Способ определения холодоустойчивости растений

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3773158/30-15 (22) 20,07,84 (46) 23.03.86. Бюл. № 11 (71) Научно-исследовательский институт химии при Горьковском ордена

Трудового Красного Знамени государственном университете им. Н.И. Лобачевского (72) В.Г. Ретивин, В.А. Опритов и В.В. Соловьев (53) 581.15 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 934999, кл. А 01 G 7/00, 1982. (54)(57)СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХОЛОДОУСТОЙЧИВОСТИ РАСТЕНИЙ, включающий понижение температуры растения с последующим повышением ее до первоначальной величины, регистрацию функционального состояния растения, „„SU„„ I 219016 A (51)4 А 01 Н 1/04 А 01 0 7 00 отличающийся тем,что, с целью ускорения процесса определения устойчивости отдельно взятого растения, температурным фактором воздействуют на один конец растения, регистрацию функционального состояния растения осуществляют путем измерения разности биоэлектрических потенциалов на различных концах растений, затем повторно понижают температуру одного конца растения с последующим повышением температуры, определяют критические температуры перед скачками биопотенциалов для второго и первого охлаждений растения, вычисляют отношение этих температур, по которому оценивают холодоустойчивость растения.

1 1

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам выявления холодоустойчивости растений.

Цель изобретения — ускорение процесса определения устойчивости отцельно взятого растения.

На фиг. 1 представлено устройство для реализации способа определения холодоустойчивости растений; на фиг. 2 — графики зависимостей биопотенциалов на концах растений во времени при термических воздействиях.

Устройство реализации способа содержит кювету 1 с боковыми прорезями 2, заполненную водой с температурой 21-23 С. Дно кюветы 1 контактирует с поверхностью полупроводникового охлаждающего элемента 3.

Жидкость, охлаждающая элемент, подают из термостата 4. Охлаждающий элемент 3 связан через переключатель

5 с выпрямителем б. Б кювете 1 установлен термистор 7, расположенный на уровне нижней поверхности укрепленного стебля и электрически связанный с ууавновешенным мостом В.

Измерительный хлорсеребряный электрод 9 контактирует с водой в кювете., а эпектрод 10 для сравнения с омывающим корни раствором ll. Электроды

9 и !О связаны с самопишущим потенциометром 12 и pll — метром 13.

Способ осуществляют следующим образом.

Участок стебля или листового черешка растения постепенно, с градно ентом 0,5-3 С/мин, охлаждают в зоче жидкостного контакта с измерительным электродом 9. Электрод для сравнения располагают на означительном удалении от первого, например, он контактирует с корнями или с листовой пластинкой. Ведут синхронную запись изменения разно" òè потенциалов между электродами 9 и 10 и температуры.

Последнюю снижают от исходной до любой низкой положительной температуры, но всегда не менее, чем до критической температуры возникновения фазы быстрой негативации участка стебля растения в зоне измерительного электрода, что соответствует быстрой деполяризации охлаждаемых клеток. Затем с тем же или близким градиентом восстанавливают исходную температуру. Фиксируют температур219016 ный режим как на верхнем, так и на нижнем уровне.

Последующий циклический термоимпульс подают перез временной интервал, подбираемый для данного вида растений таким образом, что не происходит полного восстановления исходной разности потенциалов между электродами 9 и 10 после первого воздействия. В этом случае происходит смещение критической температуры возникновения резкой деполяризации охлаждаемых клеток в сторону более низких температур. Смещение температурного порога характеризует ацаптивные способности исследуемого растения к холодовому воздействию, т.е. холодоустойчивость. Определение холодоустойчивости можно проводить как на целых растениях в любой фазе онтогенеза, так и на заранее отделенных органах (побегах или отдельных черешках).

Пример. Выбирают огурцы среднеспелого сорта "Перосимый 40", которые прорашивают на фильтровальной . о, бумаге при 22-23 0. Половина растении подвергается процедуре закаливания. Для этого их выдерживают при

10 0 с 3 по 7 день (считая с момента замачивания) и затем возвращают в исходные условия, Контрольные растения все время находятся в исходных условиях. Известно, что после процедуры закаливания растения становятся более холодоустойчивыми.

Сравнение проводят между контрольными и закаленными растениями на

9-10 день. Поскольку сравнивают растения не только одного вида, но и одного сорта, т.е. одного и того же генотипа, то все обнаруженные изменения в характере ответа на термоимпульс должны быть отнесены к различию устойчивости растений к холодовому воздеиствию.

Характер восстановительных процессов, т.е. медленной реполяризации, протекающей при возвращении температуры на исходный уровень, также различен у закаленных и незакаленных растений. Но наиболее яркие различия наблюдаются в ходе ответнои реакции на последующее воздействие, которое наносили через !5 мин после окончания первого термоимпульса. За этот промежуток времени закаленные холодоустойчиТ С

Заказ 1171/4

Подписное

ВНИИПИ

Тираж 679 вые растения восстанавливают свои свойства в большей степени и поэто.му обнаруживают меньший сдвиг критических температур быстрой деполяризации в сторону охлаждения, чем неэакаленные. По сравнению с последними они начинают отвечать резкой деполяризацией раньше по вре мени, т.е. при более высоких температурах, чем неэакаленные.

На графиках приведены типичные результаты опыта на закаленных растениях (изображено сплошной линией: 1.1 — первое воздействие 1.2 второе воздействие) и контрольного опыта (изображено пунктиром: 2.1 и

2.2 — первое и второе воздействие соответственно) с проростками огурцов сорта "Неросимый 40". Точками обозначено изменение температуры.

Как видно из совмещенной записи эксперимента, первоначально наблюдается медленное изменение регистрируемого параметра разности потенциалов между электродами. Очевидно сначала протекает пассивный процесс уменьшения мембранного потенциала охлаждаемых клеток в соответствии с линейной зависимостью электродиффузионных процессов на плазматических мембранах от температуры.

Затем при некой критической температуре Т, характерной для каждого отдельного растения, наблюдается рез90! 6 4 кое увеличение скорости деполяризации постепенно охлаждаемых клеток.

Оно уже не объясняется простыми физико-химическими закономерностями и является активной реакцией клеток растения. Характерно, что деполяризация клеток у закаленных растений сменяется интенсивной реакцией реполяриэации, т.е. восстановления мем10 бранного потенциала. Продолжающееся действие охлаждения снова вызывает деполяриэацию, затем реполяризацию и так с затуханием несколько раз вплоть до выхода на новый устойчивый уровень. У незакаленных растений кинетика перехода обычно имеет более простой характер.

В качестве индивидуального показателя холодоустойчивости каждого

2g исследованного растения относительный коэффициент холодовой адаптации

К, который равен отношению критических температур возникновения реакций быстрой деполяризации при пов25 торном (в данном примере через

15 мин) и исходном термовоздействиях

K = 1

Чем меньше коэффициент, тем хуже адаптационные способности, тем хуже устойчивость к холодовому воздействию.

Таким образом ускоряют процесс определения устойчивости растения.

Филиал ППП "Патент", г Ужгород ул Проектная 4