.

При помощи этих методик в клетках тапетума пыльника удалось обнаружить яркие положительные реакции на некоторые пластические и физиологически активные вещества, ферменты и витамины, что свидетельствует о физиологической активности этой ткани.

В настоящее время особенно много сделано в изучении физиологии и биохимии пыльцы, что получило отображение в обзорах Р. Бринка (1924), Дж. Иванами (1956, 1959), Б. Джори и И. Вазила (1961), И. Н. Голубинского (1961, 1971), X. Линскенса (1964, 1967), У. Розена (1968), Ж. Дексхеймера (1971). В своей обстоятельной работе по физиологии пыльцы и пыльцевых трубок Голубинский (1971) указывает на наличие взаимного влияния пыльцы в пыльцесмесях, проявляющегося в каждом отдельном случае по-разному.

А. Кубо (1956) и И. Вазил (1959, 1963) добились прорастания на искусственных питательных средах пыльцы ряда тыквенных, злаков, сложноцветных, вересковых и других растений, чего до сих пор не удалось сделать другим исследователям. В пыльце и пыльцевых трубках многих покрытосеменных обнаружены различные пластические, минеральные, физиологически активные вещества, ферменты и витамины.

В настоящее время показано, что пестики ряда покрытосеменных содержат хемотропические вещества, способствующие привлечению пыльцевых трубок к зародышевому мешку, однако химический состав этих веществ не выяснен. X. Линскенс (1969) объясняет направленный рост пыльцевых трубок к зародышевому мешку положительным гидротропизмом.

Н. В. Цингер, Т. П. Петровская, Н. Н. Полуница и В. А. Поддубная-Арнольди (1961) при помощи гистохимической методики исследовали локализацию и динамику накопления пластических, минеральных и физиологически активных веществ, а также ферментов и витаминов в пыльце и пыльцевых трубках многих покрытосеменных. Они показали, что кончик пыльцевой трубки по сравнению с остальной ее частью отличается наибольшей физиологической активностью. Некоторые исследователи, считая, что пыльца богаче витаминами и ферментами, чем другие органы растений, ставят вопрос об ее использовании в медицине (Л. Цед- руп, 1954).

По физиологии оплодотворения особого внимания из работ советских ученых заслуживают труды Е. А. Бритикова (1951 и позднее), И. Н. Львовой (1950, 1953), И. М. Полякова (1950, 1955) и С. И. Лебедева (1949, 1953).

Применение цито- и гистохимических методик показало, что опыление вызывает подъем физиологической активности и приток большого количества пластических, физиологически активных веществ, ферментов и .витаминов к растущим и развивающимся женским генеративным органам.

Многими учеными установлено, что в зависимости от возраста и химизма пестиков рост пыльцевых трубок протекает нормально, замедленно, ускоренно или останавливается. Успешному прорастанию пыльцы, росту пыльцевых трубок в тканях рыльца, столбика и завязи способст- вует наличие ауксинов в пестике. Поляков (1955) отметил, что наличие^ в тканях пестика веществ группы витамина В является одним из важных условий прорастания пыльцы и роста пыльцевых трубок. Совместно- с А. И. Дмитриевой (1959) он предложил новый метод исследования процесса оплодотворения при помощи маркирования пыльцы радиоактивными изотопами.

По изучению избирательности оплодотворения, закономерностей и механизмов этого явления много сделано Поляковым с сотрудниками (1950— 1959) и П. В. Михайловой (1962).

В обзоре по «Физиологии опыления и оплодотворения растений» Братиков (1957) показал, что обоюдная разнокачественность мужского и женского гаметофитов так же, как и различия в характере обмена вещестк в разных частях пестика, способствует осуществлению взаимной избирательности в процессе оплодотворения.

П. М. Жуковский (1948, 1949) и С. И. Лебедев (1949, 1953) отметшпг важную роль каротиноидов в процессах спорогенеза и оплодотворения. Цингер и Поддубная-Арнольди (1956), обнаружив большое количества жира в момент оплодотворения у некоторых орхидных, также пришла к выводу, что этот жир выполняет не только трофическую функцию, но и является растворителем каротиноидов, играющих стимулирующую роль при оплодотворении.

Гистохимическая методика применяется теперь не только для исследования тапетума пыльника, пыльцы, пыльцевых трубок и оплодотворения, но и для исследования семяпочек, зародышевого мешка, зародыша,, эндосперма, семени и проростков, что способствует познанию их физиологических и биохимических особенностей. В этом отношении в Советском Союзе больше всего сделано Цингер (1958), которая изучила физиологию семяпочек, семян и плодов некоторых покрытосеменных растений. Совместно с Н. В. Цингер Т. П. Петровская, Н. Н. Полунина, Т. С. Кантор и В. А. Поддубная-Арнольди (1961) провели гистохимическое исследование локализации и динамики накопления некоторых пластических, физиологически активных веществ и ферментов у отдельных представителей орхидных, бобовых, льновых и сложноцветных на разных фазах развития их генеративных органов.

Наряду с использованием цито- и гистохимических методик, способствующих пониманию физиологии и биохимии эмбриональных процессов, в последнее время начинают применять микрокиносъемку.

<< | >>
Источник: И. Е. АМЛИНСКИЙ, Л. Я. БЛЯХЕР. ИСТОРИЯ БИОЛОГИИ С НАЧАЛА ХХ ВЕКА ДО НАШИХ ДНЕЙ. 1975 {original}

Еще по теме Применение эксперимента в цитоэмбриологии. Изучение цветения, опыления и плодоношения:

  1. 5.2. Методические основы экспериментов по изучению операций обобщения и абстрагирования
  2. Применение органического анализа для изучения химических процессов в организме
  3. Обзоры по цитоэмбриологии
  4. Изучение эффективности применения штаммов псевдомонад и азотобактерадля защиты пшеницы от корневых гнилей и альтернариозав условиях вегетационных,полевых и производственных испытаний
  5. ПЛОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
  6. ОПЫЛЕНИЕ ПОД ВОДОЙ
  7. ОПЫЛЕНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
  8. Глава 15. ЦИТОЭМБРИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ48
  9. ДИАГНОСТИКА БЕРЕМЕННОСТИ Вначале можно ставить диагноз на беременность и бесплодие путем систематического применения . пробника после осеменения. Во второй половине плодоношения наблюдается асимметрия контуров живота, проявляющаяся отвисанием и выпячиванием правой брюшной стенки. Пальпацией можно обнаружить увеличенную матку с плацентами, но чаще ощущаются лишь плоды. Положительный диагноз удается установить только со второй половины беременности. Животные перед исследованием должны быть выдержа
  10. ДИАГНОСТИКА БЕРЕМЕННОСТИ Вначале можно ставить диагноз на беременность и бесплодие путем систематического применения . пробника после осеменения. Во второй половине плодоношения наблюдается асимметрия контуров живота, проявляющаяся отвисанием и выпячиванием правой брюшной стенки. Пальпацией можно обнаружить увеличенную матку с плацентами, но чаще ощущаются лишь плоды. Положительный диагноз удается установить только со второй половины беременности. Животные перед исследованием должны быть выдержа
  11. ПАТОЛОГИЯ ПЛОДОНОШЕНИЯ
  12. ПАТОЛОГИЯ ПЛОДОНОШЕНИЯ
  13. ГЛАВА 16. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕДОСБОРА. ОПЫЛЕНИЕ РАСТЕНИЙ ПЧЕЛАМИ
  14. Изучение подострой и хронической токсичности. 
  15. ПРИМЕНЕНИЕ УДОБРЕНИЙ
  16. Методы изучения бентоса