Методи фізіології рослин

Методологія фізіології рослин заснована на уявленнях про рослинний організм як складну саморегулюючу систему, з ієрархією різних структурних рівнів – від субклітинних (макромолекул) до цілісної рослини.

Проблеми та завдання фізіології рослин настільки складні, що для їхнього вирішення необхідно застосовувати комплекс найсучасніших фізико-хімічних методів, різноманітних експериментальних і теоретичних підходів. Саме тому ця дисципліна належить до точних фундаментальних наук.

Методи фізіології рослин: аналітичний, синтетичний, історичний, експериментальний.

Для пізнання закономірностей життєвих функцій рослини слід насамперед проаналізувати окремі прояви її життєдіяльності, детально вивчити фізичні й хімічні явища, що лежать в їхній основі. Розкрити їх можна за допомогою аналітичного методу. Дослідивши окремі складові частини, фізіолог має відновити картину життєдіяльності рослинного організму як єдиного цілого. Для цього слід застосовувати також синтетичний метод, який враховує особливості перебігу життєвих процесів у різних конкретних видів і сортів рослин, їхню залежність від умов навколишнього середовища.

Впровадження синтетичного методу обумовило розвиток фізіології окремих культур – прикладної фізіології. Однак для експериментального або логічного синтезу фізіолог має знати історію розвитку організмів. Тому разом з іншими методами він має використовувати й історичний метод.

Розвиток фітофізіології, як і будь-якої іншої науки, залежить не лише від нових ідей, а й від нових методологій. Як відомо, більшу частину знань у галузі біології рослин здобуто з використанням методів, котрі дозволяли одержувати лише дискретну інформацію про їх життєдіяльність. Однак фізіологічні функції та біохімічні реакції метаболізму здійнюються переважно в нелінійному, осцилюючому режимі. Тому для з’ясування їхнього механізму застосовують сучасні методи (інфрачервону спектроскопію, радіоактивні та стабільні ізотопи, ЯМР- та позитрон-емісійні томографи, флуоресцентні зонди тощо), за допомогою яких можливо реєструвати просторово-часові параметри метаболічних процесів без руйнування цілісності організму. Останнім часом нові знання про механізми процесів, що відбуваються в рослині, накопичуються дуже швидко завдяки впровадженню сучасних методів молекулярної біології, генної та клітинної інженерії у комбінації з класичними і фізіологічними. Такі методи дозволяють досліджувати динаміку метаболічних циклів рослинного організму в реальному часі без ушкодження клітини.

У різних напрямках біології рослин широко запроваджуються новітні молекулярно-біологічні методи вивчення експресії значної кількості індивідуальних генів, фізіології генетично модифікованих організмів. Розроблено технології одержання трансгенних рослин із заданими властивостями — наприклад, «золотий рис», в якому синтезується і накопичується провітамін А. У зв’язку з появою нового типу — генетично модифікованих організмів значно розширилися методичні можливості для проведення фундаментальних досліджень із трансгенними рослинами. Тому значну увагу звернуто на фізіологію трансгенних рослин, їх одержання та практичне застосування генетично модифікованих форм. Трансгенні рослини вже займають десятки мільйонів гектарів, замінюючи своїх натуральних попередників, тому необхідне детальне вивчення всіх особливостей метаболізму таких організмів.

Крім методів генної інженерії великі можливості для створення нових різноманітних форм рослин відкриває використання клітинних технологій. Вже розроблено методи, які дозволяють керувати властивостями унікальної експериментально створеної білогічної системи — популяції рослинних соматичних клітин in vitro (наприклад, за рахунок внесення до культурального живильного середовища регуляторів росту). Система in vitro дає змогу вивчати клітинні та молекулярні основи морфогенезу. Дослідження генетичного контролю морфогенезу in vitro має надзвичайно велике значення для розвитку і вдосконалення різноманітних фітобіотехнологій. Біологічні системи in vitro є дуже перспективними для збереження генофонду цінних біоресурсів, зокрема кріобанків для депонування найцінніших культурних і дикорослих видів.

Дата добавления: 2014-01-07