Введение к работе
Актуальность проблемы. Казахстан обладает значительными ресурсами лекарственного сырья растительного происхождения. Лекарственные растения являются важнейшими источниками для развития современной медицины, Согласно Указа Президента Казахстана №36 "О мерах по развитию фармацевтической промышленности Республики Казахстан" принята государственная программа развития данной отрасли.
Важной составной частью формируемой в республике государственной научно-технической политики в области поиска, создания и производства отечественных лекарственных средств является повышение продуктивности лекарственных растений, в том числе календулы лекарственной,
В этой связи особую актуальность приобретает выяснение вопроса о влиянии особенностей морфогенеза календулы лекарственной на продуктивность и качество лекарственного сырья. Однако морфофгоиологические особенности календулы лекарственной, включающие вопросы гетерокарпии ее семян в процессе реализации потенциала продуктивности, остаются невыясненными. Практически не изучено развитие растений, выращиваемых из гетерокарпических семян.
Высокая лекарственная и декоративная ценность, широта применения и экономическая рентабельность определяют особую перспективность календулы для промышленного возделывания в Казахстане.
Представляет интерес изучение влияния гетерокарпии на рост, развитие в онтогенезе растений Calendula officinalis L. - типичного представителя гетерокарпических растений, формирующего на одной особи разнотипные семена: кольцевидные, когтевидные и ладьевидные. Гетсрокарпия повышает конкурентные возможности вида, способствуя закреплению его в ценозе, расширению ареала, увеличению многообразия внутривидовых форм.
Отсюда вытекает важность исследования этой биологической проблемы на примере Calendula officinalis L. для успешной работы в области селекции, семеноведения и особенно при введении в культуру дикорастущих видов растений. Изучение гетерокарпии имеет практическое значение в подборе эффективных приемов повышения продуктивности перспективных сортов календулы.
Цель н задачи исследований. Целью проведенной работы являлось изучение закономерностей формирования гетерокарпических семян и влияние гетерокарпии на рост, развитие и продуктивность растений Calendula officinalis L.
Для достижения цели поставлены следующие задачи;
- выявить цитоэмбриологические и морфофизиологичеекие
закономерности формирования гетерокарпических семян;
ИССЛедОватЬ анятпмичеуттп дагійрітґіг-ттг iv^nnvjmrmw^r-.VHv СЄМЯНІ
^ ЦЕНТРАЛЬНИЙ "і
MocK.cfwb.^.-ooj академии
им, Н. А^їимирядод Им з. NaJ
- изучить закономерности роста, развития и динамику продуктивности у
растений, выросших из гетерокарпических семян;
- исследовать влияние на рост, развитие и продуктивность растений
календулы лекарственной росторегулнрующих веществ и некоторых
микроэлементов;
- определить качество лекарственного сырья и содержание каротиноидов и
флавоноидов в соцветиях календулы лекарственной, полученных у
растений, выросших из гетерокарпических семян;
- разработать приемы, дражирования семян для повышения выхода лекарственного сырья при механизированном возделывании.
Научная новизна. Впервые проведено комплексное
цитоэмбриологическое, физиологическое и биохимическое изучение явления гетерокарпии у Calendula officinalis L., позволившее установить новые закономерности в формировании гетерокарпических семян в соцветии. Определено влияние гетерокарпических семян на рост, развитие, продуктивность и биохимические свойства выросших из них растений.
Установлено, что основной причиной бесплодности трубчатых цветков календулы является их позднее заложение на цветоложе по сравнению с язычковыми цветками. Это приводит к недоразвитию женских репродуктивных органов из-за недостаточной обеспеченности питательными веществами обусловленной боковым расположением проводящих элементов в участках формирования трубчатых соцветий.
Выявлено, что различные типы гетерокарпических семян (кольцевидные, когтевидные, ладьевидные) отличаются между собой по форме и размерам зародышей. Эти различия четко проявляются на стадии зрелости, что свидетельствует о разной интенсивности роста зародышей в процессе эмбриогенеза, приводящей к различным проявлениям гетерокарпии.
Показано, что гетерокарпические семена отличаются между собой также и по размерам и форме тканей околоплодника. Околоплодник коггевидных семян имеет наибольшие размеры эндокарпия, приводящие к низкой всхожести семян этого типа. У ладьевидных семян мезокарпий разрастается образуя крыльевидную структуру, что отражается на коэффициенте парусности.
Разработаны новые технологические способы повышения урожайности путем высева отдельных фракций гетерокарпических семян, их обработки биологически активными веществами, микроэлементами и путем их дражирования.
Полученные результаты о морфофизиологических закономерностях формирования разнокачественных семян календулы, могут рассматриваться, как определенный вклад в развитие современных представлений о явлении гетерокарпии у покрытосеменных растений.
Практическая ценность работы. Результаты исследований позволили разработать ряд практических приемов, повышающих урожай и его качество при возделывании календулы лекарственной. Отбор из гетерокарпических семян фракции с ладьевидной формой, позволяет существенно повысить сборы лекарственного сырья с более высоким содержанием в нем флавоновдов. Разработан технологический прием дражирования семян календулы, который позволяет обеспечить их механизированный высев и повысить урожайность.
Положения, выносимые на защиту.
- цитоэмбриологические, анатомические и физиологические аспекты
явления гетерокарпии Calendula officinalis L., как формы адаптивной
специализации семенного размножения покрытосеменных растений;
влияние гетерокарпии семян на онтогенез, ростовые процессы и продуктивность полученных из них растении и пути использования гетерокарпии в практических целях;
технологические приемы повышения урожайности Calendula officinalis L. с помощью использования фракции ладьевидных семян, применения росторегулирующих веществ и дражирования семян.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы и ее основные положения были представлены и доложены на международных конференциях: Ботаническое ресурсоведение: достижения и перспективы развития (Алматы, 2000), Наука и образование - ведущий фактор стратегии Казахстан - 2030 (Караганда, 2001), Научные основы развития сельского хозяйства (Ташкент, 200]), Актуальные вопросы современной биологии и биотехнологии (Алматы, 2001), Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений (Харьков, 2001),
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации
опубликовано 9 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 92 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, условий, объектов и методов исследования, трех разделов собственных исследований, заключения, практических рекомендаций, списка использованных источников из 119 наименований, из которых 20 на иностранных языках. Содержит 24 таблиц и 26 рисунков.
