WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаБіологія, Зоологія, Аграрна наука → Фізіолого-генетичні проблеми селекції рослин у зв’язку з глобальними змінами клімату - Курсова робота

Фізіолого-генетичні проблеми селекції рослин у зв’язку з глобальними змінами клімату - Курсова робота

упродовж 3-4 днів може змінитись виповненість зерна. Найбільшими термоіндукованими змінами є якісні і кількісні зміни білкового складу зерна, що призводять до погіршення його якості.
Однією з найчутливіших до високої температури складових продук-тивності посіву є фотосинтез. Швидкість цього процесу зазвичай макси-мальна за температури близько 30 °С і різко знижується при подальшому підвищенні температури. Сповільнення фотосинтезу може обмежувати ріст рослин за високої температури кількома шляхами. Крім збільшення інтенсивності фотодихання, а отже, й непродуктивних витрат асимільованого вуглецю, помірно високі температури можуть безпосередньо пошкоджувати фотосинтетичний апарат. Доведено, що первинними місцями пошкодження можуть бути як вуглецевий метаболізм (зменшення регенераційної здатності рибулозо-1,5-біс-фосфату, інгібування активази ключового ферменту циклу Кальвіна рибулозо-1,5-біс-фосфаткарбокси-лази/оксигенази (РБФК/О) або його здатності зв'язуватись з тилакоїдною мембраною), так і реакції електронного транспорту в тилакоїдах. При цьому значне інгібування може спостерігатися певний час навіть після повернення до нормального температурного режиму [50].
Детальним вивченням продукційного процесу рису і впливу на нього температур у довготривалих дослідженнях виявлено, що підвищення середньодобової температури за останні 25 років на 0,7 °С спричинило зменшення врожаю рису на 10 %, тобто істотно більше за попередні оцінки (5 %). З огляду на те що Міжурядова група ООН зі змін клімату (ІРСС) передбачає, що без рішучих дій, спрямованих на припинення емісії парникових газів, підвищення середніх глобальних температур у XXI ст. може сягнути 3,6 °С, ці результати дають підстави припускати зниження за таких умов урожаю рису вдвічі [23].
Як зазначено у третьому оцінному повідомленні ІРСС 2001 р., у тропіках, де деякі зернові культури знаходяться близько порогового зна-чення їх стійкості, врожаї зменшуватимуться навіть за мінімальних змін температури. Це не стосується вищих широт, де підвищення температури може позитивно позначитися па врожайності за умови достатнього вологозабезпечення [24].
Комплексні дослідження вчених із 18 країн (Аргентина, Австралія, Бангладеш, Бразилія, Канада, Китай, Єгипет, Франція, Індія, Японія, Мексика, Пакистан, Філіппіни, Таїланд, Уругвай, США, Росія, Зімбабве), проведені під патронатом США, із використанням математичних моделей оцінювали вплив на врожай різних сценаріїв зміни клімату внаслідок підвищення концентрації в атмосфері С02 і температури [37]. Як модельні культури розглядали пшеницю, рис, кукурудзу і сою. Згідно з результатами цих досліджень, за підвищення температури на 2 °С, обумовленого зростанням концентрації С02, збільшення врожаю пшениці і сої в середньому становитиме 10-15 %, а рису і кукурудзи - 8 %. Однак у разі підвищення температури на 4 °С урожаї всіх чотирьох зернових культур знижуватимуться, що підтверджує наявність порогу компенсації ефекту від збільшення концентрації С02 в атмосфері в діапазоні підвищення температури на планеті між 2 і 4 °С.
При аналізі негативного впливу глобальних змін клімату на сільське господарство слід неодмінно враховувати й те, що підвищення температури, особливо за континентальних умов, часто супроводжується погіршенням вологозабезпечення рослин внаслідок як посилення транспірації, так і зменшення суми опадів.
За прогнозами, число країн з посушливим кліматом може збільшитися з 28 у 2000 р. до 52 у 2030-2040 pp. [49]. Однак можливості значно збільшити відсоток зрошуваних земель обмежені через загрозу засолення ґрунтів, виснаження запасів прісної води та високу вартість меліоративних робіт. До того ж передбачається, що у середині XXI ст. понад 2 млрд людей відчуватиме гострий дефіцит чистої води [11].
Отже, у зв'язку із загостренням продовольчої проблеми на фоні не-гативних наслідків глобальних змін клімату для рослинництва перед уче-ними постає дуже непросте завдання одночасного підвищення як вро-жайності основних продовольчих культур, так і їхньої стійкості до несприятливих чинників навколишнього середовища. З огляду на економічні та екологічні обмеження, пов'язані зі зменшенням посівних площ та інтенсифікацією сільськогосподарських витрат, генетичне вдосконалення сортів розглядають як найреальніший і найрентабельніший спосіб вирішення цього завдання.
Відомі два підходи до підвищення потенційного врожаю - це збіль-шення продуктивності рослин взагалі та зменшення втрат від впливу несприятливих чинників. Складність полягає в тому, що одночасне за-стосування цих підходів обмежується відомим протиріччям між врожайністю та стійкістю, коли підвищення першої призводить до зниження другої і навпаки. Це зумовлено особливостями енергетичного балансу рослинного організму, оскільки чим більше енергетичних ресурсів, чи асимілятів, рослина витрачає на підтримання високої стійкості, тим менше їх залишається для формування врожаю за нормальних умов. Проте за дії стресових чинників стійкіша рослина буде продуктивнішою, тобто адаптивні реакції можуть позитивно або негативно впливати на врожай зерна [1], що є результатом конкуренції за енергетичний матеріал. У зв'язку з цим під спадковою детермінацією стійкості до стресу слід розуміти здатність рослинного організму адаптуватися до дії стресора, витримувати його й виходити зі стресового стану з найменшими енергетичними витратами.
Важливим завданням учених є підвищення здатності рослинного ор-ганізму протистояти змінам навколишнього середовища, щоб якнайповніше виконати закладену в ньому генетичну програму розвитку. Аналіз фізіологічних основ реалізації особливостей генотипу залежно від умов навколишнього середовища може вказати шляхи генетичного вдосконалення рослин.
У фізіології рослин існує таке поняття, як агрономічна стійкість, тобто здатність організму давати високий врожай за несприятливих умов. Ступінь зниження врожаю під впливом негативних чинників є найбільш інтегральним показником стійкості до них. У свою чергу, стійкість - це кінцевий результат адаптації, що є генетично детермінованим процесом формування захисних систем організму, які забезпечують підвищення резистентності та перебіг онтогенезу в раніше несприятливих для цього умовах. Адаптація включає в себе всі процеси - анатомічні, морфологічні, фізіологічні тощо. Як правило, найчутливіші до дії несприятливих чинників молоді рослини, що активно ростуть. У подальшому стійкість рослин поступово збільшується до початку закладання квіток. У період формування гамет, цвітіння, запліднення рослини знову стають дуже чутливими до несприятливих умов. Далі їх стійкість зновупідвищується аж до дозрівання насіння.
Оскільки основою продуктивності рослинного організму є його фо-тосинтетична функція, підвищення інтенсивності фотосинтезу та його стійкості до дії несприятливих чинників дуже актуальне. Принципове значення для генетичного поліпшення рослин має вирішення такої фун-даментальної проблеми, як найдетальніше розшифрування механізмів фотосинтезу. Наукова спільнота розшифрувала геном людини, а також арабідопсису і рису. На нашу думку, на черзі стоїть фотосинтез, пізнання якого забезпечить істотне збільшення продуктивності культурних рослин та поліпшення екології на нашій планеті.
Фотосинтетична продуктивність є функцією багатьох фізіологічних процесів, які залежать від забезпеченості хімічними елементами та
Loading...

 
 

Цікаве