Схема ткани растений 5 класс: Урок биологии в 5-м классе по теме «Ткани растений»

Конспект урока по биологии 5 класс «Механические ткани»

Урок биологии

по теме «Механические и проводящие ткани растений.»Класс: 5

Цели:

Создать условия для эффективного усвоения знаний о тканях растительного организма

Предметные результаты:

1. Формировать умение определять основные ткани растений.

2. Формировать умение объяснять особенности строения тканей, их многообразие и роль в жизнедеятельности растения.

3. Формировать умение понимать смысл биологических терминов: ткань, склеренхима, колленхима, склереиды. проводящие ткани, ксилема, флоэма, сосуды, ситовидные трубки.

Метапредметные и личностные результаты:

Регулятивные УУД

1. Сформировать умения самостоятельно обнаруживать и формировать учебную проблему, определять цель учебной деятельности (формулировка вопроса урока).

2. Сформировать умение в диалоге с учителем совершенствовать самостоятельно выработанные критерии оценки.

3. Сформировать умения планировать свою индивидуальную образовательную траекторию, работать по самостоятельно составленному плану, сверяясь с ним и с целью деятельности, исправляя ошибки, используя самостоятельно подобранные средства (в том числе и Интернет).

Познавательные УУД

1. Сформировать умения анализировать, сравнивать, классифицировать и обобщать факты и явления; выявлять причины и следствия простых явлений (работа с учебником – анализ схем и иллюстраций, подводящий диалог с учителем, выполнение продуктивных заданий).

2. Сформировать умение строить логическое рассуждение, включающее установление причинно-следственных связей.

Коммуникативные УУД

1. Сформировать умение самостоятельно организовывать учебное взаимодействие в группе.

Тип урока: комбинированный.

Методы: проблемного обучения, частично-поисковый, словесный, наглядный, объяснительно-иллюстративный.

Оснащение урока: плакаты по теме урока.

Ход урока

I.Организационный момент

Приветствие, сообщение темы урока, психологический настрой на работу.
Ребята, чтобы нам эффективно потрудиться на данном уроке, необходимо настроиться на работу. Посмотрите на доску. Там написан эпиграф к нашему уроку. Давайте его хором прочтем.
«Не стыдно не знать,
Стыдно не учиться»

– Как вы понимаете данное высказывание? 
Итак, не будем терять время и перейдем к работе. Запишем сегодняшнее число.
Обратите внимание на тему урока (на доске). 
Как вы думаете, чем мы будем сегодня заниматься на уроке? (Ставят цель урока)

II. Актуализация знаний:

Откройте свои учебники и прочитайте мне основные вопросы, которые нам предстоит изучить сегодня на уроке:

• Какое строение имеет ткань, выполняющая опорную функцию у растений.

• Как устроены ткани растений, по которым передвигаются вода и питательные вещества.

Для того чтобы Вам было легче усвоить новый материал, вспомните из ранее изученного и ответьте на мои вопросы:

III. Изучение нового материала:

тема урока: «Механические и проводящие ткани растений»

Целеполагание: Что должны узнать по теме? (на доске)

Прочность придают растению механические ткани. 

1. Механические ткани — опорные ткани растения, обеспечивающие его прочность

Функции механических тканей:

Основная функция — опорная или арматурная. Растение можно сравнить с железобетонной конструкцией, где механические ткани подобно металлической арматуре образуют удивительно прочную структуру растительного организма

Различают три вида механических тканей:

1. Колленхиму,

2. Склеренхиму, в которой выделяют лубяные волокна,

3. Склереиды, или каменистые клетки.

Начертите таблицу у себя в тетради.

Механические ткани растений

Колленхима (от греч. kolla — клей и enchyma, букв— ткань).

Состоит из более или менее вытянутых клеток (до 1—2 мм). Клетки живые. Их оболочки неравномерно утолщены, то есть одни участки остаются тонкими, когда как другие значительно утолщены. Утолщены оболочки за счет содержания целлюлозы.

По типу утолщений выделяют три группы колленхимы: уголковую, пластинчатую и рыхлую.

Особенно важную роль она играет в молодых растениях. Оставаясь живыми, клетки ее способны расти и растягиваться, так что они не мешают расти другим клеткам, которые находятся рядом с ними.

Склеренхима  (от греч. skleros — твёрдый и enchyma — ткань) — основная механическая ткань растений. Ее клетки мертвые, с очень толстыми одревесневшими оболочками, пропитанными лигнином. Длина их колеблется от 1-2 до 400 мм, а диаметр составляет сотые доли миллиметра. Это очень прочная ткань. По прочности она приближается к стали, но уступает ей по упругости и пластичности. По растению волокна проходят не поодиночке, а пучками, в которых отдельные клетки заканчиваются на разном уровне, перекрывая друг друга, что еще больше повышает прочность ткани. Склеренхиму делят на две группы: волокна и склереиды.

Лубяные волокна могут располагаться не только рядом с проводящими тканями (луб и древесина), но и в первичной коре стебля под кожицей в виде сплошного кольца, а также в жилках листа. Волокна ряда растений используются в качестве сырья для текстильной промышленности (лен, рами, кендырь, кенаф, конопля и др.). При этом ценится длина волокон и возможно меньшее их одревеснение. Волокна рами (до 420 мм), льна (до 60 мм), кендыря (до 55 мм) — длинные, слабо одревесневшие, используются для изготовления высококачественных тканей. Волокна конопли (до 40 мм), канатника менее длинные, одревесневшие, поэтому они идут на изготовление грубых тканей, веревок, канатов, шпагата, пакли.

Склереиды, или каменистые клетки (греч. Skleros — твердый и eidos — вид, вид). Стенки их сильно утолщенные, одревесневшие, пропитанные лигнином, иногда кремнеземом и известью. Клетки мертвые, живое содержимое их отмирает. По форме клеток склереиды совершенно разные – округлые. Ветвистые или иной формы. Они придают прочность или жесткость тем структурам, в которых они находятся, причем свойства эти зависят как от числа склереид, так и от их расположения. В плодах груши, например, склереиды располагаются небольшими группами, чем и объясняется характерная консистенция этих плодов, создающая ощущение «зернистости». Иногда склереиды образуют очень упругие плотные слои, как, например, в скорлупе орехов или в косточке косточковых пород. В семенах они обычно повышают жесткость семенной кожуры.

2.Физкультминутка.

Скажите мне с какой еще тканью растения мы должны познакомиться сегодня на уроке?

3.Во всех частях растения находятся проводящие ткани.

Проводящие ткани — растительные ткани организма, служащие для транспорта воды, минеральных и органических веществ. Они обеспечивают перенос воды и растворенных в ней веществ.

Функции проводящих тканей:

Транспортная.

1) передвижение воды и минеральных веществ, поглощенных корнями из почвы, а также органических веществ, образуемых в корнях, в стебель, листья, репродуктивные органы;

2) передвижение продуктов фотосинтеза из зелёных частей растения в места их использования и запасания: в корни, стебли, плоды и семена;

3) передвижение фитогормонов по растению, что создает определённый их баланс, который определяет темпы роста и развития вегетативных и репродуктивных органов растений;

6) проводящие ткани образуют непрерывную разветвленную систему, связывающую органы растений в единое целое;

По ксилеме от корня к надземным частям растения передвигается вода с растворенными в ней минеральными веществами, которую растение поглощает из почвы, а также органические вещества, образующиеся в самом корне.

По флоэме от фотосинтезирующих органов в корень и другие органы поступают органические вещества, преимущественно углеводы.

Обе проводящие ткани образуют единую разветвлённую систему, состоящую из различных проводящих элементов (трахеиды, сосуды, ситовидные трубки и др.) и соединяющую между собой все органы растения – от кончиков корней до верхушек молодых побегов. Обычно проводящие элементы ксилемы и флоэмы в теле растения расположены рядом и вместе с сопутствующими клетками механической и паренхимной тканей образуют тяжи, или проводящие пучки. 

Ксилема. Водопроводящие элементы ксилемы представлены трахеидами и трахеями, или сосудами. Трахеиды представляют собой вытянутые замкнутые клетки с косо срезанными, заостренными, закругленными или даже зазубренными концами. Продольные стенки их неравномерно утолщены. Трахеиды приспособлены к выполнению двух функций: проведения воды и механического укрепления органа.

Более совершенным типом водопроводящих элементов являются длинные трубочки — трахеи, или сосуды.

Сосуды – характерные проводящие элементы ксилемы. Они представляют собой очень длинные трубки, образовавшиеся в результате слияния ряда клеток, соединяющихся «конец в конец». Каждая из клеток, образующих сосуд ксилемы, соответствует трахеиде и называется члеником сосуда.  Сосуд возникает, когда соседние членики в данном ряду  сливаются в результате разрушения перегородок между ними. Внутри сосуда сохраняются в виде ободков остатки разрушенных стенок.

Длина сосудов достигает нескольких метров, а у лиан и некоторых древесных пород — нескольких десятков метров.

Ситовидные трубки – проводники органических веществ. В отличие от сосудов это живые клетки несколько удлиненной формы, расположенные в коре и служащие для проведения по всему растению веществ, вырабатываемых листьями. Оболочки их остаются всегда целлюлозными. Ситовидная трубка возникает, так же как и сосуды, из вертикального ряда удлинившихся клеток, поперечные перегородки которых не исчезают, а продырявливаются в виде сита или решета. Через отверстия ситовидных пластинок протоплазма двух клеток соединяется в единое целое. 

Возле каждой ситовидной трубки расположены одна или несколько сопровождающих клеток (спутников) с густой протоплазмой и ядром, роль которых пока еще не выяснена.

К проводящим тканям можно отнести еще млечники, то есть трубки-сосуды, распространенные у растений, выделяющих млечный сок. К таким растениям относятся, например, одуванчик, осот, мак, чистотел, молочай, ваточник и др. Многие из этих растений были распространены (до недавнего времени) в промышленных посевах, например каучуконосы, возделываемые для добывания каучука (тау-сагыз, кок-сагыз, каучуковое дерево – хевея и др.). В значительной мере роль их теперь уменьшилась, так как эти ценные вещества добываются сейчас синтетическим путем. 

Млечники пронизывают все органы растения и образуют сложную систему соединенных между собой трубок, состоящих из многих клеток, у которых поперечные перегородки растворяются и развиваются членистые млечники. У растений семейства молочайных, крапивных и некоторых других млечные сосуды развиваются путем разрастания и сильного разветвления отдельных клеток также образующих сложную систему трубок – нечленистых млечников.

Млечный сок – это белая, красная или оранжевая жидкость, содержащая в себе сахар, крахмал, белки, каучук, смолу, алкалоиды. Млечный сок служит защитой от вредителей, так как часто содержит ядовитые вещества – алкалоиды. При соприкосновении с воздухом частицы каучука застывают и закупоривают случайные поранения. Каучук – сырье для получения резины.

IV. Закрепление:

1) Определите тип ткани по описанию, приведенному ниже. 
Эта ткань характерна для растений. Клетки ее живые. Их форма — вытянутая. Соседние клетки соединены друг с другом, стенки между ними похожи на сито, за что и получили свое название. По клеткам этой ткани происходит передвижение органических веществ от листьев ко всем тканям и органам растения.
Название ткани: ___________________________.
Название клеток:  __________________________.

—2) Тестовое задание. В рабочих тетрадях выполните задания 1- 4, которые предполагают один вариант ответа, 5 задание предполагает несколько  вариантов ответов. Будьте внимательны и каждое задание выполняйте самостоятельно. Желаю Вам успеха!

1. Ткань, придающая прочность и опору органам растения:

а) покровная б) проводящая в) механическая

2. Передвижение воды с минеральными солями в растении происходит:

а) по древесине  б) по лубу

3. Передвижение органических веществ в  растении происходит:

а) по древесине  б) по лубу

4. Стеблю растения придают прочность:

а) ситовидные трубки проводящей ткани  б) волокна механической ткани
в) сосуды проводящей ткани

5. Волокна, каких растений человек использует в своей жизни:

а) льна б) джута в) крапивы г) ромашки

Ответы: 1 – в, 2 – а, 3 – б, 4 – б, 5 – а, б.

— Вы выполнили тест? Прошу Вас проверить правильность выполнения данного задания.

— Проверили?  Выставите оценку, исходя из следующих параметров:

«5» – все правильно (100%)
«3» – 3 ошибки (50 – 30%)
«2» – 4 и более ошибок (менее 20%)

V. Домашнее задание:(дифференцированное)
§ 22 стр. 60 – 61;
§ 22, ответить на вопросы стр. 61устно, выучить термины;
подготовить сообщение по теме «Использование пальм» и «Использование кактусов».

VI. Рефлексия: —

Все ли вам было понятно в течение урока?

-Какая часть урока показалась самой интересной?

-Какая часть урока вызвала затруднение?

-Какое у вас настроение после урока?

До урока:

• Не знал…

• Не понимал…

• Не мог представить…

• Не мог выразить…

• Не мог выполнить…

• Сейчас:

• Выяснил…

• Выучил…

• Познакомился…

• Запомнил…

• VII. Итог урока.

Тест по биологии на тему «Строение клетки. Ткани» (5 класс)

Биология. 5 класс.

Тест по теме

«Строение клетки. Ткани».

1 вариант.

Прочитай внимательно задание. В каждом задании подчеркни только один правильный ответ.

1. Растительная клетка отличается от животной наличием

1) рибосом;

2) цитоплазмы;

3) хлоропластов;

4) ядра

2. Функции создания и накопления веществ выполняет ткань:

1) покровная;

2) механическая;

3) проводящая;

4) основная.

3. Границей клетки с окружающей средой является:

1) цитоплазма;

2) клеточная мембрана;

3) вакуоль;

4) ядро.

4. Что из перечисленного заполнено клеточным соком?

1) межклеточное вещество;

2) ядро;

3) вакуоль;

4) цитоплазма.

Тест по теме

«Строение клетки. Ткани».

2 вариант.

Прочитай внимательно задание. В каждом задании подчеркни только один правильный ответ.

1. Что из перечисленного заполнено клеточным соком?

1) вакуоль;

2) ядро;

3) межклеточное вещество;

4) цитоплазма.

2.Растительная клетка отличается от животной наличием:

1) ядра,

2) хлоропластов,

3) рибосом;

4)цитоплазмы.

3. Как называется вязкое, полужидкое вещество клетки, которое связывает все её части

1) ядро;

2) цитоплазма;

3) клеточная мембрана;

4) хлоропласт.

4. Защитную функцию выполняют ткани:

1) покровные;

2) механические;

3) проводящие;

4) образовательные.

Приложение 1.

Ответы.

Прочитай внимательно задание. В каждом задании подчеркни только один правильный ответ.

1 вариант.

1. Растительная клетка отличается от животной наличием

1) рибосом;

2) цитоплазмы;

3) хлоропластов;

4) ядра

2. Функции создания и накопления веществ выполняет ткань

1) покровная;

2)механическая;

3) проводящая;

4) основная.

3. Границей клетки с окружающей средой является

1) цитоплазма;

2) клеточная мембрана;

3) вакуоль;

4) ядро

4. Что из перечисленного заполнено клеточным соком

1) межклеточное вещество;

2) ядро;

3) вакуоль;

4) цитоплазма

2 вариант.

Прочитай внимательно задание. В каждом задании подчеркни только один правильный ответ.

1. Что из перечисленного заполнено клеточным соком

1) вакуоль;

2) ядро;

3) межклеточное вещество;

4) цитоплазма

2. Растительная клетка отличается от животной наличием

1) ядра,

2) хлоропластов,

3) рибосом;

4) цитоплазмы

3. Как называется вязкое, полужидкое вещество клетки, которое связывает все её части

1) ядро;

2) цитоплазма;

3) клеточная мембрана;

4) хлоропласт.

4. Защитную функцию выполняют ткани

1) покровные;

2) механические;

3) проводящие;

4) образовательные

Приложение 2.

Рекомендации по оцениванию работы.

Время выполнения работы 5 минут.Каждый обучающийся получает свой лист проверочной работы.3. Общий итог: 4 балла

4 . Спецификация работы

Таблица 1

№задания

1 вариант

Проверяемые знания и умения

Уровень

Оценка

Знание отличий растительной клетки от животной

1 балл

Знание функций тканей растений

1 балл

Знание строения клетки и её частей

1 балл

Знание строения клетки и её частей

1балл

Таблица 2

№задания

2 вариант

Проверяемые знания и умения

Уровень

Оценка

Знание строения клетки и её частей

1 балл

Знание отличий растительной клетки от животной и бактериальной

1 балл

Знание строения клетки и её частей

1 балл

Знание функций тканей растений

1 балл

5. При выполнении проверочной работы обучающийся получит одну оценку, которая выставляется на основе суммы полученных баллов (табл. 1(2) и 3).

Таблица 3

Баллы

Меньше 3 баллов

2 балла

3 балла

4 балла

Оценка

«2»

«3»

«4»

«5»

Если Вы являетесь автором этой работы и хотите отредактировать, либо удалить ее с сайта — свяжитесь, пожалуйста, с нами.

постоянных тканей | Класс 9 Биология

Наименьшая и основная единица жизни, которая выполняет все жизненные процессы, известна как клетка. Группа клеток, которые сходны по структуре и работают вместе для достижения определенной функции, известна как тканей. Растения и животные состоят из разных органов, и эти органы состоят из ткани. Ткани растений можно разделить на два типа: Меристематическая ткань и постоянная ткань

Постоянная ткань

Меристематические ткани делятся и поднимаются, образуя постоянную ткань, которая принимает постоянную форму, размер и функцию в процессе дифференцировки. Они обнаружены почти у всех растений, созревающих преимущественно ниже эпидермиса. Они распространились слоями клеток. Паренхима находится в коре стебля и корней и в мезофилле листьев. Колленхима находится в стебле листа и средней жилке листа под эпидермисом. Склеренхима находится в стеблях, вокруг проводящего пучка, вокруг твердой оболочки семян и орехов, в жилках листьев. Сложная тканевая ксилема встречается по всему телу растения, в центре сосудистого пучка, а флоэма находится вне сосудистого пучка, в жилках листьев и в самых внутренних слоях коры старых деревьев. Их можно разделить на:

• Simple Tissues
  • Parenchyma
  • Collenchyma
  • Sclerenchyma
• Complex Tissues
  • Xylem 
  • Phloem
  • Secretory tissue

Simple Permanent Tissue

Cells that are more or less подобные формы простой ткани. Их еще называют однородными тканями .

Паренхима

Они также известны как упаковочная ткань. Это наиболее распространенная ткань, имеющая шаровидные тонкостенные межклеточные пространства и крупные вакуолевые клетки. Их основная функция – производство и хранение пищи. он составляет насыщенный хлоропластами мезофилл (внутренние слои) листьев, кору (внешние слои) и сердцевину (самые внутренние слои) стеблей и корней, а также формирует мягкие ткани плодов.

Типы паренхимы

1. Хлоренхима : паренхима, которая содержит хлорофилл и помогает в фотосинтезе, известна как хлоренхима
2. Aerenchyma : correnchyma, которая содержит воздушные палетность и присутствует на Aquatica Plating. Он обеспечивает плавучесть водным растениям. Они помогают в формировании анаэробной ризосферы в анаэробной почве.

Колленхима

Эти ткани состоят из живых и удлиненных клеток, неравномерно утолщенных по углам из-за механического воздействия на растения. Они обеспечивают гибкость и механическую поддержку растения. Он помогает различным частям растений сгибаться, не ломая их. Они всегда находятся под эпидермисом. Они производят новые клетки и помогают в удлинении стебля. В основном они встречаются у однодольных растений, таких как пальма, кокос и т. Д. Колленхима содержит целлюлозу, гемицеллюлозы и пектиновые вещества. Он может содержать или не содержать несколько хлоропластов и может осуществлять фотосинтез и запасать пищу.

Типы колленхимы

1. Тангенциальная колленхима – В этих колленхимах клетки утолщены на тангенциальной поверхности клеточной стенки и расположены в ряды.
2. Лакунарная колленхима – В этой колленхиме у них есть пространство внутри клеток.
3. Угловая колленхима – В этой колленхиме точки межклеточного контакта утолщены.
4. Кольцевая колленхима – в этой колленхиме клеточные стенки равномерно утолщены.

Склеренхима  

Эти ткани состоят из длинных и узких мертвых клеток без межклеточного пространства. Благодаря наличию лигнина их клеточная стенка толстая. Он придает растению механическую прочность. Они присутствуют в стебле, вокруг сосудистого пучка, в жилках листьев и в твердой оболочке семян и орехов.

Типы склеренхимы

• Волокно : Имеют длинные клетки, обеспечивающие прочность растения. Они часто встречаются в пучках или тяжах и могут присутствовать почти в любом месте тела растения, включая стебель, корни и сосудистые пучки в листьях. Они обеспечивают сырье для различных текстильных изделий и тканых материалов. В основном они встречаются в виде кластеров, комков или участков.
• Склереиды : Они встречаются в самых разных формах и могут быть обнаружены в таких тканях, как перидерма, кора, сердцевина, ксилема и флоэма. Они присутствуют в различных растениях, таких как внешняя оболочка орехов и многие семена. зернистая текстура груш и гуавы также обусловлена ​​этим.

Сложная постоянная ткань 

Сосудистые ткани, состоящие из различных типов клеток, которые работают вместе и помогают в транспортировке пищи, воды и минералов по всему растению, известны как сложные ткани .

Ксилем

Он в основном состоит из мертвых клеток и используется для транспортировки воды и минералов от корней к листьям и другим частям растения. Он содержит трахеиды, сосуды, паренхиму ксилемы и волокна ксилемы. Из всего этого только паренхима ксилемы состоит из живых клеток и содержит пищу. Трахеиды и сосуды длинные, удлиненные, полые.

Флоэма  

Состоит из живых клеток и помогает транспортировать пищу из листьев в другие части растений. Он состоит из ситовидных трубок, клеток-спутниц, волокон флоэмы и паренхимы флоэмы. Из всего этого только волокно флоэмы состоит из мертвых клеток. Они также отвечают за транспортировку белков и мРНК.

Секреторные ткани

, так как название показывает , утолщенные и многоядерные клетки, а также содержат желтоватое вещество, называемое латексом. они распространяются по клеткам паренхимы растений.

Часто задаваемые вопросы о постоянных тканях

Вопрос 1: Из чего состоят постоянные ткани?

Ответ:

Постоянная ткань состоит из меристематической ткани. которые принимают постоянную форму, размер и функцию в процессе дифференциации. это неделящиеся клетки. Они бывают трех типов: паренхима, колленхима и склеренхима.

Вопрос 2. Какие существуют типы тканей растений?

Ответ:

Различные типы растительных тканей:

• Меристематические ткани: содержат клетки, которые непрерывно делятся. они отвечают за рост растений. они бывают трех типов: апикальная меристема, латеральная меристема и интеркалярная меристема.
• Постоянные ткани: меристематические ткани делятся и поднимаются, образуя постоянную ткань, которая принимает постоянную форму, размер и функцию в процессе дифференцировки. Они бывают трех типов: паренхима, колленхима и склеренхима.

Вопрос 3. Различия между ксилемой и флоэмой.

Ответ:

Xylem	Phloem
IT Contains Contains. IT Contains Contains.	Содержит все живые клетки, кроме волокон флоэмы.
Клеточные стенки толстые.	Стенки клеток тонкие.
Транспортирует воду и минералы.	Транспортирует продукты и белки.
Трахеиды и сосуды являются основными элементами этой ткани.	Ситовидные трубки и клетки-спутницы являются основными элементами этой ткани.

Вопрос 4: Постоянные ткани расположены в?

Ответ:

Постоянная ткань встречается почти у всех растений, которые созревают в основном под эпидермисом .

• Паренхима находится в коре стебля и корней и в мезофилле листьев.
• Колленхима находится в стебле и средней жилке листа под эпидермисом.
• Склеренхима находится в стеблях, вокруг проводящего пучка, вокруг твердой оболочки семян и орехов и в жилках листьев.
• Сложная ткань ксилемы находится по всему телу растения, в центре сосудистого пучка, а флоэма находится вне сосудистого пучка, в жилках листьев и в самых внутренних слоях коры старых деревьев.

Вопрос 5: Каковы функции постоянной ткани?

Ответ:

• Функция постоянной ткани — обеспечивать механическую прочность и поддержку растения
• Она также помогает в транспортировке воды, минералов и продуктов питания. Она также производит и хранит продукты питания
• Он помогает различным частям растений сгибаться, не ломая их 
• Они также выделяют различные вещества, такие как камедь, латекс, нектар и т. д. 

Услуги фундамента

На протяжении более 50 лет программа садоводства факультета наук о растениях в кампусе Дэвиса Калифорнийского университета (UC) была домом для одной из самых успешных программ селекции клубники в мире. Сорта, разработанные Департаментом растениеводства, запатентованы и лицензированы UC Davis Technology Transfer Services, а также поддерживаются и распространяются Foundation Plant Services (FPS).

Техническое обслуживание и распространение включают ежегодное тестирование на болезни и идентичность, производство и распространение эксплантатов кончиков меристем культур тканей, а также распространение растений, размножаемых традиционным способом, произведенных за пределами участка по специальному соглашению. FPS тестирует и поддерживает передовые сорта, произведенные селекционерами клубники UC, обеспечивая беспрепятственный выпуск проверенного на болезни материала для размножения при введении новых сортов.

Производство меристемных растений

Термин «меристемное растение» используется в промышленности для обозначения растения, выращенного в культуре ткани из кончика меристемы. Основными причинами выращивания меристемных растений являются устранение патогенов из посадочного материала и оживление растений. Растения меристемы производят гораздо больше дочерних растений, чем растения, размножаемые традиционным способом. «Наконечник меристемы» состоит из ткани меристемы плюс один или два листовых зачатка и имеет размер менее 0,5 мм. Ткань меристемы находится в молодых точках роста, где клетки делятся, но еще не дифференцировались в листья, стебли или другие органы. Следующие этапы описывают процесс выращивания «меристемных растений» клубники. Процесс от материнского растения до меристемного растения в горшечной почве занимает примерно один год.

1. Материнские растения

Исходный посадочный материал земляники для сорта клубники UC предоставляется селекционером земляники UC перед выпуском в продажу и многократно тестируется в течение нескольких лет, прежде чем стать материнским растением (также известным как исходный материал). Материнские растения обычно размножают отводками в течение всего года.

2. Ежегодное тестирование на болезни

Для поддержания своего сертификационного статуса материнские растения каждого сорта ежегодно инспектируются и тестируются на наличие вирусов с использованием биологических индикаторов клубники и травянистых растений-хозяев в соответствии с регистрационными и Программа сертификации. Их также проверяют на наличие вирусов и других патогенов с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР).

3. Идентификация ДНК

Сортовая принадлежность каждого материнского растения, из которого вырезаны верхушки меристемы, проверяется с использованием технологии маркеров «отпечатков пальцев» ДНК для контроля качества. Листья отбирают перед термической обработкой.

4. Термообработка

Материнские растения с прикрепленными дочерними растениями помещают в камеру для термообработки минимум на 3 недели при постоянной температуре 37°С, относительной влажности 70% и 16-часовом световом дне. Чтобы выдержать такое лечение, требуется сильное растение с хорошо укоренившимися корнями.

5. Культура ткани

Дочерние растения собирают и верхушки меристем вырезают из верхушечных и пазушных почек на кроне. Поверхностная стерилизация не требуется, если соблюдать осторожность при удалении наружных листьев. Каждую верхушку меристемы вырезают асептически, в ламинарном воздушном транспортном боксе с использованием скальпеля и пинцета под стереоскопом с 80-100-кратным увеличением. Скальпель часто стерилизуют пламенем. Кончики побегов меристемы осторожно помещают на среду MSI (соли и витамины Мурасиге и Скуга половинной концентрации, 2% сахарозы, 1 мг/л ИУК, 0,6% агара, рН 5,8), на которой они обычно образуют побеги и корни.

После образования корней эксплантата около 1 см. меристему растения переносят на поддерживающую среду без гормонов роста (соли и витамины Мурасиге и Скуга, 3% сахарозы, 0,2% фитагеля, рН 5,8). Растения переносят на свежую среду каждые четыре-восемь недель.

Растения, предназначенные для доставки за пределы штата или зарубежные страны, обычно перевозятся in vitro (в пробирках). У питомников есть возможность покупать растения в пробирке или в почве, если они могут договориться о том, чтобы забрать их в FPS. Растения также можно хранить в МС в пробирках, обернутых парафильмом, при температуре 4°С в течение одного-двух лет.

На среде MSI мы обнаруживаем, что растения не производят каллусной ткани или производят очень мало. Эти стратегии сводят к минимуму риск создания нестандартного растения. Аналогичные выводы были сделаны на аналогичной среде Собчикевичем (1979). Иногда растения с пестрыми листьями или химерами с белыми полосами наблюдают в пробирках или почве и отбраковывают.

Процент успешно прорастающих верхушек меристем зависит, среди прочих факторов, от сорта и мастерства техника. Успех составляет в среднем от 30 до 50%, хотя для некоторых сортов, таких как «Seascape», этот диапазон составляет всего 10%, и может достигать 9%.0–100 % для других сортов, таких как Camarosa и Albion.

Поскольку каждое дочернее растение обычно имеет от трех до шести кончиков побегов меристемы, материнское растение, имеющее 30 прикрепленных дочерних растений, может иметь более 100 кончиков побегов меристемы. Программа FPS сводит к минимуму возможность получения растения вариантного типа, производя только одно меристемное растение из верхушки меристемного побега; Таким образом, можно ожидать, что каждое материнское растение даст примерно 100 меристемных растений.

6. Акклиматизация

Растения для госзаказов переносят из пробирок в 2-дюймовые горшки со стерильной почвенной смесью, а затем постепенно акклиматизируют к влажности окружающей среды во влажной камере. Акклиматизация имеет решающее значение и занимает две-три недели.

7. Теплица

Меристемные растения пересаживают в 4-дюймовые горшки и перемещают в теплицу. Они проверяются Департаментом продовольствия и сельского хозяйства Калифорнии, прежде чем их заберут покупатели.

Нажмите на изображение, чтобы увеличить его

Вирусы клубники

Клубника поражается более чем 30 вирусами и фитоплазмами, многие из которых могут значительно снизить урожай, быстро распространяться в поле и могут не вызывать явных симптомов. Вирус клубничной крапчатости (SMoV), вирус морщинистости клубники (SCV) и вирус мягкого желтого края клубники (SMYEV) являются одними из наиболее распространенных вирусов клубники.

Некоторые тяжелые штаммы SMoV могут снижать урожайность на 30%. Часто современные сорта не проявляют симптомов при заражении только одним вирусом, но при смешанной инфекции более чем одним вирусом может развиться синдром увядания, при котором листья становятся красными, растения ослабевают и могут погибнуть (Martin and Tzanetakis, 2006).

Симптомы вирусной инфекции у восприимчивых видов клубники-индикаторов могут быть очень легкими или тяжелыми и включать деформацию листьев, появление пятен или крапчатый рисунок. SMoV, SCV и SMYEV передаются тлей; другие вирусы, в том числе вирус, ассоциированный с клубничным паллидозом (SPaV), и вирус псевдожелтушности свеклы (BPYV), передаются белокрылкой; и другая группа, включая вирус кольцевой пятнистости томата (ToRSV), латентный вирус кольцевой пятнистости клубники (SLRSV) и вирус мозаики арабиса (ArMV), передаются нематодами.

Один из лучших способов свести к минимуму потери из-за вирусной инфекции — выращивать здоровый поголовье, сертифицированное Департаментом продовольствия и сельского хозяйства Калифорнии или аналогичным государственным органом.

Почему тканевая культура используется для чистого сырья Strawberry

В FPS культура тканей используется для уничтожения вирусов и других патогенов, а также для оживления растений клубники для увеличения производства побегов в питомниках. Избегают размножения растений в культуре тканей, чтобы свести к минимуму вероятность появления растений вариантного типа.

Использование культуры тканей для уничтожения вирусов земляники впервые было сообщено в 1960-х годах и используется в программах сертификации по всему миру. Это обычная техника, успешно используемая на многих сельскохозяйственных культурах. В сочетании с термической обработкой культура тканей оказалась очень успешной для получения здорового посадочного материала клубники. В течение многих лет в FPS все растения, полученные из вирусоположительных материнских растений, после обработки давали отрицательный результат на наличие вируса.

Исследования и опыт показали, что, даже если вирусы не обнаружены, растение, прошедшее тепловую обработку и культуру тканей, является более энергичным и может дать гораздо больше дочерних растений, чем растения, размножаемые традиционным способом. Одно из объяснений состоит в том, что это происходит потому, что растение восстанавливает ювенильные черты, которые, как считается, имеют более вегетативный, чем плодоносящий характер роста. Можно ожидать, что продуктивность растений, полученных из тканевой культуры, будет как минимум на 50% выше, чем у растений, размножаемых традиционным способом; отчеты варьируются от отсутствия увеличения до увеличения на 400 % (Swartz et al. 19).81; Скотт и др. 1985 год; Меркл 1993).

Одно «меристемное растение» из программы FPS может дать от 300 до 800 дочерних растений за один сезон в экранированном помещении, в зависимости от сорта и условий выращивания; Сообщалось о до 2000 дочерних растений от одного «меристемного растения». Это отличается от обычного размножения побегами, при котором каждое растение дает около 100 дочерних растений за сезон (C. Gaines, личное сообщение).

Размножение растений земляники в культуре тканей имеет неоднозначное признание и не используется в FPS. Его преимущества заключаются в сокращении времени генерации и уменьшении подверженности насекомым и болезням (Moisander et al. 2006). Однако были задокументированы проблемы с вариантными типами, особенно с гиперцветом (Jemmali 19). 95). Эти проблемы могут быть решены путем ограничения числа пересевов, снижения уровня гормонов в средах и испытаний на плодоношение растений, полученных в культуре тканей. (Мартинелли, 1992; Боксус и др., 2000).

Тестирование на болезни

Каждый сорт и улучшенный селекционный отбор ежегодно тестируется на более чем 15 патогенов (см. список). Для обнаружения патогенов используются три стандартных метода: индексация трансплантата, индексация травянистых растений-хозяев и полимеразная цепная реакция (ПЦР). Эти тесты дополняют и служат проверкой друг друга. Индексы прививки и травянистых растений-хозяев позволяют относительно недорого проводить скрининг большого количества растений на наличие широкого спектра вирусов. ПЦР является быстрой, высокочувствительной и может определить, какой вирус присутствует, но требует дорогостоящего оборудования и реагентов, специальных праймеров и высококвалифицированных специалистов.

Индекс прививки

Индексация прививки в настоящее время является единственным тестом, требуемым для программы регистрации и сертификации CDFA. Каждое тестируемое растение, называемое растением-кандидатом, прививают к трем чувствительным к вирусам клонам клубники, используемым в качестве растений-индикаторов вирусов земляники: клон UC4, UC5 и UC10 или UC11. UC4 и UC5 представляют собой выборки гибридов земляники Fragaria vesca . UC10 и UC11 являются селекциями земляники F. virginiana . Листовая пластинка растения-кандидата обрезается, а черешок разрезается на клин. Центральный листочек на растении-индикаторе удаляют, а черешок расщепляют, чтобы получить листочек от растения-кандидата. На каждое растение-индикатор помещают по три привоя. Черешок заворачивают, а растение-индикатор держат под туманом, чтобы дать прививкам возможность зажить. Если растение-кандидат заражено вирусом, симптомы появляются на новом росте растения-индикатора примерно через месяц.

Индекс травянистых растений-хозяев

Индексация растений-хозяев используется для проверки наличия вирусов, передающихся через сок. Используются четыре чувствительных к вирусу вида травянистых растений Chenopodium amaranticolor, C. quinoa, Cucumis sativus и Nicotiana clevelandii. Молодые листья растений-кандидатов измельчают в буфере. Затем этот растительный экстракт втирают в растения-индикаторы, предварительно опудренные карборундом. При этом вирусные частицы, которые могут присутствовать в растении-кандидате, передаются растению-индикатору. Растения-индикаторы инкубируют в теплице. Если растение-кандидат заражено, симптомы появляются у растений-индикаторов примерно через 10-14 дней.

Тесты полимеразной цепной реакции (ПЦР)

Растения-кандидаты проходят ПЦР-тест на вирусы, фитоплазмы и Xanthomonas fragariae. По мере того, как становится известно больше о молекулярной биологии патогенов и становятся доступными праймеры, в программу добавляются тесты. Небольшие пробирки, каждая из которых содержит один образец растения и реагенты для ПЦР-теста на один патоген, помещают в термоциклер на три часа. Продукты реакции загружают в агарозный гель для проведения гель-электрофореза продолжительностью около часа. Гель окрашивают чувствительным к УФ красителем и фотографируют в УФ-свете. Если растение-кандидат инфицировано, появляется яркая полоса в месте, где краситель связывается со специфичной для вируса нуклеиновой кислотой. Каждая колонка представляет собой один тест на вирус для одного образца растения. Результаты ПЦР-теста можно получить за один день.

ДНК-дактилоскопия клубники для идентификации

Новые сорта клубники регулярно внедряются в клубничную промышленность, и ни один сорт не доминирует на рынке. Более 70% клубники, выращиваемой в Калифорнии, производится сортами Калифорнийского университета в Дэвисе. Производители клубники полагаются на UC Davis Foundation Plant Services (FPS), чтобы предоставить питомникам проверенный на вирусы, правильно идентифицированный посадочный материал новейших и лучших запатентованных UC сортов клубники. Исторически сложилось так, что объективных скрининговых тестов для точного различения сортов не проводилось. В ответ на потребности промышленности и потребителей ученые FPS разработали методологию «отпечатков пальцев» ДНК для правильной идентификации сортов клубники.

В процессе фингерпринтинга ДНК извлекается из свежих листьев клубники, затем ДНК специфического маркера амплифицируется с помощью полимеразной цепной реакции. Амплифицированная ДНК-маркер для каждого сорта клубники уникальна, как отпечаток пальца человека. Анализируя маркерную ДНК и сравнивая результаты с недавно разработанной базой данных отпечатков ДНК клубники, исследователи могут определить сортовую идентичность растения клубники.

Простые повторы последовательностей (SSR) — это участки ДНК организма, в которых одна и та же небольшая последовательность нуклеотидов, обычно состоящая из двух-шести пар оснований, повторяется много раз. SSR широко распространены во многих организмах, широко используются для генетических исследований, а некоторые из них в сочетании могут различать близкородственные сорта внутри вида. SSR также называют микросателлитами.

Все материнские растения, используемые для получения меристемных растений, проходят ДНК-тест для подтверждения правильной идентификации сорта. Эффективная и надежная схема фингерпринтинга ДНК с использованием повторов простых последовательностей (SSR) была разработана FPS в сотрудничестве с Министерством сельского хозяйства США и размещена в открытом доступе. Образцы растений клубники теперь можно отправлять в частные лаборатории для проверки их подлинности. Питомникам рекомендуется регулярно проверять свои запасы на сортовую правильность.

Другие системы биохимических и молекулярных маркеров использовались для идентификации сортов земляники, включая изоферменты (Bell and Simpson, 1994), маркеры случайной амплификации полиморфной ДНК (RAPD) (Degani et al. 1998; Garcia et al. 2002; Hancock et al. 1994), маркеры полиморфизма длин амплифицированных фрагментов (AFLP) (Miroslaw et al. 2002) и Inter Simple Маркеры Sequence Repeat (ISSR) (Arnau et al. 2002). Каждая из этих систем имеет технические ограничения; у всех есть известные проблемы с воспроизводимостью данных между лабораториями.

Повторы простых последовательностей широко использовались для идентификации сортов винограда, грецкого ореха и других клонально размножаемых культур (Dangl et al. 2001; Dangl et al. 2005), но для разработки маркеров SSR требуется много времени и опыта (Lewers et al. 2005). Применение этой технологии к клубнике особенно сложно, потому что земляника октаплоидная, с восемью копиями каждого гена, и потому что инбридинг может привести к сортам с несколькими копиями одного и того же аллеля в одном локусе. Поскольку технология SSR может определить только наличие или отсутствие аллеля, но не количество копий, часто существует несколько генетических комбинаций, которые могут привести к определенному профилю.

Эта система маркеров SSR позволяет различать близкородственные сорта земляники, запатентованные UC. Ранее опубликованные маркеры использовались для сокращения времени разработки; амплифицированные фрагменты оцениваются как доминантные маркеры. Поскольку связывание праймеров является высокоспецифичным, эта система отличается высокой точностью и воспроизводимостью в других лабораториях.

Основная процедура заключается в сборе, сушке и извлечении ДНК из молодых листьев, хотя можно использовать и другие ткани. ДНК амплифицируют с использованием одного оптимального условия ПЦР. Продукты ПЦР загружаются в генетический анализатор, что приводит к набору пиков, которые оцениваются как присутствующие или отсутствующие. Процесс быстрый (требуется около двух дней), точный и очень воспроизводимый. Недостатки в том, что он требует высокой квалификации техников и дорогих реагентов и оборудования.

Шестнадцать ранее опубликованных пар праймеров для клубники были протестированы и описаны в новой системе идентификации сортов клубники, разработанной в Foundation Plant Services (FPS). (Dangl, G.S. et al. 2007) Эта и другие публикации доступны на http://fps.ucdavis.edu. Шесть пар праймеров последовательно амплифицировали, а также давали переменные размеры пиков в нашем исследовательском наборе из 45 обычно выращиваемых сортов клубники и селекционной селекции. Одна пара праймеров, ARSFL-09, имела наибольшее количество пиков и генерировала уникальные профили для 29из 45 образцов. Остальные 16 попали в восемь профильных групп по два сорта в каждой, которые легко разрешились любой из трех других пар праймеров. Для большей уверенности образцы клубники в FPS регулярно проверяются на все шесть выбранных маркеров.

Хотя октаплоидная природа клубники усложняет интерпретацию, эта система может надежно идентифицировать сорта земляники на ранней стадии развития и различать близкородственные сорта, запатентованные UC. Этот процесс обычно используется для проверки подлинности ДНК всех материнских растений клубники FPS. Кроме того, технология SSR, разработанная в Foundation Plant Services, доступна для общественности, и частным лабораториям рекомендуется использовать эту систему.

Селекционная селекция UC

Каждый год селекционеры клубники UC представляют в FPS передовые селекционные селекции, которые потенциально могут стать новыми сортами. Эти отборы обрабатываются с использованием методов нагревания и культивирования тканей для устранения вируса, которым они могли быть инфицированы в полевых условиях. Меристемное растение каждой селекции возвращается селекционеру для дальнейших испытаний, а побег от него хранится в ППС.