Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Декабря 2014 в 18:08, курсовая работа
Цель работы: выявить механизмы, обеспечивающие формирование устойчивости растений, и основные типы отношений растений к температуре, а также исследование регуляции стрессоустойчивости растений с помощью защитных систем.
Задачи работы:
Определить последствия температурного стресса;
Исследовать основные закономерности формирования устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды (низкие и высокие температуры, хлоридное засоление, тяжелые металлы) в зависимости от интенсивности и продолжительности их действия;
Введение……………………………………………………………………..……2
Глава I. Общие представления о стрессе и факторах, вызывающих стресс у растений………………………………………………………………...4
Стресс и «триада» Селье……………………………………………………...4
Основные группы факторов, способных вызвать стресс у растений……...6
Особенности проявления стрессовых реакций у растений……………….10
Глава II. Устойчивость к недостатку или отсутствию кислорода………14
2.1 Понятие гипо– и аноксии……………………………………………………14
2.2 Морфолого-анатомические приспособления к корневой гипоксии……...16
2.3 Повышение устойчивости к гипо- и аноксии……………………………...19
Глава III. Механизмы устойчивости растений…………………………….21
3.1 Засухоустойчивость и устойчивость к перегреву…………………………21
3.2 Устойчивость растений к низким температурам…………………………..28
3.3 Солеустойчивость……………………………………………………………32
3.4 Газоустойчивость……………………………………………………………35
3.5 Радиоустойчивость…………………………………………………………..38
3.6 Устойчивость растений к инфекционным болезням………………………43
Заключение……………………………………………………………………...52
Список используемой литературы….………………………………….….....54
Проблема узнавания и устойчивость. Первый и важнейший этап при взаимодействии растения-хозяина и патогена — взаимное «узнавание». У устойчивых растений он начинается с обездвиживания — иммобилизации патогена. Осуществляется это с участием гликопротеинов, получивших название лектины (от лат. lectus — избранный — причастия от глагола lego — выбирать, собирать). Они способны связывать определенные углеводы (моно-, олигосахара, углеводные остатки гликолипидов и полисахаридов). Молекула лектина имеет не менее двух участков для связывания углеводов, что позволяет ей склеивать (агглютинировать) молекулы и даже целые клетки, на поверхности которых есть специфические для данного лектина группировки, например эритроциты млекопитающих. В клетках лектины выполняют многообразные функции; одна из них — участие в реакциях узнавания и взаимодействия клеток. Лектины склеивают клетки и споры паразитов, лишая их возможности прорастать и перемещаться.
Существенно также, что лектины связывают споры и клетки тех патогенов, к которым растение устойчиво. Вирулентные штаммы бактерий избегают агглютинации лектинами растения-хозяина благодаря слизистому чехлу, окружающему бактерию.
Исследования последних лет показали, что в системах узнавания при взаимодействии растения-хозяина и паразита функционируют и другие участники. На поверхности иммобилизованного паразита находятся вещества, узнаваемые системами растения-хозяина, — элиситеры (провокаторы). Элиситеры являются высокомолекулярными глюканами стенок паразита. Растение распознает их с помощью своих мембранных рецепторов. Образование комплекса элиситер-рецептор индуцирует работу систем защиты растения, в частности реакцию сверхчувствительности. Однако взаимодействию элиситеров с рецепторами мешают антиэлиситеры — низкомолекулярные глюканы (супрессоры), выделяемые кончиком растущей гифы и подавляющие защитные реакции растений. Если супрессор паразита, конкурируя с элиситером за место связывания, занимает его из-за большего сродства к рецептору, то это не позволяет растению включить защитную реакцию, и патоген таким образом преодолевает барьер видового иммунитета растения.
Имеющиеся сведения позволяют представить последовательность включения защитных механизмов растений в ответ на инфекцию:
1. Паразит воздействует на клетки растения-хозяина с помощью элиситеров.
2. Мембранные рецепторы растения (компоненты системы узнавания) взаимодействуют с элиситерами паразита.
3. Образование комплекса элиситер — рецептор индуцирует развитие у растения реакции сверхчувствительности — быструю гибель части клеток и образование некроза.
4. Отмирание клеток растения-хозяина приводит к возникновению в них регуляторных молекул — производных полимеров матрикса клеточных стенок. У сои, например, функцию индуктора выполняют небольшие (из 12 молекул-мономеров) фрагменты пектиновых полимеров стенки. Такие регуляторные молекулы П. Альберсхейм назвал олигосахаринами.
5. Олигосахарины погибающих клеток диффундируют к соседним с некрозом здоровым клеткам и вызывают в них синтез фитоалексинов, обеспечивающих видовой иммунитет и сортовую устойчивость растений.
Заключение
Удивительная гармония живой природы, ее совершенство создаются самой природой: борьбой за выживание. Формы приспособлений у растений бесконечно разнообразны. Весь растительный мир со времени своего появления совершенствуется по пути целесообразных приспособлений к условиям обитания.
Растения – пойкилотермные организмы. Повреждения начинаются на молекулярном уровне с нарушений функций белков и нуклеиновых кислот. Температура - это фактор, серьезно влияющий на морфологию и физиологию растений, требующий изменений в самом растении, которые могли бы приспособить его. Адаптации растений к разным температурным условиям даже в пределах одного вида различны.
При высоких температурах выявлены такие адаптации, как густое опушение листьев, блестящая поверхность, уменьшение поверхности, поглощающей радиацию, изменение положения по отношению к источнику тепла, усиление транспирации, высокое содержание защитных веществ, сдвиг температурного оптимума активности важнейших ферментов, переход в состояние анабиоза, защищенных от инсоляции и перегрева, сдвиг вегетации на сезон с более благоприятными тепловыми условиями.
Поставленные задачи требуют и новых подходов как в теоретическом, так и в экспериментальном планах. Для понимания и прогнозирования характера роста, развития и продуктивности растений необходимо целостное восприятие растения. Например, продуктивность фотосинтеза зависит от формирования оптимальной листовой поверхности и всех элементов аппарата фотосинтеза, от условий водного, температурного режимов и минерального питания.
Растительные организмы играют ключевую роль в биосфере, ежегодно накапливая огромные массы органического вещества и продуцируя кислород. Человечество использует растения как главный источник питания, а также в качестве технического сырья и строительных материалов в промышленности, топлива для энергетики; из растений получают лекарственные препараты. Рост народонаселения и уменьшение пахотных угодий из-за разрастания городов и промышленности вызывает необходимость новых подходов для получения всех этих продуктов. Для этого имеется несколько путей. Современное растениеводство во все большей степени переходит на интенсивную технологию выращивания сельскохозяйственных культур, что предполагает строгое соблюдение научно обоснованных приемов возделывания и защиты растений, использования наиболее продуктивных сортов для каждой почвенно-климатической зоны.
Огромным резервом сырья является флора морей и океанов, которая еще очень мало используется для нужд человечества. Биомасса культивируемых водорослей нашла применение в качестве кормов в птицеводстве и животноводстве. Биомасса высших растений становится источником получения очищенных белков, углеводов, из которых затем приготавливай так называемую «искусственную пищу».
Новые направления биотехнологии, связанные в культуре растительных тканей и клеток, с использованием иммобилизованных (закрепленных) клеток или ферментов, дают основу для получения лекарственных препаратов и других необходимых продуктов. Клеточная инженерия ставит задачу выведения новых гибридов за счет слияния протопластов, полученных из разных видов. Она уже получила практические результаты в области быстрого размножения наиболее ценных экземпляров путем микроклонирования (выращивание целых растений из отдельных соматических клеток). Большой вклад вносит биотехнология в повышение продуктивности многих культур путем освобождения их тканей от патогенных вирусов (выращивание целых растений из изолированных апексов, в клетках которых вирусы отсутствуют).
Однако наибольший прогресс (качественный скачок) будет достигнут тогда, когда на основе изучения молекулярных механизмов фотосинтеза, азотфиксации, синтеза целлюлозы и других процессов, протекающих в растительных организмах, человечество перейдет к промышленному получению продуктов питания, материалов и топлива. Освоение искусственного фотосинтеза, начиная с получения водорода (как наилучшего топлива) и кончая синтезом углеводов, белков, витаминов и других продуктов, необходимых для питания, радикальным образом изменит условия существования людей, решит проблемы голода, нехватки технического сырья, будет важнейшим вкладом в оздоровление экологической среды. На решение этих задач должны быть направлены усилия физиологов, биохимиков, биофизиков, физико-химиков и всего общества в целом.
Список используемой литературы:
Приложение
В целом, пеларгонию можно отнести к засухоустойчив
Бархатцы относятся к засухоустойчивым р
Защита растений от заморозков, сильного дождя, града, ветра
Облепиха, ее относят к числу морозостойк
Информация о работе Механизмы защиты и устойчивости растений