Способ оценки биологически активных соединений, регулирующих засухоустойчивость пшеницы

 

Изобретение относится к синтезу и созданию регуляторов роста, а именно к способам оценки новых синтезированных регуляторов роста, способных повышать засухоустойчивость озимой и яровой пшеницы . Цель изобретения - объективность оценки, уменьшение трудоемкости/сокращение сроков выявления новых синтезированных биологически активных соединений (БАС), повышающих засухоустойчивость пшеницы. Способ включает обработку семян биологически активными соединениями , их проращивание до высоты 30-35 мм, воздействие на проростки температурой 86°С в течение 15 мин и определение в них активности изоферментов а -амилазы. По повышению активности изоферментов аамилазы после обработки БАС судят о БАС как веществах, повышающих засухоустойчивость пшеницы, 3 ил, 1 табл. со С

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s А 01 N 41/10, А 01 G 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТО Р СКОМУ С В ИДЕТЕЛ Ь СТВУ

1 (21) 4739656/13 (22) 20.09.89 (46) 30.03.92. Бюл. N. 12 (71) Институт физиологии и биохимии растений АН МССР (72) M,В. Антимошоае и Е,С, Раля (53) 58.032.3(088.8) (56) Генкель П,А. Физиология жаро- и засухоустойчивости растений, — М.: Наука, 1982, с. 174.

Авторское свидетельство СССР

М 1292680, кл, А 01 G 7/00, 1987.

Методические рекомендации по проведению лабораторного скрининга синтетических регуляторов роста растений.—

Черкассы, 1985. (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ БИОЛОГИЧЕСКИ

АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, РЕГУЛИРУ1ОЩИХ ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬ ПШЕНИЦЫ

Изобретение относится к синтезу и созданию регуляторов роста, а именно к способам оценки и отбора новых синтезированных регуляторов роста, способных повышать засухоустойчивость озимой и яровой пшеницы.

Для оценки биологически активных сое-. динений (БАС), регулирующих эасухоустойчивость растений применяют различные прямые методы, Эти способы являются трудоемкими и имеют низкую производительность, так как они связаны с длительностью выращивания растений в экстремальных условиях до определенной критической фазы роста, по которой судят о степени действия засухи. Прямые подсчеты элементов про(57) Изобретение относится к синтезу и созданию регуляторов роста, а именно к способам оценки новых синтезированных регуляторов роста, способных повышать эасухоустойчивость озимой и яровой пшеницы. Цель изобретения — объективность оценки, уменьшение трудоемкости, сокращение сроков выявления новых синтезированных биологически активных соединений (БАС), повышающих засухоустойчивость пшеницы. Способ включает обработку семян биологически активными соединениями, их проращивание до высоты 30 — 35 мм, воздействие на проростки температурой

86 С в течение 15 мин и определение в них активности изоферментов а -амилазы. По повышению активности изоферментов аамилазы после обработки БАС судят о. БАС как веществах, повышающих засухоустойчивость пшеницы, 3 ил, 1 табл, дуктивности растений в контрольных и опь1тных образцах является критерием оценки степени действия засухи.

Наиболее близок к предлагаемому метод оценки веществ, повышающих засухоустойчивость пшеницы, предусматривающий следующие этапы: проращивание семян, обработка„растений, воздействие на растения высокой температурой или обезвоживание с последующим подсчетом процента выживших растений, à в полевых условиях — уровня спада урожайности.

Метод очень громоздкий, трудоемкий, для определения одного вещества требуется не менее 30 — 40 календарных дней.

1722346

Для ускоренного определения засухоустойчивости применяются косвенные методы, основанные на коррелятивной связи биохимических процессов с засухоустойчивостью растений, Одним из таких параметров, определяющим засухоустойчивость растений, является уровень термоустойчивости изоферментов а -амилазы. Однако этот параметр в таком техническом решении не может быть использован для оценки

БАС на засухоустойчивость, Это объясняется тем, что определение эасухоустойчивости образца проводится только в проростках пророщенных 84-96 ч. При этом термостабильность иэоферментов а -амилазы — максимальная и лучше дифференцируются сорта на устойчивые и неустойчивые. Однако семена, которые были обработаны БАС за период времени проращивания 84 — 96 ч могут значительно отличаться flo высоте от контрольных, т.е. энергия прорастания семян зависит от типа действия вещества: является ли вещество ингибитором или стимулятором.

Цель изобретения — объективность оценки, уменьшение трудоемкости, сокращение сроков выявления новых синтезированных биологически активных соединений, повышающих засухоустойчивость растений.

Поставленная цель достигается тем, что семена сортов пшеницы с известной засухоустойчивостью эамачивают на сутки в растворах БАС (опыт) и в воде (контроль). Затем семена проращивают 45 — 50 ч при 22 С в темноте и 3 сут при последовательном чередовании воздействия света, пропущенного через красный светофильтр для озимой пшеницы, а для яровой пшеницы— белый от люминесцентных ламп с периодом. 15 ч при свете и 9 ч в темноте до достижения растениями высоты ростка 3035 мм. Растение, достигшее высоту 30 — 35 мм, подвергают воздействию температурой

84-86 С 15-20 мин, после чего определяют в них степень разрушения изоферментов а-амилазы. Сравнение проводят между контрольными и опытными вариантами и Ilo изменению активности изоферментов аамилазы судят о БАС как веществах, регулирующих засухоустойчивость растений.

На фиг. 1-3 приведены денситограммы.

Методика определения степени разрушения изоферментов а-амилазы в проростках, подверженных воздействию высоких температур, известна.

Для определения влияния БАС на защитные свойства растений в качестве.биотеста используют сорта с низкой устойчиво45 30 — 35 мм в контрольных (вода) и опытных образцах с картолином и хлорхолинхлоридом, после воздействия температурой 86 С

15 мин. I la фиг. 2 приняты следующие обозначения денситограмм; 1 .— Одесская-51, 50 контроль;2-Одесская-51, картолин,50мг/л;

3 — Одесская-51, хлорхолинхлорид, 200 мг/л; 4 - Мироновская-808, контроль, 5 — Мироновская-808, картолин, 50 мг/л;

6 — Мироновская-808, хлорхолинхлорид, 200 мг/л, На фиг. 3: 1,2,3-Эритроспермум851; 4,5,6-Комета. Как видим антистрессовые препараты влияют на степень защиты изоферментов а-амилазы от разрушения в растениях, которые были подвергнуты воз5

40 стью к засухе как наиболее чувствительные, У этих сортов уровень снижения активности а -амилазы по сравнению с засухоустойчивыми — более выраженный.

Изменения активности изоферментов а-амилазы определяют в проростках сорта классификатора, опытного с (БАС) и контрольного на воде, подвергнутых воздействию высокой температурой, Если в опыте активность изоферментов а -амилазы выше, чем в контроле, то БАС повышает засухоустойчивость. Результаты выражают в процентах к контролю или в баллах эасухоустойчивости. В опытах применяли картолин, хлорхолинхлорид — вещества, регулирующие засухоустойчивость растений.

Пример 1. Семена контрольные и опытные проращивали до 132 ч при 22 С, Для анализов брали проростки ступенчато начиная с высоты проростков 10 мм и до

60 мм. Через каждые 6 ч проращивания проростки подвергали действию высокой температурой в течение 15 мин, Затем определяли активность изоферментов а-амилазы, последнее выра>кали в мм (условная единица), что соответствует высоте максимального пика на денситограммах (см, фиг. 1), Как видим, наивысшая активность изоферментов а-амилазы наблюдается в семенах, пророщенных на воде, в пределах

80 — 100 ч (заштрихованная область б на фиг. 1), с веществами, эадер>кивающими, рост, — 96-100 ч (область "в"), а с применением стимуляторов — 72-84 ч (область "а"), что соответствует высоте проростков в контрольном и опытном вариантах 30-35 мм.

Отклонение от взятия пробы при высоты проростков 30-35 мм не гарантирует достоверное разделение веществ как антистресC0 8 blX.

Пример 2, На фиг. 2 и 3.представлены денситограммы активности иэоферментов а -амилазы, проростков пшеницы высотой

1722346 действию высоких температур и зависит от потенциальной гетбнической засухоустойчивости сорта и применяемого биолйически активного соединения, В таблице по активности фермента на денситограммах в контрольных и опытных образцах после воздействия высокой температуры подсчитали степень разрушения изоферментов а -амилазы в проростках (усл.ед. — мм), Для перевода величины активности изоферментного состава а-амилазы в вариантах, семена которых обрабатывали

БАС, в качественный показатель уровня засухоустойчивости (баллы по пятибалльной шкале), параллельно на тех же вариантах определяют фактическую засухоустойчивость растений прямыми методами. Полученные результаты сравнивают прямым и косвенным методом оценки. Последние являются критерием разделения веществ как антистрессовых.

Уровень засухоустойчивости, балл

Термоустойчивость изоферментов в:-амилазы в проростках, подвергнутых действию высокой температуры

Вариант опыта

Сорт усл.ед.(мм) 3 к контролю ь к классификатору

Озимая пшеница:

Оресская 51 (Классификатор) 89+ 4,3 100

124+ 5,2 139

Выше средней, 4

Высокая, 5

100

Вода, контроль

Картолин, 50 мг/л

139

Хлорхолинхлорид, 200 мг/л

Высокая, 5

137

38

122 . 4;8

33+4,1

54 « . 2,8

137

163

Низкая

Выше средней, 4

Картолин, 50 мг/л

4S 3,1 145

Хлорхолинхлорид, 200 мг/л

Выше средней, 4

54 яровая пшеница:

132

Высокая, 5

Высокая, 5.85 4 5,0 100

1121 6,1 132

Хлорхолинхлорид, 200 мг/л

108й 4,6 . 128

Высокая, 5

128

424 2,6 100

59+ 3,2 !42

Иироновская яровая

Низкая, 3

Выше средней, 4

49

Вода, контроль

Картолин, 50 мг/л

Хлорхолинхлорид, 200 мг/л

58«+ 2,8 140

Выше средней, 4

Иироновская-808 Вода, контроль

Зритроспермум841 Вода, контрогь (Классификатор) Картолин, 50 мг/л

Формула изобретения

Способ оценки биологически активных соединений, регулирующих засухоустойчивость пшеницы. включающий проращи5 вание семян, обработку растений биологически активными соединениями, кратковременное прогревание растений, определение биологических показателей растений, отличающийся тем, что, с

10 целью сокращения продолжительности определения; биологически активными соединениями обрабатывают семена перед проращиванием, проращивание осуществляют до высоты проростков 30-35 м, 15 определяют в проростках активность аамилазы и по разности уровней термоустойчивости изоферментов а -амилазы в опытном и контрольном образцах судят о .способности биологически активного сое20 динения влиять на:засухоустойчивость пшеницы.

1722346

100

G0.

5 б

Мироио8с оя - 813

1 2

03еескоя - 5f

6. о

CQ Ф ) о Q

Я

CD и

О

cl

Е о

О=»

СС»

С»

3+ г

CL ос3 3 ) С: е

СО ) О

С»

О:»

80 72 8Ч 96 108 120 132 ч

®08. 1

1722346

Составитель Н, Родова

Редактор Л. Пчолинская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л. Патай

Заказ 1004 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-Зб, Раушская наб., 4/5

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