Биотестирование некоторых синтетических соединений растительными тест-системами

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя школа №101 Дзержинского района Волгограда»

Открытый городской конкурс учебно-исследовательских работ старшеклассников в рамках городского научного общества «Я и Земля» секция биологии

БИОТЕСТИРОВАНИЕ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СИНТЕТИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ НЕКОТОРЫМИ ТЕСТ - ОБЪЕКТАМИ

                                      Выполнили:

                                               Зотова Кристина,

                                                  Кириченко Дмитрий

                                                      учащиеся 9 «Б» класса

                                         Руководитель:

                                                            Жигачева Ольга Ивановна,

учитель биологии МОУ СШ  №101

Волгоград, 2017

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ…………………………2

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………….3 - 4

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ…………………………………………………...4 - 8

1.1.          Природные физиологически активные вещества. Их действие на тест системы…………………………………………………..4 - 5

1.1.1. Вещества, обладающие стимулирующим свойством……....5 - 6

1.2. Использование синтетических регуляторов роста различной природы…………………………………………………………………....6 - 7

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ…………………...7 - 8

3. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ……………………………...8 - 22

3.1. Физиологически активные гетероциклические соединения, использованные в эксперимента………………………………………....8

3.2. Обсуждение результатов воздействия гетероциклических соединений на рост корней и листьев пшеницы яровой

Саратовская – 36………………………………………………………….8 - 18

3.3.  Обсуждение результатов воздействия гетероциклических соединений на деление клеток корней лука посевного………………...18 - 22

ВЫВОДЫ…………………………………………………………….22 – 24

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………….24-25

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ФАВ – Физиологически активные вещества

S - 2-имино-4,6-дифенил-4-фенацил-1,3-дигидротиазин

O - 4,6- дифенил-4-фенацил-2,3,4,5- тетрагидро-1,3- пиримидинон-2

NH - 2-имино-4,6-дифенил-4-фенацил-2,3,4,5- тетрагидропиримидин

I – растворы в разведении 10^{-6 М}

II – растворы в разведении 10^{-9 М}

III – растворы в разведении 10 ^-12 М

ВВЕДЕНИЕ

Химические вещества, которые могут участвовать в управлении ростом, называют регуляторами роста. Физиологи растений различают два типа таких регуляторов: стимуляторы  и ингибиторы.  Для регуляции своего роста растения вырабатывают вещества, которые получили название - фитогормоны.

Большинство физиологических процессов, в первую очередь регулируется гормонами.  Так же имеются много синтетических ингибиторов и стимуляторов роста, которые открыты для подавления роста сорнякам и для лучшего и интенсивного развития культурных и сельскохозяйственных  растений. Для того что бы проверить действие таких веществ используют определённые объекты, чувствительные к определённым регуляторам роста. Это могут быть и целые растения и отрезки стеблей, листьев, корней, семядолей. Эти объекты активно реагируют на экзогенно вводимые регуляторы. Такие объекты получили название - биологические тесты или пробы. Они помогают выявить спектр действия какого-либо вещества,  его концентрацию и природу. С помощью биотестов были открыты все известные сегодня физиологически активные вещества и их воздействие на растительные организмы. Разнообразна химическая природа в растении, а также разнообразны и вещества синтетического происхождения, применяемые в  сельском хозяйстве. И открытием этих веществ физиологи и биохимики обязаны биотестам. Благодаря им, науки известны стимуляторы и ингибиторы роста растений, гербициды и ретарданты. Благодаря открытию природных регуляторов роста учёным посчастливилось изобрести и химические аналоги этих веществ, которые активно используются в жизни.  Следует учитывать так же, что в растениях существует ряд регуляторов ещё  не известной нам природы. Для их выявления предстоит разработать специальный комплекс тестов. В настоящее время уже делаются попытки  найти гормоны старения и цветения. Для их обнаружения разрабатываются специальные биотесты, которые могли бы составить комплекс для поиска регуляторов неизвестного химического состава, так как многие из физиологически активных веществ неизвестной нам природы [1].

Целью нашего исследования являлось выявить реакцию растительных тест-систем на действие гетероциклических синтетических соединений. Для реализации поставленной цели мы определили следующие задачи:

1.Выявить реакцию  корней и листьев пшеницы яровой Саратовская-36 при выращивании на гетероциклических синтетических соединениях.

2. Выявить реакцию зоны деления у корней лука посевного на действие гетероциклических синтетических соединений.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1.          Природные физиологически активные вещества. Их действие на тест системы

Определяя специфику природных регуляторных соединений, отмечают, что наряду с энергопластическим материалом в каждом организме всегда находятся вещества, выполняющие регуляторную функцию. Подразделения внутри этой группы устанавливают на основании чисто физиологических признаков. В ней различают энзимы, гормоны, витамины и индукторы. Энзимы, или ферменты, -это биологические катализаторы. Они способны ускорять течение различных реакций, причём сами они непосредственного участия в этих реакциях не принимают [2].

Фитогормоны - это органические вещества небольшого молекулярного веса, образуемые в растениях в малых количествах в одних частях растений и действующие на другие их части как регуляторы и координаторы роста и развития. К ним относят ауксины, гиббереллины и цитокинины, а также абсцизовую кислоту[3].

Витамины - это дополнительные питательные вещества отсутствие которых приводит к нарушению определённых функций. Индукторы способны возбуждать и поддерживать морфогенетические процессы, связанные  с развитием в молодом организме тех или иных тканей и органов [4].

1.1.1. Вещества, обладающие стимулирующим свойством

Существует  очень много веществ, стимулирующих рост и формообразование у растений. К таким  веществам относятся фитогормоны, вызывающие специфический ростовой и формообразовательный эффект.  Ростовые вещества могут быть так же соединениями негормональной природы. Это некоторые фенолы,  производные мочевины,  витамины. Локализуясь в меристеме в высоких концентрациях, ауксин принимает на себя ряд функций. Действуя на ядерный аппарат клеток меристемы, он активирует процесс клеточного деления, притягивает к зоне меристемы питательные вещества [5].

 Ауксины вырабатываются в клетках растений, стимулирующие ростовые процессы. В малых концентрациях ауксины ускоряют рост растений. Образуются ауксины в молодых, активно растущих частях высших растений. Механизм действия до конца не изучен, но предполагают, что ауксины активируют биосинтез некоторых белков – ферментов, участвующих в процессе клеточного деления и растяжения [6].

Гиббереллины - это природные регуляторы роста растений, стимулируют ряд процессов развития , обычно находящихся под контролем внешней среды. Гиббереллин, по-видимому, играет определенную роль в явлениях покоя, цветения и плодоношения, а так же в корреляции некоторых процессов. Гиббереллины  входят в состав тех регуляторных систем, которые определяют реакцию растения на факторы внешней среды, выражающуюся в переходе к определённой стадии развития [7].

При обсуждении действия кининов обращает на себя внимание тот факт, что вещества влияющие на деление клеток, по своей химической природе более разнообразны. Кинины способны влиять также и на многие другие ростовые процессы, например на рост листьев, апикальное доминирование, и различные световые реакции. Кинины вызывают заметные изменения в белках и нуклеиновых кислотах, входящих в состав тканей. Возможно, что эти изменения лежат в основе действия кининов на клеточное деление, а так же на рост и мобилизацию веществ.

Витамины - негормональные регуляторы, синтезирующиеся в растительном организме в микроколличествах. Они выполняют ряд каталитических функций, усиливают ростовые процессы, активируемые фитогормонами [8].

Фенольные синергиды  - вещества, самостоятельно в регуляции роста не учавствующие, но активирующие функцию фитогормонов [9].

1.2. Использование синтетических регуляторов роста различной природы

Открытие фитогормонов привело к стремлению создавать различные синтетические регуляторы роста, которые помогут добиться определённых результатов как в культивировании растений, так и в сельском хозяйстве. Ещё в 50 годах, когда физиологи ничего не знали ни о гиббереллинах ни о цитокининах, были развиты основные направления применения химических стимуляторов роста и гербицидов в растениеводстве. На базе анализа свойств природных ауксинов и прежде всего ИУК были синтезированы её аналоги: B-индол-3- масляная кислота и a- нафтилуксусная кислота или их соли с аммиаком, аминами и щелочными металлами, которые лучше растворимы в воде и более удобны в обращении. Подробно изучены в качестве стимуляторов корнеобразования и другие соединения: бензойная кислота, производные тиофена, тиазол и другие. Все эти вещества органические соединения иного типа, чем питптельные вещества, вызывающие стимуляцию или ингибирование процессов роста и развития растений [10].

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектами служили проростки пшеницы яровой Triticum aestivum L., сорт  Саратовская – 36 и зона деления корней лука посевного Allium sepa L.

Пшеницу сначала поставили на проращивание на двое суток. Затем по 10 проростков выращивали до отклонения первого листа  в пластиковых стаканах  на водных растворах с ФАВ:  2-имино-4,6-дифенил-4-фенацил-2,3,4,5- тетрагидропиримидина  (NH), 2-имино-4,6-дифенил-4-фенацил-1,3-дигидротиазина (S), 4,6- дифенил-4-фенацил-2,3,4,5- тетрагидро-1,3- пиримидинона-2 (О).

В качестве контроля использовали растения, культивируемые на дисциллированной воде. Концентрации всех веществ устанавливали по молекулярному весу, в дозах : 10^-6М ( I ), 10^-9М ( II ), 10^-12М ( III ).

В течении эксперимента растения проверялись и фиксировались результаты, подливалась испарившаяся за ночь вода, для сохранения концентрации раствора. Опыт осуществлялся в трехкратной повторности.

По окончанию опыта промеряли длину и ширину листовой пластинки первого листа,  сумму длин корней. Проводили обработку данных.

Лук посевной перед началом эксперимента прорастили в течении 2-3 дней, до образования длинных корней. Растворы налили в пробирки в трех повторностях. В каждую пробирку поместили по 6-7 корней  лука. Для устойчивости пробирки поместили в банки, сверху закрепили луковицы.  В ходе эксперемента корни лука посевного через 24, 48, 96 часов подвергали фиксации, мацерации, производили окрашивание.

Из окрашенных корней делали давленные препараты. Каждый отдельный отрезок корня лука посевного разрезали в продольном направлении и помещали под покровное стекло. Сделали промеры зоны деления у каждого варианта опыта.

3. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

3.1 Физиологически активные гетероциклические соединения, использованные в эксперементе

Гетероциклические соединения – NH, S, O, взятые нами для проведения эксперемента  являются кристаллические, с чёткими температурами плавления, хорошо растворимы в спирте и других органических растворителях. Эти вещества доступны в плане синтеза и практически значимые в плане биологической активности. В данных синтетических веществах присутствует гетероциклический фрагмент в структуре их соединений, что вероятно влияет на их биологическую активность.

Вещества, принятые нами на испытание были синтезированы сотрудниками кафедры химии и методики обучения в 2016 году НИУ СГУ им.Чернышевского.

3.2. Обсуждение результатов воздействия гетероциклических соединений на рост корней и листьев пшеницы яровой Саратовская-36

Промерив сумму длин корней пшеницы яровой, длину и ширину листовой пластинки первого листа получили следующие данные:

Таблица 1. - Размер первого листа и длины корней проростков пшеницы яровой Саратовская-36

№ (1)	Вариант опыта (2)	Сумма длин корней мм (3)	Длина листовой пластинки первого листа (4)	Ширина листовой пластинки первого листа (5)	Примечание (6)
1 2 3 4 5	Контроль	274 350 406 166 221	126 110 124 101 113	3 3 3 3 3	Цвет листьев более бледный по сравнению со всеми растениями. Очень много придаточных корешков. На кончике листовой пластинки лист бледнее, чем у основания.
1 2 3 4 5	Контроль	281 295 636 542 348	101 101 140 150 87	3 2 4 4 2	Появляется третий лист. У всех растений в данном варианте опыта имеются придаточные  корешки. У растений всего 2 боковых корня, но они очень длинные.
1 2 3 4	Контроль	238 215 185 415	103 110 95 133	4 4 3 4	Наблюдается уродливость некоторых растений. Не у всех отогнута листовая пластинка первого листа.
(1)	(2)	(3)	(4)	(5)	(6)
5		222	111	3
1 2 3 4 5	NH - I	510 765 613 390 485	103 120 121 133 119	4 4 3 3 3	Корневая система очень развита, очень длинные боковые корни, но нет придаточных. Насыщенный зелёный цвет. Равномерно  окрашенные листья.
1 2 3 4 5	NH – I	278 486 297 352 235	120 132 103 105 120	3 3 3 3 3	Имеются придаточные корешки. Корней мало, но очень развиты.
1 2 3 4 5	NH – I	614 773 585 642 305	135 130 130 155 92	4 3 4 4 4	Так же очень массивные корни придаточными корешками.
1 2 3 4 5	NH-II	430 685 535 730 545	133 154 130 146 100	4 3 3 4 4	Хорошо отогнуты листовые пластинки. У основания листья окрашены слабее, чем на кончиках. Корней мало.
1 2 3 4 5	NH-II	648 798 483 375 490	122 155 112 100 68	3 4 3 3 4	Длинные корни с придаточными корешками. Отогнуты листья.
1 2	NH-II	695 690	126 111	4 3	Как и в предыдущих.
(1)	(2)	(3)	(4)	(5)	(6)
3 4 5		430 490 541	136 80 128	3 3,5 3
1 2 3 4 5	NH-III	550 725 340 660 295	143 123 65 110 103	4 3,5 3 3 3	Густая, развитая корневая система. С множеством придаточных корешков. Ростки мелкие, зелёные.
1 2 3 4 5	NH-III	615 725 435 400 720	140 130 150 100 120	4 4 3 4 3	Хорошо развитая корневая система. Слабо развиты проростки. Цвет темно-зелёный. Слабое отгибание листовой пластинки первого листа.
1 2 3 4 5	NH-III	558 416 544 700 410	135 140 140 150 115	4 3 4 4 3	Различий нет.
1 2 3 4 5	О-I	300 300 262 355 230	90 75 100 90 120	3 3 4 4 3	Корневая система слабая. Цвет бледно-зелёный. Листовые пластинки не отогнуты.
1 3 4 5	О-I	320 252 270 240	113 112 111 80	3 4 3 3	Нет отгибания листа. Корневая система слабая. Цвет бледно-зелёный.
1	О-I	480	115	4	Интенсивное отгибание листовой пластинки первого листа.
(1)	(2)	(3)	(4)	(5)	(6)
2 3 4 5		400 435 240 518	100 135 111 138	3 3 4 4
1 2 3 4 5	О-II	340 463 485 495 389	50 110 112 115 110	3 3 4 4 3	Ростки короткие, тёмно-зелёные, окрашены равномерно.
1 2 3 4 5	О-II	327 320 300 530 220	111 111 105 80 113	4 3 4 3 4	Длинные боковые корни с множеством придаточных.
1 2 3 4 5	О-II	266 385 395 180 350	100 111 112 75 90	3 4 4 3 3	Слабое отгибание листа. Слабая окраска. Слабая корневая система.
1 2 3 4 5	О-III	210 300 180 290 290	111 100 80 60 70	3 3 3 3 3	Корневая система развита слабо. Ростки короткие.  Зелёные, равномерно окрашенные листья. Хорошо отогнуты.
1 2 3 4 5	О-III	425 555 400 370 290	110 113 112 100 80	3 3 3 3 3	Боковые корни очень длинные с придаточными корешками.
1	S-I	635	111	2	Хорошо отогнуты листья. Хорошо развита корневая система. Длинные
(1)	(2)	(3)	(4)	(5)	(6)
2 3 4 5		798 730 415 605	138 138 135 120	3 3 3 3	Корни с придаточными корешками
1 2 3 4 5	S-I	490 610 610 700 420	125 120 120 143 83	3 3 3 3 3	Все растения яркой окраски равномерно окрашены.
1 2 3 4 5	S-I	676 566 491 633 696	128 130 130 170 135	3 3 3 3 3	Что и в предыдущих примерах.
1 2 3 4 5	S-II	350 316 305 364 375	135 111 130 103 120	3 3 4 4 3	Средние корни, длинные побеги. Листья не отогнуты.
1 2 3 4 5	S-II	620 555 462 400 470	130 130 90 111 111	3 3 3 2 4	Средние корни, длинные побеги. Листья не отогнуты.
1 2 3 4 5	S-II	440 590 635 735 920	140 160 150 140 140	3 4 3 3 3	Длинные корни с придаточными корешками.
1 2 3	S-III	510 630 312	111 135 114	3 4 3	Длинные корни с придаточными корешками.
(1)	(2)	(3)	(4)	(5)	(6)
4 5		520 620	140 180	3 3
1 2 3 4 5	S-III	580 480 670 585 340	130 120 110 140 120	3 3 3 2 3	Длинные корни с придаточными корешками. Хорошо раскручена листовая пластинка.
1 2 3 4 5	S-III	650 320 180 340 540	130 120 150 160 180	4 3 2 3 4	Ярко окрашены ростки. Длинные побеги.

Из данных этой таблицы высчитывалось среднее арифметическое (М), ошибка средней (m M), критерий Стьюдента (t), число степеней свободы.

Таблица 2. - Сумма длин корней пшеницы яровой Саратовская-36

Вариант опыта (1)	Среднее арифметическое (М) (2)	Число степеней свободы (3)	Ошибка средней (m M) (4)	Коэффициент Стьюдента (t) (5)
Контроль	269,2	20,08	14,2	18,95
NH-I	568,2	22,06	15,6	36,4
NH-II	570,47	13,39	8,04	70,9
NH-III	539,5	34,7	20	26,95
О-I	297,4	11,3	8	37,17
О-II	327,3	17,11	12,1	27,04
(1)	(2)	(3)	(4)	(5)
О-III	247,3	9,47	6,7	36,91
S-I	605	35,8	20,7	29,2
S-II	561,4	84,85	60	9,35
S-III	485,1	68,8	39,7	12,2

Таблица 3. - Длина листовой пластинки первого листа

Вариант опыта	Среднее арифметическое        (М)	Число степеней свободы	Ошибка средней     (m M)	Критерий Стьюдента (t)
Контроль	112,6	3,11	2,2	51,18
NH-I	113,8	20,64	14,6	7,79
NH-II	120,06	11,12	6,4	18,7
NH-III	124,06	14,31	8,26	15,01
О-I	99,6	6,5	4,6	21,6
О-II	100,9	4,66	3,3	30,5
О-III	84,25	0,07	0,05	16,84
S-I	125,06	5,94	3,43	36,42
S-II	130,2	22,34	15,8	8,24
S-III	172	72,99	42,1	4,08

Чтобы легче было проанализировать полученную  реакцию тест-системы на действие гетероциклических синтетических соединений, составились следующие графики.

График 1. Длина листовой пластинки первого листа пшеницы яровой Саратовская -36

График 2. -  Сумма длин корней пшеницы яровой Саратовская-36

Из данных графиков мы видим: относительно корней пшеницы, выращенной на дистиллированной воде (К), идёт стимулирование роста корней у пшеницы, выращенной на растворе NH, при этом понижение концентрации раствора снижает стимулирующие действе вещества NH. То же самое происходит у корней пшеницы, выращенной на растворе S. В этом случае таким же образом сказывается понижение концентрации вещества. Корни пшеницы, выращенной на растворе О, остались на уровне контроля.

Что касается длины листовой пластинки первого листа заметно незначительное стимулирование роста у пшеницы, выращенной на растворе S, при этом понижение концентрации – повышает стимулирующее действие раствора. Аналогичное действие раствора наблюдается у пшеницы, выращенной на растворе NH, но стимуляция роста незначительная по отношению к контролю. Раствор О не оказал никакого воздействия на растения, длина листьев данной пшеницы осталась на уровне контроля.

На ширину листовой пластинки первого листа растворы не оказали влияния. Ширина листовых пластинок первого листа у всех растений осталась на уровне контроля.

Анализируя графики, можно сделать вывод об обратно пропорциональном  действии одного и того же раствора на рост корней и листьев. Таким образом,  стимулируя рост корней, раствор в данной концентрации, оказывает наименьшее воздействие на рост листовой пластинки. Раствор, стимулирующий рост листовой пластинки, в меньшей степени стимулирует рост корней пшеницы. Раствор S ∙10^-6  стимулирует рост корней пшеницы, выращенной на нем, а на листья оказывает минимальное воздействие. А раствор S∙10^-12 оказывает не большое стимулирующее действие на корни, но длина листовой пластинки пшеницы, выращенной на этом растворе,  значительно превышает показатели относительно контроля. Аналогичное действие наблюдается при воздействии раствора NH.

Пшеница прорастала на подложках, поэтому вещества, поступающие из растворов, должны были транспортироваться к листьям. Данные растворы являются синтетическими, поэтому пшеница использовала их по NH-фрагментам, которые встречаются в природе, что позволяет проросткам их поглощать.  Растения в растворе 2-имино-4,6-дефинил-4-фенацил-2,3,4,5-тетрагидроперемидин, используя NH-группу, в качестве микропитания, открывают дигидродиазиновый фрагмент и потребляют из него NH, N.

Наиболее интенсивно растения поглощают и усваивают азот в период максимального образования и роста стеблей и листьев. Поэтому, пшеница потребляющая азот имеет хорошо развитую корневую систему и длинные листья относительно контроля. Понижение концентрации – снижает стимуляцию роста, т.к в растворе становится меньше азота.

Растения в растворе 2-имино-4,6-дифенил-4-фенацил-1,3-дигидротиозин, используя NH-группу в качестве микропитания, открывают дигидротиазиновый фрагмент, потребляя входящее в него S, N.

Пшеница, выращенная на данном растворе не испытывает недостатка серы, поэтому рост корней и листьев идёт интенсивнее относительно пшеницы, выращенной на дистиллированной воде - среде обеднённой серой.

Раствор 4,6-дифенил-4 фенацил-2,3,4,5-тетрагидро-1,3-перимидинон-2 не оказал влияния на рост корней и листьев пшеницы, выращенной на нем. Это объясняется тем, что входящие в пиримидиновый фрагмент вещества  NH, N 

не  могут быть использованы растением, т.к фрагмент замыкает О, который является не метаболически активным и растением не используется.

Растения усваивают свободный кислород из воздуха, либо связанный из воды.

Обратно пропорциональное действие растворов на рост корней и листьев объясняется тем, что корни проростков используют необходимые им питательные вещества ( в данном случае серу и азот) из растворов, а листья получают их в полном объеме из эндосперма. Пшеница, выращенная на растворе О и на дистиллированной воде , вынуждена использовать эти вещества для роста корней и листьев из одно лишь эндосперма, т.к. среда ими обеднена, поэтому растения имеют более слабую корневую систему и короткие листовые пластинки.

Растворы не оказали интенсивного воздействия на изменение ширины листовой пластинки первого листа. Это обусловлено тем, что первый лист формируется в зерне и дифференцируется в зародыше, поэтому ширина листовой пластинки не изменяется при прорастании зерна и следовательно она одинакова у всех вариантов опыта.

3.3.  Обсуждение результатов воздействия гетероциклических соединений на деление клеток корней лука посевного

 Поместив временные давленые препараты корней лука посевного в продольном сечении под микроскоп, мы легко обнаружили зону деления – от корневого чехлика до границы перехода в зону растяжения. Зона деления выделялась своим более интенсивным окрашиванием относительно зоны растяжения. С помощью микрометра мы промерили зону деления и получили следующие результаты.

Таблица 5. - Размер зоны деления корней лука посевного

Вариант опыта (1)	Зона деления (мкм) (2)
К	1210
К48	1320
К96	1210
NH-I	770
NH-I48	770
NH-I96	770
NH-II	880
NH-II48	800
NH-II96	770
NH-III	880
NH-III48	880
NH-III96	880
O-I	880
O-I48	880
O-I96	550
O-II	660
O-II48	770
O-II96	770
O-III	660
O-III48	660
O-III96	550
S-I	770
S-I48	990
S-I96	770
S-II	1100
S-II48	880
S-II96	880
S-III	770
S-III48	1100
S-III96	880

Чтобы легче было проанализировать действие гетероциклических соединений на деление мерестематических клеток мы построили  графики:

График 1. - Размеры зоны деления корня лука посевного

График 2. - Размеры зоны деления корня лука посевного

График 3. - Размеры зоны деления корня лука посевного

Анализируя графики мы наблюдаем, что наибольшая зона деления у корней, взятых на анализ через 48 часов после их роста на растворах. Корни, взятые через 24 и 96 часов имеют одинаковые размеры зон деления. Относительно корням, взятым на анализ через 48 часов, корни, росшие на растворах в течении 24 и 96 часов имеют более короткую зону деления.

По данным графиков мы видим, что гетероциклические соединения NH и O ингибируют деление мерестематических клеток у корней лука, выращенных на данных растворах, относительно контроля.  Это обуславливается тем, что растения усваивают экзогенный азот зоной растяжения и по проводящей системе в зоне дифференциации поставляет его в растения, поэтому рассматривая зону деления, мы наблюдаем данный результат,т.к в проводящей системы в зоне деления нет и азот экзогенный азот ею не усваивается. Ингибирующего действия на деление  мерестематических клеток раствора О, обясняется тем, что растения не используют входящий в его соединения кислород, т.к усваивают кислород из воздуха или воды. В растворе О кислород является не метаболически активным.

По данным графика 3 мы наблюдаем, что действие раствора S относительно Контроля остается неизменным. Это обусловлено воздействием на растения серы, входящий в состав раствора. Как известно сера является компонентом аминокислот (цистеин, цистин, метионин)- структурные единицы из которых в конечном счёте образуются белки. И хотя клеткам растений необходимо относительно малое количество серы, почти вся она выполняет важную структурную функцию. Содержание белков в зоне деления намного превышает их содержание в зоне растяжения и дифференциации, именно по этому растение усваивает экзогенную серу, для образования белков в зоне деления. Благодаря поступившей по аппопласту сере, количество белков в мерестематических клетках повышается, что вызывает их интенсивное деление, и зона деления становится больше, относительно зонам деления корней, выращенных на растворах О и S.

ВЫВОДЫ

          1. Реакция корней и листьев пшеницы яровой Саратовская – 36 на действие растворов 2-имино-4,6-дифенил-4-фенацил-2,3,4,5- тетрагидропиримидина и 2-имино-4,6-дифенил-4-фенацил-1,3-дигидротиазина оказала стимулирующие воздействие на данную тест-систему.

            2. Воздействие раствора  4,6- дифенил-4-фенацил-2,3,4,5- тетрагидро-1,3- пиримидинона-2 на рост корней и листьев  пшеницы, выращенной на нем, не вызвало никакой реакции.

3.  Ингибирование зоны деления корня лука посевного  оказали растворы  2-имино-4,6-дифенил-4-фенацил-2,3,4,5- тетрагидропиримидина и 4,6- дифенил-4-фенацил-2,3,4,5- тетрагидро-1,3- пиримидинона-2,. 

4. Положительную реакцию на деление меристематических клеток корня лука посевного вызвало воздействие раствора  2-имино-4,6-дифенил-4-фенацил-1,3-дигидротиазина

Список использованной литературы

1.       О. И. Жигачёва, Биотестирование гетероциклических синтетических соединений некоторыми растительными объектами / О. И. Жигачёва, В. А. Спивак // Бюллетень Ботанического сада Саратовского государственного университета. – Саратов: Изд-во Сарат. Ун-та, 2010. – Вып. 9. – С. 179.

2.       О. И. Жигачёва Биотестирование экстракта из водяного ореха (Trapa natans Trapaceae s. l.) на некоторых растительных тест-объектах / О. И. Жигачёва, М. С. Смолянский // "Вестник ВГУ" (в печати).

3.       Н. С. Жмур, Методика определения токсичности вод и отходов по изменению уровня флуоресценции хлорофила и численности клеток водорослей /Н. С. Жмур, Т. Л. Орлова. - М.: АКВАРОС, 2007. - 48 с.

4.       С. Я. Тюлин, Род Trapa L. – Водяной орех / С. Я. Тюлин, Н. С. Фурса // Растительные ресурсы. Цветковые растения, их химический состав и использование. Семейства Hydrangenaceae– Haloragaceae. – Л.: Наука, 1987. – С. 206-207

5.       Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование / Ред. О. П. Мелехова, Е. И. Сарапульцева. М.: Издательский центр «Академия» 2010, 288 с. 3-е изд. ISBN 978-5-7695-7033-9.

6.       Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы. М.: МАКС-Пресс. 2001. 344 с.

7.       Биотестирование вод, загрязненных поверхностно-активными веществами // Известия Академии наук, сер. биологическая. 1992. № 3. C. 452—458.

8.       Г. Н. Мисейко , Безматерных Д. М., Тушкова Г. И. Биологический анализ качества пресных вод. — Барнаул: АлтГУ, 2001. — 201 с.

9.       Biological Effects of Surfactants. CRC Press. Taylor & Francis. Boca Raton, London, New York. 2006. 279 p.

10.   V. N. Petukhov, V. M. Fomchenkov, V. A. Chugunov and V. P. Kholodenko. Plant Biotests for Soil and Water Contaminated with Oil and Oil Products. // Applied Biochemistry and Microbiology. 2000 Volume 36, Number 6, p. 564—567.