Способ оценки фотосинтетического аппарата растений

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способам физиологических исследований и селекции. Цель изобретения - повышение объективности и ускорение оценки. Растения выращивают до одной из фаз генеративного развития, расчленяют на органы, которые взвешивают, гомогенизируют и определяют в них концентрацию хлорофилла и скорость реакции Хилла. По полученным данным рассчитывают фотовосстановительный потенциал каждого из органов ФВП <SB POS="POST">органа</SB>=M<SP POS="POST">.</SP>[хл]<SP POS="POST">.</SP>СРХ, где ФВП<SB POS="POST">органа</SB> - фотовосстановительный потенциал органа, мкм

M - масса органа, г

[хл] - концентрация хлорофилла, мг/г

СРХ - скорость реакции Хилла, мкм, восстановленного феррицианида на 1 мг хлорофилла за 3 мин. О перспективности генотипа судят по отношению его фотовосстановительного потенциала к фотовосстановительному потенциалу сорта стандарта, при ФВПI*981 генотип относят к неперспективному, при ФВПI=1 - к равноценному, при ФВПI*981,25-к перспективному. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистических

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ФВП, „= ш. (хл) СРХ где ФВПо гаи,1 — фотовосстановительный потенциал органа, мкм; — масса органа, r

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОтнРытиям пРи п(нт сссР (21) 4297787/28-13 (22) 17.08.87 (46) 07.04.89. Бюл. Р 13 (71) Научно-производственное объединение "Дон" (72) Н.Ф.Капимашевская и А.P.Æàìñàðàíîâ (53) 631.52(088.8) (56) Сельскохозяйственная микробиология, 1978, т. XIII Р 5, с. 703710. (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОГО АППАРАТА РАСТЕНИЙ (57) Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способам физиологических исследований и селекции. Цель изобретения — повышение объективности и ускорение оценки. Растения выращивают до одной из фаз генеративного развития, расчленяют на органы, которые взвешивают, Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способам физиологических исследований и селекции.

Цель изобретения - повышение объективности и ускорение оценки.

Способ основан на том, что проводят одноразовый отбор образцов во всех фотосинтезирующих в данную фазу органах, определяют их массу и ско- рость реакции Хилла в каждом органе, а о работе фотосинтетического аппа(51) 4 A 01 С 7/00 А 01 Н 1 04 гомогенизируют и определяют в них концентрацию хлорофилла и скорость реакции Хилла. По полученным данным рассчитывают фотовосстановительный потенциал каждого иэ органов ФВП, „,„=

= m (хл). СРХ, где ФВП „„1 — фотовосстановительный потенциал органа, мкм; m — масса органа, г; ) хл) концентрация хлорофилла, мг/г; CPXскорость реакции Хилла, мкм, восстановленного феррицианида на 1 мг

1 хлорофилла за 3 мин. О перспективности генотипа судят по отношению его фотовосстановительного потенциала к фотовосстановительному потенeBIIi циалу сорта стандарта, при „ 1„

Фвпс генотип относят к неперспективному, ФВП1 при = 1 — к равноценному, ФВПс

ФВПд при = 1,25 — к перспективному.

ФВПс

2 табл. рата судят по фотовосстановительному. потенциалу побега, интегрирующему фотовосстановительный потенциал органов, который рассчитывают по формуле

1 470237 (хл) — концентрация Хлорофилла, мг/г;

СРХ вЂ” скорость реакции Хилла мкм восстанов9

5 ленного феррицианида на 1 мг хлорофилла за 3 мин.

В качестве показателя отбора по органу, на который надо вести селекцию на улучшение фотосинтетического аппарата, используют отношение фотовосстановительного потенциала органа к фотовосстановительному потенциалу побега.

0 перспективности генотипа судят по отношению его фотовосстановительного потенциала к фотовосстановительному потенциалу сортостандарта, при

ФВПд 1 генотип относят к неперспек- 20

ФВПс ФВП тивному, при = = 1 — к равноценФВПс

ФВП ному, при : 1,25 — к перспективФВПс 25 ному.

При определении перспективного генотипа (по отношению к сортостандарту) взят показатель ". 1,25, а не 1 потому, что при различиях о- 25 раз- 30 ница считается существенной.

Способ осуществляется следующим образом.

Растения выращивают до одной из фаз генеративного развития, затем

35 расчленяют на органы, которые взвешивают, гомогенизируют и колориметрически определяют в них концентрацию хлорофилла и скорость реакции

Хилла IIo полученным данным расс H 40 тывают фотовосстановительный потенциал каждого из органов по формуле

ФВП о гана m М. СРХ, 45 где m ""масса органа,,г; хл . — концентрация хлорофилла, мг/г;

СРХ вЂ” скорость реакции Хилла,мкм восстановительного феррицианида на 1 мг хлорофилла за 3 мин.

В качестве показателя отбора по органу, на который надо вести селекцию на улучшение фотосинтетического аппарата используют отношение фото55

i восстановительного потенциала органа к фотовосстановительному потенциалу побега.

О перспективности генотипа судят по отношению его фотовосстановительного потенциала к фотовосстановительному потенциалу сортостандарта, при

ФВП

Ф 1 генотип OTHocHT K HeIIepcneK

Гс

ФВП1 тивному, при

ФВПс

1 - к равноценФВПд ному, при — 1 25 — к перспективФВПс ному.

Пример. Необходимо дать оценку фотосинтетического аппарата генотипов из коллекции ВИР под

Р 48762, 5201 и 31526 в сравнении с сортостандартом "Ростовчанка".

Выращивают растения до одной из фаз генеративного развития, когда проявляется наиболее тесная связь фотосинтеза с продуктивностью.. Растения расчленяют на органы, удаляя те из них, которые уже не фотосинтезируют, что видно по потере зеленой пигментации. Оставшиеся зеленые органы взвешивают, гомогенизируют и колориметрически определяют концентрацию хлорофилла и скорость реакции

Хилла (по фотохимической активности хлоропластов).

Результаты взвешивания и определения концентрации хлорофилла и скорости реакции Хилла исследуемых образцов и сортостандарта приведены в табл. 1.

Подставляя эти данные в формулу

ФВПо гана = m ° (хл) СРХ получают для образца У 48762

ФВП еыцй колоса=" 9 25 9ФВПлистьл г9ерккего яр со=

Суммируют ФВП фотосинтезирующих в данную фазу органов и получают

ФВП поеегс ФВП поьегс9 = Я ФВПоргс ноь =

7,93. Рассчитывают вклад органов в фотосинтетическую деятельность:

+81I opraug орга на ФВП чешgд xohoca поьегс

09169 В листьев = 09609Вмекдонллнк =

= 0,24.

По аналогичным расчетам у "Ростовчанки" получают ФВПц ь,к„- = 0,38;

ФВП лксгьее = 19599ФВП меясАо лый — О, 83 H ФВП „ортега = 2, 80 °

0 перспективности образца N- 48762 судят по отношению его фотовосстановительного потенциала к фотовосстановительному потенциалу сортостан147

eBII i дар та: — = 2 8 т.е. образец

ФВПс

В 48762 превосходит сортостандарт

"Ростовчанка" по фотовосстановительному потенциалу и его относят к . перспективному для селекции с целью

1 улучшения фотосинтетического аппара- . та, причем селекцию необходимо вести по листьям, так как процент их вклада в ФВП„, „ составляет 607.

Для оценки фотосинтетического аппарата образцов - 5201 и - 31526 производят аналогично все перечисленные операции и расчеты, результаты которых приведены в табл. 1. На основании полученных данных делают вывод о том, что образец Р 5201 превосходит сортостандарт по фотовосстаФВПд новительному потенциалу = 2,99, ФВПс поэтому его относят к перспективным для селекции на улучшение фотосинтетического аппарата, причем селекцию необходимо вести на ости или листья поскольку они имеют наиболее высокий вклад (31 и 32X) в ФВП побега.

Образец - 31526 характеризуется также высоким ФВП побега, превосходя сортостандарт в 3,01 раза. При этом наибольший вклад в ФВП побега обеспечивается остями (35K). -Вклад листьев у растений данного генотипа составляет наименьшую по сравнению с остальными образцами, в том числе и с сортостандартом, величину (21X), что незначительно превышает вклад чешуй

1 ФВПд (157.), показатели для этих орФВПс ганов 0,96 и 1,11 соответственно, что указывает на нецелесообразность вести по ним селекцию, отдавая предпочтение остям или междоузлиями.

Заключая анализ полученных цифр, следует сделать вывод о том, что безостый образец Р 48762 превосходит

0237 е сортостандарт по ФВП всех органов, а основную нагрузку выполняют листья, У остистых пшениц 11 5201 и 3!526 бо- .

5 лее 307 нагрузки перераспределяется на ости, снижая в результате нагрузку на листья. Очевидно, что у этих образцов при селекции на улучшение фотосинтетического аппарата следует обращать внимание на ости.

Способ позволяет ускорить оценку генотипа в 8 раз за счет одноразового отбора образцов и замены операции измерения площади листа на взвешива- .

1В ние фотосинтезирующих органов, повысить объективность оценки путем анализа каждого из органов на скорость фотовосстановления и сравнения генотипа с сортостандартом. Способ позволяет определить за счет какого органа исследуемый генотип лучше сортостандарта и дает показатель отбора по органу, на который надо вести селекцию на улучшение фотосинтетичес25 кого аппарата.

Данные по оценке фотосинтетического аппарата в сопоставлении с про-.

I дуктивностью колоса приведены в табл. 2.

Из табл. 2 следует, что продуктивность генотипа более тесно сопряжена с ФВП побега, чем с ФВП листа, роль которого в фотосинтезе растения значительно изменяется у разных Гено типов, что свидетельствует о недостаточной объективности оценки по

ФВП листа. Кроме того, роль листа особенно сильно снижается у геноти40 пов с остистым колосом (Ф 5201 и

31526), у которых лучше развит фотосинтетический аппарат остей, что служит дополнительной инфс рмацией при оценке растений и отвечает на

45 вопрос о целесообразности отбора по признакам либо листа, либо остей. ф

00 о о о

° 6Ъ о сс л о

Ct сО О В сч cv

° В сч»л

00 о О

ОЪ

00 о

Ф» л ь

gh о о о

° сч л сФЪ

00 ф» сЧ сЧ

В ь ссЪ е

СЧ C»I ссЪ

00 ь л ь сГЪ О

° В

»» сч о сч

В ь оо с»

if) Л ОСА

Л В «

О 0О О сЪ ссЪ

С4 е

CV о сч

0Ъ сч л

° \

C) Г3 00 О е» Я)

Л В сч лсч сч с«с с»1

0«

В л с»Ъ

О 0О о

° C»C

В о

00 сч о с»Ъ е сч сч ссЪ ф л ь ф

01 ь

Cl сЧ

ItI л сч л о

0Ъ ООЪ

Ch 00 сч

Л В Л

О е

CV

0 р л

» ь

00, сЧ о о.

» сч с ъ л о

С» 0Ъ С Ъ

О»00 л е л сЧСЪО с0

0 о

0С

v о

0с

0% с Ъ ь о

1 О

Ф» л о

1470237 а СЧ с00Ч сч

В В Л

-Ос EV сЪ съ 00

С»Ъ лЛ

«СЧ е

C«I »» »» сч л cv

О 0Ъ ССЪ е л е л

+ с"Ъ Ih

° Вф еСЧ е сч сч о- ссЪ сч»

Л В В

° О сЧ

ООЪсЪ

Ф - О

Л В с»ъ О сч

О сО сч сЪ ссЪ Оъ

«Л В

» » сч w cO

Ch C»I Л

«В «

СЧ 00

О I» Э

Л е сСЪ

Л В В

° @ @0 ° со О Д

В Л В

О0ъь ПЯ

00 В3 433

I0 о

° о

0С ф

6 к ю 6

07

Ft ф v и ве о о

4 4 о о

0I N о о

v v о о

11 ! 1

И М

Рс Ф

vâ

1470237

Таблица 2

ФВП по- ФВП Склад листа бега листа в фотосинтез побега, 7!

Образец

Продуктивность колоса, r

1,59

4,76

2,63

1,76

57

31

2,80

7,93

8,37

8,44

Сортостандарт 0,75

В 48762 1,56

1Р 5201 1,81

9 31526 1,89

Формула изобретения

ФВП ор,-,,к . + (хл) ° СРХ тив ному.

Составитель Е.Шкрадюк

Техред Л.Сердюкова Корректор M,Äåì÷èê

Редактор H.Бобкова

Заказ 1413/2 Подписное

BAHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Тираж 618

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Способ оценки фотосинтетического аппарата растений, включающий измерение скорости реакции Хилла в листе, отличающийся тем, . что, с целью повышения объективности и ускорения оценки, проводят одноразовый отбор образцов во всех фотосинтезирующих в данную фазу органах, определяют массу и скорость реакции

Хилла в каждом органе, а о работе фотосинтетического аппарата судят по фотовосстановительному потенциалу по бега, интегрирующему фотовосстановительный потенциал органов, который рассчитывают по формуле где ФВП р,,„ - фотовосстановительный потенциал органа, мкм;

m — масса органа, г, (хл1 — концентрация хлоро20 филла, мг/г, СРХ вЂ” скорость реакции

Хилла, в мкм, восстановленного феррицианида на мг хлорофилла за 3 мин, при этом

25 о перспективности генотипа судят по отношению его фотовосстановительного потенциала к фотовосстановительному потенциалу сорта стандарта, при

ФВП 1 генотип относят к неперспек30

ФВП1 тивному, при — = 1 - к равноценФВПс

ФВП ному при — ) 1 25 — к перспекУ

ФВПс