Влияние какого условия на прорастание семян иллюстрирует этот опыт: 1. Влияние какого условия на прорастание семян изучал Сергей?2. Используя — Строим деревянные дома в Перми. Прикамский Деревянный Дом

Содержание

Влияние какого фактора на прорастание семян иллюстрирует этот опыт?

на тему: «Фасоль и камушек — кто вы?»

Министерство образования и науки Республики Казахстан КГУ школа гимназия 1 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ на тему: «Фасоль и камушек — кто вы?» Выполнила ученица 1 «В» класса Луданова Таисия Руководитель учитель

Подробнее

Этот удивительный мир комнатных растений

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Трубчевская гимназия Исследовательская работа Этот удивительный мир комнатных растений Авторы: Гуменюк Павел Живодёрова Мария Соболев Константин Лыткина

Подробнее

1/5. Образовательный портал «РЕШУ ВПР» (

Вариант 32000 1. С помощью какого инструмента можно изучать клеточный уровень организации живых организмов? А) Телескоп Б) Очки В) Бинокль Г) Микроскоп В ответе укажите букву А. Телескоп Б. Очки В. Бинокль

Подробнее

Прорастание семян (урок биологии 6 класс)

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа 69 города Тюмени Прорастание семян (урок биологии 6 класс) Составила: учитель биологии и географии Зайцева М. Н.

Подробнее

«Живая и неживая природа»

Научно-исследовательская работа Тема работы «Живая и неживая природа» Выполнили: Комаревцев Александр Анисенкова Александра Почтаренко Роман учащиеся 2 В класса МАОУ СОШ 5 Руководитель: Плохотникова Татьяна

Подробнее

Опытно — исследовательская деятельность.

Опытно — исследовательская деятельность. ОПЫТ 1 «Свойства воды» Цель. Познакомить детей со свойствами воды (принимает форму, не имеет запаха, вкуса, цвета). Материалы. Несколько прозрачных сосудов разной

Подробнее

Познавательные опыты для дошкольников

Познавательные опыты для дошкольников 2011-2012гг Дорогие друзья! Если вы любите все таинственное и необычное, если вы любите наблюдать и размышлять, доверяете своим глазам и опыту, значит у вас душа экспериментатора

Подробнее

Система оценивания проверочной работы

ВПР. Биология. 6 класс. Вариант 12 1 Система оценивания проверочной работы Правильный ответ на каждое из заданий 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 4.1, 4.2, 4.3, 5.3, 7.1, 8.1, 1.3 оценивается 1 баллом. Полный правильный

Подробнее

Система оценивания проверочной работы

ВПР. Биология. 6 класс. Вариант 4 1 Система оценивания проверочной работы Правильный ответ на каждое из заданий 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 4.1, 4.2, 4.3, 5.3, 7.1, 8.1, 1.3 оценивается 1 баллом. Полный правильный

Подробнее

Кипение воды при комнатной температуре

Кипение воды при комнатной температуре В.Н. Витер Вариант 1. Кипение воды в колбе В литровую колбу с круглым дном налейте примерно 200-300 мл воды, поставьте колбу на плитку, неплотно прикройте пробкой

Подробнее

Горение и взрыв водорода

Горение и взрыв водорода В.Н. Витер Реакция алюминия с едким натром (едким кали) удобный способ получения водорода. Если стоит задача получить водород (а не просто наблюдать реакцию), поступают следующим

Подробнее

ОКРУЖАЮЩИЙ МИР. Итоговый тест. 4 класс

Задание 1. ОКРУЖАЮЩИЙ МИР. Итоговый тест. 4 класс Вам даны четыре слова. Три из них объединены общим признаком. Четвертое слово к ним не подходит. Найдите его и подчеркните. 1. Орех, луковица, стручок,

Подробнее

Картотека опытов и экспериментов

вторая младшая группа Муниципальное бюджетное дошкольное образовательное учреждение детский сад компенсирующего вида 12 «Брусничка» 666679, Иркутская обл., г. Усть-Илимск, пр. Дружбы Народов, д. 6 Телефон:

Подробнее

«Занимательная физика»

МОУ «Половневская средняя общеобразовательная школа» Внеклассное мероприятие по физике «Занимательная физика» Подготовила: учитель физики Жеребцова Н.В. Цели: Тема: «Занимательная физика» 1. способствовать

Подробнее

Образовательный портал «РЕШУ ВПР» (

Вариант 17577 1. Внимательно рассмотри рисунки предметов. Это изображения изделий народных промыслов России. Стрелкой с надписью «бумага» отмечена палехская шкатулка, которая сделана из папьемаше материала,

Подробнее

Изучение почвы. Основные компоненты почвы

Проект «Содействие переходу Республики Беларусь к «зелёной» экономике», финансируемый Европейским союзом и реализуемый Программой развития ООН Пилотная инициатива «Создание сети инновационно-демонстрационных

Подробнее

ЗАЧЕМ НУЖЕН ВОЗДУХ НА ЗЕМЛЕ.

Государственное бюджетное образовательное учреждение Школа 2070 ЗАЧЕМ НУЖЕН ВОЗДУХ НА ЗЕМЛЕ. Исайчев Илья Сергеевич 3 Ж класс тел. 89606970007 Научный руководитель: Исайчева Ольга Алексеевна тел. 89606936363

Подробнее

Химия и Химики 5 (2010)

Получение жидких газов. Диоксид азота В.Н. Витер Некоторые газы обладают сравнительно высокой температурой кипения, что дает возможность получить их в жидком состоянии даже в условиях домашней лаборатории.

Подробнее

Исследования условий прорастания семян

1 Научно-исследовательская работа Исследования условий прорастания семян Выполнила: Штоколова Наталья Александровна ученица 1«Г» класс, МАОУ СОШ 4, МБУ ДО «Дом детского творчества», г. Абинска, Краснодарского

Подробнее

Физический прибор своими руками

Муниципальное казенное образовательное учреждение Кукуйская основная общеобразовательная школа 25 Проект Физический прибор своими руками Выполнил : ученик 8 класса МКОУ ООШ 25 Бурденков Ю. Руководитель

Подробнее

КАК УХАЖИВАТЬ ЗА КОМНАТНЫМИ РАСТЕНИЯМИ

КАК УХАЖИВАТЬ ЗА КОМНАТНЫМИ РАСТЕНИЯМИ Выполнили: Богомолов Кирилл Богомолов Михаил ученики гимназии 10 Руководители: Левченко О. С., Богомолова О.А. учителя начальной школы Гимназия 10 ПРОБЛЕМА Воздух

Подробнее

Урок 5. Тема урока: Лабораторная работа 5

Урок 5 Тема урока: Лабораторная работа 5 Цель урока: 1.Наблюдать явления интерференции, дифракции, дисперсии. 2. развивать умение: сравнивать, анализировать, делать выводы, обобщать, проводить самостоятельно

Подробнее

Кресс -салат как биоиндикатор почвы

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа 35» города Тамбова Кресс -салат как биоиндикатор почвы Выполнила: Ученица 10 класса «А» МАОУ СОШ 35 Руководитель:

Подробнее

ФОТОАЛЬБОМ «Наши эксперименты»

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение «ЦО 52 им. В.В. Лапина» Г.Тула, п. Рассвет ФОТОАЛЬБОМ «Наши эксперименты» Воспитатель: Никитина О. В. Рост и развитие растений 1. Тема НОД : на свету и

Подробнее

1/7. Образовательный портал «РЕШУ ВПР» (

на тему: «Фасоль и камушек — кто вы?»

Подробнее

Этот удивительный мир комнатных растений

Подробнее

1/5.

Образовательный портал «РЕШУ ВПР» (

Подробнее

Прорастание семян (урок биологии 6 класс)

Подробнее

Опытно — исследовательская деятельность.

Подробнее

«Живая и неживая природа»

Подробнее

Кипение воды при комнатной температуре

Кипение воды при комнатной температуре В. Н. Витер Вариант 1. Кипение воды в колбе В литровую колбу с круглым дном налейте примерно 200-300 мл воды, поставьте колбу на плитку, неплотно прикройте пробкой

Подробнее

Познавательные опыты для дошкольников

Подробнее

Система оценивания проверочной работы

Подробнее

Система оценивания проверочной работы

Подробнее

«Занимательная физика»

Подробнее

Горение и взрыв водорода

Подробнее

Изучение почвы. Основные компоненты почвы

Подробнее

Картотека опытов и экспериментов

вторая младшая группа Муниципальное бюджетное дошкольное образовательное учреждение детский сад компенсирующего вида 12 «Брусничка» 666679, Иркутская обл. , г. Усть-Илимск, пр. Дружбы Народов, д. 6 Телефон:

Подробнее

ОКРУЖАЮЩИЙ МИР. Итоговый тест. 4 класс

Подробнее

Химия и Химики 5 (2010)

Подробнее

Кресс -салат как биоиндикатор почвы

Подробнее

Образовательный портал «РЕШУ ВПР» (

Подробнее

КАК УХАЖИВАТЬ ЗА КОМНАТНЫМИ РАСТЕНИЯМИ

КАК УХАЖИВАТЬ ЗА КОМНАТНЫМИ РАСТЕНИЯМИ Выполнили: Богомолов Кирилл Богомолов Михаил ученики гимназии 10 Руководители: Левченко О.С., Богомолова О.А. учителя начальной школы Гимназия 10 ПРОБЛЕМА Воздух

Подробнее

Исследования условий прорастания семян

Подробнее

/5. Образовательный портал «РЕШУ ВПР» (

Вариант 47001 1. Внимательно рассмотри рисунки предметов. Это изображения спортивного инвентаря. Стрелкой с надписью «дерево» отмечены лыжи, которые могут быть сделаны из этого материала. По образцу отметь

Подробнее

ЗАЧЕМ НУЖЕН ВОЗДУХ НА ЗЕМЛЕ.

Подробнее

Холодец из свиных ножек и курицы

Холодец из свиных ножек и курицы Новый год, Рождество, Пасха — у нас традиционно никогда не обходится без холодца. Любят в нашей семье это вкусное и сытное блюдо. Я готовлю холодец из свиных ножек, рецепт

Подробнее

Подготовка учащихся 6 класса к анализу виртуального эксперимента по биологии для ВПР.

Анализ виртуального эксперимента

Задание 8.1 № 13

Влияние какого условия на прорастание семян изучал Сергей?

Ответ запишите в виде словосочетания.

Пояснение.

Так как в двух стаканах было одно общее условие — вода, но в одном стакане была почва, а в другом нет, значит, он изучал необходимость наличия почвы.

Задание 8. 1 № 281

Наблюдая за растениями в огороде, можно увидеть, например, землянику в таком виде. Какой процесс изображен на рисунке?

Ответ запишите в виде словосочетания.

Пояснение.

Вегетативное размножение — это такой способ размножение, при котором используются части растения, например, усы земляники.

Задание 8.1 № 305

Ученик решил размножить растение и использовал изображённый на рисунке способ. Как называются части растения, используемые для данного способа вегетативного размножения?

Пояснение.

Размножения черенками — один самых распространённых типов вегетативного размножения. Для этого используют либо участок стебля, либо корня, которые называются стеблевыми и корневыми черенками соответственно.

Задание 8.1 № 329

Ученик решил провести опыт по исследованию формирования корней у растений. Он взял два стакана с водой комнатной температуры и поместил в каждый из них по растению. В один стакан на поверхность воды он налил масло. Через несколько дней он заметил, что у растения, которое стояла в стакане с маслом, не образовались корни.

Какой из выводов мог сделать ученик по результатам опыта?

1) Растительное масло на поверхности воды препятствует формированию корней.

2) Растения нельзя поливать кипячёной водой.

3) Прозрачность стаканов влияет на развитие корней.

4) Растение не может жить без корней.

Пояснение.

Растительное масло влияет на формирование корней, но не прямым образом. Масло формирует пленку на поверхности воды, которая препятствует прохождению воздуха, необходимого для образования корней.

Задание 8.1 № 353

Какое сезонное явление из жизни растений изображено на рисунке?

Пояснение.

Листопад — сезонное явление в жизни растений, заключающееся в опадении листового покрова.

Задание 8.1 № 377

Ученик решил провести следующий опыт: он поместил семена гороха в стакан с влажной землёй и поставил его на свет. После того, как семена проросли, он накрыл стакан с растением коробкой с отверстием. Через некоторое время можно было наблюдать росток гороха, проросший через отверстие в коробке.

Какой вывод мог сделать ученик по результатам своего опыта?

1) Для прорастания семян необходим свет.

2) Для прорастания семян необходима сухая земля.

3) Коробка способствует быстрому росту растений.

4) Растущее растение стремится к свету.

Пояснение.

Из данного опыта можно сделать вывод, что растущее растение стремится к свету, так как, если его поместить в тёмную коробку с отверстием, оно прорастёт через это отверстие по направлению к свету.

Задание 8.1 № 401

Люда решила провести эксперимент по определению необходимых условий для прорастания семени. Для этого она поместила в три стакана с влажной тряпочкой по несколько семян гороха. Один стакан она оставила в комнате, второй поставила в холодильник, а третий в шкаф. Через некоторое время она проверила стаканы и увидела, что семена не дали всходов во втором стакане, а в двух остальных проросли.

Какой из выводов можно сделать по результатам опыта?

1) Для прорастания семян нужен свет.

2) Для прорастания семян необходимы одинаковые стеклянные стаканы.

3) Семена, помещённые на влажную тряпочку, всегда прорастают.

4) Прорастание семян гороха зависит от температуры воздуха.

В ответе укажите цифру.

Пояснение.

В ходе данного опыта можно сделать вывод, что прорастание семян гороха зависит от температуры, так как разной температуре окружающей среды способность семян давать всходы была разной.

Задание 8.1 № 425

Если в резервуар с жидкостью, где обитают инфузории, добавятся несколько кристаллов соли, то инфузории уплывут от этого места. Как называется процесс, который иллюстрирует этот опыт?

Ответ запишите одним словом в именительном падеже.

Пояснение.

Инфузории обладают отрицательным тропизмом по отношению к соли, то есть они будут двигаться в противоположном направлении от места растворения кристаллов соли.

Задание 8.1 № 449

Прочитав про разные условия, необходимые для произрастания семян, Алёна решила выяснить роль одного из таких условий, проведя следующий эксперимент. Она поместила в два одинаковых стакана влажную тряпочку и по 15 семян гороха. Один стакан она оставила на столе, а другой убрала в тёмный шкаф. Вскоре она обнаружила, что в обоих стаканах семена проросли.

Какой из выводов могла сделать Алёна по результатам своего опыта?

1) Для проращивания семян необходимо брать разные стаканы.

2) Для прорастания семян необходимо наличие солнечного света.

3) Для прорастания семян не требуется солнечный свет.

4) Для прорастания семян необходима сухая тряпочка.

В ответе укажите цифру.

Пояснение.

Для прорастания семян не требуется солнечный свет.

Задание 8.1 № 473

Если куриное яйцо поместить в уксус, то через некоторое время начнут образовываться пузырьки газа. Так взаимодействуют скорлупа яйца и уксус. Причём чем кислее уксус, тем активнее будут выделяться пузырьки газа.

Андрей решил исследовать клюквенный морс. Он взял два стакана, налил в них одинаковое количество морса и уксуса, а затем поместил в каждый стакан по яйцу (рис. 1). Через некоторое время он увидел, что в обоих стаканах на поверхности яиц и у верхней границы жидкости собралось большое количество пузырьков, однако в стакане с уксусом их было значительно больше и они продолжили активно образовываться (рис. 2).

Какой вывод должен сделать Андрей по результатам своего опыта?

1) Уксус и морс изменяют форму куриного яйца.

2) Морс кислее, чем уксус.

3) Морс не стоит употреблять в пищу.

4) Морс содержит в своём составе кислоту.

В ответе укажите цифру правильного варианта.

Пояснение.

Морс, как и уксус, содержит в своем составе кислоту.

Задание 8.1 № 497

Петя прочитал книгу о механизме движения спутника вокруг Земли и решил провести эксперимент, объясняющий данное явление.

Для этого он поместил пластиковый теннисный шарик в пол-литровую стеклянную банку с небольшим отверстием. Держа банку в горизонтальном положении (рис. 1), Петя поместил в неё шарик и закрыл горлышко банки ладонью свободной руки. Далее он начал интенсивно вращать банку так, чтобы шарик, находящийся внутри, стал быстро перемещаться по стенке сосуда. После этого Петя перевернул банку, продолжая при этом вращательные движения. Как только она оказалась в положении горлышком вниз (рис. 2), Петя убрал ладонь от отверстия и прекратил вращать банку. Через короткое время шарик выпал из банки.

Какой из выводов мог сделать Петя по результатам своего эксперимента?

1) В банке могут двигаться любые помещённые в неё предметы.

2) Шарик остаётся в банке до тех пор, пока её вращают.

3) Банка должна быть непрозрачной, чтобы движение шарика было заметным.

4) Для подобных экспериментов может быть использован любой сосуд.

В ответе укажите цифру правильного ответа.

Пояснение.

При вращении шарик не выпадет из банки.

Задание 8.1 № 521

Если нагреть или поджечь кусочки растений, то они обугливаются, появляется дым. Что происходит с органическими веществами в ходе этого эксперимента?

Ответ запишите одним словом.

Пояснение.

Клетки растений состоят из органических веществ — белков, жиров и углеводов. Обугливание и появление дыма указывает на то, что эти вещества горят.

Задание 8.1 № 545

Какой организм используется в приготовлении хлебобулочных изделий?

Пояснение.

Дрожжи используются в пищевой промышленнности, так они могут использовать сахар для своей жизнедеятельности и выделять углекислый газ, который делает тесто пористым.

Задание 8.1 № 569

Ученик решил провести эксперимент и оставил хлеб на несколько дней во влажном месте. Когда он пришёл проверить, что произошло, он увидел следующую картину. Какой организм развился на хлебе?

Пояснение.

При несоблюдении правил хранения на продуктах могут развиваться плесневые грибы.

Задание 8.1 № 593

Ученик взял две колбы и в одну из них поместил растение. Поверхность воды он покрыл маслом. На следующий день он увидел, что в колбе с растением количество воды уменьшилось. Какое явление подтверждает этот опыт?

Пояснение.

Масло препятствовало испарению воды непосредственно из стакана. Таким образом, в стакане с растением испарение происходило через листья.

Задание 8.1 № 617

Ученица решила провести опыты по определению зависимости испарения воды растением от количества листьев на нём. Для этого она взяла несколько стаканов с водой и в каждый поставила по веточке с разным количеством листьев. Для уменьшения испарения на поверхность воды она налила масло.

Ответ на какой вопрос могла получить Маша в результате своего опыта?

1) Как происходит растворение масла в воде?

2) Зависит ли испарение воды от количества листьев у растения?

3) Как долго веточки растения будут испарять воду с маслом?

4) Будет ли испаряться масло, если оно находится в воде?

Пояснение.

В ходе опыта Маша смогла получить ответ на вопрос, зависит ли испарение воды от количества листьев у растения, так как она сравнивала несколько побегов с разным количеством листьев.

Задание 8.1 № 641

Известно, что для того, чтобы семена проросли, необходимы определённые условия. Ольге поручили провести опыт, проверяющий необходимость наличия воды и воздуха для прорастания семян гороха. Она взяла три одинаковых стакана и в каждый из них высыпала по 15 семян гороха. Во второй стакан под семена Ольга положила влажную тряпочку, а в третьем — залила семена водой (рис. 1). Все стаканы девочка поставила в одно и то же тёплое место. Через некоторое время она обнаружила, что семена гороха проросли только во втором стакане (рис. 2).

Какой из выводов могла сделать Ольга по результатам своего опыта?

1) Во втором стакане семена прорастали медленнее, чем в других.

2) При избытке влаги прорастание семян ускоряется.

3) Для прорастания семян необходимы и вода, и воздух.

4) Для прорастания семян необходим только свет.

В ответе укажите номер правильного варианта ответа.

Пояснение.

Для прорастания семян необходимы и вода, и воздух.

Задание 8.1 № 665

Николай решил сделать эксперимент после урока физики, на котором рассказывали про давление. Он отвинтил от стеклянной бутылки крышку (рис. А) и концом ножниц проделал в крышке отверстие. Далее Николай до половины заполнил бутылку специально подкрашенной холодной водой и как можно крепче завинтил крышку (рис. Б).

Затем он поместил в бутылку соломинку через проделанное отверстие так, что её нижний конец оказался в подкрашенной воде. Место стыка соломины и крышки Николай залепил пластилином (рис. В). Готовую бутылку, наполовину заполненную подкрашенной холодной водой, он на несколько минут поставил в большую банку с горячей водой (рис. Г). Через некоторое время покрашенная вода из бутылки начала бить фонтаном (рис. Д).

Ответ на какой вопрос поможет объяснить результаты проведённого Николаем опыта?

1) Что происходит с воздухом при нагревании?

2) Способна ли холодная вода остудить горячую?

3) Что мешает воздуху раствориться в воде?

4) Почему вода при охлаждении бьёт фонтаном?

В ответе укажите номер правильного ответа.

Пояснение.

Ответ: 1

Задание 8.1 № 689

На рисунке изображено дерево, выращенное в технике бонсай. Для того чтобы вырастить такое растение, его постоянно подрезают и отрезают лишние ветки. Какой процесс ограничивают таким образом?

Ответ запишите одним словом в именительном падеже.

Пояснение.

Бонсай — искусство выращивания точной копии настоящего дерева в миниатюре. Это достигается путем постоянного подрезания растения для ограничения его роста в высоту.

Задание 8.1 № 713

Прослушав лекцию о роли испарения воды в жизни растений, Маша решила поставить следующий эксперимент. Она взяла четыре стакана с одинаковым количеством воды. Первый стакан она оставила без растения. В остальные поместила одинаковые по размеру веточки одного и того же растения. Во второй стакан она поставила веточку, у которой удалила все листья; в третий — веточку с двумя листьями, а в четвёртый — с шестью примерно такими же по размеру листьями. Чтобы уменьшить испарение воды с поверхности, Маша налила на воду тонкий слой масла (рис. 1). Девочка наблюдала за ходом опыта в течение трёх дней. На четвёртый день Маша зарисовала результаты опыта (рис. 2).

Какой вывод можно сделать по результатам этого опыта?

1) Через тонкий слой масла испаряется вода.

2) Чем толще веточка растения, тем сильнее испаряется вода.

3) Для жизни растения нужна вода с маслом.

4) Чем больше листьев на веточке, тем больше воды испарилось.

В ответе укажите номер правильного варианта ответа.

Пояснение.

Ответ: 4

Задание 8.1 № 737

На уроке биологии Костя узнал о роли корня в обеспечении растения водой и решил поставить опыт. Он вырезал сверлом углубление в 3—4 см в свежем корнеплоде моркови так, чтобы в него входила пробка со стеклянной трубкой, и опустил морковь на 20—25 минут в тёплую воду. Затем, предварительно убрав воду из углубление в моркови бумажной салфеткой, заполнил его приготовленным сахарным сиропом. В верхнюю часть углубления Костя вставил стеклянную трубку с пробкой на конце так, чтобы часть сиропа была в трубке. Всё это он поместил в банку, заполненную водой, а трубку закрепил вертикально на горлышке банки с помощью фольги.

Затем Костя в течение нескольких часов наблюдал поднятие уровня жидкости в трубке, вставленной в корнеплод.

Ответ на какой вопрос хотел получить Костя в этом опыте?

1) Влияет ли сахарный сироп на вкусовые качества корнеплода?

2) Всасывает ли корнеплод моркови воду?

3) При какой температуре корнеплод начинает расти?

4) Сможет ли корнеплод моркови длительно находится в воде?

В ответе укажите номер правильного ответа.

Пояснение.

Ответ: 2

Итоговая диагностика курса внеурочной деятельности «Экспериментальная биология»

Входная
диагностика по элективному курсу «Познаем мир через эксперименты», раздел
«Биология»

1.
Какие примеры относят к биологическому
эксперименту? Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под
которыми они указаны.

1.
рассматривание под микроскопом клетки
крови лягушки

2.
слежение за миграцией косяка трески

3.
изучение характера пульса после разных
физических нагрузок

4.
лабораторное исследование влияния
гиподинамии на состояние здоровья

5.
описание внешних признаков бобовых
растений

6.
выработка условного пищевого рефлекса

2.
Ввел
термин «клетка» 1665 году:

1.
А.-В. Левенгук

2.
Л. Пастер

3.
Р. Гук

4.
Г. Галиллей

3.
Рассмотрите
рисунок микроскопа и дайте краткие ответы.

3.1.
Какая
часть микроскопа на рисунке изображена под цифрой 8?

3.2.
Какую
функцию выполняет эта часть микроскопа?

3.3.
Определите
общее увеличение микроскопа.

4.
Известно, что для прорастания семян
необходимы определённые условия. Сергей решил выяснить роль одного из таких
условий, проведя следующий опыт. Он взял два одинаковых стакана, в которых было
немного воды, положил в каждый по 15 семян гороха, причём в один он насыпал
немного земли (рис. 1). Оба стакана он поставил на столе в комнате. Через
несколько дней Сергей наблюдал следующую картину (рис. 2).

4.1.
Влияние какого фактора на прорастания
семян иллюстрирует этот опыт?

4.2.
Какой вывод о прорастании сеням по результатам
опыта может сделать Сергей?

4. 3.
Какие условия необходимы для
прорастания семян? (Укажите не менее двух условий).

5.
Вставьте в текст «Дыхание растений» пропущенные термины из
предложенного перечня, используя для этого цифровые обозначения. Запишите в
текст цифры выбранных ответов, а затем получившуюся последовательность цифр (по
тексту) впишите в приведённую ниже таблицу.

ДЫХАНИЕ
РАСТЕНИЙ

Процесс дыхания растений протекает постоянно. В
ходе этого процесса организм растения потребляет ___________ (А), а выделяет
___________ (Б). Ненужные газообразные вещества удаляются из растения путём
диффузии. В листе они удаляются через особые образования — ___________ (В),
расположенные в кожице. При дыхании освобождается энергия органических веществ,
запасённая в ходе ___________ (Г), происходящего в зелёных частях растения на
свету.

ПЕРЕЧЕНЬ
ТЕРМИНОВ:

1. вода	2. испарение	3. кислород	4. транспирация
5. углекислый газ	6. устьица	7. фотосинтез	8. чечевичка

Запишите
в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

6.
Расположите в правильном порядке пункты
инструкции по приготовлению препарата мякоти плода томата. В ответе запишите
соответствующую последовательность цифр.

1.
Препаровальной иглой возьмите маленький
кусочек мякоти плода томата и положите его в каплю воды на предметное стекло.

2.
Рассмотрите препарат с помощью
микроскопа.

3.
Протрите салфеткой предметное и
покровное стёкла.

4.
Разомните мякоть плода томата
препаровальной иглой до получения кашицы и накройте её покровным стеклом.

5.
Пипеткой нанесите каплю воды на
предметное стекло.

7.
В опыте экспериментатор нагревал с
одного конца пробирку с инфузориями до определённой температуры и наблюдал за
перемещением инфузорий в менее нагретые слои воды.

Какое общее
свойство живых организмов иллюстрирует опыт?

8. Почему
хлореллу и спирогиру относят к низшим растениям?

1. они
обитают в водной среде

2. в
процессе жизнедеятельности они взаимодействуют со средой обитания

3. в их
клетках происходит фотосинтез

4. их тело
не дифференцировано на ткани и органы

9. Пушистый
налёт, видимый на поверхности заплесневевшего хлеба, — это

1. нарост
из одноклеточных водорослей

2. яйца
жуков-сапрофитов

3. колония
бактерий

4. органы
спороношения гриба

10.
Классификация бактерий — очень сложная задача, поскольку
существует очень мало морфологических признаков, по которым бактерии можно
различать. Ниже приведены некоторые из них.

А. Форма клеток:

Б. Окраска по Граму:

1.
грамположительные (краситель проникает в цитоплазму всех клеток)

2. грамотрицательные
(краситель проникает в цитоплазму только мёртвых

В. По связи клеток друг с
другом:

1.
одиночные

2.
колониальные

Г. По наличию жгутиков:

1. без
жгутиков

2. с
одним жгутиком

3. с
двумя и более жгутиками

Внимательно
рассмотрите микрофотографию окрашенного по Граму препарата бактерий Escherichia
coli и классифицируйте их по приведённым выше вариантам классификации. Впишите
в таблицу цифры выбранных ответов.

Запишите
в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

11.
Установите соответствие между признаком и типом кровеносных
сосудов, для которого он характерен. Для этого к каждому элементу первого
столбца подберите позицию из второго столбца. Впишите в таблицу цифры выбранных
ответов.

ПРИЗНАК	ТИП КРОВЕНОСНЫХ СОСУДОВ
А. кровь движется к сердцу	1. артерия
Б. кровь движется от сердца	2. вена
В. стенки образованы одним слоем плоских клеток	3. капилляр
Г. через стенки осуществляется газообмен
Д. кровь в сосудах движется под самым высоким давлением

Запишите
в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

А	Б	В	Г	Д

12.
Ученица одной из московских школ изучала зависимость активности
фотосинтеза от степени освещённости. Она отрезала корень у элодеи и поместила
её вверх ногами в раствор. Стакан с элодеей освещался лампочкой, которую
ученица отодвигала на разное расстояние. Измерялось количество пузырьков,
поднимающихся от среза стебля к поверхности стакана, за 3 минуты. Результаты
своих измерений ученица занесла в таблицу.

Расстояние от лампочки до растения, см	Число пузырьков за 3 минуты				Среднее число пузырьков в минуту
Расстояние от лампочки до растения, см	повтор 1	повтор 2	повтор 3	средее	Среднее число пузырьков в минуту
100	103	94	64	87	29
70	81	101	104	95	32
40	101	103	93	99	33

Изучите
таблицу и ответьте на следующие вопросы.

12.1. Каково
влияние освещённости на активность протекания фотосинтеза?

12.2.
На каком расстоянии от источника света фотосинтез идёт наиболее активно?

12.3.
Какие еще условия влияют на активность фотосинтеза?

13.
Изучите график зависимости
интенсивности размножения популяции микроорганизмов в питательной среде от
времени её существования (по оси х отложено время (в днях), а
по оси у — число образовавшихся особей на 1 см³).

Какие два из
нижеприведённых описаний наиболее точно отражают данную зависимость?

1.
Зона оптимума численности популяции
расположена между 10-м и 30-м днём её существования.

2.
Максимум численности популяции
наблюдается на 20-й день эксперимента.

3.
Минимальное количество особей во время
эксперимента равно 10 особей на 1 см³.

4.
После 35-го дня численность популяции
стабилизируется.

5.
Снижение численности особей связано с
нехваткой питательных веществ.

ВПР по биологии за 6 класс 2020 г — презентация на Slide-Share.ru 🎓

Первый слайд презентации: ВПР по биологии за 6 класс 2020 г

Изображение слайда

Слайд 2: 1.1. Выделение существенных признаков процесса В ходе какого процесса возник наблюдаемый результат? На изображённом на рисунке проводится опыт. Экспериментатор поместил элодею в стакан, заполненный водой, накрыл растение стеклянной пробиркой.

Стакан с растением он поместил под свет лампы. Через определённое время экспериментатор вытащил пробирку, которая оказалась заполнена газом, и опустил в неё тлеющую лучину

В ходе какого процесса возник наблюдаемый результат?
В изображённом на рисунке опыте экспериментатор поместил в стеклянную колбу ветку с листьями, не отрезая ее от растения. Горлышко колбы закрыл ватой.

Изображение слайда

Слайд 3: Как называется процесс, происходящий в растении, который иллюстрирует этот эксперимент? В изображённом на рисунке опыте экспериментатор закрыл лист герани с двух сторон черной бумагой так, чтобы была прикрыта только их часть.

Днём растение выставляют на свет, а ночью его дополнительно освещают с помощью настольной лампы. Через сутки экспериментатор срезал исследуемые листья. Листья прокипятили в воде, а затем выдерживали в горячем спирте. Затем листья промыли в воде и полили слабым раствором йода

Изображение слайда

Слайд 4: Как называется процесс, происходящий в растении, который иллюстрирует этот эксперимент? В изображенном на рисунке опыте экспериментатор поместил в колбу семена гороха и добавил воды. Затем оставил семена на два дня. Затем открыл колбу с проросшими семенами и опустил горящую лучину до самого дна.

Лучина погасла

Изображение слайда

Слайд 5

Изображение слайда

Слайд 6: 1.2Определение области биологии, в которой изучается процесс. ? На изображённом на рисунке проводится опыт.

Экспериментатор поместил элодею в стакан, заполненный водой, накрыл растение стеклянной пробиркой. Стакан с растением он поместил под свет лампы. Через определённое время экспериментатор вытащил пробирку, которая оказалась заполнена газом, и опустил в неё тлеющую лучину

Изображение слайда

Слайд 7: Задания 1.3. Выявление механизма протекания процесса

Какие части растения обеспечивают этот процесс?
На изображённом на рисунке проводится опыт. Экспериментатор поместил элодею в стакан, заполненный водой, накрыл растение стеклянной пробиркой. Стакан с растением он поместил под свет лампы. Через определённое время экспериментатор вытащил пробирку, которая оказалась заполнена газом, и опустил в неё тлеющую лучину.

Изображение слайда

Слайд 8

Что обеспечивает изображенный процесс в жизни растения?
В изображённом на рисунке опыте экспериментатор поместил в стеклянную колбу ветку с листьями, не отрезая ее от растения. Горлышко колбы закрыл ватой.

Изображение слайда

Слайд 9

Какое вещество в листьях окрашивается в синий цвет под действием на них слабого раствора йода?
В изображённом на рисунке опыте экспериментатор закрыл лист герани с двух сторон черной бумагой так, чтобы была прикрыта только их часть. Днём растение выставляют на свет, а ночью его дополнительно освещают с помощью настольной лампы. Через сутки экспериментатор срезал исследуемые листья. Листья прокипятили в воде, а затем выдерживали в горячем спирте. Затем листья промыли в воде и полили слабым раствором йода.

Изображение слайда

Слайд 10

Изображение слайда

Слайд 11: Задания 2.

1. Определение важнейших структур растительного организма

В приведённой ниже таблице между позициями первого и второго столбцов имеется взаимосвязь.
Какое понятие следует вписать на место пропуска в этой таблице ?
1) кожица
2) сосуды
3) ситовидные трубки
4) колленхима
Целое
Часть
Покровная ткань
пробка
Механическая ткань
…

Изображение слайда

Слайд 12

Целое
Часть
Проводящая ткань
сосуды
Механическая ткань
…
Какое понятие следует вписать на место пропуска в этой таблице?
1) кожица
2) лубяные волокна
3) пробка
4) ситовидные трубки

Изображение слайда

Слайд 13: Задания 2.

2. Определение функций структур растительного организма

1) Какую функцию выполняет пробка у растений?
Пробка или феллема прежде всего предотвращает потерю влаги. Кроме того, пробка защищает от механических повреждений.

Изображение слайда

Слайд 14

2) Какую функцию выполняют сосуды у растений?
3) Какую функцию выполняют трахеиды у растений?
4) Какую функцию выполняют ситовидные трубки у растений?
5) Какую функцию выполняют лубяные волокна у растений?
Пояснение. Лубяные волокна находятся во флоэме и придают дополнительную прочность.
6) Какую функцию выполняет кожица у растений?

Изображение слайда

Слайд 15: Задания 3.1. Узнавание микроскопического объекта

1.Рассмотрите рисунок растительной клетки. Какая структура клетки обозначена на рисунке буквой А?

Изображение слайда

Слайд 16

Изображение слайда

Слайд 17

1. корневой чехлик
2.зона деления
3. роста
4. всасывания
5. проведения

Изображение слайда

Слайд 18

1. семенная кожура ИЛИ кожура семени
2. почечка ИЛИ почечка зародыша.
3. стебелёк
4. корешок ИЛИ зародышевый корешок.
7. эндосперм

Изображение слайда

Слайд 19: Задания 3.

2. Определение значения микроскопического объекта

Изображение слайда

Слайд 20: Задания 3.3. Узнавание микроскопического объекта

Ольга рассмотрела ткани стебля под микроскопом и сделала рисунок. Что она изобразила на рисунке под цифрой 1

Изображение слайда

Слайд 21

Изображение слайда

Слайд 22

Изображение слайда

Слайд 23: Задания 3.

4. Определение ткани растения

К какой ткани относятся изображённые на рисунке клетки?
Устьичные клетки (покровные)

Изображение слайда

Слайд 24

2. Камбий образовательная
3. Ситовидные трубки относятся к проводящим тканям луба (флоэма).
4. Чечевички (Покровная)
6. Пробка ( покровная)
7. Луб ( флоэма) проводящая
8. Сосуды кселемы
9. Древесина или ксилема относится к проводящим тканям.

Изображение слайда

Слайд 25: Задания 4.

Работа с текстом биологического содержания

Растения. Самые древние растения на земле — это _______(А). Преимущественно они обитают в _______(Б). Эти организмы, несмотря на свои возможные огромные размеры, не имеют ни стеблей, ни корней, ни листьев. Поэтому они относятся к _______(В) растениям.
Список слов:
1) Цветковые
2) Низшие
3) Почва
4) Вода
5) Водоросли
6) Высшие
Дыхание растений
Процесс дыхания растений протекает постоянно. В ходе этого процесса организм растения потребляет _______(А), а выделяет _______(Б). Ненужные газообразные вещества удаляются из растения. Для этого в листе имеются особые образования — _______(В), расположенные в кожице.
Список слов:
1) вода
2) кислород
3) углекислый газ
4) фотосинтез
5) устьица
6) чечевичка

Изображение слайда

Слайд 26: Задания 5.

1. Работа с биологическими объектами и их частями

Покажите стрелками и подпишите на рисунке чашелистик, пыльник, завязь, рыльце, венчик, столбик, цветоложе лепесток, цветоножка, тычиночная нить.
Рассмотрите изображение цветка и выполните задания.

Изображение слайда

Слайд 27

Изображение слайда

Слайд 28

Изображение слайда

Слайд 29

Изображение слайда

Слайд 30: Задания 5.

2. Работа с биологическими объектами и их частями

Какую функцию в цветке выполняет завязь?
Правильный ответ должен содержать указание функции, например:
защита семязачатка от высыхания ИЛИ защита от низких температур ИЛИ защита от поедания насекомыми.
Какую функцию в цветке выполняет цветоложе?
Пояснение. Правильный ответ должен содержать указание функции, например:
Несёт все части цветка, может принимать участие в образовании околоплодника.

Изображение слайда

Слайд 31

Какой тип жилкования у изображенного листа?
Чем отличается корневище от корня?
Корневище — видоизменённый побег, обычно подземный, с чешуевидными, недоразвитыми или рано отмирающими листьями, верхушечными или пазушными почками, придаточными корнями.
Ответ: Наличием почек и пленчатых чешуек

Изображение слайда

Слайд 32: Задания 5.3. Работа с биологическими объектами и их частями

А. Назовите клетку, которая образуется в завязи.
Ко времени опыления в завязи пестика развивается один или несколько семязачатков. Снаружи семязачаток снабжен покровами, а внутри него находится зародышевый мешок. Наиболее важное значение из его клеток имеют яйцеклетка (женская половая клетка) и центральная клетка, образованная путем слияния двух клеток зародышевого мешка.
Б. Назовите часть цветка в состав, которого входит рыльце. ( пестик)
В. Назовите орган, который образуется на месте цветка.( плоды)
Г, Назовите вещество, которое окрашивает лепестки. ( пластиды)
Д. Назовите орган, от которого отрастают придаточные корни.( стебель)
Е. Назовите ткань, которая обеспечивает прочность стебля. (механическая ткань)

Изображение слайда

Слайд 33: Задания 6. Определение строения и функции отдельных тканей, органов цветкового растения

Что из перечисленного относят к видоизменённым побегам?
1) корневище
2) корневой клубень
3) корнеплод
4) луковица
Что из перечисленного не относят к структурам семени?
1) завязь
2) почечка
3) корешок
4) эндосперм

Изображение слайда

Слайд 34

Что из перечисленного относят к почке растения?
1) корешок
2 ) зачаточные листья
3) семенная чешуя
4) эндосперм
Что из перечисленного относят к частям листа?
1) чашелистики
2) лепестки
3) прилистники
4) плодолистик

Изображение слайда

Слайд 35: Задания 7.

Работа с информацией, представленной в табличной форме

Используя таблицу «Состав семян», ответьте на вопросы.
а
Содержание веществ, в %
Вода
Белки, жиры, углеводы
Минеральные соли
Пшеница
13,4
84,7
1,9
Подсолнечник
6,7
89,8
3,5
Горох
14,0
83,6
2,4
Лён
8,0
87,4
4,6
В семенах какого растения содержится больше всего минеральных солей?
В семенах каких растений содержится более 10% воды?
В семенах какого растения содержится большего всего белков, жиров и углеводов?

Изображение слайда

Слайд 36: адания 8.1. Анализ виртуального эксперимента. Формат 2020

Влияние какого фактора на образование корней у растения иллюстрирует этот опыт?
Александр, будучи членом биологического кружка, поставил опыт с растением традесканция. Для этого он взял два срезанных побега растения и поместил их в стеклянные прозрачные банки с водой. При этом в одну из банок он налил немного растительного масла. Примерно через неделю в банке без масла на той части побега, которая находилась в воде, стали образовываться придаточные корни.
Все условия проведения эксперимента были одинаковыми, кроме наличия масла в банке. Следовательно, данный опыт иллюстрирует влияние воздуха на образование придаточных корней.

Изображение слайда

Слайд 37

Известно, что для прорастания семян необходимы определённые условия. Сергей решил выяснить роль одного из таких условий, проведя следующий опыт. Он взял два одинаковых стакана, в которых было немного воды, положил в каждый по 15 семян гороха, причём в один он насыпал немного земли (рис. 1). Оба стакана он поставил на столе в комнате. Через несколько дней Сергей наблюдал следующую картину (рис. 2).
Влияние какого фактора на прорастания семян иллюстрирует этот опыт?
Так как в двух стаканах было одно общее условие — вода, но в одном стакане была почва, а в другом нет, значит, он изучал необходимость наличия почвы.

Изображение слайда

Слайд 38: Задания 8.2. Анализ виртуального эксперимента. Формат 2020

С какой целью Александр налил масло в одну из банок при проведении этого опыта?
Александр, будучи членом биологического кружка, поставил опыт с растением традесканция. Для этого он взял два срезанных побега растения и поместил их в стеклянные прозрачные банки с водой. При этом в одну из банок он налил немного растительного масла. Примерно через неделю в банке без масла на той части побега, которая находилась в воде, стали образовываться придаточные корни.
Чтобы исключить поступление воздуха/кислорода в воду ИЛИ чтобы исключить растворение воздуха/кислорода в воде.

Изображение слайда

Слайд 39: Задания 8.3. Анализ виртуального эксперимента. Формат 2020

Какие дополнительные условия необходимы для правильного развития корней? (Укажите не менее двух условий).
Правильный ответ может содержать следующие элементы (условия):
1) наличие воды;
2) наличие растворённого в воде воздуха/кислорода;
3) наличие питательных веществ, образующихся в листе на свету;
4) наличие минеральных солей.

Изображение слайда

Слайд 40

Какие механизмы есть у растений, особенно древесных, для пережидания холодных условий? (Укажите не менее двух механизмов).
Пояснение. 1) сбрасывание листьев ИЛИ сбрасывание листвы, чтобы уменьшить испарение влаги, так как на листьях располагаются устьица;
2) замедление транспорта веществ в стебле.
Что является основным источником энергии для растений? И для какого процесса эта энергия необходима?
Пояснение. 1) основным источником энергии для растений является свет;
2) свет необходим для фотосинтеза.

Изображение слайда

Слайд 41: Задания 9. Описание биологического объекта по имеющимся моделям

Изображение слайда

Слайд 42: Задания 10.1. Содержание и уход за растениями

Растения по-разному относятся к свету, теплу и влаге, и это учитывается цветоводами при разведении различных растений.
Опишите особенности растений агавы и фиалки, которые необходимо учитывать при их разведении в домашних условиях, используя для этого таблицу условных обозначений.

Изображение слайда

Последний слайд презентации: ВПР по биологии за 6 класс 2020 г: Задания 10.2. Содержание и уход за растениями

Изображение слайда

Контрольные работы по биологии 6 класс | Тест по биологии (6 класс):

Б-6. Контрольная работа по теме «Растения. 1. Вставьте в текст «Прорастание семян» пропущенные термины из предложенного перечня, используя для этого цифровые обозначения.

ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН

Семена могут долго лежать в бумажных пакетиках, в мешках из ткани, в зернохранилищах, находясь в состоянии покоя и не прорастая. Прорастающие семена начинают активно дышать, поглощая ___________ (А) и выделяя углекислый газ. Во время дыхания выделяется энергия. При прорастании семени фасоли зародыш питается запасами веществ, отложенных в ___________ (Б), а при прорастании зерновки пшеницы зародыш питается запасами веществ, отложенных в _________ (В).

ПЕРЕЧЕНЬ ТЕРМИНОВ: 1) свет 2) семядоля 3) зародышевый корешок 4) кислород 5) эндосперм

6) азот 7) органические вещества 8) семенная кожура

Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.

2. Корень

Одним из основных органов растения является _________(А). Через него растение получает __________(Б) и минеральные вещества из __________(В). Корень обеспечивает заякоривание и удержание растения в почве.

Список слов:1)Стебель2)Корень 3)Минеральные вещества 4)Вода 5)Почва 6)Питательные вещества

3. В изображённом на рисунке опыте экспериментатор поместил в стеклянную колбу ветку с листьями, не отрезая ее от растения. Горлышко колбы закрыл ватой. Через некоторое время на стенках колбы появилось вещество.

Какое вещество появилось на стенках колбы? Как называется процесс, происходящий в растении, который иллюстрирует этот опыт?

4. В изображенном на рисунке опыте экспериментатор взял три стакана и положили на дно каждого по нескольку зёрен пшеницы. В первый стакан воду не наливали. Во второй налили воды столько, чтобы она только смачивала семена, но не покрывала их полностью. Третий стакан наполнили до половины водой. Все три стакана накрыли стеклом и оставили в теплом помещении. Через 5 дней посмотрели, какие произошли с семенами. Как называется процесс, происходящий с семенами, который иллюстрирует этот опыт? Что случилось с семенами во втором стакане через 5 дней? Назовите ещё одно обязательное условие (не указанное на рисунке), чтобы данный опыт прошел успешно?

5. Изучите график зависимости количества проросших семян определённой массы (3—4 мг) от продолжительности нахождения семян в почве (по оси х отложено время (в днях), а по оси у — количество проросших семян от общего их числа (в процентах)).

Определите, какой процент от общего количества семян прорастёт в 7-й день, 9-й день, 12 день. С какого дня начинается прорастание семян? Начиная с какого дня количество прорастаемых семян не увеличивается?

6. Известно, что для прорастания семян необходимы определённые условия. Сергей решил выяснить роль одного из таких условий, проведя следующий опыт. Он взял два одинаковых стакана, в которых было немного воды, положил в каждый по 15 семян гороха, причём в один он насыпал немного земли (рис. 1). Оба стакана он поставил на столе в комнате. Через несколько дней Сергей наблюдал следующую картину (рис. 2).

(а) Влияние какого условия на прорастание семян изучал Сергей? (б) Используя рисунки, сформулируйте вывод о влиянии этого условия на прорастание семян. (в) Какое из условий опыта, проведённого Сергеем, является необходимым для прорастания семян? Обоснуйте свой ответ.

7. Наблюдая за растениями в огороде, можно увидеть, например, землянику в таком виде. Какой процесс изображен на рисунке?

8. Определите части цветка. Выпишите цифры и названия частей. Какую функцию в цветке выполняет цветоножка, лепестки, завязь?

9. Запишите в лист ответов названия частей корня. Определите корневую систему.

10. Тест. 1.Выберите один правильный ответ

1.Семядоля — это … а) половинка семени; б) часть зародыша; в) эндосперм.

2.Растения, зародыш которых имеет одну семядолю называют … а) двудольными; б) однодольными; в)полидольными.

3Семя имеет … а) только запас питательных веществ; б) зародыш с запасом питательных веществ;

в) зародышевый стебелёк и почечку с листочками.

4.Плоды и семена, имеющие пушистые волоски распространяются …

а) ветром; б) водой; в) саморазбрасыванием.

5.Плотный покров семени – это

а) оболочка; б) эпидермис; в) кожура.

В. Тип листа по соотношению длины и ширины листовой пластинки (без черешка) и по расположению наиболее широкой части.

Вариант

1.Рассмотрите фотографию листа черёмухи. Выберите характеристики, соответствующие его строению, по следующему плану: форма листа; тип листа; тип жилкования листа. При выполнении работы используйте линейку и карандаш.

А. Форма листа

Б. Жилкование листа


1) параллельное	2) дуговидное	3) пальчатое	4) перисто-сетчатое

В. Тип листа

Какие дополнительные условия необходимы для фотосинтеза? (Укажите не менее двух условий).

3.Какова этого процесса для растения? Обоснуйте свой ответ.

4.Известно, что вода играет важнейшую роль в жизни растений. Сергей решил проверить одно из значений воды, проведя следующий опыт. Он взял растение в горшке, поставил его на штатив, к которому прикрепил колбу, поместив в неё лист растения. Горлышко колбы он прикрыл ватой (рис. А). Штатив с растением Сергей поставил на подоконник и через несколько дней наблюдал следующую картину (рис. Б).

Что появилось на стенках колбы?

5.Какая сила позволяет двигаться веществам по древесине снизу вверх?

Какие факторы повлияли на прорастание семян во втором стакане?

7.Рассмотрите фотографию листа смородины. Выберите характеристики, соответствующие его строению, по следующему плану: форма листа; тип листа; тип жилкования листа. При выполнении работы используйте линейку и карандаш.

А. Форма листа

Б. Жилкование листа


1) параллельное	2) дуговидное	3) пальчатое	4) перисто-сетчатое

В. Тип листа

8.Какие дополнительные условия необходимы прорастания семян? (Укажите не менее двух условий).

9.Какие вещества поглощает растение через корень? (Укажите не менее двух).

10.Известно, что по стеблю растения перемещаются вещества. Анатолий решил проверить данный факт, проведя следующий опыт. Он взял многолетнюю ветку с листьями и в средней части ветки вырезал кольцо, сняв только верхний слой коры. Участок с надрезом он закрепил в сосуде с водой (рис. А). Через некоторое время он увидел следующие изменения (рис. Б).

Что появилось над удалённой корой?

11.Какие механизмы есть у растений, особенно древесных, для пережидания холодных условий? (Укажите не менее двух механизмов).

12.Что является основным источником энергии для растений? И для какого процесса эта энергия необходима?

13.

Рассмотрите изображение листа ландыша и опишите его по следующему плану: форма листа, жилкование листа, тип листа по соотношению длины и ширины листовой пластинки (без черешка) и по расположению наиболее широкой части. Используйте при выполнении задания линейку и карандаш.

А. Форма листа

Б. Жилкование листа

В. Тип листа по соотношению длины и ширины листовой пластинки (без черешка) и по расположению наиболее широкой части.

14.Ученик решил провести следующий опыт: он поместил семена гороха в стакан с влажной землёй и поставил его на свет. После того, как семена проросли, он накрыл стакан с растением коробкой с отверстием. Через некоторое время можно было наблюдать росток гороха, проросший через отверстие в коробке.

Влияние какого фактора на рост растения иллюстрирует этот опыт?

15.Известно, что все организмы дышат. Артур решил проверить, при каких условиях происходит этот процесс, проведя следующий опыт. Он взял два одинаковых сосуда, в которые налил воду, содержавшую немного растворённых минеральных веществ. В каждый сосуд он поместил проростки фасоли и плотно закрыл крышками, чтобы в них не проникал воздух. Раствор в первом сосуде Артур ежедневно насыщал воздухом с помощью пульверизатора. Через некоторое время растение во втором сосуде погибло.

Влияние какого условия на существование проростков фасоли исследовал Артур?

Экзогенный мелатонин ускоряет прорастание семян хлопчатника (Gossypium hirsutum L.)

Abstract

Прорастание семян считается началом жизненного цикла сперматофитов, и это решающий этап в определении последующего роста и развития растений. Хотя многие предыдущие исследования показали, что мелатонин может способствовать прорастанию семян, роль мелатонина в прорастании хлопка остается неизученной. Основная цель этого исследования — характеристика потенциальных стимулирующих эффектов мелатонина (в дозах 0, 10, 20, 50, 100 и 200 мкМ) на прорастание семян хлопчатника.Этот эксперимент продемонстрировал, что низкие концентрации мелатонина могут способствовать прорастанию, в то время как высокие концентрации не способствовали прорастанию и даже подавляли прорастание. Вместе эти результаты показывают, что обработка мелатонином 20 мкМ оптимально способствует прорастанию семян хлопка. По сравнению с контролем, потенциал прорастания (GP), всхожесть (GR) и конечный свежий вес (FW) увеличились на 16,67%, 12,30% и 4,81% соответственно. Хотя низкие концентрации мелатонина показали некоторое улучшение индекса силы роста (VI), индекса прорастания (GI) и среднего времени прорастания (MGT), эти эффекты не были статистически значимыми.Активность антиоксидантных ферментов во время прорастания семян была наиболее заметной при обработке мелатонином 20 мкМ. Активность супероксиддисмутазы (SOD) и пероксидазы (POD) была значительно увеличена на 10,37–59,73% и 17,79–47,68%, соответственно, по сравнению с контролем без мелатонина. Содержание малонового диальдегида (МДА) снизилось на 16,73–40,33%. Также были изучены два важных гормона растений для прорастания семян: абсцизовая кислота (ABA) и гиббереллины (GA). По мере увеличения концентрации мелатонина содержание АБК в семенах сначала снижалось, а затем увеличивалось, и содержание GA ₃ показало диаметрально противоположную тенденцию, при которой обработка мелатонином 20 мкМ была оптимальной.Обработка 20 мкМ мелатонином снизила содержание АБК в семенах на 42,13–51,68%, а обработка 20 мкМ мелатонина увеличила содержание GA ₃ в семенах примерно в 1,7–2,5 раза по сравнению с семенами, проросшими без мелатонина. Это исследование предоставляет новые доказательства того, что низкие концентрации мелатонина могут способствовать прорастанию семян хлопка за счет повышения активности антиоксидантных ферментов, тем самым снижая накопление МДА и регулируя гормоны растений. Это имеет очевидное применение для улучшения всхожести семян хлопчатника с использованием мелатонина.

Образец цитирования: Xiao S, Liu L, Wang H, Li D, Bai Z, Zhang Y и др. (2019) Экзогенный мелатонин ускоряет прорастание семян хлопчатника ( Gossypium hirsutum L.). PLoS ONE 14 (6):
e0216575.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0216575

Редактор: Томас Роуч, Университет Инсбрука, АВСТРИЯ

Поступила: 16 апреля 2019 г .; Одобрена в печать: 11 июня 2019 г .; Опубликовано: 25 июня 2019 г.

Авторские права: © 2019 Xiao et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в рукописи и ее файлах с вспомогательной информацией.

Финансирование: Эта работа была поддержана Национальной программой ключевых исследований и разработок Китая (2018YFD0100306, LL), Национальным фондом естественных наук Китая (No.31871569 к LL; 31171495) и Современная технологическая система сельскохозяйственной промышленности в Хэбэе (HBCT2018040201, CL). Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

Введение

Прорастание семян — это процесс, при котором корешок прорывается сквозь кожуру семян; это ранняя и решающая стадия жизненного цикла сперматофитов, относящаяся к физиологическому процессу, начиная с поглощения воды сухими семенами и заканчивая выпячиванием корешка [1].Прорастание семян — это сложный процесс, регулируемый многими скоординированными метаболическими, клеточными и молекулярными событиями в жизненном цикле высших растений, и это также ключевой период для создания популяций сельскохозяйственных культур. Прорастание включает ряд физических и метаболических событий [2]. На этот этап сильно влияет внешняя среда, период стрессовой чувствительности, а также критический период для определения выживаемости растений в неблагоприятных условиях. Прорастание семян можно рассматривать как отправную точку жизненного цикла растения, так и начальную стадию восприятия растением внешней среды.Всхожесть семян напрямую влияет на рост и конечный урожай последующих сеянцев хлопчатника. Поэтому прорастание семян имеет важное экономическое и экологическое значение [3, 4]. Хлопок ( Gossypium hirsutum L .) — это глобально важная товарная культура, волокнистая и масличная культура, и он играет важную роль в экономическом развитии Китая [5]. Качество прорастания семян зависит от роста последующих сеянцев хлопка и получаемого урожая хлопка.

Мелатонин ( N -ацетил-5-метокситриптамин), высококонсервативная и эффективная молекула, широко используется в растениях и животных [6].Производное триптофана синтезируется в гипоталамусе [7] и впервые было выделено из шишковидной железы крупного рогатого скота в 1958 году, что позволяет предположить, что оно существует только у животных. Однако, поскольку мелатонин был впервые обнаружен в девяти съедобных растениях, включая томаты ( Lycopersicon esculentum ) и огурцы ( Cucumis sativus ) в 1995 г. [8], мелатонин был обнаружен более чем в 300 растениях, в том числе в однодольных и двудольных. семей [9–11], а биосинтетические пути и физиологические функции мелатонина в растениях широко изучены [12].Мелатонин обнаружен в семенах, корнях, плодах и листьях растений [13, 14]. В последние годы многие исследования показали, что мелатонин в растениях синтезируется из триптофана и играет важную роль в преодолении различных стрессов окружающей среды, регуляции роста и развития растений [14–16], включая регуляцию прорастания семян [17]. Более того, действие мелатонина на прорастание семян различается в зависимости от концентрации, так что более высокие концентрации мелатонина ингибируют или не влияют на прорастание семян, в то время как более низкие концентрации способствуют прорастанию семян [18–20].

Производство активных форм кислорода (АФК) во время аэробного метаболизма семян приводит к перекисному окислению липидов, которое является важной причиной порчи семян и ингибирования прорастания семян. Мелатонин — наиболее мощное эндогенное соединение, которое, как известно, улавливает свободные радикалы, со скоростью в два и четыре раза выше, чем у витамина Е и глутатиона, соответственно [21, 22]. При нормальной жизнедеятельности растения производят высокие уровни АФК в результате ферментативных реакций и утечки цепей переноса электронов во время фотосинтеза и дыхания.В нормальных условиях клетки достигают гомеостаза между производством и элиминацией АФК с помощью антиоксидантных систем, таким образом поддерживая низкие уровни АФК. В начале жизни растения семена уязвимы для окислительного повреждения, но активность антиоксидантных ферментов в семенах очень низкая, в то время как мелатонин обладает способностью усиливать активность поглощающих ферментов [23, 24], таких как супероксиддисмутаза (SOD). ; EC 1.15.1.1) и пероксидаза (POD; EC 1.11.1.7), которые играют решающую роль в снижении и устранении ROS.В конечном итоге мелатонин может защитить семена от вредного воздействия окружающей среды, тем самым обеспечивая беспрепятственное размножение растений [25].

В 2004 году Эрнандес-Руис и др. впервые предположил, что мелатонин может быть гормоном роста растений [18]. Хорошо известно, что фитогормоны могут влиять на состояние покоя и прорастание семян и являются важными сигнальными молекулами для передачи изменений окружающей среды во время прорастания семян. В то же время они широко изучены у двудольных и однодольных [26].Абсцизовая кислота (АБК) и гиббереллины (ГА) считаются основными гормонами при прорастании семян [27]. Динамический баланс синтеза и катаболизма АБК и ГА является ключом к полному прорастанию семян. ГК, группа важных растительных гормонов, были впервые выделены из патогенного гриба Gibberella fujikuroi в 1938 году японскими учеными [28]. ГА регулируют общий рост и развитие растений и участвуют в управлении различными процессами развития растений. В настоящее время обнаружено более ста видов ГА, и лишь некоторые из них, например.g., GA ₁ и GA ₃, демонстрирующие активность. Большинство родственных соединений являются предшественниками синтеза GA или продуктами, инактивированными метаболизмом. Активные компоненты растительных гиббереллинов в основном состоят из GA ₁, GA ₃, GA ₄ и GA ₇. ГК могут нарушать покой семян, способствовать прорастанию семян, запускать прорастание семян в подходящих условиях и в подходящие периоды времени и подготавливать к последующему росту проростков [29].

АБК также является важным гормоном в регуляции роста и развития растений и, соответственно, играет важную роль в регулировании различных физиологических процессов у растений.Его получают из предшественников каротиноидов, которые могут задерживать прорастание семян и способствовать их покою. Уровни АБК повышаются, когда растения подвергаются определенным абиотическим стрессам, таким как дефицит воды, и во время развития семян.

Положительное влияние мелатонина на прорастание семян, наблюдаемое у нескольких видов растений, послужило мотивацией для этого исследования. Цели исследования состояли в том, чтобы изучить (1) может ли мелатонин улучшить прорастание семян хлопчатника, (2) может ли мелатонин улучшить физиологическую активность семян и (3) влияет ли мелатонин на гормоны, регулирующие прорастание семян. Это исследование призвано дать представление о роли мелатонина в прорастании семян хлопка.

Материалы и методы

Реактивы

Мелатонин ( N -ацетил-5-метокситриптамин) был получен от Sigma-Aldrich (Сент-Луис, Миссури, США). Все остальные реагенты были получены от Sinopharm Chemical Reagent Beijing Co., Ltd. (Пекин, Китай). Все химические вещества, использованные во всех экспериментах, были аналитической чистоты.

Растительный материал

Эксперимент проводился в бассейне Желтой реки в Хэбэйском сельскохозяйственном университете, Баодин (38.85 ° N, 115,30 ° E), провинция Хэбэй, Китай. Все семена хлопка, использованные в этом исследовании, принадлежали к сорту хлопка NDM601. «NDM601» — сорт хлопка, который широко выращивается в регионе долины реки Хуанхэ в Китае и был разработан Хэбэйским сельскохозяйственным университетом.

Тесты на всхожесть

Отобранные семена хлопчатника стерилизовали поверхность 1% NaClO в течение 30 минут и пять раз промывали дистиллированной водой. Затем пятьдесят семян помещали в чашки Петри (15 × 15 см), содержащие двойную фильтровальную бумагу (Whatman International Ltd., Maidstone, UK), смочили 10 мл различных лечебных растворов и инкубировали при 25 ° C в затемненной камере для выращивания. Были использованы следующие виды обработки: M0 (0 мкМ мелатонина, т.е. только дистиллированная вода), M10 (10 мкМ мелатонина), M20 (20 мкМ мелатонина), M50 (50 мкМ мелатонина), M100 (100 мкМ мелатонина) и M200 ( 200 мкМ мелатонина). Тесты на всхожесть были выполнены в шести повторностях.

проростков собирали через 7 дней после посева (DAS) для определения свежего и сухого веса проростков и скорости прорастания семян.Образцы для анализа прорастания собирали на 2, 4 и 6 дни и хранили при -80 ° C до проведения анализа содержания малонового диальдегида (MDA), активности антиоксидантных ферментов и гормонов.

Оценка всхожести семян

Семена считались проросшими, если общая длина корешка и гипокотиля превышала половину длины семян. Прорастание семян регистрировали ежедневно.

Количество проросших семян на 3-й и 7-й день после инициации представляло собой потенциал прорастания (GP) и скорость прорастания (GR), соответственно [30,31].Индекс всхожести (GI) рассчитывали с использованием метода, разработанного Wang et al. [32], т.е. GI = ∑ ( G _i/ T _i), где G _i — количество проросших семян в сутки, соответствующее T _i и T _i — день проверки прорастания. Индекс жизнеспособности (VI) рассчитывали как VI = GI × свежий вес (FW) проросших семян на 7-й день.Среднее время прорастания (MGT) рассчитывали по методу Эллиса и Робертса [33], т.е. MGT = ∑ ( N _i T _i) / ∑ N _i, где N — количество семян, прорастающих в момент времени i , а T _i — день испытания на всхожесть.

Измерение активности SOD, POD и MDA

Супероксиддисмутаза (SOD, EC1.15.1.1) активность оценивали по методу Джаннополитиса и Райса [34] с использованием фотохимического метода хлорида нитросинего тетразолия (NBT). Активность пероксидазы (POD; EC 1.11.1.7) измеряли при 25 ° C в соответствии с методом Scebba et al. [35]. Содержание малонового диальдегида (МДА) определяли по методу Hodges et al. [36].

Количественное определение ABA и GA

₃ фитогормонов

GA _{3 Концентрации} и АБК определяли с помощью метода непрямого ИФА [37]; все антитела, использованные в этом анализе, были моноклональными антителами, предоставленными Китайским сельскохозяйственным университетом.

Статистический анализ

Дисперсионный анализ выполнялся с использованием IBM SPSS Statistics 22.0 (IBM Corp., Армонк, Нью-Йорк, США). Все данные представлены в виде значений среднего ± стандартное отклонение (SD). Мы выполнили шесть независимых повторов для каждого лечения. Статистическая значимость считалась для значений P менее 0,05 в однофакторном дисперсионном анализе.

Результаты

Всхожесть, свежий вес, среднее время прорастания и индекс всхожести

Мы провели обширный набор анализов прорастания семян хлопчатника, чтобы определить, как различные концентрации мелатонина (0–200 мкМ) влияют на прорастание семян.Семена начали прорастать на второй день инкубации при 25 ° C. На рис. 1 показан дневной процент прорастания каждой обработки в течение 7 дней после прорастания и показана скорость прорастания каждой обработки. Как показано в таблице 1, GR сначала увеличивался, а затем уменьшался по мере увеличения концентрации мелатонина. Среди обработок с различными концентрациями мелатонина обработка мелатонином 20 мкМ показала максимальный эффект на стимулирование прорастания, но не показала значительных различий с другими обработками.По сравнению с контрольной группой (M0) GR в группах обработки M10, M20 и M50 увеличился на 10,8%, 12,3% и 1,5% соответственно, но значительно отличался от контроля. Когда концентрация мелатонина увеличилась до 100 мкМ, GR начал уменьшаться. GR и GP лечения M100 были значительно ниже, чем у группы M0, на 12,6% и 21,7% соответственно. По мере дальнейшего увеличения концентрации мелатонина GR и GP значительно уменьшались. GR и GP лечения M200 уменьшились на 32.2% и 36,5% соответственно. Это указывает на то, что низкие концентрации мелатонина (т.е. обработки M10 – M50) способствовали GR и GP семян хлопчатника, но после критической концентрации мелатонин оказывал серьезное ингибирующее действие на GR и GP. По мере увеличения концентрации мелатонина подавление прорастания семян усиливалось еще больше.

Если сосредоточить внимание исключительно на GP семян, становится ясно, что семена, обработанные M20, хорошо прорастали. При обработке M20 GP семян составлял 16.На 7% выше, чем у группы M0, и достигла значимого уровня. В течение 4-7 дней прорастания семян GR группы обработки M20 продолжал увеличиваться, но незначительно. Таким образом, эти данные указывают на то, что стимулирование прорастания семян мелатонином, вероятно, происходит на ранней стадии прорастания семян. На рис. 2А показаны условия прорастания через 24 часа прорастания, и только три обработки (M0, M20, M200) с явными контрастами представлены на рисунке. На рис. 2В показано прорастание, наблюдаемое в тот же день определения GP.Можно ясно видеть, что обработка мелатонином M10 – M200 увеличивала длину прорастания семян, в то время как обработка мелатонином M100 – M200 не стимулировала и не подавляла прорастание семян.

Рис. 2. Прорастание семян хлопчатника, обработанных мелатонином M0, M20 и M200, через 24 часа прорастания (A) и прорастание семян хлопчатника, обработанных мелатонином в различных концентрациях, на третий день (B).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0216575.g002

GP относится к скорости прорастания и однородности проросших семян, что указывает на общую силу семян. Семена с высокими значениями GP очень активны, и полученные всходы имеют тенденцию к равномерному и сильному росту. Соответственно, VI часто используется для оценки качества семян. На 7 день прорастания VI и GI были значительно снижены ( P <0,05), в то время как MGT был снижен при обработках M100 и M200. На 7-й день прорастания семян получали сырую массу семян.Обработка M10 – M200 увеличила FW семян, при этом семена M20 достигли значительно более высокого веса. FW семян хлопчатника при обработке M20 увеличилась на 4,81% по сравнению с M0 (рис. 3).

Активность антиоксидантных ферментов

В нашем эксперименте активность SOD и POD определялась для каждого обработанного семени на 2, 4 и 6 дни прорастания. На рис. 4А показано, что тенденция активности СОД была в основном однородной в течение каждого периода, то есть, когда концентрация мелатонина увеличивалась, содержание сначала повышалось, а затем уменьшалось.Среди эффектов лечения эффект лечения M20 был наиболее заметным, но не показал значительных отличий от контроля. На 2-й день активность SOD при лечении M10 и M20 увеличилась на 28,8% и 39,2% соответственно, и разница была значительной по сравнению с активностью лечения M0. Однако по мере дальнейшего увеличения концентрации мелатонина активность СОД снижалась; когда концентрация увеличивалась до уровня лечения М200, активность СОД снижалась на 4.0% по сравнению с лечением M0. К 4 дню прорастания семян активность SOD не изменилась, но активность каждой обработки снизилась, в то время как активность обработки M20 была все еще самой высокой и значительно отличалась от активности обработки M0. Активность SOD на 6 день была самой высокой за три измеренных периода, в то время как активность SOD для каждой обработки имела тенденцию быть постоянной и не различалась, при этом семена, обработанные M20, по-прежнему демонстрировали оптимальную эффективность.

Тенденция в POD согласуется с тенденцией в SOD.Ко 2 дню прорастания семян активность POD в группах обработки M10 и M20 непрерывно увеличивалась на 5,1% и 17,8%, соответственно, по сравнению с обработкой M0, но незначительно. Поскольку концентрация мелатонина постоянно увеличивалась, активность POD фактически снижалась. Когда концентрация была увеличена до концентрации лечения M200, активность POD значительно снизилась на 16,8% по сравнению с таковой обработкой M0. К 6-му дню POD-активность лечения M20 все еще была наивысшей, и не было существенной разницы по сравнению с обработками M0 и M10.Когда концентрация мелатонина была увеличена до таковой для обработок M50, M100 и M200, активность POD продолжала снижаться и достигла значительной разницы по сравнению с обработкой M20. Активность POD в группе лечения M200 была даже меньше половины от активности группы M20. Таким образом, эффект лечения M20 на POD был оптимальным.

Влияние мелатонина на содержание малонового диальдегида

Рис. 5 показывает, что степень перекисного окисления мембранных липидов семян хлопчатника обычно со временем увеличивается.На 2, 4 и 6 дни прорастания семян содержание MDA в обработке M20 было самым низким, но не значительно ниже, чем у других обработок. Примечательно, что на 2 и 4 дни высокие концентрации мелатонина вызывали значительное увеличение содержания МДА. В частности, на 2-й день содержание МДА в лечении М200 в 2,6 раза превышало содержание М0. В конце эксперимента по проращиванию семян содержание MDA в каждой обработке было постоянным, со значительными различиями только между обработками M20 и M50.Таким образом, концентрация мелатонина при обработке M20 минимально повреждала клеточные мембраны на протяжении всего испытания прорастания семян, в то время как высокие концентрации мелатонина, по-видимому, вызывали большой ущерб.

Влияние мелатонина на содержание фитогормонов

Фитогормоны ABA и GA ₃ являются хорошо известными регуляторами прорастания семян. Мы измерили уровни этих фитогормонов в семенах, подвергнутых испытаниям на прорастание при различных концентрациях мелатонина на 2, 4 и 6 дни прорастания.

На протяжении всего процесса прорастания семян содержание GA ₃ не увеличивалось постоянно и достигло пика на 4 день прорастания (рис. 6А). Однако, наблюдая за результатами прорастания на каждой стадии отдельно, мы можем видеть, что тенденции в содержании GA ₃ были относительно однородными для разных концентраций мелатонина, показывая начальное увеличение, а затем снижение. На 2-й день прорастания обработки M20 и M50 показали значительное увеличение содержания GA ₃, в то время как другие концентрации были связаны с различной степенью увеличения и уменьшения содержания GA ₃, но без каких-либо существенных различий.До 4-го дня прорастания содержание GA ₃ в семенах при обработках M10 и M20 увеличивалось на 79,37% и 151,46% соответственно по сравнению с M0. Однако не было значительных различий в содержании GA ₃ для других обработок концентрацией. В конце анализа прорастания семян содержание GA ₃ в целом снизилось, и тенденция между различными концентрациями была довольно однородной. Содержание GA ₃ при обработках M10 и M20 все еще было самым высоким, в то время как обработки M100 и M200 показали значительное снижение содержания GA ₃.

Как показано на рис. 6В, содержание АБК в семенах постепенно увеличивалось со днями прорастания. На 2 день лечение M20 показало значительное снижение содержания ABA, при этом M100 имел самое высокое содержание ABA, достигнув значительного уровня. На 4-й день прорастания семян семена, обработанные M20, по-прежнему показали наилучшие результаты. Уровни содержания АБК при двух обработках были на 33,19% и 36,32% соответственно ниже, чем при обработке M0. Не было значительной разницы в содержании ABA между обработками M100 и M20, но когда концентрация увеличивалась до M200, содержание ABA резко увеличивалось, и оно не отличалось от такового при лечении M0.На 6 день прорастания содержание АБК было самым высоким, и только обработки М20 и М50 показали значительное ингибирование содержания АБК. Обработки M10, M100 и M200 показали разную степень увеличения или уменьшения содержания ABA, но это не привело к существенной разнице по сравнению с M0.

Обсуждение

Текущие исследования показывают, что экзогенный мелатонин оказывает множество эффектов на растения и может использоваться для регулирования роста и развития растений. Например, мелатонин может способствовать росту боковых корней [38] и замедлять старение стеблей и листьев растений [39]. Кроме того, мелатонин также улучшает устойчивость растений к засухе [40], повреждению солью [41], высоким температурам [42], повреждению холодом [43] и другим неблагоприятным условиям, и он может защитить структурные вещества клетки и биологические макромолекулы, такие как белки, от окислительного повреждения [44, 45]. Мелатонин может способствовать росту растений и влиять на морфологическое развитие растений. Hernánde et al. [18] обнаружили, что обработка этиолированных люпинов ( Lupinus albus ) мелатонином способствует росту гипокотилей.Вен и др. [46] исследовали влияние мелатонина на формирование придаточных корней проростков томатов, лишенных корней, и наблюдали появление придаточных корней у обработанных сеянцев. Индукция придаточных корней у томатов была связана с концентрацией мелатонина при обработке. Концентрация экзогенного мелатонина 50 мкМ была оптимальной для стимулирования появления придаточных корней у проростков томатов.

В наших экспериментах оценивали GR, GP, GI, VI, MGT и FW, чтобы точно оценить силу прорастания и качество семян хлопчатника. GP используется для оценки скорости и однородности прорастания. Чем выше значение, тем выше потенциал всхожести, что является одним из ключевых показателей качества семян. После обработки семян хлопчатника в эксперименте различными концентрациями мелатонина, GP семян, обработанных мелатонином в концентрациях 10–50 мкМ, улучшился по сравнению с контрольной группой, при этом обработка мелатонином 20 мкМ оказалась значительно лучше. Напротив, обработка 100–200 мкМ мелатонина значительно ингибировала GP.Наше исследование показало, что высокие концентрации мелатонина (т.е. 100–200 мкМ) значительно ингибировали ГР семян хлопчатника (Таблица 1).

GI указывает скорость прорастания, и чем больше значение, тем выше скорость прорастания [47]. Тест на прорастание показал, что обработка 10–50 мкМ мелатонина способствовала увеличению GI. Точно так же M20 по-прежнему работает лучше всех. M100 и M200 значительно снизили GI и достигли очень значимого уровня (рис. 3A). Однако VI является лучшим индикатором последующего роста сеянцев, чем GR. Обработка мелатонином 10–50 мкМ увеличивала ИВ по сравнению с обработкой М0, но незначительно, а обработка 100–200 мкМ значительно подавляла ИВ (рис. 3В). Эти результаты показывают, что высокие концентрации мелатонина могут иметь необратимые последствия для семян хлопчатника и даже влиять на рост сеянцев на более поздних стадиях. Наш тест также использует MGT в качестве индикатора для измерения всхожести семян. Чем ниже значение MGT, тем быстрее прорастает популяция семян [48]. Обработка мелатонином 10–50 мкМ мало повлияла на MGT, а M100 и M200 могут значительно увеличить MGT (Рис. 3D).Этот индикатор дополнительно подтверждает сделанные выше выводы. Наши результаты в целом согласуются с результатами Simlat et al. [49], которые сообщили, что самые низкие исследованные концентрации мелатонина (5 и 20 мкМ) оказывали значительный положительный эффект на прорастание семян Stevia по сравнению с обработками 100 и 500 мкМ. Предыдущие исследования показали, что применение мелатонина значительно усиливает эффекты осмопрайминга, так что 50 мкМ мелатонина дает максимальные результаты [43]. Аналогичные положительные эффекты лечения мелатонином были зарегистрированы для семян красной капусты [50].Однако другое исследование показало, что мелатонин не влияет на прорастание семян огурца независимо от условий прорастания [51].

Прорастание семян начинается с их набухания и водопоглощения. Соответственно, влажность, являющаяся предпосылкой для прорастания семян, оказывает значительное влияние на прорастание семян. Семена могут прорасти только после впитывания определенного количества воды, что важно для роста полученных всходов. Семена разных видов растений имеют разные требования к водопоглощению и всхожести.FW может напрямую отражать водопоглощение семян и накопление биомассы. Bajwa et al. [52] сообщили, что внесение мелатонина в низких концентрациях (10–40 мкМ) увеличивало FW Arabidopsis по сравнению с внесением в высоких концентрациях (200–400 мкМ). Наши результаты показали, что мелатонин (10–200 мкМ) может увеличивать FW семян, причем обработка мелатонином 20 мкМ имеет самый сильный эффект и также достигает значительного уровня (рис. 3C). Этот результат указывает на то, что 20 мкМ мелатонина способствует водопоглощению или скорости водопоглощения во время прорастания семян и, таким образом, способствует накоплению биомассы внутри семян, а ингибирующее действие высоких концентраций мелатонина на FW не наблюдалось в нашем исследовании, вероятно, потому что самые высокие Исследованная концентрация мелатонина была недостаточной, чтобы вызвать этот ответ.

Как побочный продукт аэробного метаболизма [53, 54], активные формы кислорода (АФК) существуют в форме несвободных радикалов, включая перекись водорода (H ₂ O ₂), и формы свободных радикалов, такие как О ₂ • ^—. Антиоксидантная система, сформированная в процессе эволюции растений, способствует сбалансированному активному метаболизму кислорода. Система антиоксидантной защиты включает ферментативную систему и неферментативную систему. SOD и POD являются важными антиоксидантными ферментами, которые могут эффективно удалять из растительных клеток избыточные АФК, такие как H ₂ O ₂, гидроксильные и супероксидные анионы [55, 56]. SOD может катализировать диспропорционирование двух супероксидных анион-радикалов с образованием O ₂ и H ₂ O ₂, в то время как H ₂ O ₂ далее разлагается другими антиоксидантными ферментами, такими как каталаза.

Мелатонин и его метаболиты являются эндогенными поглотителями свободных радикалов, антиоксидантами широкого спектра действия и поглотителями H ₂ O ₂. Мелатонин может улавливать активные формы кислорода, отдавая электроны, а также может влиять на некоторые окислительные и антиоксидантные ферменты в клетках и тканях через свои рецепторы, например, повышая уровни SOD и POD, которые действуют, удаляя свободные радикалы.Среди антиоксидантов СОД является особенно активным веществом в живом организме, устраняя вредные вещества, образующиеся в результате метаболизма растений. Важно определить, может ли мелатонин также снижать ингибирование прорастания семян АФК [57, 58]. Наше исследование показало, что различные концентрации мелатонина имеют эффекты, которые включают стимулирование низкой концентрации и ингибирование высокой концентрации активности SOD и POD во время прорастания семян, а максимальная активность обоих наблюдается при обработке 20 мкМ (рис. 4).Это открытие предполагает, что низкие концентрации мелатонина увеличивают активность антиоксидантных ферментов, включая SOD и POD, а экзогенное применение мелатонина, по-видимому, играет роль в первой линии защиты от окислительного стресса. Однако есть исследования, которые предлагают противоположный вывод; Ши и др. [59] и Shi et al. [60] не обнаружили значительного влияния мелатонина на активность антиоксидантных ферментов в контролируемых условиях. Другие исследователи обнаружили, что мелатонин не только напрямую устраняет АФК, но также регулирует активность различных антиоксидантных ферментов [61].Это согласуется с наблюдениями в текущем исследовании.

Повреждение растений тесно связано с перекисным окислением липидов мембран, вызванным накоплением активных форм кислорода. Накопление АФК и свободных радикалов в организмах часто приводит к перекисному окислению липидов мембран и вызывает нарушения обмена веществ. Целостность клеточной структуры является основой жизнеспособности семян, поэтому после разрушения системы клеточных мембран утечка увеличивается на протяжении всего прорастания. МДА является продуктом перекисного окисления липидов, поэтому он отражает уровень перекисного окисления липидов и степень повреждения мембран в клетках.Содержание МДА при обработке мелатонином 20 мкМ было самым низким, но незначительно, в то время как обработка высокой концентрацией (100–200 мкМ) значительно увеличивала содержание МДА (рис. 5). Это указывает на то, что низкие концентрации мелатонина могут облегчить перекисный стресс во время прорастания семян, но все же могут иметь негативный эффект при высоких концентрациях.

Прорастание семян, как начало сельскохозяйственного цикла с точки зрения растения, является первой стадией роста урожая.Гормоны внутри семян контролируют прорастание семян [62]. Например, этилен и гиббереллин ослабляют кожуру семян и нарушают покой семян, способствуя прорастанию семян [63]. Многочисленные исследования показали, что мелатонин имеет синергетические и антагонистические отношения с различными другими гормонами растений, например, способствуя росту корней и молодых листьев растений в низких концентрациях, что аналогично действию ИУК [64].

Есть несколько исследований, посвященных влиянию лечения мелатонином на содержание гиббереллина.При солевом стрессе обработка проростков огурца мелатонином может усилить экспрессию генов биосинтеза GA и увеличить содержание активных GA, таких как GA ₃ и GA ₄, тем самым способствуя последующим процессам прорастания при солевом стрессе [65, 66]. Настоящее исследование показывает, что, хотя изменения в содержании GA ₃ могут незначительно отличаться в разные дни прорастания семян, обработка мелатонином 10 мкМ и 20 мкМ, особенно последняя, может значительно увеличить содержание GA в семенах.По сравнению с контрольной обработкой мелатонин не влиял на содержание GA ₃ и даже подавлял его при концентрациях 50–200 мкМ. В настоящее время существует мало исследований, посвященных влиянию лечения мелатонином на содержание гиббереллина (рис. 6А). Однако сообщалось, что обработка мелатонином увеличивает содержание активных ГА, таких как GA ₃ и GA ₄, в проростках огурцов, тем самым способствуя процессу прорастания при ингибировании солевого стресса [65, 67].

АБК — важнейший гормон растений, регулирующий период покоя и прорастания семян [63].Он вызывает и поддерживает состояние покоя семян, подавляет прорастание семян и регулирует рост и развитие проростков. Обработка мелатонином может вызвать снижение уровня АБК во время прорастания семян в условиях солевого стресса, вызывая активацию катаболических генов АБК и подавление генов биосинтеза АБК [65]. При тепловом старении листьев райграса многолетнего ( Lolium perenne L.) обработка экзогенным мелатонином снижает содержание АБК и замедляет процесс старения [68]. В нашем исследовании мы обнаружили, что низкие концентрации мелатонина ингибировали содержание АБК, в то время как обработка мелатонином 100–200 мкМ повышала содержание АБК в семенах, но незначительно (рис. 6В).

Выводы

Настоящее исследование демонстрирует положительное влияние мелатонина на прорастание семян хлопчатника. Низкие концентрации мелатонина (10–50 мкМ) оказали положительное влияние на прорастание семян хлопчатника по сравнению с высокими концентрациями (100–200 мкМ), из которых 20 мкМ мелатонина были оптимальной обработкой. Эта концентрация также привела к низким уровням концентрации MDA, а также к высокой активности SOD и POD. Кроме того, мелатонин может способствовать прорастанию семян, регулируя эндогенный синтез фитогормонов, поскольку содержание гормона в семенах, обработанных низкими концентрациями мелатонина, которые способствовали прорастанию семян, также показало соответствующую картину, при которой обработка мелатонином 20 мкМ обеспечивала наилучшее прорастание. и значительно увеличено содержание GA ₃ и уменьшено содержание ABA.Соответственно, высокие концентрации мелатонина, как правило, не оказывали эффекта или даже несколько подавляли прорастание.

Благодарности

Авторы благодарны анонимным рецензентам за ценные комментарии и предложения. Мы хотели бы поблагодарить Янь-дань Бая и Сян-минга Хуана за их помощь в проведении эксперимента.

Ссылки

1.
Бьюли Дж. Д. Всхожесть семян и покой. Растительная клетка. 1997; 9 (7): 1055–1066. https: // doi.org / 10.1105 / tpc.9.7.1055 pmid: 12237375
2.
Rajjou L, Gallardo K, Debeaujon I, Vandekerckhove J, Job C, Job D. Влияние альфа-аманитина на протеом семян Arabidopsis подчеркивает различные роли сохраненных и неосинтезированных мРНК во время прорастания. Физиология растений. 2004; 134 (4): 1598–1613. https://doi.org/10.1104/pp.103.036293 pmid: 15047896
3.
Weitbrecht K, Müller K, Leubnermetzger G. Первое, что нужно сделать: раннее прорастание семян. Журнал экспериментальной ботаники.2011; 62 (10): 3289–3309. https://doi.org/10.1093/jxb/err030 pmid: 21430292
4.
Обручева Н.В., Антипова О.В. Физиология инициации прорастания семян. Российский журнал физиологии растений. 1997; 44 (2): 250–264. https://doi.org/10.1016/S0034-6667(96)00042-5.
5.
Zhen L, Hua L, Li W, Qiang Z, Dai J, Tian L и др. Влияние пониженной нормы азота на урожай хлопка и эффективность использования азота, опосредованное режимом внесения или густотой растений. Исследования полевых культур.2018; 218: 150–157.
6.
Харделанд Р., Кардинали Д.П., Сринивасан В., Спенс Д.В., Браун Г.М., Панди-Перумал С.Р. Мелатонин — плейотропная молекула-регулятор. Прогресс нейробиологии. 2011; 93 (3): 350–384. https://doi.org/10.1016/j.pneurobio.2010.12.004 pmid: 21193011
7.
Dubbels R, Reiter RJ, Klenke E, Goebel A, Schnakenberg E, Ehlers C, et al. Мелатонин в съедобных растениях, идентифицированный радиоиммуноанализом и высокоэффективной жидкостной хроматографией-масс-спектрометрией.Журнал исследований шишковидной железы. 2010; 18 (1): 28–31. https://doi.org/10.1111/j.1600-079x.1995.tb00136.x.
8.
Dubbels R, Reiter RJ, Klenke E, Goebel A, Schnakenberg E, Ehlers C, et al. Мелатонин в съедобных растениях, идентифицированный радиоиммуноанализом и высокоэффективной жидкостной хроматографией-масс-спектрометрией. Журнал исследований шишковидной железы. 1995; 18 (1): 28–31. https://doi.org/10.1111/j.1600-079x.1995.tb00136.x. pmid: 7776176
9.
Manchester LC, Tan DX, Reiter RJ, Park W, Monis K, Qi W.Высокий уровень мелатонина в семенах съедобных растений: возможная функция защиты тканей зародыша. Науки о жизни. 2000; 67 (25): 3023–3029. https://doi.org/10.1016/S0024-3205(00)00896-1 pmid: 11125839
10.
Зохар Р., Ижаки И., Коплович А., Бен-Шломо Р. Фитомелатонин в листьях и плодах дикорастущих многолетних растений. Письма по фитохимии. 2011; 4 (3): 222–226. https://doi.org/10.1016/j.phytol.2011.04.002.
11.
Арнао МБ. Фитомелатонин: открытие, содержание и роль в растениях.Успехи ботаники. 2014; 2014 (2): 1–11. https://doi.org/10.1155/2014/815769.
12.
Хаттори А., Мигитака Х., Ииго М., Ито М., Ямамото К., Отани-Канеко Р. и др. Идентификация мелатонина в растениях и его влияние на уровни мелатонина в плазме и связывание с рецепторами мелатонина у позвоночных. Biochem Mol Biol Int. 1995; 35 (3): 627–634. pmid: 7773197
13.
Dubbels R, Reiter RJ, Klenke E, Goebel A, Schnakenberg E, Ehlers C, et al. Мелатонин в съедобных растениях, идентифицированный радиоиммуноанализом и высокоэффективной жидкостной хроматографией-масс-спектрометрией.Журнал исследований шишковидной железы. 2010; 18 (1): 28–31. https://doi.org/10.1111/j.1600-079x.1995.tb00136.x.
14.
Наваз М.А., Юань Х., Би З., Ахмед В., Рейтер Р.Дж., Ниу М. и др. Мелатонин: текущее состояние и перспективы развития растений. Границы науки о растениях. 2015; 6 (1230). https://doi.org/10.3389/fpls.2015.01230.
15.
Zhang N, Sun Q, Zhang H, Cao Y, Weeda S, Ren S и др. Роль мелатонина в устойчивости растений к абиотическим стрессам. Журнал экспериментальной ботаники.2015; 66 (3): 647. https://doi.org/10.1093/jxb/eru336 pmid: 25124318
16.
Tan DX, Hardeland R, Manchester LC, Korkmaz A, Ma S, Rosalescorral S и др. Функциональная роль мелатонина в растениях и перспективы науки о питании и сельском хозяйстве. Журнал экспериментальной ботаники. 2015; 63 (2): 577. https://doi.org/10.1093/jxb/err256.
17.
Канг К., Ли К.С., Ким И.С., Бэк К. Повышенная выработка мелатонина за счет эктопической сверхэкспрессии серотонин-N-ацетилтрансферазы человека играет роль в устойчивости к холоду у трансгенных проростков риса.Журнал исследований шишковидной железы. 2010; 49 (2): 176–182. https://doi.org/10.1111/j.1600-079X.2010.00783.x pmid: 20586889
18.
Эрнандес-Руис Дж, Кано А, Арнао МБ. Мелатонин: соединение, стимулирующее рост, присутствует в тканях люпина. Planta. 2004; 220 (1): 140–144. https://doi.org/10.1007/s00425-004-1317-3 pmid: 15232696
19.
Цянь Ц., Ци В.Б., Рейтер Р.Дж., Вей В., Ван Б.М. Экзогенно применяемый мелатонин стимулирует рост корней и повышает уровень эндогенной индолуксусной кислоты в корнях этиолированных проростков Brassica juncea.Журнал физиологии растений. 2009; 166 (3): 324–328. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2008.06.002 pmid: 18706737
20.
Вэй В., Ли QT, Чу Ю.Н., Рейтер Р.Дж., Ю XM, Чжу Д.Х. и др. Мелатонин усиливает рост растений и устойчивость растений сои к абиотическим стрессам. Журнал экспериментальной ботаники. 2014; 66 (3): 695–707. https://doi.org/10.1093/jxb/eru392 pmid: 25297548
21.
Дакшаяни К. Б., Субраманиан П., Манивасагам Т., М. Мохамед Э, Манохаран С. Мелатонин модулирует дисбаланс оксидант-антиоксидант во время индуцированного N-нитрозодиэтиламином гепатоканцерогенеза у крыс.Журнал фармации и фармацевтических наук. 2005; 8 (2): 316–321.
22.
Сангю П., Да-Ын Л., Хюнки Дж., Йонг Б., Янг-Сун К., Кёнвхан Б. Богатые мелатонином трансгенные растения риса проявляют устойчивость к оксидативному стрессу, вызванному гербицидами. Журнал исследований шишковидной железы. 2013; 54 (3): 258–263. https://doi.org/10.1111/j.1600-079X.2012.01029.x pmid: 22856683
23.
Кармен Р., Мэйо Дж. К., Сайнс Р. М., Исаак А., Федерико Х., Ванеса М. и др. Регулирование антиоксидантных ферментов: значительная роль мелатонина.Журнал исследований шишковидной железы. 2010; 36 (1): 1–9. https://doi.org/10.1046/j.1600-079X.2003.00092.x.
24.
Ван И, Райтер Р. Дж., Чан З. Фитомелатонин: универсальный регулятор абиотического стресса. Журнал экспериментальной ботаники. 2018; 69 (5). https://doi.org/10.1093/jxb/erx473.
25.
Каниато Р., Филиппини Р., Пиован А., Пуричелли Л., Борсарини А., Каппеллетти Е. М.. Мелатонин в растениях. Успехи экспериментальной медицины и биологии. 2003; 527: 593–597. https://doi.org/10.1007 / 978-1-4615-0135-0_68. pmid: 15206778
26.
Сарат Дж., Бетке ПК, Джонс Р., Бэрд Л. М., Хоу Дж., Митчелл РБ. Оксид азота ускоряет прорастание семян трав теплого сезона. Planta. 2006; 223 (6): 1154–1164. https://doi.org/10.2307/23389359 pmid: 16369800
27.
Стивен Ф., Изабель Д.С., Хизер С., Финч-Сэвидж МЫ. Цикл покоя семян Arabidopsis контролируется сезонно различными гормональными сигнальными путями. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки.2011; 108 (50): 20236–20241. https://doi.org/10.1073/pnas.1116325108 pmid: 22128331
28.
Davière JM, Achard P. Передача сигналов гиббереллина в растениях. Разработка. 2013; 140 (6): 1147–1151. https://doi.org/10.1242/dev.087650 pmid: 23444347
29.
Ховермале А. Л., Таттл К. М., Такебаяши Ю., Сео М., Стебер С. М.. Утрата покоя семян Arabidopsis thaliana связана с повышенным накоплением рецепторов гормона GID1 GA. Физиология растительной клетки. 2015; 56 (9): 1773.https://doi.org/10.1093/pcp/pcv084 pmid: 26136598
30.
LI C-x, FENG S-l, Yun S, JIANG L-n, LU X-y, HOU X-l. Влияние мышьяка на прорастание семян и физиологическую активность проростков пшеницы. Журнал наук об окружающей среде. 2007; 19 (6): 725–732.
31.
Табет С.Г., Мурси Ю.С., Карам М.А., Гранер А., Алькудах А.М. Генетические основы засухоустойчивости при прорастании семян ячменя. ПлоС один. 2018; 13 (11): e0206682. pmid: 30388157
32.
Ван Ю. Р., Ю. Л., Нань Ц. Б., Лю Ю. Л..Тесты на жизнеспособность, используемые для оценки качества партии семян и прогнозирования всхожести четырех видов кормов. Кропенс. 2004; 44 (2): 535–541. https://doi.org/10.2135/cropsci2004.0535.
33.
Эллис Р., Робертс Э. К рациональной основе для проверки качества семян. 1978.
34.
Giannopolitis CN, Ries SK. Супероксиддисмутазы: I. Встречаемость у высших растений. Физиология растений. 1977; 59 (2): 309–314. https://doi.org/10.2307/4264724 pmid: 16659839
35.
Счебба Ф., Себастьяни Л., Витальяно К.Активность антиоксидантных ферментов при старении листьев Prunus Armeniaca. Biologia Plantarum. 2001; 44 (1): 41–46. https://doi.org/10.1023/a:1017962102950.
36.
Ходжес Д.М., Делонг Дж.М., Форни К.Ф., Прейндж Р.К. Улучшение анализа веществ, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой, для оценки перекисного окисления липидов в тканях растений, содержащих антоцианин и другие мешающие соединения. Planta. 1999; 207 (4): 604–611. https://doi.org/10.2307/23385611.
37.
Он З.Экспериментальное руководство по химическому контролю сельскохозяйственных культур. Пекинское сельское хозяйство: University Press; 1993 (на китайском языке).
38.
Арнао МБ, Хосефа HR. Мелатонин способствует регенерации придаточных и боковых корней этиолированных гипокотилей Lupinus albus L. Journal of Pineal Research. 2010; 42 (2): 147–152.
39.
Zhang J, Li H, Xu B, Li J, Huang B. Экзогенный мелатонин подавляет вызванное темнотой старение листьев, активируя антиоксидантный путь супероксиддисмутазы-каталазы и подавляя деградацию хлорофилла в обрезанных листьях многолетнего риграсса (Lolium perenne L.). Фронтальный завод им. 2016; 7: 1500. Epub, 2016/10/21. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.01500 pmid: 27761136.
40.
Na Z, Bing Z, Hai-Jun Z, Sarah W, Chen Y, Zi-Cai Y и др. Мелатонин способствует устойчивости к водному стрессу, образованию боковых корней и прорастанию семян огурца (Cucumis sativus L.). Журнал исследований шишковидной железы. 2012; 54 (1): 15–23. https://doi.org/10.1111/j.1600-079X.2012.01015.x pmid: 22747917
41.
Chengzhen L, Guangyong Z, Wenzhen L, Yiqin W., Bin H, Hongru W. и др.Мелатонин задерживает старение листьев и повышает устойчивость риса к солевому стрессу. Журнал исследований шишковидной железы. 2015; 59 (1): 91–101. pmid: 254
42.
Тирьяки И., Келес Х. Обращение ингибирующего действия света и высокой температуры на прорастание семян Phacelia tanacetifolia мелатонином. Журнал исследований шишковидной железы. 2012; 52 (3): 332–339. pmid: 22225610
43.
Посмык М.М., Балабуста М, Сливинская Э., Янас К. Мелатонин, нанесенный на огурец (Cucumis sativus L.) семена улучшают всхожесть при переохлаждении. Журнал исследований шишковидной железы. 2010; 46 (2): 214–223. https://doi.org/10.1111/j.1600-079X.2008.00652.x.
44.
Haitao S, Dun-Xian T., Reiter RJ, Tiantian Y, Fan Y, Zhulong C. Мелатонин вызывает факторы теплового шока класса A1 (HSFA1) и их возможное участие в термотолерантности у Arabidopsis. Журнал исследований шишковидной железы. 2015; 58 (3): 335–342 pmid: 25711624
45.
Лэй XY, Zhu RY, Zhang GY, Dai YR. Ослабление индуцированного холодом апоптоза экзогенным мелатонином в клетках суспензии моркови: возможное участие полиаминов.Журнал исследований шишковидной железы. 2010; 36 (2): 126–131.
46.
Вэнь Д., Гун Б., Сунь С., Лю С., Ван Х, Вэй М. и др. Повышение роли мелатонина в побочном развитии корней Solanum lycopersicum L. путем регулирования передачи сигналов ауксина и оксида азота. 2016; 7 (925).
47.
Цзян Хайдун. Индукция устойчивости к холоду у пшеницы во время прорастания путем предварительного замачивания семян оксидом азота и гиббереллином. Регулирование роста растений. 2013; 71 (1): 31–40. https://doi.org/10.1007 / s10725-013-9805-8.
48.
Пануччо М.Р., Якобсен С.Е., Ахтар СС. Влияние соленой воды на прорастание семян и ранний рост всходов лебеды галофитной. ЗАВОДЫ AoB, 6, д. 2014. https://doi.org/10.1093/aobpla/plu047.
49.
Simlat M, Ptak A, Skrzypek E, Warchoł M, Morańska E, Piórkowska E. Мелатонин значительно влияет на прорастание семян и рост рассады Stevia rebaudiana Bertoni. Peerj. 2018; 6: e5009. https://doi.org/10.7717/peerj.5009 pmid: 29942687
50.Посмык MGM, Hanna K, Kazimierz M, Janas KM. Предпосевная обработка семян мелатонином защищает проростки краснокочанной капусты от токсичных концентраций ионов меди. Журнал исследований шишковидной железы. 2010; 45 (1): 24–31. https://doi.org/10.1111/j.1600-079X.2007.00552.x.
51.
Zhang N, Zhao B, Zhang HJ, Weeda S, Yang C, Yang ZC и др. Мелатонин способствует устойчивости к водному стрессу, образованию боковых корней и прорастанию семян огурца (Cucumis sativus L.). J Pineal Res. 2013; 54 (1): 15–23.Epub 2012/07/04. https://doi.org/10.1111/j.1600-079X.2012.01015.x pmid: 22747917
52.
Баджва В.С., Шукла М.Р., Шериф С.М., Марч С.Дж., Саксена П.К. Роль мелатонина в облегчении холодового стресса у Arabidopsis thaliana. Журнал исследований шишковидной железы. 2014; 56 (3): 238–245. https://doi.org/10.1111/jpi.12115 pmid: 24350934
53.
Апель К., Хирт Х. РЕАКТИВНЫЕ ВИДЫ КИСЛОРОДА: метаболизм, окислительный стресс и передача сигналов. Ежегодный обзор биологии растений. 2004; 55 (x): 373–399.https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.55.031903.141701.
54.
Гилл С.С., Тутея Н. Активные формы кислорода и антиоксидантные механизмы в устойчивости сельскохозяйственных культур к абиотическому стрессу. Plant Physiol Biochem. 2010; 48 (12): 909–930. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2010.08.016 pmid: 20870416
55.
Илья Г., Сэнди В., Гечев Т.С., Кристоф Л., Минков И.Н., Владимир С и др. Транскриптомные следы раскрывают специфичность передачи сигналов активных форм кислорода у Arabidopsis.Физиология растений. 2006; 141 (2): 436–445. https://doi.org/10.1104/pp.106.078717 pmid: 16603662
56.
Mittler R, Vanderauwera S, Gollery M, Breusegem FV. Генная сеть реактивного кислорода растений. Тенденции в растениеводстве. 2004; 9 (10): 0–498. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2004.08.009.
57.
Shi H, Qian Y, Tan DX, Reiter RJ, He C. Мелатонин индуцирует транскрипты CBF / DREB1 и их участие как в абиотических, так и в биотических стрессах у Arabidopsis. Журнал исследований шишковидной железы.2015; 59 (3): 334–342. https://doi.org/10.1111/jpi.12262 pmid: 26182834
58.
Ши Х, Чен К., Вей Й, Хе С. Фундаментальные вопросы передачи сигналов стресса, опосредованной мелатонином, у растений. Границы науки о растениях. 2016; 7 (198): 1124. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.01124.
59.
Ши Х, Цзян К., Йе Т, Тан Д. X., Рейтер Р. Дж., Чжан Х и др. Сравнительный физиологический, метаболомный и транскриптомный анализы выявили механизмы повышения устойчивости к абиотическому стрессу у бермудских трав [Cynodon dactylon (L).Чел.] Экзогенным мелатонином. Журнал экспериментальной ботаники. 2015. https://doi.org/10.1093/jxb/eru373.
60.
Ши Х. Сравнительный физиологический и протеомный анализы показывают действие мелатонина в снижении окислительного стресса у бермудской травы (Cynodon dactylon (L). Pers.). Журнал исследований шишковидной железы. 2015; 59 (1): 120–131. https://doi.org/10.1111/jpi.12246 pmid: 25958881
61.
Ван П., Инь Л., Лян Д., Ли К., Ма Ф., Юэ З. Задержка старения листьев яблони за счет обработки экзогенным мелатонином: к регулированию цикла аскорбат-глутатион.Журнал исследований шишковидной железы. 2012; 53 (1): 11–20. https://doi.org/10.1111/j.1600-079x.2011.00966.x pmid: 21988707
62.
Ямагути С., Камия Ю., Намбара Э. Регулирование уровней ABA и GA во время развития и прорастания семян у Arabidopsis. Развитие семян, покой и прорастание Oxford, Blackwell Publishing. 2007: 224–247.
63.
Финкельштейн Р. Р., Гампала СС, Рок-CD. Передача сигналов абсцизовой кислоты в семенах и проростках. Растительная клетка. 2002; 14 (добавление 1): S15 – S45.
64.
Sarropoulou V, Dimassi-Theriou K, Therios I, Koukourikou-Petridou M. Мелатонин усиливает регенерацию корней, фотосинтетические пигменты, биомассу, общее содержание углеводов и пролина в подвое вишни PHL-C (Prunus avium × Prunus cerasus). Физиология и биохимия растений. 2012; 61: 162–168. pmid: 23127522
65.
Хай-Цзюнь З, На З, Ронг-Чао Й, Ли В., Цянь-Цянь С., Дянь-Бо Л. и др. Мелатонин способствует прорастанию семян при высокой засоленности, регулируя антиоксидантные системы, ABA и GA? взаимодействие в огурце (Cucumis sativus L.). Журнал исследований шишковидной железы. 2015; 57 (3): 269–279. https://doi.org/10.1111/jpi.12167.
66.
Na Z, Hai-Jun Z, Bing Z, Qian-Qian S, Yun-Yun C, Ren L и др. Подход RNA-seq для различения профилей экспрессии генов в ответ на мелатонин при формировании боковых корней огурца. Журнал исследований шишковидной железы. 2013; 56 (1): 39–50. https://doi.org/10.1111/jpi.12095 pmid: 24102657
67.
Na Z, Hai-Jun Z, Bing Z, Qian-Qian S, Yun-Yun C, Ren L и др. Подход RNA-seq для различения профилей экспрессии генов в ответ на мелатонин при формировании боковых корней огурца.Журнал исследований шишковидной железы. 2013; 56 (1): 39–50. https://doi.org/10.1111/jpi.12095 pmid: 24102657
68.
Jing Z, Yi S, Zhang X, Du H, Xu B, Huang B. Подавление мелатонином вызванного высокой температурой старения листьев включает изменения в биосинтезе абсцизовой кислоты и цитокинина, а также в сигнальных путях у райграса многолетнего (Lolium perenne L.). Экологическая экспериментальная ботаника. 2017; 138: 36–45. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2017.02.012.

Влияние экзогенного кремния на прорастание семян кукурузы и рост проростков

Растительный материал и обработки

Этот эксперимент проводился в камере контролируемого выращивания в Северо-восточном сельскохозяйственном университете Харбина, провинция Хэйлунцзян, Китай (45 ° 448 ′ 52 ″ с.ш., 126 ° 43 ′ 9 ″ в.д.).Экзогенные соединения Si были предоставлены школой химии и химической инженерии Харбинского технологического института. Характеристики препарата Si, приведенные в таблице 6, и размер частиц препарата Si показаны на рис. 6. Тестируемым сортом кукурузы был Xianyu 335. Здоровые, пухлые и свободные от вредных организмов семена кукурузы стерилизовали в течение 20 минут с использованием 30% ( w / v) перекисью водорода (H ₂ O ₂), а затем несколько раз промыть и обильно пропитать дистиллированной водой. После этого мы вытерли воду с поверхности семян кукурузы фильтром и отложили семена в сторону.Пять повторностей (по тридцать семян в каждой) помещали на два слоя фильтровальной бумаги в чашки Петри диаметром 9 см, содержащие 15 мл дистиллированной воды (контроль) и разную концентрацию экзогенного Si (5, 10, 15, 20 и 25 г · см). L ^-1). Затем семенам давали прорасти в следующих условиях окружающей среды: средняя дневная / ночная температура 25/18 ° C, относительная влажность 65 ± 5%, интенсивность света 350 мкмоль · м ⁻² · с ⁻¹ и фотопериод 16 ч. Для обеспечения относительной стабильности каждой обрабатываемой концентрации раствор добавляли один раз каждые 24 часа, а количество проросших семян кукурузы регистрировали каждые 24 часа.

Таблица 6 Физико-химические свойства препарата Si. Рис. 6

Изображения препарата Si, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа. ( a ) показывает Si-50G. ( b ) показывает Si-60G.

После прорастания (в течение 7 дней) были отобраны относительно однородные проростки и перенесены в непрозрачные пластиковые горшки (внутренний диаметр 15,5 см, внешний диаметр 18 см и высота 11 см), заполненные 1,25 кг почвы на горшок под водой. такие же условия окружающей среды, как указано выше.Почва, использованная в эксперименте, представляла собой чернозем. Физико-химические свойства почвы были следующими: pH 8,06; органическое вещество 46,52 г · кг ^-1; азот общий 3,58 г · кг ^-1; фосфор общий 1,21 г · кг ^-1; калий общий 182,7 мг · кг ^-1; доступный фосфор, 51,39 мг · кг ^-1; доступный азот, 144,90 мг · кг ^-1; и Si 78,8 мг · кг ^-1. Проростки кукурузы на стадии трех листьев использовали для обработок концентрациями (5, 10, 15, 20 и 25 г · л ^-1) Si и дистиллированной воды (контроль).Саженцы опрыскивали один раз в 3 дня, всего 2 раза. На обе стороны каждого листа распыляли пять миллилитров. Каждую обработку повторяли 4 раза, всего 44 горшка.

Целые растения отбирали от каждой обработки на 7-й день для измерения параметров роста. Вторые полностью сформировавшиеся листья проростков удаляли на 7-е сутки для измерения параметров роста. Вторые полностью развитые листья проростков удаляли на 7-й день для наблюдений с помощью сканирующего электронного микроскопа и измерения утечки электролита (EL).Оставшиеся листья сразу замораживали в жидком азоте и хранили при -80 ° C для последующего определения остальных показателей ⁴².

Измерение всхожести

Семена считались проросшими, если корешок вытянулся не менее чем на 2 мм. Через семь дней прорастания измеряли скорость прорастания (GR), потенциал прорастания (GP), индекс прорастания (GI) и индекс жизнеспособности (VI) в соответствии со следующими уравнениями. ¹⁰:

$$ {\ text {GR}} = {\ text {n}} / {\ text {N}} \ times {1} 00 \% $$

(1)

где n — количество проросших семян, а N — общее количество протестированных семян;

$$ {\ text {GP}} = {\ text {a}} / {\ text {N}} \ times {1} 00 \% $$

(2)

где, а — количество проросших семян через три дня;

$$ {\ text {GI}} = \ sum {\ text {Gt}} / {\ text {Dt}} $$

(3)

где Gt — количество семян, прорастающих за t дней, а Dt — соответствующий день прорастания; и

$$ {\ text {VI}} = {\ text {GI}} \ times {\ text {среднее значение сухой массы сеянцев}} $$

(4)

Измерения роста растений

Проростки кукурузы вместе с корнями собирали и промывали водопроводной и дистиллированной водой.Затем проростки кукурузы разделяли на корни и побеги, которые взвешивали отдельно для определения сырой массы (FW) каждой части. Одновременно линейкой измеряли высоту побегов и длину корней каждого растения. Сухой вес (DW) измеряли после того, как образцы были высушены в сушильном шкафу при 105 ° C в течение 30 минут и поддерживали постоянный вес при 80 ° C в течение 24 часов.

Измерения содержания пигментов

Были экстрагированы соединения общего хлорофилла, хлорофилла а ( Chl a ), хлорофилла b ( Chl b ) и каротиноидов ( Car ), после чего их содержание было измерено и количественно определено в соответствии с модифицированным метод Арнона ⁴³.{{- {1}}}} \ right) \, = \, \ left [{\ left ({{2} 0. {\ Text {29A}} _ {{{645}}} + {8}. 0 {\ text {4A}} _ {{{663}}}} \ right) {\ text {V}}} \ right] / {\ text {W}} $$

(8)

где V представляет собой конечный объем экстракта хлорофилла в 80% ацетоне, а W равно 0,1 г.

Измерение осмопротекторов

Количество растворимого сахара определяли методом антрон-серной кислоты с использованием 1% антрона в концентрированном H ₂ SO ₄ в качестве реагента ⁴⁴.Его оптическую плотность измеряли при 630 нм и строили стандартную кривую с 0 ~ 100 мг глюкозы.

Растворимый белок определяли согласно методу кумасси бриллиантового синего G-250, описанному Bradford ⁴⁵. Кумасси бриллиантовый синий G-250 (100 мг) растворяли в 50 мл 95% этанола. После этого к раствору добавляли 100 мл 85% (мас. / Об.) Фосфорной кислоты. Полученный раствор разбавляли до конечного объема 1 л. Реагент в конечном итоге состоял из 0,01% (мас. / Об.) Кумасси бриллиантового синего G-250,4.7% (мас. / Об.) Этанола и 8,5% (мас. / Об.) Фосфорной кислоты, и ее оптическую плотность измеряли колориметрически при 595 нм.

Вкратце, 100 мг тканевого порошка гомогенизировали в 10 мл 3% водного раствора сульфосалициловой кислоты в течение 10 минут с последующей фильтрацией. Два миллилитра фильтрата, 2 мл ледяной уксусной кислоты и 2 мл кислоты нингидрина смешивали вместе в течение 1 ч при 90 ° C. Образец экстрагировали 4 мл толуола и измеряли колориметрически при 520 нм относительно толуола, и стандартную кривую с пролином использовали для окончательных расчетов ⁴⁶.

Измерения активных форм кислорода

Сначала 0,5 мл реакционной смеси, 0,5 мл раствора сульфаниловой кислоты и 0,5 мл раствора α-нафтиламина смешивали вместе и равномерно встряхивали. После инкубации при комнатной температуре в течение 20 мин оптическую плотность смеси определяли при 530 нм с помощью спектрофотометра ⁴⁷.

H ₂ O ₂ экстрагировали путем гомогенизации 0,3 г ткани листа с 3 мл 50 мМ фосфатного буфера (pH 6,5) вместе.Гомогенат центрифугировали при 6000 об / мин в течение 25 мин. Супернатант доводили до 3 мл фосфатным буфером. Для определения содержания H ₂ O ₂ 3 мл экстрагированного раствора смешивали с 1 мл 0,1% сульфата титана в 20% H ₂ SO ₄ (об. / Об.), После чего смешивали Затем смесь центрифугировали при 6000 об / мин в течение 15 мин. Интенсивность желтого цвета супернатанта измеряли при 410 нм. Содержание H ₂ O ₂ рассчитывали по стандартной кривой, построенной для перекиси водорода известной концентрации ⁴⁸.

Измерения перекисного окисления липидов

Образцы растений (0,4 г) гомогенизировали с 2,4 мл 0,1% трихлоруксусной кислоты (ТХК) и гомогенаты центрифугировали при 12000 об / мин в течение 15 мин. Супернатант (0,5 мл) и 20% TCA 1: 1 (об. / Об.), Содержащие 0,5% (мас. / Об.) Тиобарбитуровой кислоты (TBA), смешивали вместе (1: 1), после чего раствор нагревали при 100 °. C в течение 20 мин. Впоследствии определяли оптическую плотность при 450, 532 и 600 нм ^25,49.

EL использовали для оценки проницаемости плазматической мембраны и измеряли с помощью измерителя электропроводности (DDS-307A, Inasa Analytical Instrument Co., Ltd., Шанхай, П. Р. Китай). Каждые 0,5 г свежего листового материала проростков кукурузы помещали в индивидуальные закрытые треугольные колбы, содержащие 10 мл деионизированной воды. Образцы инкубировали при 25 ° C в течение 24 часов. Электропроводность раствора (S ₁) измеряли после инкубации. Затем образцы помещали в баню с кипящей водой на 10 мин, и второе измерение (S ₂) производили после охлаждения растворов до комнатной температуры. EL = S ₁ / S ₂ × 100% ⁵⁰.

Измерения антиоксидантов

Неочищенные экстракты ферментов получали в соответствии с методом, описанным Pan et al . ⁵¹. Всего 0,5 г замороженных образцов листьев из проростков кукурузы измельчали до тонкого порошка с жидким азотом с использованием охлажденной ступки и пестика, а затем гомогенизировали в 5 мл экстракционного буфера, содержащего 50 мМ фосфатный буфер (pH 7,8), 0,1 мМ этилендиаминтетрауксусную кислоту. (EDTA), 0,3% (об. / Об.) Triton X-100 и 4% g-поливинилпирролидона (PVP).Затем гомогенат немедленно центрифугировали в течение 20 минут при 12000 об / мин. Затем к супернатанту добавляли фосфатный буфер, который использовали для анализа активности антиоксидантных ферментов. Все операции проводились при 0–4 ° С.

Активность супероксида (SOD) измеряли по его способности ингибировать фотохимическое восстановление нитросинего тетразолия (NBT), которое регистрировали при 560 нм. Одна единица SOD была определена как количество фермента, которое ингибировало снижение NBT на 50% ⁵².

Активность каталазы (CAT) измеряли по ее способности потреблять количество H ₂ O ₂ ⁵³. Реакционный раствор CAT содержал 50 мМ фосфатный буфер (pH 7,8), 0,1 М H ₂ O ₂ и 0,1 мл ферментного экстракта. Изменения оптической плотности реакционного раствора при 240 нм регистрировали в течение 5 мин. Одна единица активности CAT была определена как изменение абсорбции на 0,01 единицы в минуту.

Активность пероксидазы (POD) определяли с использованием гваякола в качестве субстрата и анализировали в соответствии с методом Zheng et al . ⁵⁴ с небольшими изменениями. Сначала 0,2 мл экстракта фермента, 2 мл 10 мМ Na-фосфатного буфера (pH 7,4), 0,1 мл 1% гваякола (об. / Об.) И 0,1 мл 0,3% H ₂ O ₂ (об. / v) смешивали, после чего гомогенаты центрифугировали при 14000 об / мин в течение 20 мин. Изменение оптической плотности измеряли при 470 нм в течение 5 минут с помощью спектрофотометра УФ-видимого диапазона (T6, Persee, Beijing, P.R. China). Одна единица активности POD была определена как изменение абсорбции на 0.01 единиц в минуту.

Всего 0,5 г ткани проростков гомогенизировали при 4 ° C в 1 мл буфера для экстракции [50 мМ калий-фосфатный буфер (pH 7,0), 1% Triton X-100 и 7 мМ 2-меркаптоэтанол] с помощью ступки и пестик. Затем гомогенат центрифугировали при 25000 об / мин в течение 20 минут, после чего супернатант использовали в качестве неочищенного экстракта для анализа аскорбатпероксидазы (APX) и глутатионредуктазы (GR) ⁵⁵.

Реакционная смесь объемом 3 мл состояла из 50 мМ фосфатного буфера (pH 7.0), который состоял из 0,1 мМ EDTA, 0,3 мМ аскорбиновой кислоты (AsA), 0,06 мМ H ₂ O ₂ и 0,2 мл экстракта фермента. Затем гомогенат центрифугировали при 10000 об / мин в течение 20 мин. Окисление аскорбата сопровождалось уменьшением оптической плотности при 240 нм ⁵⁵. Активность

GR оценивали путем измерения снижения поглощения при 340 нм из-за окисления восстановленного никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФН) ⁵⁵. Реакционная смесь объемом 3 мл содержала 50 мМ фосфатный буфер (pH 8.2), который состоял из 1 мМ EDTA, 0,2 мМ NADPH, 1 мМ окисленного глутатиона (GSSG) и 0,2 мл экстракта фермента. Содержание AsA определяли по методу Li et al . ⁵⁶ с небольшими изменениями. Стандарты для AsA были приготовлены в диапазоне 0 ~ 60 мкг в 1 мл 5% (мас. / Об.) TCA, 1 мл спирта, 0,5 мл 0,4% H ₃ PO ₄ -спирта, 1 мл 0,5% батофенантролин (BP) -спирт и 0,5 мл 0,03% -ного спирта FeCl ₃ при 30 ° C в течение 60 мин и измерении при 534 нм.Один грамм ткани листа растирали пестиком в охлажденной ступке в 5 мл 5% (мас. / Об.) TCA. Гомогенаты центрифугировали при 4000 об / мин в течение 10 мин при 4 ° C. Супернатант (1 мл) и 1 мл 5% (мас. / Об.) TCA смешивали вместе в соответствии с методом построения стандартной кривой. Для каждого образца содержание AsA оценивали, как описано выше. Для определения содержания восстановленного глутатиона (GSH) 0,1 г замороженной ткани листа растирали пестиком в охлажденной ступке с 3 мл 5% (об. / Об.) TCA. Затем гомогенаты центрифугировали при 2500 об / мин в течение 15 минут при 4 ° C.Затем супернатанты анализировали на содержание в них GSH ⁵⁷. Изменения оптической плотности реакционной смеси измеряли при 420 нм.

Измерение содержания Si

Содержание Si в проростках кукурузы определяли колориметрически методом молибдатного синего, а оптическую плотность наблюдали при 630 нм. Различные количества кремниевой кислоты были включены в качестве стандартов для определения содержания Si в растительных образцах ²⁵.

Измерения устьиц на основе сканирующей электронной микроскопии

Образцы листьев разрезали на кусочки размером примерно 2 × 5 мм и фиксировали более чем на 1.5 ч с 2,5% глутаровым альдегидом в 0,1 М фосфатно-солевом буферном растворе (PBS; pH 6,8). Фиксированные образцы промывали одним и тем же раствором трижды по 10 мин. После этого образцы были обезвожены один раз в серии градуированных этанолов (50%, 70% и 90%) и два раза в абсолютном этаноле в течение 10 мин. Образцы представляли собой замещенные смешивающиеся жидкости (содержащие смесь третичного бутанола и абсолютного этилового спирта в соотношении 1: 1) и абсолютный этиловый третичный бутанол в течение 15 мин. Образцы выдерживали при -20 ° C в течение 30 минут и сушили в лиофильном сушилке (ES-2030, Hitachi, Tokyo, Japan) в течение 4 часов.Наблюдаемые образцы были обращены вверх и приклеены к столу для образцов сканирующего электронного микроскопа с помощью проводящей ленты. Поверхности образцов покрывали металлическими пленками 100–150 A методом ионного распыления (E-1010, Hitachi, Tokyo, Japan). Срезы помещали на стол для образцов, наблюдали с помощью сканирующего электронного микроскопа и отображали изображения (S-3400N, Hitachi, Токио, Япония).

Размер и апертура устьиц (n = 20) в центре нижнего эпидермиса второго полностью развернувшегося листа от верхушки четырех растений в каждой обработке наблюдались и отображались с помощью сканирующей электронной микроскопии при увеличении 2000х (Рис. .7).

Рисунок 7

Измерение длины устьиц ( a ), ширины ( b ), длины апертуры ( c ) и ширины ( d ).

Статистический анализ

Данные были записаны и обработаны с использованием Excel 2010 (Microsoft Inc., Вашингтон, Редмонд, США) и программного обеспечения SPSS 19.0 (SPSS Inc., Чикаго, Иллинойс, США). Были проанализированы дисперсия и значимость данных. Чтобы обнаружить различия в значимости между средними значениями, был проведен тест с множественными диапазонами Дункана при уровне значимости P <0.05 ⁵⁸.

Прорастание семян под водой по JSTOR

Абстрактный

1. Из 78 родов 24 семейств 43 рода произрастали в воде. Даже некоторые из 35 родов, которые не прорастали в условиях эксперимента, прорастали, если меньше семян было помещено в колбу с водой. 2. Среди 43 родов, прорастающих в воде, 18 родов не показали явной разницы между прорастанием в воде и прорастанием на фильтровальной бумаге, а 2 рода прорастали в воде лучше, чем на бумаге.3. Способность к прорастанию под водой, полученная в более общем случае для мелких семян, не была связана с филогенезом или типом запасного материала в семенах. 4. Из 21 вида семян, хорошо прорастающих в дистиллированной воде, 20 видов проросли в кипяченой дистиллированной воде, покрытой парафиновым маслом. 5. Некоторые семена, которые не прорастали в воде, могли прорасти, когда вода контактировала с чистым кислородом, а не с воздухом. 6. Семена белого клевера (Trifolium repens) прорастали так же хорошо в воде, как и на фильтровальной бумаге при оптимальной температуре (15 ° C), но давали почти в 10 раз больший процент прорастания в воде, чем на фильтровальной бумаге при 32 ° C.и при 38 ° C. 7. Обработка или удаление оболочки семян была эффективной для увеличения прорастания семян клевера белого на фильтровальной бумаге при 38 ° C, но лучшие результаты были получены в воде с семенами, обработанными таким же образом. 8. Семена белого клевера могут прорасти в кипяченой воде, запечатанной парафиновым маслом, но не могут прорасти в вакууме при оптимальной температуре. Они лучше прорастают в герметичной воздушной камере над водой, чем в обычных чашках Петри при 32⚬. С, и еще лучшая всхожесть наблюдалась при 60-процентной смеси h3 с воздухом, но 60-процентная смесь N2 была не такой благоприятной, как воздух.9. Семена донника (Melilotus) одинаково хорошо прорастают в воде и на фильтровальной бумаге при высоких или низких температурах, но они прорастают гораздо быстрее в воде при высокой температуре, чем на бумаге. 10. Семена клевера лугового (Trifolium pratense) и люцерны (Medicago sativa) одинаково хорошо прорастают при оптимальной температуре в воде и на фильтровальной бумаге, но в воде всхожесть хуже, чем на бумаге при температурах выше оптимальной. 11. Сельдерей (Apium graveolens) прорастает в воде медленнее, но не показывает разницы между водой и фильтровальной бумагой в конечном проценте прорастания.Однако максимальная температура фильтровальной бумаги выше, чем воды. Семена кресс-салата (Roripa nasturtium Rusby) лучше прорастают в воде, чем на фильтровальной бумаге, при температуре выше оптимальной (15 ° C). Эти семена также имеют более высокую максимальную температуру в воде.

Информация о журнале

Издается Ботаническим обществом Америки непрерывно с 1914 года. Американский журнал ботаники (AJB) является ведущим исследовательским журналом Общества.AJB публикует рецензируемые, инновационные, важные исследования, представляющие интерес для широкой аудитории ученых во всех областях биологии растений (например, биоразнообразие, структура, функции, развитие, генетика, эволюция, воспроизводство, систематика), всех уровнях организации (молекулярная экосистемы), а также все группы растений и родственные им организмы (цианобактерии, водоросли, грибы и лишайники).

Информация об издателе

Wiley — глобальный поставщик решений для работы с контентом и контентом в областях научных, технических, медицинских и научных исследований; профессиональное развитие; и образование.Наши основные направления деятельности производят научные, технические, медицинские и научные журналы, справочники, книги, услуги баз данных и рекламу; профессиональные книги, продукты по подписке, услуги по сертификации и обучению и онлайн-приложения; образовательный контент и услуги, включая интегрированные онлайн-ресурсы для преподавания и обучения для студентов и аспирантов, а также для учащихся на протяжении всей жизни. Основанная в 1807 году компания John Wiley & Sons, Inc. уже более 200 лет является ценным источником информации и понимания, помогая людям во всем мире удовлетворять свои потребности и воплощать в жизнь их чаяния.Wiley опубликовал работы более 450 лауреатов Нобелевской премии во всех категориях: литература, экономика, физиология и медицина, физика, химия и мир.

Wiley поддерживает партнерские отношения со многими ведущими мировыми сообществами и ежегодно издает более 1500 рецензируемых журналов и более 1500 новых книг в печатном виде и в Интернете, а также базы данных, основные справочные материалы и лабораторные протоколы по предметам STMS. Благодаря растущему предложению открытого доступа, Wiley стремится к максимально широкому распространению и доступу к публикуемому контенту, а также поддерживает все устойчивые модели доступа.Наша онлайн-платформа, Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com), является одной из самых обширных в мире междисциплинарных коллекций онлайн-ресурсов, охватывающих жизнь, здоровье, социальные и физические науки и гуманитарные науки.

реакций прорастания семян, роста проростков и урожайности семян на предварительную обработку семян кукурузы (Zea mays L.)

Была проведена серия экспериментов по грунтованию семян для проверки влияния различных методов предварительной обработки на прорастание семян, рост проростков и Признаки урожайности семян кукурузы ( Zea mays L.). Результаты показали, что семена, обработанные реагентами гиббереллинами (GA), NaCl и полиэтиленгликолем (PEG), показали более высокую скорость впитывания по сравнению с семенами, обработанными водой. Конечный процент прорастания и скорость прорастания значительно варьировались в зависимости от реагентов (). Рекомендованными первичными реагентами были GA в концентрации 10 мг / л, NaCl в концентрации 50 мМ и PEG в концентрации 15% в связи с экспериментом по прорастанию. 15% прайм-реагент PEG увеличивал биомассу побегов и корней проростков кукурузы. Биомасса проростков после замачивания семян реагентом NaCl была значительно выше, чем у проростков без грунтовки.Никаких значительных различий в высоте растений, количестве листьев и весе сотен зерен между контрольной группой и обработкой грунтовкой не наблюдалось. Предварительное замачивание водой, NaCl (50 мМ) или PEG (15%) значительно увеличивало 100-зерновую массу кукурузы. Таким образом, доказано, что предварительная обработка семян является эффективным методом улучшения прорастания, роста проростков и урожайности семян кукурузы. Однако по сравнению с двумя методами, если возможен немедленный посев, рекомендуется предварительное замачивание для получения лучших результатов по сравнению с методом грунтования.

1. Введение

В полузасушливых районах сезонная засуха часто бывает весной и осенью, особенно в посевной период. Испарение почвы приведет к потере большого количества влаги, из которой 90–95% произошло в слое почвы 5–10 см [1], то есть на оптимальной глубине для посева сельскохозяйственных культур. В этих условиях важно повысить эффективность использования воды саженцами сельскохозяйственных культур или найти способы увеличения урожайности сельскохозяйственных культур в условиях засухи [2].

Кукуруза ( Zea mays L.) является важной культурой в мире; он широко используется в качестве кормов и промышленного сырья. Кукуруза занимает третье место в мире по производству после пшеницы и риса по площади и производству. Это также основная культура в северном Китае, где климат представляет собой сочетание умеренного и полузасушливого муссона. Быстрое и равномерное прорастание полей — важный фактор для достижения высокого урожая и удовлетворения растущего спроса на продукты питания [3].

Протравливание семян — это предпосевная обработка, при которой семена подвергаются воздействию определенного раствора, который позволяет частично увлажнять, но не прорастает [4], и повторно высушивать их до исходного содержания влаги.Хотя прорастание еще не завершено, метаболическая активность, которая подготавливает семена к выпячиванию корешка, может быть инициирована во время прайминга [4, 5]. Многие свидетельства показали, что грунтовка семян может улучшить прорастание и ранний рост проростков в стрессовых условиях по сравнению с растениями, выращенными из необработанных семян [6–8].

Для увеличения скорости и синхронизации прорастания семян были разработаны различные грунтовочные обработки [6, 9, 10]. Обычные методы грунтовки включают гидропрайм (замачивание семян в воде), осмопрайм (замачивание семян в осмотических растворах, таких как ПЭГ), галопрайм (замачивание семян в солевых растворах) и грунтование гормонами роста растений.Однако сообщалось о разных эффектах прайминга с разными прайминговыми реагентами и видами. Например, когда семена Lolium perenne были загрунтованы раствором ПЭГ, всхожесть значительно улучшилась, но не наблюдалось явных эффектов для Festuca rubra , Festuca ovina, и Poa trivialis [11]. Заправка семян оптимальными концентрациями гормонов роста растений, таких как ауксин (ИУК), гиббереллины (ГА), абсцизовая кислота и этилен, доказала, что всхожесть, а также рост и урожайность многих видов сельскохозяйственных культур в нормальных и стрессовых условиях могут можно эффективно улучшить [12, 13].Путем замачивания семян (сорго, риса или пшеницы) в воде и посева в тот же день (так называемая обработка перед замачиванием) можно также повысить скорость прорастания и улучшить всхожесть проростков [14].

В последние годы многочисленные исследования были посвящены физиологическим реакциям прорастания семян и стадий проростков на переохлаждение или осмотический стресс [8, 13]; экологические реакции в течение всего вегетационного периода остаются в значительной степени неизвестными. Чтобы выяснить экологические реакции различных видов предварительной обработки кукурузы на виды кукурузы, может быть полезно исследовать изменения не только стадии прорастания, но и реакции роста проростков и урожайности.На сегодняшний день было проведено несколько исследований, в которых предпринимались попытки проверить реакцию всего вегетационного периода на различные виды предварительной обработки. В этом исследовании мы выбираем воду, PEG, NaCl и GA в качестве различных реагентов для затравки, чтобы исследовать динамику поглощения воды семенами во время заправки семян, прорастания и реакции роста проростков после замачивания и предварительного замачивания семян, а также реакции урожая на различную предварительную обработку.

2. Материалы и методы

Четыре эксперимента были проведены в Цзилиньском сельскохозяйственном университете. Семена кукурузы ( Zea mays L.) резюме. Jinong 610 использовались в качестве тестовых материалов. Все семена предварительно обрабатывали 0,1% раствором H ₂ O ₂ в течение 5 минут, а затем тщательно промывали в течение 5 минут перед обработкой семян.

2.1. Эксперимент 1: Эксперимент с грунтовкой семян

Было проведено 10 обработок 4 реагентами для предварительной обработки семян, а именно водой, NaCl (50, 150, 250 ммоль / л), PEG (10%, 15%, 20%) и гиббереллином (GA. ) (5, 10, 15 мг / л), а непраймированные семена использовали в качестве контроля, повторяли 4 раза.

Тридцать семян помещали в два слоя фильтровальной бумаги в 12-сантиметровую чашку Петри.Фильтровальную бумагу смочили примерно 30 мл различных реагентов для грунтовки, чтобы семена были погружены в растворы. Семена грунтовали в различных растворах реагентов для грунтовки в лаборатории при комнатной температуре от 14 ° C до 21 ° C и относительной влажности от 48% до 64% ночью и днем, соответственно.

На стадии гидратации семена взвешивали каждые 4 ч после сушки поверхностных растворов фильтровальной бумагой до тех пор, пока вес семян не изменился (семена были насыщены).На стадии обезвоживания семена помещали в сухие чашки Петри и каждые 4 ч взвешивали до исходного веса [15].

Содержание воды в семенах и скорость гидратации рассчитывались по следующей формуле:

где — вес, когда семена были пропитаны разными растворами, и — исходный вес.

2.2. Эксперимент 2: эксперимент по прорастанию

Эксперимент по прорастанию проводили в камерах для выращивания (HPG-400, Haerbin, Китай) при относительной влажности 60% с 12-часовым световым периодом (холодные белые люминесцентные лампы Sylvania, 200 ммоль м ⁻² с ⁻¹, 400–700 нм, 25/15 ° C).

Загрунтованные семена под различными затравочными реагентами из эксперимента 1 проращивали в чашках Петри (диаметром 12 см), содержащих два слоя фильтровальной бумаги с 15 мл дистиллированной воды. Каждая чашка Петри содержала 30 семян, представляющих экспериментальную единицу. Считалось, что семена проросли после появления корешка. Тест на всхожесть заканчивали, когда семена не прорастали в течение 3 дней. Срок прорастания 12 дней.

Скорость прорастания оценивалась с использованием модифицированного индекса скорости прорастания Тимсона, где — процент прорастания семян с однодневными интервалами и — общий период прорастания [16].Максимальное возможное значение для наших данных с использованием этого индекса было 100 (т. Е. 1000/10). Чем больше значение, тем выше скорость прорастания.

2.3. Эксперимент 3: Реакция проростков на обработку семян

Существовали два метода обработки семян (грунтовка и предварительное замачивание) и 4 регента для обработки семян (вода, 50 мМ NaCl, 15% PEG или 10 мг / л GA) с необработанными семенами в качестве контроля. Эксперимент представлял собой факторный план 2 × 4, повторенный 5 раз.

Семена либо загрунтовали, как описано в эксперименте 1, либо предварительно замачивали с использованием регентов, упомянутых выше.Эти растворы были выбраны на основе результатов экспериментов 1 и 2, которые были наилучшими по выраженности концентрациями каждого реагента для заправки семян.

Эксперимент проводился в теплице, но частично в затемненном помещении при максимальной фотосинтетически активной радиации 1000 мкм моль м ⁻² с ⁻¹, дневная / ночная температура 30/24 ± 3 ° C. Семена высевали в пластиковые горшки диаметром 25 см, содержащие 4 кг самородных суглинистых почв. Высевали десять семян на глубину 3 см в каждый горшок, а затем прореживали до 5 сеянцев после прорастания.Горшки уничтожали через 40 дней после прорастания семян.

Высоту проростков, длину корней и биомассу различных частей органов измеряли при сборе урожая.

2.4. Эксперимент 4: реакция урожайности на обработку семян

Эксперимент проводился в поле. Семена были предварительно обработаны, как указано в эксперименте 3. Схема эксперимента была идентична эксперименту 3, но была повторена 3 раза.

Два или три семени были посеяны через каждые 40 см в нижней части гребня, а затем засыпаны примерно 5 см почвы в 50-метровом ряду как на одной делянке.На стадии трехлистного растения прореживали по одному на лунку. Каждое растение получило 5,3 г мочевины / на растение (200 кг мочевины / га) на поверхность почвы в 10 см от растения, когда оно достигло стадии восьмого листа. При необходимости надлежащим образом контролировались сорняки, насекомые и болезни.

Десять последовательных растений на делянке были случайным образом выбраны на стадии физиологической зрелости. Перед сбором урожая измеряли количество листьев и высоту побегов. Урожай зерна и вес 100 зерен определяли путем сушки образцов в печи при 65 ° C.Урожайность выражали в т / га.

2,5. Анализ данных

Дисперсионный анализ (ANOVA) был проведен с использованием Statistics SPSS 19.0. Потребление воды и скорость впитывания в эксперименте 1 были проанализированы с использованием повторных измерений. Односторонний дисперсионный анализ был выполнен для данных из эксперимента 2, а двусторонний дисперсионный анализ был использован для данных из экспериментов 3 и 4. Средние значения обработки сравнивали с наименьшей значимой разницей (LSD) на уровне 5%.

3. Результаты

3.1. Эксперимент 1: Забор воды семенами в ходе цикла заправки

Потребление воды семенами кукурузы показало сходные тенденции в различных реактивах заправки.Процент потребления воды был больше в первые 12 часов, затем замедлился. Для насыщения семян потребовалось около 44 часов (рис. 1). При сравнении различных концентраций различных растворов с водой (контроль) потребление воды с 250 мМ NaCl было значительно ниже, чем в контроле, и все три концентрации ПЭГ показали более медленное потребление воды, чем контроль. Существенных различий между GA и контролем не наблюдалось. Один цикл гидратации-дегидратации длился около 84 часов.

Скорость набухания семян увеличилась после одного цикла гидратации-дегидратации (рис. 2).По сравнению с водным грунтованием, семена показали более высокую скорость впитывания при грунтовании реагентами GA, NaCl и PEG. Скорости впитывания были значительно выше при праймировании NaCl (150 и 250 мМ), GA (15 мМ) и всех трех концентрациях PEG по сравнению с праймированными в воде (рис. 2).

3.2. Эксперимент 2: реакция прорастания после предварительной обработки семян

Предварительная обработка семян различными реагентами оказала значительное () влияние на окончательный процент прорастания и скорость прорастания (рисунки 3 (a) и 3 (b)).Праймированные семена имели значительно более высокий процент прорастания, чем контрольные, но не наблюдали значительных различий между первичными реагентами. Скорость прорастания также была значительно увеличена за счет заправки семян, за исключением 20% ПЭГ. GA показал большее влияние на скорость прорастания, а PEG немного увеличил скорость прорастания по сравнению с другими реагентами. Статистических различий между методами грунтовки водой и NaCl не наблюдалось ().

В каждом реагенте концентрация различных реагентов для затравки также по-разному влияла на процент прорастания и скорость прорастания.Оптимальные характеристики прорастания наблюдались после праймирования 10 мг / л GA, 50 мМ NaCl и 15% PEG, которые использовали в экспериментах 3 и 4.

3.3. Эксперимент 3: Реакция проростков на предварительную обработку семян

Не наблюдалось значительных различий в высоте растений и длине корней после грунтования различными реагентами (рис. 4). На биомассу побегов и корней проростков кукурузы существенно повлияли реагенты грунтовки (рис. 5 и таблица 1). Методы предварительной обработки (грунтовка и предварительное замачивание) также существенно повлияли на биомассу корней ().Длина побега и корня не показала заметных различий при взаимодействии реагентов для грунтовки и методов предварительной обработки в этом эксперименте с горшком. Прайминговая обработка реагентом ПЭГ значительно увеличивала биомассу побегов по сравнению с контрольной группой. Биомасса побегов также была значительно выше при предварительном замачивании реагентом NaCl по сравнению с контролем. Однако значительных различий в биомассе корней между обработками не наблюдалось.

биомасса 908

PR52


Источник	Рост рассады (горшечный эксперимент)
	df	Высота побега	Длина корня	Прайм-реагенты	4	0.152	0,588	0,000 *	0,012 *
Методы лечения	1	0,366	0,366	0,074	0,005 *
0,074	0,394

	Состав урожая (полевой опыт)
	df	Урожайность семян с одного растения		H43 908 908 908 908 Вес зерна 908 Прайм-реагенты		4	0.569		0,071
Методы лечения	1	0,180		0,001 *
PR TM	4	0,673		0,047 *

3.4. Реакция урожайности на предварительную обработку семян

Не было существенной разницы в высоте растений между предварительной обработкой семян. Предварительное замачивание PEG и GA значительно увеличивало количество листьев по сравнению с контролем.Существенных различий в урожайности семян и весе сотен зерен между различными грунтовочными реагентами не наблюдалось (Таблица 1). Но по сравнению с методами грунтования предварительное замачивание водой, NaCl или ПЭГ значительно увеличивало 100-зерновой вес кукурузы (Таблица 2).

Сотня

908 г Вес

908 г

908,48 908,4 13,02 ± 0,64


Методы предварительной обработки	Реагенты	Высота растения (см)	Количество листьев	Урожайность (/ час)
	Контроль	185.11 ± 3,36 ^a	9,00 ± 0,49 ^bcd	13,24 ± 1,57	18,64 ± 2,55 ^d

Вода для грунтования			7,80 ± 0,51 ^d	13,94 ± 1,09	20,78 ± 3,22 ^кд
	NaCl	183,41 ± 4,96 ^a	10,25 ± 0,59 88 ± 1,01	16,43 ± 2,18 ^d
	ПЭГ	182,28 ± 4,13 ^a	9,44 ± 0,37 ^abc	12,35 ± 0,96	169,43 ± 5,19 ^b	8,70 ± 0,26 ^bcd	11,14 ± 0,93	25,72 ± 4,56 ^bcd

03 ± 5,20 ^ab	8,90 ± 0,40 ^ab	13,57 ± 1,11	29,23 ± 4,38 ^abc
NaCl	178,87 ± 4,53 3	32,17 ± 4,26 ^ab
ПЭГ	183,78 ± 3,68 ^a	10,30 ± 0,36 ^a	13,07 ± 0,79	37,13 GA08 908 902 37,13	182.16 ± 4,11 ^a	9,55 ± 0,44 ^a	13,58 ± 1,08	24,23 ± 2,57 ^{до н.э.}

4. Обсуждение

Исследование показало, что методы замачивания и предварительного замачивания семян с использованием различных растворов могут значительно улучшить производительность растений кукурузы за счет увеличения скорости прорастания семян, биомассы проростков и урожайности семян, хотя реакция варьировалась в зависимости от различных растворов и концентраций.Заправка семян различными концентрациями растворов значительно улучшила прорастание, но не наблюдали заметных различий в росте проростков и урожайности семян, в то время как предварительное замачивание семян некоторым раствором значительно улучшило рост проростков и урожай кукурузы.

Прорастание и укоренение рассады являются критическими этапами, которые влияют как на качество, так и на количество урожая [17]. Содержание влаги в почве является ключевым фактором, влияющим на прорастание семян и укоренение растений в полузасушливых районах.Настоящее исследование показало, что по сравнению с контрольной группой скорость гидратации резко возросла после грунтовки семян реагентами. Это означает, что заправка семян может улучшить прорастание семян кукурузы за счет ускорения всасывания, что может способствовать облегчению появления фага прорастания кукурузы после дождя в полузасушливых районах. Сходные результаты были также сообщены о том, что грунтовка улучшила всхожесть сортов подсолнечника за счет ускорения набухания [18].

Как правило, прорастание семян включает три отдельные фазы: (i) набухание, (ii) лаг-фазу и (iii) рост и прорастание корешка [19].Целью прайминга является продление лаг-фазы, что позволяет протекать некоторым физиологическим и биохимическим процессам до зародыша, но предотвращает прорастание [20]. Результаты наших тестов на всхожесть показали, что грунтовка семян значительно увеличила окончательный процент всхожести и скорость прорастания кукурузы. Увеличение всхожести семян за счет обработки семян согласуется с данными других исследователей [21, 22]. По сравнению с разными затравочными реагентами, GA всех концентраций оказывал большее влияние на скорость прорастания.Ранее сообщалось, что GA участвует в регуляции многих процессов роста и развития растений [23, 24] и особенно важен в регуляции удлинения стебля [25]. Семена, обработанные GA, были тесно связаны с их быстрым использованием в синтезе различных аминокислот и амидов [26], что могло быть причиной повышенной скорости прорастания.

Прайм-реагенты (особенно для прайминга ПЭГ) оказали благотворное влияние на биомассу побегов и корней. Это произошло главным образом из-за ускоренного метаболизма, происходящего в грунтованных семенах, что увеличивает скорость набухания по сравнению с незаправленными семенами.Аналогичные результаты были также получены Guan et al. [27] по семенам сорго. Farooq et al. [28] сообщили, что предварительное замачивание неорганическими солями улучшает всхожесть проростков, длину побегов и корней, а также биомассу. Напротив, в настоящем исследовании не наблюдалось значительных различий по высоте, длине корня и биомассе растений. Только предварительное замачивание раствором NaCl увеличивало биомассу побегов, что имело аналогичную тенденцию с исследованием Farooq et al. [28].

Все больше данных свидетельствует о том, что заправка семян может изменить продуктивность сельскохозяйственных культур с физиологических, биохимических и молекулярных аспектов [8, 29].Есть несколько исследований, утверждающих, что праймирование само по себе может быть стрессом, поскольку поглощение воды активирует ранее покоящиеся клеточные события в праймированных семенах, одновременно снижая устойчивость к высыханию [30, 31]. Чен и Арора [31] также пришли к выводу, что загрунтованные семена, независимо от выбранной схемы заправки, неизбежно пострадают от обезвоживания. Лишь в нескольких исследованиях сообщалось, что грунтовка семян может увеличить урожай зерна, как показали Шарифи и Хавази [6], с помощью ризобактерий, способствующих росту растений (PGPR).Однако в текущем исследовании не наблюдалось значительной разницы в урожайности зерна при грунтовании, в то время как предварительное замачивание водой, растворами NaCl и PEG действительно значительно увеличивало урожай зерна. Харрис и др. [32, 33] также сообщили, что предварительное замачивание с последующей сушкой поверхности дает больше преимуществ для урожая многих полевых культур.

5. Выводы

Результаты показали, что окончательный процент прорастания и скорость прорастания значительно варьировались в зависимости от различных реагентов ().ГК в концентрации 10 мг / л, NaCl в концентрации 50 мМ и ПЭГ в концентрации 15% были рекомендованы в связи с экспериментом по прорастанию. 15% прайм-реагент PEG увеличивал биомассу побегов и корней проростков кукурузы. Биомасса проростков после замачивания семян реагентом NaCl была значительно выше, чем у проростков без грунтовки. Никаких значительных различий в высоте растений, количестве листьев и весе сотен зерен между контрольной группой и обработкой грунтовкой не наблюдалось, в то время как предварительное замачивание растворами воды, NaCl и PEG значительно увеличивало массу сотен зерен кукурузы.Наши результаты подтвердили, что предварительная обработка семян является эффективным методом улучшения процента всхожести, скорости прорастания, роста проростков и урожайности семян. Однако, если возможен немедленный посев, рекомендуется предварительное замачивание для получения лучших результатов по сравнению с методом гидратации-обезвоживания.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Вклад авторов

Ю Тянь, Даовэй Чжоу и Бо Гуань внесли равный вклад в эту работу.

Благодарности

Авторы были благодарны всем членам лаборатории за постоянные технические советы и полезные обсуждения. Этот проект получил финансовую поддержку Фонда естественных наук провинции Шаньдун (№ ZR2012CQ017) и Национального фонда естественных наук для выдающихся молодых ученых провинции Шаньдун (№ JQ201114). Авторы хотели бы поблагодарить редактора и анонимных рецензентов за полезные комментарии.

Повышение всхожести семян и роста растений с помощью плазмы холодного воздуха атмосферного давления: комбинированный эффект обработки семян и воды

Обнаружен комбинированный эффект нетепловой плазменной обработки воды и семян на скорость прорастания и рост растений редиса ( Raphanus sativus ), томата ( Solanum lycopersicum ) и сладкого перца ( Capsicum annum ). исследованы с помощью диэлектрических барьерных разрядов в воздухе при атмосферном давлении и комнатной температуре.Цилиндрический реактор с двойным диэлектрическим барьерным разрядом используется для активации воды, а реактор с двойным DBD «пластина-пластина» используется для обработки затравки. Активация воды в течение 15 и 30 минут приводит к кислым растворам (pH ≈ 3) с умеренными концентрациями нитратов (NO ₃ ^— ) и пероксида водорода (H ₂ O ). ₂ ). Плазмоактивированная вода (PAW) показала значительное влияние на прорастание, а также рост растений для трех типов используемых семян.Интересно отметить, что положительный эффект на прорастание семян и рост проростков наблюдался при объединении PAW и семян, обработанных плазмой (10 и 20 мин). С одной стороны, когда семена (помидор и перец) подвергались воздействию плазмы в течение 10 минут и поливались PAW-15 в течение первых 9 дней, а затем водой из-под крана в течение 51 дня, длина стебля увеличивалась примерно на 60% по сравнению с контрольным образцом. С другой стороны, при более длительном воздействии плазменных разрядов на семена и воду наблюдается отрицательный эффект.Например, семена, обработанные плазмой, поливали PAW-30, рост и жизнеспособность растений были снижены по сравнению с контрольным образцом. Эти результаты показали, что разработанные реакторы с холодной плазмой можно использовать для значительного улучшения прорастания семян, а также роста растений, тем не менее, время плазменной обработки необходимо оптимизировать для каждого семян.

Эта статья в открытом доступе

Подождите, пока мы загрузим ваш контент…

Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

Сбор и запись ваших данных: Tomatosphere

Для обеспечения согласованности наблюдений, сделанных многочисленными независимыми наблюдателями, следующие критерии будут использоваться для определения условия «успешно прорасти».

Для целей этого эксперимента семя можно считать успешно прорастающим, если можно увидеть две (2) отчетливо отдельные семядоли (зародышевые листья).

Скачать изображение

Основная цель эксперимента — определить, сколько из посаженных семян томатов успешно прорастают.

На фото выше показаны торфяные горшочки с проросшими семенами томатов. Обратите внимание, что у сеянцев есть только зародышевые листья, а настоящие листья еще не появились.

Также обратите внимание, что каждое семя дает только один стебель. В горшке с торфом на врезке явно есть два проросших семени — свидетельство того, что при посадке семян не нужно проявлять осторожность. Важно убедиться, что в каждом торфяном горшке содержится только одно семя.

Проверяйте посаженные семена каждый день. Первым признаком прорастания будет небольшая почковидная структура, пробивающаяся сквозь торф в торфяной грануле. В некоторых случаях сама семенная оболочка будет выталкиваться вверх, поскольку она прилипает к семядолю, как небольшой шлем.

Когда появляются две отдельные семядоли, можно считать, что прорастание прошло успешно.

Скачать изображение

Ведение записи класса

Отличный способ записать свои наблюдения — подготовить большую таблицу данных, как показано ниже. Составьте отдельную таблицу для каждой группы семян томатов.

Отметьте количество дней, прошедших с момента первоначального посева, на горизонтальной оси и общее количество проросших семян на вертикальной оси.Каждый день наносите на диаграмму свои наблюдения в классе (у учащихся этого класса есть вырезанные ярко-красные «томатные маркеры» для нанесения своих данных, но цветной «волшебный маркер» работает хорошо). Покажите графики в классе, где результаты будут легко видны. Сбор данных для эксперимента должен производиться ежедневно для прорастания. Каждый день за обновление графика в классе может отвечать разная группа студентов.

Загрузить изображение

Подробный и точный учет — важная часть науки.

Каждый студент должен создать журнал для записи и отслеживания хода эксперимента.
Журнал должен содержать два отдельных раздела для записи наблюдений, по одному разделу, посвященному каждой экспериментальной группе семян.
Студенты должны подготовить (до начала эксперимента) несколько страниц в своих дневниках, чтобы записывать ежедневные наблюдения. Заранее подготовив страницы записи, можно записать аккуратный и полный набор наблюдений с минимальным риском того, что наблюдения будут забыты или данные будут потеряны.

Обратите внимание на условия, в которых проводились наблюдения. Например, было бы полезно записывать температуру, помещая термометр в область каждого образца.

Загрузить изображение

Типичная страница журнала может выглядеть аналогично странице, показанной выше. Каждый день в журнал данных делается запись вместе с любыми комментариями или примечаниями, которые могут быть полезны при интерпретации данных. Например, температура и частота полива могут оказаться важными для понимания различий в скорости прорастания, когда все данные будут наконец собраны и сравнены.Всегда лучше записывать слишком много информации, чем недостаточно.

В дополнение к ведению таблицы наблюдений по мере появления экспериментальных результатов полезно вести ежедневный график, показывающий ход эксперимента.

Полезны два вида графиков.

На графике ниже показано количество новых саженцев, которые появляются каждый день.

Предоставляется образец графа, а также мастер копирования, который можно использовать для создания наборов классов пустого графа; или вы можете захотеть создать свою собственную.

Для каждой группы семян необходимо создать отдельный график.

Скачать изображение

Другой способ записи данных — это графическое отображение общего числа проросших саженцев.

Когда график показывает, что семена больше не прорастают, часть эксперимента по прорастанию завершена. Для каждой группы семян необходимо создать отдельный график.

Скачать изображение

Одиннадцать экспериментов с семенами редиса

Многие мои знакомые студенты не могут найти хорошую идею для проектов научной ярмарки и иногда дожидаются последней минуты, чтобы провести свои эксперименты.Мы в Департаменте образования Чикагского ботанического сада стремимся помочь сделать научную ярмарку безболезненным и даже увлекательным процессом обучения для студентов, родителей и учителей, предлагая несколько простых идей для изучения растений.

Простой ботанический проект — испытание всхожести семян редиса в различных условиях. Семена редиса легко приобрести, они недороги, достаточно большие, чтобы их можно было увидеть и подобрать пальцами, и быстро прорастают при нормальных условиях.Проверка всхожести не занимает недели, не требует много места и ее легко измерить — просто посчитайте прорастающие семена!

Чтобы настроить эксперимент по прорастанию семян, используйте эту базовую процедуру:

Соберите три или более маленьких тарелок, в зависимости от того, сколькими способами вы будете обрабатывать семена.
Положите на тарелку сложенное влажное бумажное полотенце.
Положите десять семян на влажное бумажное полотенце. Вы можете использовать больше семян — чем больше у вас будет, тем надежнее будут ваши результаты, — но использование числа, кратного десяти, упрощает вычисление процентов.
Накрыть влажным бумажным полотенцем; маркируйте тарелки.
Обращайтесь с семенами одинаково во всех отношениях, за исключением одного: состояния, которое вы проверяете. Это условие — ваша «независимая переменная», которую также можно назвать «экспериментальной переменной». Независимо от того, что вы тестируете, следует настроить одну пластину с основными направлениями и без лечения. Эта пластина является «контрольной», с которой можно сравнивать все остальные пластины.
Когда семена прорастут корнем и листьями, снимите верхнее бумажное полотенце.Сравните количество прорастающих семян и время, необходимое для проращивания семян в каждом состоянии. Вы сможете завершить это менее чем за неделю.

Теперь все, что вам нужно, это несколько идей по условиям для тестирования. Вот одиннадцать вопросов, которые вы можете задать дома или в школе, используя одну и ту же базовую процедуру:

1. Нужен ли для прорастания семян свет?

Разместите чашки с семенами в различных условиях освещения: одну в темноте (может быть, в темной комнате или под ящиком), одну при непрямом / среднем освещении (в ярко освещенной комнате, а не у окна) и одну при прямом освещении. свет (у окна, выходящего на юг).Сравните, насколько хорошо семена прорастают в этих условиях.

2. Прорастают ли семена быстрее, если их предварительно замачивать?

Замочите семена на час, несколько часов и на ночь. Поместите по десять семян каждого из них на чашку для проращивания и сравните их с десятью сухими семенами на другой чашке.

3. Влияет ли комнатная температура на всхожесть?

Для этого вам понадобится термометр. Поместите чашки с семенами на грелку, при комнатной температуре и в прохладном месте.Следите за температурой, а также за всхожестью. Постарайтесь, чтобы семена имели одинаковое количество света, так что это хороший тест на изменение температуры, а не на изменение освещенности.

4. Влияют ли микроволны на прорастание?

Поместите семена в микроволновую печь перед прорастанием и посмотрите, не повлияет ли это на них. Попробуйте короткие импульсы, такие как одна и две секунды, а также десять или 15 секунд, чтобы увидеть, сможете ли вы определить наименьшее количество излучения, которое влияет на прорастание семян.

5. Влияет ли pH на скорость прорастания?

Смочите бумажные полотенца различными растворами. Используйте разбавленный уксус для кислой воды, пищевую соду или мягкий раствор отбеливателя для щелочных условий и дистиллированную воду для нейтральной реакции.

6. Влияет ли предварительное замораживание семян на прорастание?

Некоторые семена лучше переносят холодную зиму. Храните семена в морозильной камере и холодильнике в течение недели или больше до прорастания, чтобы узнать, верно ли это для редиса или оказывает ли он неблагоприятное воздействие.

7. Влияет ли воздействие тепла на скорость прорастания?

Нагрейте семена, ненадолго запекая их в духовке перед прорастанием. Посмотрите, что происходит с семенами, подвергшимися воздействию разных температур в течение одного и того же времени или разного времени при одной и той же низкой температуре.

8. Как на всхожесть влияет возраст семян?

Вы можете приобрести старые семена в садовом магазине (они будут счастливы избавиться от них), или, может быть, у садовника в вашей семье есть какие-то старые семена.Узнайте, пригодны ли семена через год или больше, прорастив некоторые из них. Сравните их всхожесть с более свежей упаковкой того же вида семян.

9. Лучше ли прорастают семена в удобренной почве?

Вместо использования метода бумажных полотенец проращивайте семена в почвах, которые содержат разное количество Miracle-Gro или другого усилителя питательных веществ в почве.

10. Повышает ли скарификация всхожесть?

Некоторые семена нужно поцарапать, чтобы они прорастали — это называется «скарификация».»Поместите семена в небольшой мешочек с ложкой песка и встряхните несколько минут и посмотрите, улучшит ли их прорастание или замедлит ли их немного обработка.