Вплив стимулятора Mind Agro.Bio на зростання та регенерацію ізольованих сім'ядолів соняшника
Метою нашого дослідження є вивчення дії препарату Mind Agro.Bio на процеси росту та регенерації, що моделюються в культурі ізольованих дводольних сім'ядолів.
МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
Ізольовані сім'ядолі соняшника сорту Армавірський 3497 культивувалися за стандартною методикою, затвердженою нашими дослідниками. Ізолянти розкладалися в стерильні чашки Петрі на фільтрувальному папері, змоченому 10 мл розчинів Mind Agro.Bio концентрацією 1 мг/л і 10 мг/л, і поміщалися в темний термостат при температурі 26±1°С. Один раз на добу чашки провітрювалися. Світлова експозиція у своїй становила 30 хвилин.
Про ростові процеси в сім'ядолях судили щодо зміни їх сирої ваги та площі. Площу визначали за загальноприйнятою сучасною методикою. Вимірювання розмірів клітин епідермісу, замикаючих клітин продихів проводили за допомогою окуляр-мікрометра на зрізах, зроблених від руки і укладених в гліцерин-желатину. Кількість жиру визначали за знежиреним залишком.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
Аналіз дослідів показав S-подібне зростання сім'ядолів за сирою вагою у всіх варіантах. Сім'ядоля, ізольована від решти зародка, мала сиру вагу 43,77 мг. За наступні п'ятнадцять діб сира вага її в контролі зросла в 4,1 рази, а у сім'ядолів, що культивуються на розчинах Mind Agro.Bio з концентрацією 1 мг/л та 10 мг/л, відповідно – у 5,5 та 6,8 раза. Таким чином, найбільше збільшення ваги ізолянтів спостерігається на розчині стимулятора з концентрацією 10 мг/л. Середня сира вага сім'ядолі у цьому варіанті на п'ятнадцятий день культивування на 71,4% вище, ніж у контролі.
Як видно з графіка, у варіанті з водою накопичення сирої ваги йде з меншою швидкістю, ніж у варіантах із препаратом. Найбільш інтенсивно здійснюється зростання ізолянтів, що культивуються на розчині Mind Agro.Bio з концентрацією 10 мг/л. У цьому випадку накопичення сирої ваги виражається найкрутішою кривою.
Суха вага сім'ядолі у варіантах з водою та Mind Agro.Bio 1 мг/л спочатку падає, а потім спостерігається деяке його збільшення. У контролі зміна сухої ваги сім'ядолі в міру її культивування графічно виражається кривою максимум на 4 добу. У варіанті з препаратом 1 мг/л суха вага зростає до шести діб і це збільшення суттєвіше, ніж у контролі.
У ізолянтів, що культивуються на розчині Mind Agro.Bio 10 мг/л, спостерігається менш яскраво виражене накопичення сухої речовини, ніж у варіанті концентрації 1 мг/л. Але характерно, що у варіанті з 10 мг/л немає падіння сухої ваги сім'ядолей в перші дні культивування. Збільшення сухої ваги тут починається після доби культивування і далі він змінюється незначно протягом наступних шести діб. Потім він падає, як і перших двох варіантах. Однак слід зазначити, що це падіння менш інтенсивне, і на 15 добу суха вага сім'ядолів стає вищою порівняно з іншими варіантами.
Тимчасове зростання сухої ваги сім'ядолів може бути пов'язане з тим, що навіть за такої незначної світлової експозиції відбувається процес фотосинтезу, оскільки спостерігається позеленювання ізолянтів. Ступінь зміни сухої речовини у сім'ядолів залежить від співвідношення його синтезу в процесі світлової експозиції в умовах досвіду і витрат на процеси зростання.
Найбільш раннє та інтенсивне позеленіння сім'ядолів відбувається у варіанті з Mind Agro.Bio 10 мг/л. І тут затримується і процес старіння сім'ядолей. У той час, як у контрольному варіанті ознаки пожовтіння ізолянтів спостерігаються вже на 15 добу культивування, у варіанті з препаратом 10 мг/л ізолянти залишаються зеленими і після місячного вирощування.
При перерахуванні сухої речовини на 1000 мг сирого спостерігається наступна картина (табл. 1). У міру культивування ізолянтів цей показник за 15 днів падає в контролі у 7,6 рази, у варіанті зі стимулятором 1 мг/л та 10 мг/л відповідно у 7,5 та 8,0 рази. Причому найінтенсивніша втрата у вазі спостерігається у варіанті 1 мг/л. До 15 дня втрата ваги приблизно дорівнює у всіх випадках.
Таблиця 1. Динаміка сухої ваги сім'ядолів, що культивуються на воді та розчинах Mind Agro.Bio у перерахунку на 1000 мг сирої ваги
| Дні культивування | Вода | Mind Agro.Bio 1 мг/л | Mind Agro.Bio 10 мг/л |
|---|---|---|---|
| 0 | 789,7 | 789,7 | 789,7 |
| 1 | 616,8 | 599,8 | 601,0 |
| 2 | 503,9 | 439,4 | 440,5 |
| 4 | 301,3 | 389,2 | 298,9 |
| 6 | 209,5 | 226,3 | 210,1 |
| 10 | 151,6 | 118,8 | 151,6 |
| 15 | 103,3 | 106,7 | 96,9 |
Одночасно зі зменшенням вмісту сухої речовини в сім'ядолях збільшується відсотковий вміст води. У досвідчених варіантах ( Mind Agro.Bio 1 мг/л і 10 мг/л) це збільшення значно. Можна припустити, що таке збільшення вмісту води викликане інтенсивнішим розтягуванням клітин в ізолянтів цих варіантів.
Втрата сухої ваги корелює із втратою основної запасної поживної речовини сім'ядолів соняшника – жирів. Падіння вмісту жирів спостерігається у всіх випадках у процесі культивування ізолянтів (табл. 2).
Таблиця 2. Вплив Mind Agro.Bio на динаміку ліпідів у сім'ядолях соняшнику в процесі їх культивування (в % на суху вагу)
| Дні | Вода | Mind 1 мг/л | % до контролю | Mind 10 мг/л | % до контролю |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 60,03±1,10 | 59,85±0,92 | 99,7 | 60,18±0,96 | 102,52 |
| 2 | 58,45±0,42 | 56,50±1,91 | 96,66 | 58,52±0,46 | 100,13 |
| 4 | 56,63±0,07 | 53,01±0,86 | 93,6 | 54,44±1,41 | 96,32 |
| 5 | 55,25±0,12 | 39,30±1,39 | 71,11 | 57,75±1,40 | 91,85 |
| 7 | 52,75±0,96 | 35,95±1,08 | 68,15 | 50,38±0,72 | 95,57 |
| 10 | 50,60±1,80 | 33,73±1,15 | 66,65 | 47,23±0,84 | 93,24 |
| 12 | 40,33±1,05 | 30,77±0,98 | 76,29 | 37,35±1,42 | 92,61 |
| 15 | 37,33±1,48 | 28,93±1,14 | 74,82 | 35,95±1,43 | 96,30 |
Як видно з таблиці, найбільш інтенсивне зменшення жиру спостерігається у варіанті зі стимулятором у концентрації 1 мг/л, найменша його витрата - у контролі.
Показником зростання сім'ядолів є зміна їхньої площі. Площа збільшується у варіантах з водою та препаратом 1 мг/л до 15 діб культивування, тоді як у досліді з Mind Agro.Bio 10 мг/л – до 20 діб (табл. 3).
Збільшення площі спостерігається у всіх випадках відповідно у 4,2, 4,8, 10,1 раза. Препарат, особливо в концентрації 10 мг/л, сприяв більшому її збільшенню в ізолянтів порівняно з контролем. На 20 день культивування площа сім'ядолі у цьому варіанті на 209,2% більша, ніж у контролі.
Таблиця 3. Зміна площі ізольованих сім'ядолів соняшнику під впливом Mind Agro.Bio, см²
| Дні | Вода | Mind 1 мг/л | % до контролю | Mind 10 мг/л | % до контролю |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0,38±0,02 | 0,38±0,02 | 100 | 0,38±0,02 | 100 |
| 1 | 0,39±0,03 | 0,43±0,01 | 110,28 | 0,52±0,02 | 133,33 |
| 2 | 0,48±0,02 | 0,73±0,08 | 150,20 | 0,56±0,03 | 116,66 |
| 3 | 0,77±0,11 | 1,11±0,10 | 144,14 | 1,25±0,07 | 162,32 |
| 4 | 0,88±0,08 | 1,38±0,12 | 156,81 | 1,65±0,05 | 198,87 |
| 6 | 0,98±0,12 | 1,57±0,04 | 160,20 | 2,12±0,17 | 216,30 |
| 10 | 1,49±0,09 | 2,06±0,09 | 134,90 | 2,82±0,15 | 189,21 |
| 15 | 1,58±0,25 | 2,57±0,18 | 162,68 | 3,85±0,20 | 243,73 |
| 20 | 1,52±0,16 | 2,58±0,47 | 170,50 | 4,70±0,50 | 309,20 |
Характерно, що збільшення площі йде інтенсивніше, ніж накопичення сирої ваги. Так сира вага порівняно з контролем збільшилася на 15 добу культивування на 39,5% при концентрації препарату 1 мг/л та на 80,3% при концентрації 10 мг/л. Площа ж у цей час збільшується на 62,7% та на 143,7%. Це пов'язано з тим, що сім'ядолі, які виросли на стимуляторі, більш тонкі у дорзовентральному напрямку. Сирий і сухий вага одиниці площі сім'ядолей на 15 день буде найвищим у варіанті з водою і найменш низьким у варіанті з препаратом у концентрації 10 мг/л.
У зв'язку з таким значним збільшенням площі в ізолянтів, особливо під впливом нашого стимулятора, значний інтерес вивчає розміри клітин. Клітини епідермісу сім'ядолів у міру їхнього культивування збільшуються (табл. 4).
Таблиця 4. Розміри клітин епідермісу в ізольованих сім'ядолів соняшнику (у поділах окуляр-мікрометра 40х10)
| Доба | Вода (ширина) | Вода (довжина) | Mind 1 мг/л (ширина) | Mind 1 мг/л (довжина) | Mind 10 мг/л (ширина) | Mind 10 мг/л (довжина) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 5,50±0,17 | 7,10±0,11 | 6,56±0,24 | 7,56±0,12 | 5,91±0,20 | 7,63±0,14 |
| 20 | 10,80±0,25 | 14,28±0,40 | 11,37±0,11 | 15,01±0,16 | 14,36±0,40 | 21,11±0,75 |
Найбільш помітно збільшення клітин у варіанті з Mind Agro.Bio концентрації 10 мг/л. Так, ширина клітин у цьому досвіді на 20 добу культивування порівняно з 1 днем збільшується у 2,4 рази, а довжина у 2,7 раза. У контролі ширина клітин збільшується у 2,0 рази, а довжина – у 1,8.
Зміна розмірів замикаючих клітин продихів за варіантами відрізняється негаразд значно (табл. 5).
Таблиця 5. Розміри клітин продихів ізольованих сім'ядолів (у поділах окуляр-мікрометра 40х10)
| Доба | Вода (довжина) | Вода (ширина) | Mind 1 мг/л (довжина) | Mind 1 мг/л (ширина) | Mind 10 мг/л (довжина) | Mind 10 мг/л (ширина) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 20 | 8,42±0,08 | 7,19±0,11 | 8,91±0,21 | 7,39±0,09 | 9,25±0,14 | 8,20±0,07 |
Вивчення числа продихів у полі зору при збільшенні мікроскопа 40х10 показало, що їх кількість у контролі та у варіанті зі стимулятором 1 мг/л істотно не відрізнялася. У варіанті з концентрацією 10 мг/л спостерігалося зменшення числа продихів у полі зору. Це, ймовірно, пов'язане із значним розтягуванням клітин епідермісу (табл. 6).
Таблиця 6. Кількість продихів у полі зору мікроскопа (10x40)
| Доба | Вода | Mind 1 мг/л | Mind 10 мг/л |
|---|---|---|---|
| 20 | 14,55±0,12 | 12,10±0,95 | 7,98±1,12 |
Характерно, що у сім'ядолів, що культивуються на розчині препарату 10 мг/л, устьична щілина відкрита ширше, ніж в інших випадках, що узгоджується з сучасними фізіологічними даними.
Вплив Mind Agro.Bio на процес коренеутворення в ізолянтів виявився наступним. У перші дні культивування більш енергійне закладення адвентивного коріння відбувається в контролі. Так, на шосту добу в досліді з препаратом 1 мг/л регенерує всього 51,3% від числа тих, хто укорінився в контролі. На десяту добу відсоток сім'ядолів, що регенерують, вирівнюється. Характерно, що це вирівнювання спостерігається після того, як мине період найбільш крутого підйому зростання сім'ядолів. Очевидно, більш інтенсивне зростання сім'ядолів у варіанті зі стимулятором 1 мг/л гальмує коренеутворення. Однак на 20 день кількість адвентивного коріння у варіанті 1 мг/л вище, ніж у контролі.
У ізолянтів, що культивуються на розчині в концентрації 10 мг/л, коренеутворення взагалі не спостерігалося (табл. 7).
Таблиця 7. Вплив Mind Agro.Bio на регенерацію коренів у ізольованих сім'ядолів, %
| Доба | Вода | Mind 1 мг/л | Mind 10 мг/л |
|---|---|---|---|
| 6 | 18,07±0,20 | 9,37±0,43 | - |
| 10 | 43,84±1,15 | 41,56±1,36 | - |
| 20 | 82,33±4,31 | 91,33±3,18 | - |
У досвіді, де поряд з інтенсивним зростанням сім'ядолів спостерігається і утворення коренів, відбувається більш енергійна втрата жирів.
Дані щодо впливу стимулятора зростання коренів представлені у таблиці 8.
Таблиця 8. Вплив Mind Agro.Bio на довжину та число бічних коренів у ізолянтів
| Варіант | Довжина головного кореня, мм (за термінами закладання: I, II, III, IV) | Середня довжина кореня у 1 сім'ядолі, мм | Число бічних коренів на 1 сім'ядолю |
|---|---|---|---|
| Вода | 66,66±0,62; 49,30±0,15; 41,19±0,15; 41,31±0,65; 22,15±0,55 | 36,23 | 65,91±1,25 |
| Mind 1 мг/л | 23,46±0,41; 14,92±0,26; 16,57±0,38 | 32,66 | 82,80±1,73 |
Найбільш суттєві відмінності по довжині спостерігаються у коріння, що заклалося в ізолянтів першими. При пізнішому їх закладанні (пізніше 10 дня) довжина у випадках мало відрізняється. Довжина середнього кореня на одну сім'ядолю вища у контролі.
Таким чином, стимулятор пригнічує зростання коренів, що заклалися в ізолянтів першими. Сучасні дослідження підтверджують дані щодо пригнічення високих концентрацій фітогормонів зростання головного кореня. Що стосується числа бічних коренів, то у варіанті з препаратом Mind Agro.Bio спостерігається деяка стимуляція їхнього закладання.
ВИСНОВКИ
- Препарат Mind Agro.Bio у концентрації 1 мг/л та 10 мг/л сприяє більш інтенсивному зростанню ізольованих сім'ядолів соняшника. Показником цього є збільшення сирої ваги та площі ізолянтів.
- Найбільший вплив на зростання сім'ядолів надає стимулятор в концентрації 10 мг/л. Він збільшує як темпи ростових процесів в ізолянтах, а й тривалість їх життя.
- Mind Agro.Bio у концентрації 10 мг/л пригнічує коренеутворення, а в концентрації 1 мг/л дещо знижує його інтенсивність у період найшвидшого росту сім'ядолів та збільшує загальний відсоток адвентивного коріння на 20 день культивування.
- Стимулятор у концентрації 1 мг/л інгібує зростання коренів, що заклалися в ізолянтів першими.
- Збільшення площі сім'ядолів корелює зі збільшенням розмірів клітин епідермісу.
Експертна ремарка Agro.Bio: Фахівці компанії Agro.Bio продовжують розвивати описаний у статті напрям на базі передових біотехнологій. Сьогодні препарати лінійки Mind успішно застосовуються в аграрному секторі України для спрямованого регулювання ростових процесів, підвищення енергії проростання та максимального розкриття генетичного потенціалу рослин.