Контрольная работа по "Ботанике"

Федеральное государственное  образовательное учреждение

высшего профессионального образования 

«Омский государственный аграрный университет»

Кафедра плодоовощеводства и ботаники

  

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа №2

По дисциплине: Ботаника

 

 

 

 

                                                                                                     Выполнил: студент 21 гр.,

агрономического факультета

Клачков А.А.

 

 

 

 

Омск

Издательство  ФГОУ ВПО ОмГАУ

2012

Вопрос 8

Размножение грибов

У макромицетов различают половое, бесполое и вегетативное размножение. Вегетативное размножение, в основе которого лежит способность организма к регенерации, может осуществляться при помощи частей мицелия. Способность грибов к вегетативному размножению широко используется при искусственном размножении культивируемых грибов, а также при пересевах чистых культур в лабораториях, производящих посевной мицелий.

Более специализированным считается способ, при котором  мицелий распадается на отдельные  клетки, которые впоследствии прорастают, образуя мицелий. К органам вегетативного размножения относятся оидии, хламидоспоры, которые, хотя и сравнительно редко, образуют некоторые виды высших грибов. Хламидоспоры - это толстостенные участки гиф, обособившиеся от мицелия и покрытые темной, плотной оболочкой. Они способны сохранять жизнеспособность от года до десяти лет. При наступлении благоприятных условий они прорастают в новый мицелий. Оидии - короткие цилиндрические тонкостенные участки гиф, образованные в результате полного распадения мицелия при влажных условиях. При прорастании дают начало новому мицелию.

Для многих макромицетов характерно и бесполое размножение. Оно осуществляется при помощи специализированных клеток или многоклеточных структур (спор), которые прорастают в мицелий.

Не останавливаясь на разнообразии форм полового размножения грибов, рассмотрим половой процесс у базидиальных грибов, который называется соматогамия. Он состоит в слиянии двух клеток вегетативного мицелия путем образования анастомозов между нитями мицелия или другим путем и образования дикари-отического мицелия, на котором образуются базидии с базидиоспорами. Базидиоспоры гаплоидны, они дают начало гаплоидному мицелию, и все начинается сначала.

Мицелий высших грибов, являясь аэробным организмом, растет и развивается в естественных условиях вегетативным путем, избегая чрезмерно влажных и заболоченных мест. При определенных условиях внешней среды он достигает биологической зрелости и образует репродуктивные органы - плодовые тела. В них развиваются споры, которые служат для размножения и распространения вида в природе половым путем. При отсутствии условий для образования плодовых тел мицелий высших грибов продолжает расти и развиваться только вегетативным путем посредством удлинения и разветвления гиф, а у некоторых видов образуются оидиоспоры и хламидоспоры.

 

Вопрос 15

Головневые грибы, их систематическое  положение, жизненный цикл твердой  и пыльной головни пшеницы. Меры борьбы с ними.

Головневые  грибы — интересная во многих отношениях группа базидиомицетов. Известно около 1000 видов головневых грибов, объединенных в 40 родов.

Головневые  грибы поражают большинство органов  своих растений-хозяев, в том числе вегетативные и цветочные почки, листья и стебли, лепестки венчика и чашелистики, тычинки и пестики, плоды и семена. Реже они поражают корни. Пораженные части растений выглядят как обугленные или покрытые сажей. Поэтому заболевания, вызываемые головневыми грибами, носят название «головня».

Головневые  грибы распространены от Арктики до тропиков, почти повсюду, где произрастают высшие растения, не исключая пустынь и гор.

Образующаяся  в пораженных головневыми грибами органах растений-хозяев темная «пыль» (или «сажа») представляет собой скопления головневых спор, которые называют хламидоспорами, телиоспорами. У каждого вида гриба эти споры отличаются особым строением и размерами. Они имеют более или менее округлую форму. Споры головневых грибов обладают плотной оболочкой, состоящей в основном из вещества хитиновой природы, пигментов-мелапинов и углеводородов-алканов. Они окрашены в черный, коричневый, желтый или фиолетовый цвет. Оболочка спор предохраняет живую клетку гриба от губительных факторов окружающей среды — воздействия высокой и низкой температуры, сухости солнечных лучей, недостатка и избытка влаги и т. д. Споры головневых грибов чрезвычайно жизнеспособны и могут, прорастая, заразить высшее растение, даже пролежав в покое 20 и более лет. Например, отдельные споры возбудителя твердой головни пшеницы (Tilletia levis) сохраняют жизнеспособность на протяжении 25 лет, а споры возбудителя твердой головни ячменя (Ustilage hordei) — на протяжении 23 лет.

Каждая  головневая спора прорастает с образованием ростковой гифы, или промицелия, на которой формируются базидиоспоры. Плодовых тел они не образуют. Головневая спора диплоидна, но при прорастании происходит мейоз, в результате которого базидиоспоры становятся гаплоидными. Базидиоспоры отличаются от головневых спор меньшими размерами и тем, что они имеют гладкую тонкую и неокрашенную оболочку. Головневую спору вместе с промицелием рассматривают как баэидию, и на этом основании головневые грибы включены в класс базидиальных грибов (базидиомицетов).

Способ  прорастания головневых спор послужил основой для объединения головневых грибов в два семейства — устиляговых (Ustilaginaceae) и тиллециевых (Tilletiaceae). Для первого из них характерно прорастание спор с образованием разделенного на клетки промицелия с базидиоспорами по бокам. Представителям второго свойственно прорастание спор с образованием одноклеточного промицелия с базидиоспорами на его вершине.

Головневые  грибы гетероталличны: для образования  нового поколения спор и для заражения высшего растения необходимо слияние двух внешне одинаковых, но физилогически различных баяидиоснор или мицелиальных клеток, относящихся к противоположным полам. Последние нередко обозначаются как + и -.

У одних головневых грибов друг с другом сливаются базидиоспоры, находящиеся на базидий; у других — базидиоспоры, опавшие с базидий, или сливаются мицелии после прорастания базидиоспор; у третьих, у которых базидий не возникают, отдельные клетки фрагмобазидий обособлены перегородками. Половой процесс у головневых грибов состоит как бы из двух этапов. На первом из них происходит плазмогамия, т. е. слияние цитоплазмы двух раздельнополых клеток или гаплоидных мицелиев без слияния ядер. Плазмогамия происходит на покровной ткани растения-хозяина. На втором этапе в созревающих головневых спорах осуществляется кариогамия (слияние гаплоидных ядер). Головневые становятся диплоидными. Половой процесс у головневых грибов (впрочем, как и у других базидиомицетов) как бы растянут во времени и пространстве. От момента плазмогамии до момента кариогамии мицелий разрастается по клеткам, тканям и органам зараженного высшего растения. Естественно, каждая клетка такого мицелия двухъядерна. Заражение растений происходит двухъядерным мицелием, т. е. после полового процесса.

Головневые  грибы можно легко вырастить  без растения-хозяина на искусственных питательных средах, где они произрастают в гаплоидном состоянии. Это обстоятельство позволяет исследователям изучать многие стороны их биологии, особенно касающиеся их наследственных признаков.

Пути  заражения высших растений головневыми  грибами различны. Основных путей  четыре. Первый характеризуется тем, что головневые споры, удерживающиеся на семенах или сохраняющиеся в почве, прорастают на растении-хозяине, в частности на наклюнувшемся семени, еще до того, как образуются всходы. Этот путь заражения свойствен возбудителям твердой (мокрой) головни пшеницы (Tilletia caries).

Для второго способа заражения, выявленного у возбудителей пыльной головни пшеницы (Ustilago tritici), характерно прорастание головпевой споры на рыльце цветущего цветка, откуда гифы внедряются в развивающийся плод и сохраняются в виде мицелия в покоящемся состоянии в зародыше или оболочке семени до образования всходов в следующем году.

Заражение растений головневыми грибами долгое время остается внешне незаметным. Гриб обычно проникает в очень молодые органы высшего растения, в дальнейшем рост этих органов и разрастание в них мицелия происходят одновременно. Многие головневые грибы, развиваясь в растении-хозяине, после прорастания головневых спор пронизывают весь его стебель, а также нередко и другие органы. Однако многие головневые грибы, например Ustilago maydis, не распространяются далеко от места прорастания споры. Заражение, происходящее подобным образом, местное.

Спустя  некоторое время по прошествии так называемого инкубационного (скрытого) периода заражения можно заметить первые признаки заболевания. Инкубационный период при различных головневых заболеваниях неодинаков. Например, при заражении кукурузы грибом Ustilago maydis первые признаки заболевания становятся заметны через 2-3 недели, при заражении грибом возбудителем стеблевой головни пшеницы — через 3 недели и более, а при заражении ячменя грибом Ustilago hordei — через несколько месяцев. При поражении пшеницы и ячменя грибами Ustilago tritici и Ustilago nuda заболевание проявляется через год, а признаки заболевания у злаков, вызванного грибом Ustilago hypodites, обнаруживаются только через три года после заражения.

Мицелий головневых грибов разрастается преимущественно  в живых клетках растенияхозяина. Гифы похожи на тонкие бесцветные нити диаметром 5-8 мкм. В зараженных клетках гифы образуют гаустории, которые обычно имеют гроздевидную форму и способствуют обмену веществ между грибом и высшим растением.

Формирование  спор большинства головневых грибов происходит в тканях различных частей цветка, плода или семени. У меньшего числа видов споры образуются в тканях надземных вегетативных органов. Формирование спор протекает следующим образом. К концу лета в зараженных растениях и, как уже упоминалось, большей частью в органах размножения воаникают отдельные сгустки или скопления мицелия, называемого спорогенным. Его гифы распадаются на отдельные клетки, оболочки которых сначала ослизняются, а затем постепенно преобразуются, приобретая черты строения, свойственного головневым спорам и описанного выше. Скопления формирующихся спор, замещающие собой разрушающуюся ткань растения-хозяина, называют сорусами. Признаки их строения используются для определения видов. У представителей родов устиляго (Ustilago), сороспориум (Sorosporium), текафора (Thecaphora) и ряда других в споры превращаются все клетки спорогенного мицелия.

Формирование головневых спор сопровождается постепенным увеличением их размеров, что влечет за собой и рост сорусов. Это приводит к разрывам покровов зараженного органа и к высвобождению спор, разносимых ветром. Разрастание мицелия и образование сорусов, происходящие в зараженном высшем растении, нарушают в нем разнообразные проявления жизнедеятельности, развитие тканей и органов, т. е. приводят к тому, что растение заболевает. Больные растения претерпевают подчас довольно причудливые изменения во внешнем строении. Болезнь может проявиться в ви де коростинок, местного разрастания тканей (так называемых галлов), в виде уродств: карликовости, гигантизма, гермафродитизма, израстапия, кустистости и т. д. Появление галлов на растениях вызывают грибы многих видов головневых. Наиболее характерно среди них галлообразование у кукурузы, зараженной грибом Ustilago maydis. Они имеют вид внушительных по размерам белесых наростов, которые обычно можно видеть на листьях и стеблях. Во многих случаях поражаются и отдельные зерновки в зараженных початках, а также мужские цветки в метелках. Пораженных зерновок, достигающих подчас размеров кулака, может быть много, и в этом случае весь початок уродливо разрастается.

С течением времени разросшаяся ткань галлов темнеет, подсыхает и начинает «пылить». Это означает, что головневые споры созрели.

Более половины видов головневых грибов паразитирует на злаках. Другие семейства, представители которых наиболее часто поражаются головневыми грибами, — это осоковые, сложноцветные, лютиковые, гречишные, фиалковые, гвоздичные и лилейные. В то же время виды около 75 семейств высших растений вовсе не поражаются рассматриваемыми грибами. Следует отметить, что наиболее обычные хозяева головневых грибов — травянистые растения, однако иногда они поражают деревья и кустарники, в частности, из семейств ивовых, лавровых, липовых и розоцветных.

Основное  практическое значение головневых грибов связано с тем, что они ежегодно наносят большой ущерб сельскому хозяйству всех стран мира. Заражение этими грибами приводит к снижению урожая в отдельные годы на 20-30% и более.

Среди головневых заболеваний пшеницы  наиболее опасны твердая (возбудитель Tilletia caries), пыльная (возбудитель Ustilago tritici) и карликовая (возбудитель Tilletia controversa). При твердой головне покровы зерновок подсыхают и споры, замещающие в зараженной зерновке эндосперм, высвобождаются после созревания при механическом разрушении покровов.

Важно отметить, что больные и здоровые колосья часто плохо различимы. Их можно заметить, когда они не сгибаются под тяжестью зерна и околоцветник их цветков бывает растопырен. При пыльной головне после распыления созревших спор, длящегося 2-8 дней, у пшеничного колоса сохраняются лишь деформированные колосковые чешуи и осевые органы.

В целях борьбы с возбудителем пыльной головни пшеницы, а также многих других головневых заболеваний лучшие результаты приносит термическое обеззараживание семян. Режим прогревания семян при этом неодинаков для разных климатических зон СССР и разных сортов.

В средней полосе термическую обработку проводят в теплой воде, нагретой до 45-47 °C в течение 2,5-3 ч.

Для успешной защиты одновременно следует  проводить комплекс агротехнических  приемов, улучшающих рост и развитие растений. Из них эффективны регулярные севообороты, соблюдение которых препятствует накоплению в почве спор возбудителей. Существенное влияние на степень поражения растений головневыми грибами оказывают сроки посева, глубина заделки семян, густота посева, способ уборки урожая, водный режим на полях и т. д.

Существенным  мероприятием по борьбе с головневыми заболеваниями растений является создание высокоустойчивых к болезням сортов сельскохозяйственных растений. Трудность выведения таких сортов состоит в том, что устойчивость к целому ряду заболеваний должна сочетаться с их высокой урожайностью. Лучшие советские сорта удовлетворяют этому требованию.