исслед раб

Физиолого-генетические аспекты
антоциановых окрасок у растений
Авторы: Баровая Кристина, Майтова Анастасия ученицы 10б класса
МОУ гимназия №121 Калининского района
городского округа город Уфа РБ
Цель работы:
Изучить генетическую обусловленность антоциановых
окрасок у цветковых растений.
Задачи работы:
1.Познакомиться с различными группами пигментов.
2.Рассмотреть генетический контроль синтеза антоцианов.
3. Определить какие группы генов контролируют
окраску венчиков сенполий.
Актуальность данной работы заключается в генетическом
анализе наследования антоциановой окраски фенотипа венчиков
цветков узамбарской фиалки для подбора родительских форм
с целью получения гибридов с уникальными цветовыми
композициями окраски венчиков, так как весь мир мечтает
получить сенполии с желтой или какой-либо другой
удивительной окраской венчика.
В общем плане работа позволит получить устойчивые линии
антоциановых окрасок растений. Это будут экологически
чистые пищевые растительные красители.
Окраска растений зависит от наличия в их тканях определенных
пигментов – хлорофиллов, каротиноидов, антоцианов. Хлорофилл
определяет зеленую окраску листьев. Спутниками хлорофилла
являются каротиноиды, которые определяют желтое, оранжевое и
красное окрашивание. Третья группа пигментов – антоцианы,
которые определяют практически все краски растений – от
оранжевой и красной до синей. Для нас антоцианы интересны тем,
что они являются индикаторами на изменение кислотности среды.
Зависимость структуры и цвета антоцианидинов от
pH среды:
1. Красная пирилиевая соль;
2. Бесцветное псевдооснование;
3. Синяя хиноидная форма;
4. Пурпурный фенолят хиноидной формы;
5. Желтый халкон
Одновалентный катион К+ даёт пурпурные комплексы
Двухвалентные Mg2+ и Ca2+ - синие
При рН < 6 окраска карминово-красная
6 — фиолетовая
8 — синяя
10 — зеленая
Наиболее устойчивая окраска наблюдается при рН 2.
При рН 8-10 она сохраняется в течение всего нескольких минут.
Все типы окрасок зависят от наследственных факторов. Мы
предполагаем, это подтверждено литературными
источниками, что данная окраска зависит от взаимодействия
неаллельных генов. Рассмотрим взаимодействие неаллельных
генов на примере льна.
ЛЕН
А – окрашенный венчик
аа – неокрашенный венчик
В – голубой венчик
bb – розовый венчик
А-В- голубая окраска (комплементарность)
А-bb розовая окраска
ааВВ и ааВb белая окраска (рецессивный эпистаз)
Материалы исследования
• Материалом данного исследования
служат лепестки четырех окрасок
узамбарской фиалки:пурпурная,
розовая, голубая и белая.
Оборудование
• Оборудование:плитка, 4 термостойких
стаканчика на 50 – 100 мл, штатив с
химическими пробирками, пипетка,
ложечка, фильтровальная бумага или
марля.
• Реактивы: 20 г питьевой соды,
разбавленная соляная кислота (1Н)
Методика исследования
1. Выделение антоцианов.
0,5-1 г красных и фиолетовых лепестков венчика
растений поместить в два термостойких стакана. Залить
10 мл воды, прокипятить на плитке до выхода
антоцианов в раствор. Отфильтровать вытяжки в чистые
пробирки через марлевый или бумажный фильтр.
2. Изменение окраски антоциановой вытяжки под
действием кислоты.
К растворам антоциановой вытяжки добавить по каплям
разбавленную соляную кислоту. Наблюдать изменение
окраски раствора, отметить в тетради.
3. Изменение окраски раствора под действием
щелочи (или питьевой соды).
кислотная
щелочная
кислотная
щелочная
щелочная
кислотная
кислотная
щелочная
Результат: антоциановая вытяжка в кислой среде голубых, розовых
и красных лепестков приобретает розовую окраску с разными оттенками.
В щелочной среде, как и в водной, окраска разнообразная. Белая окраска
венчика не дает какого-либо яркого окрашивания вытяжки, а лишь оттенки
бежевого, желтого (скорее цвета слоновой кости).
№
опыта
Окраска венчика
Окраска водного
раствора
Окраска
щелочная
Окраска
кислотная
1
Голубая
Грязно-зеленая
Изумруднозеленая
Розовосиреневая
2
Розовая
Янтарная
Янтарножелтая
Розовооранжевая
3
Красная
(пурпурная)
Буро-розовая
(гнилая вишня)
Бледно-буророзовая
Розовая
4
Белая
Бежевая
Желтая
Прозрачная
Скрещивание розовой и белой сенполий позволяет
надеяться получить среди потомков желтое окрашивание и
размножить их с помощью культуры тканей.
Исходя из данных, полученных в нашем исследовании, мы
предполагаем следующее распределение генов и генотипов:
признак
ген
генотип
Окраска венчика
пурпурная
-
А-В-
Кислотный
антоциан
А
А-вв
Щелочной
антоциан
В
ааВ-
Выводы
• 1. Анализ состава антоцианов венчиков 4 исследованных сортов
сенполий показал, что фенотипически определяемый цвет окраски
венчиков состоит из сочетания кислотно и/или щелочно
экстагируемых фракций антоцианов.
• 2. Исследования показали, что антоциановая окраска лепестков
венчика у высших растений определяется взаимодействием
неаллельных генов, расположенных в разных парах гомологичных
хромосом.
• 3. Окраска венчика с красным оттенком детерминирована
кислотным антоцианом, а более холодные оттенки –
щелочеизвлекаемым антоцианом.
В перспективе необходимо продолжить данную работу, скрещивая
необходимые линии сенполий и анализируя полученные
результаты, так как нами предположительно получены
родительские формы для получения желтых фиалок.