Практикум по физиологии растений - Третьяков Н.Н.
ISBN 5-10-001653-1
Скачать (прямая ссылка):
Согласно «крахмальной» теории устьичной регуляции, господствовавшей в науке на протяжении многих десятилетий, изменение осмотического давления происходит за счет обратимых превращений в системе крахмал-сахар. Однако в последнее время достаточно убе-
дителыю показано, что ведущую роль в этом процессе играет работа калиевых ионных насосов, обеспечивающих перераспределение калия между замыкающими клетками устьиц и соседними эпидермальными клетками. Увеличение осмотического давления в замыкающих клетках при открывании устьиц связано с поступлением в них калия, закрывание устьиц происходит при выходе калия из замыкающих клеток. Поэтому в открытых устьицах замыкающие клетки намного богаче ионами калия, чем в закрытых. Эти различия можно выявить гистохимически кобальтнитритным методом.
Метод основан на взаимодействии кобальтнитрита натрия с ионами калия в ткани:
Na3 [Со (N02) 6] + 2К+= K*Nia[Co (*NOa) в] + 2Na+
При' этом образуется желтый кристаллический осадок соли K2Nat[Co(NOa)e].' Для более четкого обнаружения препарат обрабатывают сульфидом аммония, что приводит к образованию в местах локализации калия коричневого осадка сульфида кобальта.
Порядок работы. Удобным объектом для наблюдения служит традесканция, листья которой имеют хорошо развитый устьичный комплекс. Можно использовать также листья овса, кукурузы, бобов и др. Для работы необходимо иметь растения с широко открытыми и плотно закрытыми устьицами. Поэтому перед началом опыта одну часть растений поливают и выставляют на яркий свет на 1,5. ..2 ч, другую — выдерживают в темноте до полного закрывания устьиц.
Полностью открытые устьица можно также получить на листовых сегментах. Для этого за 1 ч до опыта нарезают полоски листа и помещают их в освещенные настольной лампой чашки Петри с водопроводной водой.
На иижней стороне подготовленных к опыту листьев или сегментов острой бритвой под прямым углом к центральной жилке делают поверхностные надрезы через
2.. .3 мм и срезают в этом же направлении небольшие участки эпидермиса.
Подготовленные эпидермальные полоски помещают на 1...2 мии в чашки Петри с охлажденной бидистил-лироваииой водой с тем, чтобы удалить внеклеточный калий; затем переносят иа 5 мин в бюкс с охлажденной инкубационной средой и промывают в чашке Петри охлажденной бидистиллированной водой 2.. .3 мин.
Так как кристаллы натриево-калиевой соли кобальтоазотистой кислоты при комнатной температуре относительно растворимы, чашки Петри с водой и бюкс с инкубационной средой помещают в сосуд со снегом или льдом. Подготовленные препараты просматривают под микроскопом в смеси 50%-го глицерина и насыщенного раствора сульфида ам'мония (1 : 1).
Зарисовывают локализацию калия в замыкающих и прилегающих к ним клетках эпидермиса при открытых и закрытых устьицах.
Материалы и оборудование. Растения традесканции или семи-десятидиевные проростки овса, кукурузы, бобов и других сельскохозяйственных культур, среда инкубации, бидистиллированпая вода, 50% -и глицерин, насыщенный раствор сульфида аммония.
Микроскопы, предметные и покровные стекла, сосуды со снегом или льдом, лезвия безопасной бритвы, чашки Петри, бюксы, стеклянные палочки.
Приготовление среды инкубации. Растворяют 20 г нитрата кобальта и 35 г нитрата натрия в 75 мл подкисленной бпдпстилли-рованной воды (10 мл ледяной уксусной кислоты доводят до 75 мл бидистпллятом). Смесь фильтруют и доводят бндистиллятом до 100 мл.
Работать лучше со свежеприготовленной смесью. При необходимости се можно хранить в холодильнике в течение месяца.
Работа 29. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТОЯНИЯ УСТЬИЦ МЕТОДОМ ИНФИЛЬТРАЦИИ ПО МОЛИШУ
Вводные пояснения. Причиной устьичных движений может быть действие света, изменение оводнениости тканей, температуры, концентрации С02 в межклетниках и др. В условиях недостаточного водообеспечения пройс-ходит гидроактивное закрывание устьиц. Причем они начинают постепенно закрываться еще до проявления каких-либо внешних признаков водного дефицита. Поэтому степень открытости устьиц может быть физиологическим показателем для определения обеспеченности растений водой и установления сроков полива.
Определение состояния устьиц методом инфильтрации основано на способности жидкостей, смачивающих клеточные стенки, проникать через открытые устьичные щели в ближайшие межклетники, вытесняя из последних воздух. При инфильтрации межклетников соответствующие участки листа становятся прозрачными.
В качестве инфильтрующих растворов берут органические жидкости, обладающие различной вязкостью и неодинаковой способностью смачивать клеточные стен-
ки и поэтому по-разному проникающие через устьичные отверстия в межклетники. Относительно легко проникает ксилол, труднее—'бензол, еще труднее — спирт. Разная способность этих жидкостей проникать в устьичные щели дает возможность определить степень открытости устьиц.
Порядок работы. Исследуют состояние устьиц у растений, находящихся в условиях оптимального и недостаточного водоснабжения. На соседние участки нижней стороны листа наносят последовательно спирт, бензол и ксилол. Выдерживают лист в горизонтальном положении до полного исчезновения капель, которые могут либо испариться, либо проникнуть внутрь листа, и рассматривают его в проходящем свете. Если жидкость проникла в межклетники листа, то на нем появляются прозрачные пятна. Знаком плюс в схеме отмечают проникновение жидкости, знаком минус — отсутствие инфильтрации.
