Способ определения оптимальных сроков воздействия внешних факторов на прорастающие семена сельскохозяйственных культур

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Цель изобретения - повышение точности определения оптимальных сроков воздействия внешних факторов на прорастающие семена сельскохозяйственных культур, В процессе замачивания семян периодически через 3-6 ч берут пробы и выделяют зародьипи семян. Зародыши окрашивают красителем акридиновым оранжевым. По максимальному значению интенсивности зеленой люминесценции окрашенных ядер зародыша устанавливают оптимальный срок воздействия внешних факторов на прорастающие семена, В опыте с семенами гороха на 6-м часу от начала замачивания семян наблюдается увеличение связывания красителя на А0% по сравнению с 3-м часом, а на 9-м часу снижается почти до исходного уробня. Второе увеличение связывания красителя обнаружено на 15-18-м часу прорастания. Установлено , что увеличение связывания красителя происходит при уменьшении заполненности ДНК белками в хроматине клеток, а в этом случае клетки . должны быть более чувствительны к действию различных факторов. Повышение энергии прорастания достигает 200% при обработке семян в период повышенной чувствительности генома. I ил., 1 табл. i (Л САд 00 о Од 4 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1 80 44 А I (51) 4 А 01 С 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4031987/30-15 (22) 06,03,86 (46) 15.03.88. Бюл. - 10 (71) Институт физиологии растений

AH УССР и Институт молекулярной биологии АН СССР (72) В.М.Троян, Ф.Л.Калинин, З.А.Безвенюк, С.И.Левченко, В.А.Колесников и А.В.Зеленин (53) 631.531,17 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 967316, кл. А Ol С 1/02, 198!. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ

СРОКОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ

НА ПРОРАСТАЮЩИЕ СЕМЕНА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству. Цель изобретения — повышение точности определения оптимальных сроков воздействия внешних факторов на прорастающие семена сельскохозяйственных культур. В процессе замачивания семян периодически через

3-6 ч берут пробы и выделяют зародыши семян. Зародыши окрашивают красителем акридиновым оранжевым. По максимальному значению интенсивности зеленой люминесценции окрашенных ядер зародыша устанавливают оптимальный срок воздействия внешних факторов на прорастакяцие семена. В опыте с семенами гороха на

6-м часу от начала замачивания семян наблюдается увеличение связывания красителя на 40Х по сравнению с 3-м часом, а на 9-м часу снижается почти до исходного уровня. Второе увеличение связывания красителя обнаружено на 15-18-м часу прорастания. Установлено, что увеличение связывания красителя происходит при уменьшении заполненности ДНК белками в хроматине клеток, а в этом случае клетки, должны быть более чувствительны к действию различных факторов. Повьппение энергии прорастания достигает 2007 при обработке семян в период повышенной чувствительности генома. I ил., 1 табл.

1380644

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при возделывании сельскохозяйственных культур в частности при проведении

5 предпосевных обработок семян для повышения энергии прорастания, всхожести и продуктивности растений, а также при определении чувствительности и избирательности семян к действию регуляторов роста и гербицидов.

Целью изобретения является повышение точности определения оптимальных сроков воздействия внешних факторов на семена. 15

На чертеже изображены графики зависимости прорастания семян от сроков воздействия внешних факторов.

50 шт.семян гороха, выравненных по размеру, заливаем водой в растиль- 20 не до уровня половины высоты семени и ставим на проращивание при 25 +

1 С. С интервалом в 3 ч от начала замачивания до наклеивания семян вычленяем 5 зародышей, помещаем их в ступ- 25 ку, добавляем 1-2 мл среды, содержащей 0,01 М трис-НС1, рН 7,6; 1,14 M сахарозы и 0,005 И СаС1 »раздавливаем пестиком и процеживаем через капрон по капле на 2-4 покровных стекла 30 для микроскопа. Стекла помещаем в фиксатор этанол:ацетон (1:1) на 30 мин, затем выдерживаем по 5 мин в растворах этанола понижающейся концентрации 96, 60 и 30, промываем в воде, инкубируем в 0,14 M ацетатном буфере рН 4,45мин и и окрашиваем 15 мин в

10 M растворе акридинового оранжевого (АО). После этого препараты промываем 3 раза по 5 мин в буфере с 40

2 -10 M.АО, закрепляем на предмет-6 ном стекле и измеряем на микрофлуориметре KI-4 количество связанного красителя АО в отдельных целых ядрах по интенсивности зеленой люминесценции при длине волны 530 нм. Полученные результаты представлены на чертеже (кривая описания). Как видно из данных, на 6-м часу от начала замачивания семян наблюдается увеличение связывания красителя AO íà 407. по сравнению с 3-м часом, а на 9-м часу снижается почти до исходного уровня.

Второе увеличение связывания АО обнаружено на 15-18-м часу прорастания. Увеличение связывания АО проис55 ходит при уменьшении заполненности

ДНК белками в хроматине клеток, а в этом случае клетки должны бьггь более чувствительны к действию различных факторов. Отсюда следует, что на 6-м и 15-18-м часах, когда наблюдается возрастание связывания АО, клетки зародышей семян могут проявлять повышенную чувствительность к различным обработкам и это может оказывать влияние на прорастание семян. Как показали выполненные эксперименты, именно эти периоды на протяжении прорастания семян являются сроками максимального воздействия внешних факторов.

В таблице представлены данные о всхожести семян, обработанных на определенном периоде прорастания изученными факторами, и количество связанного AO как тест на чувствительность генома.

Данные о количестве ПО получены путем усреднения результатов, представленных на чертеже. Первая графа по связыванию АО на сорте гороха

Белоцерковском относится к опытам с

5-АУ, эптамом и температурой, вторая — на сорте гороха Горизонт — к опытам с кинетином, гибберпеллином, ИУК и АБК, Как видно из данных, те закономерности влияния факторов, которые обнаружены при исследовании энергии прорастания„ сохраняются и при исследовании всхожести семян, хотя проявляются в меньшей степени.

Предлагаемый способ позволяет производить прямую оценку чувствительности генома клеток семян к действии химических и физических факторов до обработок без проведения громоздких сравнительных экспериментов как в прототипе, что увеличивает надежность и эффективность предпосевних обработок и испытания физиологически активных соединений. Более того, обработка семян по известному способу на протяжении всего периода прорастания повышает энергию прорастания на 1317,, в то время как обработка семян в течение только 3 ч в периодповышенной чувствительности генома оказываетсн более эффективной и повышение энергии прорастания достигает

2007,. Важным является кратковременность обработки в течение четко установленного срока, так как при длительных обработках может наблюдаться распад физиологически активных соединений и изменение концентрации действующего вещества. Таким образом, рекомендуемый подход позволяет повы)380644

Гиббереялии

7,8 .10 H

Элтаи Теиле4 игал ратура

40 С

5-Ау

0,052иый

Сорт Be° Сорт> связыАБ)1

22,8 10- М а-мук

5,7 10

Кине тии

2,3.)0

Сорт Горизонт, связы лоцерковски))>связывание

АО, условные еднниванне

АО, вариант обработ ки сераствор ванне

АО, условные единицы цы иян, ч

0-3

96+3 95 -2

104+ 4

108+3

101+ 2

10I 0,1 )00 l >0 100tO

10Ot0, 1 105+1,5 99t 1

3-6

l l5

99 0,5 63т3 93t3

103 0,8 93+6

6-9

I l9

1151!

74 4! 10 2

70t 5

118

1 t2t3

9-12

109

107t 2 96t 2 83t 2 ! !2t2 88+4 109tl

1! 6 Э IOOi2 106t1

91+5

)04!2

I08t l

102+!

IOI

I 2-IS

I S-18

18-21

117

105 О> 1 110 2

100t I

94ФЭ

124

)03< Й

95<2

l06t2

104

102

119

92t2 I0It1

«М

I l 0 t!

l00t2

IOItO, I 109 2

) O0t l сить эффективность воздействия внешних факторов (так как активность генома можно измерять с высокой точностью), повысить эффективность испытания новых физиологически активных соединений, снизить затраты труда, времени, семян и препаратов на проведении обработок и испытаний, Кроме этого, применение предлагаемого способа в опытах с экологически вредными соединениями, в частности с гербицидами, может способствовать снижению загрязнения внешней среды.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ определения оптимальных сроков воздействия внешних факторов на прорастающие семена сельскохозяиственных культур, включающий эамачивание семян и их анализ, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения, анализ семян осуществляют периодически через 3 — 6 ч в процессе замачивания путем взятия пробы семян и выделения их зародышей, которые

10 окрашивают красителем акридиновым оранжевым, а оптимальный срок воздействия внешних факторов на прорастающие семена устанавливают по макси)5 мальному значению интенсивности зеленой люминисценции окрашенных ядер зародыша.

1380644

Составитель Т.Лежнева

Техред Д.Сердюкова

Редактор Т.Порфенова

Корректор Л.Патай

Заказ 1127/2

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Ъ ю У

В

@ 89

4f N

1 у s и g al 79

@вы рура сваиия, ч

Тираж 661

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5