XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Оценка эффективности прополиса в качестве стерилизующего агента при введении в культуру in vitro семян льна

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Шешукова А.Ю. 1

---

1КОГАОУ ДО ЦДООШ г. Киров

Злобина Ю.А. 1

---

1КОГАОУ ДО ЦДООШ г.Киров

Работа в формате PDF

64.6 KB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Биотехнология растений является актуальным направлением в настоящее время. Ключевым и наиболее уязвимым этапом при работе с растениями в культуре in vitro является первичное введение эксплантов (семена, почки, листья, стебли) в стерильную культуру. Традиционно для этого используются химические стерилизаторы на основе хлора, серебра, ртути, которые агрессивно воздействуют на ткани растений, снижая процент жизнеспособных эксплантов и тормозя их развитие, а также не безопасны для человека. В связи с этим актуален поиск альтернативных безопасных и эффективных стерилизующих агентов.

Прополис - натуральный стерилизующий агент, проявляющий высокие антимикробные свойства против ряда бактерий, грибов и некоторых вирусов за счет высокого содержания фенольных соединений, особенно флавоноидного содержания. При этом прополис более экологичен, не требует специальных условий для хранения и не теряет антимикробные свойства в течение 3-4 лет после сбора и экстракции.

Цель проекта: изучить эффективность прополиса как стерилизующего агента при введении семян льна в культуру in vitro.

Задачи:

1. Сравнить эффективность различного времени стерилизации семян льна в прополисе.

2. Выявить наилучшую экспозицию для стерилизации семян.

3. Оценить жизнеспособность эксплантов при обработке семян прополисом.

Методы исследования: обзор научной литературы, эксперимент, наблюдение, описание, сравнение, анализ.

Объект исследования: процесс стерилизации семян в прополисе.

Предмет исследования: эффективность прополиса как стерилизующего агента при обработке семян льна сорта Синель.

2.Обзор литературы

2.1. Лен как ценная сельскохозяйственная культура

Лён-долгунец– это древнейшая техническая культура, возделываемая в основном для получения прочного волокна, идущего на изготовление различных тканей, в то время как его семена являются побочным продуктом, используемым для посева и производства технического масла. Фаленской селекционной станцией проводились селекционные работы по льну долгунцу и изучены 18 перспективных сортов, в их числе среднеспелый сорт льна-долгунца Синель, сочетающий высокую продуктивность по соломе (до 9,7 т/га) и волокну (до 3,23 т/га), устойчивый к полеганию и фузариозному увяданию и рекомендованный к возделыванию в Волго-Вятском и Северо-Западном регионах страны [1].

2.2. Полезные свойства прополиса

Прополис является продуктом пчелиной жизнедеятельности, который пчелы производят из растительных смол, обогащая их секретом своих желёз. В улье он служит строительным и бальзамирующим материалом, а его летучие эфирные масла создают стерильную атмосферу.

Прополис обладает разнообразными биологическими свойствами: анестезирующим, антимикробным, болеутоляющим, противовирусным, противовоспалительным, противогрибковым, против протозойным, антиоксидантным, цитотоксическим и многими другими, является натуральным стерилизующим агентом, проявляющим высокие антимикробные свойства против ряда бактерий, грибов и некоторых вирусов за счет высокого содержания фенольных соединений, особенно флавоноидного содержания.

Фенольные соединения увеличивают проницаемость наружной мембраны бактерий и ингибируют ионный транспорт из клетки, а также провоцируют сниженное соотношение мембранных липидов к белкам, тем самым оказывают антигонистическое действие на бактериальную клетку.[2].

Антимикробное действие спиртового экстракта прополиса (ЕЕР) на 267 анаэробных штаммов показывает высокую чувствительность большинства бактерий к 1 мг/мл этого раствора. При этом прополис более экологичен, чем химические стерилизующие агенты, не требует специальных условий для хранения и не теряет антимикробные свойства в течение длительного времени [3-6]. В ряде случаев действует как адаптоген и биостимулятор [7].

2.3. Работа в культуре in vitro, методы стерилизации семян

Растения в культуре in vitro - метод в биотехнологии, позволяющий выращивать растения в контролируемых стерильных условиях в чашках Петри, колбах, пробирках. Культура in vitro представляет собой технологию, широко применяемую для массового размножения растений, оздоровления культурных растений от вирусов и сохранения чистых линий [8].

Стерилизация - важнейший этап при введении в культуру растительных эксплантов. При неправильной или недостаточной стерилизации материал подвергается воздействию бактерий, грибов и вирусов, обитающих на поверхности семян. Очень часто для стерилизации семян используются химические стерилизующие агенты, основанные на хлоре и других агрессивных компонентах. В современном мире большую популярность имеют такие стерилизующие агенты как белизна, нитрат серебра, перекись водорода и лизоформин. Однако часто с повышением времени экспозиции нежные ткани эксплантов не переживают агрессивного воздействия химикатов и культивационный материал становится непригодным к использованию. Для каждого экспланта необходимо подбирать индивидуальный режим стерилизации, позволяющий сохранить жизнеспособность материала и не допустить заражения [9].

3. Экспериментальная часть

3.1. Материалы и методы

Семена льна сорта Ф2102 выращивали в культуре in vitro на безгормональной среде Мурасиге-Скуга. Для этого были приготовлены маточные растворы макро- и микросолей, витаминов, хелат железа. Далее по прописи была приготовлена среда Мурасиге-Скуга, скорректирован pH раствора, добавлен агар-агар для загустения и проводилась паровая стерилизация питательной среды в автоклаве (при 1 атм, 121°C) в течение 25 минут. Далее в ламинарном боксе стерильную среду разливали по стерильным чашкам Петри, предварительно прожаренным в сухожаровом шкафу при температуре 180°C. Перед стерилизацией семена промывали мыльным раствором в течение 10 минут, далее под проточной водой в течение 15 минут. Стерилизация производилась в растворах прополиса (20%) со временем экспозиции 5,7,10,12,15,17,20 минут с дальнейшим промыванием в трех стерильных водах. В качестве контроля использовался стерилизующий агент Лизоформин-3000 (3%) с экспозицией 5 минут. Кратность эксперимента - 4. Чашки с высаженными семенами помещались в световой шкаф с фотопериодом 16/8. На 7 сутки оценивали количество и характер заражения, а также внешний вид растений.

3.2. Полученные результаты и их обсуждение

Результаты по всхожести семян и заражению представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Всхожесть и заражение семян на 7 сутки эксперимента

В результате эксперимента в контрольной группе отмечена высокая всхожесть семян – 100% и отсутствие заражения. При обработке прополисом со временем экспозиции 5, 12 и 20 минут наблюдаелось незначительное снижение всхожести семян (5-10%). При экспозиции 7,10, 15 и 17 минут всхожесть семян была на уровне контроля – 100%.

При обработке прополисом 15, 17 и 20 минут не обнаружено грибкового и бактериального заражения, значит прополис при данных экспозициях проявляет свои антибактериальные свойства. Отметим, что при 15 и 17 минутах всхожесть семян на высоком уровне.

При времени экспозиции менее12 минут во всех вариантах наблюдается как бактериальное, так и грибковое заражение.

Жизнеспособность растений при обработке прополисом семян во всех вариантах эксперимента была на высоком уровне, растения были более крепкими и развивались быстрее растений, обработанных Лизоформином 3000. Таким образом, прополис может оказывать дополнительное стимулирующее действие на проростки растений.

3.3. Выводы

1. В ходе работы была проведена сравнительная оценка эффективности различного времени стерилизации семян льна в прополисе.

2. Наиболее безопасными и эффективными для аптечного прополиса являются режимы: 15 и 17 минут. При таких режимах наблюдается высокая жизнеспособность эксплантов и отсутствие контаминации.

3. Жизнеспособность растений при обработке прополисом семян во всех вариантах эксперимента была на высоком уровне, растения были более крепкими и развивались быстрее растений, обработанных Лизоформином 3000. Таким образом, прополис может оказывать дополнительное стимулирующее действие на проростки растений.

Список используемых источников

1. Кощеева Н.С., Лыскова И.В. Новый сорт льна-долгунца Синель // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2013. № 4(35). с. 19–21.

2. Прокопенко А. В., Чубенко Г. И., Бубинец О. В. Антимикробная активность растительных полифенолов // Амурский медицинский журнал. 2018. №4 (24).

3. Шкендеров С., Иванов Ц. Пчелиные продукты. – София, 1985.

4. Лазебник Л. Б., Дубцова Е. А., Касьяненко В. И., Комиссаренко И. А. Прополис, его антимикробные свойства и использование в лечении гастритов и язвенной болезни // Традиционная медицина. 2007. № 4(11). С. 46–50.

5. Кивалкина В. П. Прополис, его антимикробные и лечебные свойства //Автореф. доктор, дисс. 1964

6. Ibrahim M, Alqurashi R.M. Anti-fungal and antioxidant properties of propolis (bee glue) extracts // International Journal of Food Microbiology.2022. Т. 361. 109463 с.

7. Ярован Н.И., Ивлева Н.А., Долганова А.В. Прополис, как средство адаптогенного действия // Химические элементы - основа жизни, 2020, С. 212–215

8. Тимофеева С. Н., Смолькина Ю. В., Апанасова Н. А., Юдакова О. И. Технологии микроразмножения in vitro: Учебно-методическое пособие. 2016. 38 с.

9. Терещенко Т. В., Жолобова О. О. Эффективные способы стерилизации семян Rоbiniа рsеиdоасасiа L. для введения в культуру in vitrо // Научно-агрономический журнал. 2022. №. 2 (117). С. 62-67.