Способ ранней диагностики солеустойчивости растений

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з А 01 G 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4853698/15 (22) 20.07,90 (46) 30.09,92, Бюл, М 36 (71) Московская сельскохозяйственная академия им. К. А. Тимирязева (72) А, А, Захарин, Л. А, Паничкин и

О. М. Вольф (56) Авторское свидетельство СССР

Np 599766, кл, А 01 G 7/00, 1975. (54) СПОСОБ РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ СОЛЕУСТОЙЧИВОСТИ РАСТЕНИЙ (57) Использование; изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для отбора растений в селекционной работе. Сущность изобретения: с

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к методам исследования сельскохозяйственных растений, и может быть использовано для отбора растений в селекционной работе.

Целью изобретения является повышение точности диагноза за счет получения возможно более полной информации об объекте, Поставленная цель достигается тем, что в способе диагностики солеустойчивости растений, включающем многократное измерение электропроводности корней, последнюю измеряют путем автоматического сканирования корней проростка по длине растворами с различной концентрацией соли, после чего вычисляют отношение электропроводностей корней при повреждающей (высокой) и физиологически нормальной (низкой) концентрациях раствора.

О солеустойчивости судят по величине этого отношения, которая для ряда культур прямо

„„. Ж„, 17645б8А 1 целью получения возможно более полной и подробной информации производят дифференцированное измерение электропроводности разных зон и участков корня путем автоматического сканирования корня по длине при помощи сканирующего сифона.

При этом, передвигающийся вдоль корня мениск раствора выполняет функцию подвижного кольцевого контакта. На одном образце последовательно получают сканеграммы для низкой и высокой концентраций солевого раствора и вычисляют отношение их электропроводностей. Степень солеустойчивости для культур растений связана обратной корреляцией с величиной этого отношения, 4 ил, коррелирует со степенью устойчивости их к солям.

На фиг. 1 изображен прибор для диагностики и принципиальная электрическая схема; на фиг. 2 показан образец записи в момент замены сканирующей жидкости: вместо дистиллированной воды 100 мМ-ный раствор NaCI; на фиг, 3 представлены окончательные результаты определения в виде отношения сопротивлений корня на низкой (1 мМ) и высокой (100 мМ) концентрации раствора NaCI äëÿ четырех видов растений; на фиг, 4 — то же, для трех сортов огурца.

Пример. Прибор состоит из стеклянного или пластикового сифона 1, в вертикальный цилиндр которого помещают корень (или корневую систему) проростка 2.

В заданном режиме (медленно), сифон наполняется раствором, при этом мениск раствора двигается с постоянной скоростью от кончика к базальной части корня, выполняя функцию подвижного кольцевого контакта, Таким способом осуществляют сканирова1764568 ние корня по длине, при котором происходит измерение практически всех возможных участков и зон корня, Когда жидкость в цилиндре достигает верхнего заданного уровня (там расположена корневая шейка проростка), и роизводят быстрый слив сифона и начинается следующий аналогичный цикл.

В качестве источника 13 импульсного напряжения используют электростимулятор ЭСЛ-2. Применяют импульсы электрического напряжения прямоугольной формы длительностью 200 — 600 мс с интервалом между импульсами 1 — 10 с при напряжении

0,05 — 0,5 B. При этом на самописце 4 регистрируют ток в пределах 0,25 — 10 мкА. Используют нихромовые, вольфрамовые или графитовые электроды 5. Верхний электрод вводят в стебель чуть выше корневой шейки, нижний — в нижнюю часть вертикального цилиндра сифона. Раствор подают при помощи микронасоса 6. Время прохождения одного цикла сканирования варьируют от 2 до 10 — 15 мин (в разных опытах), что соответствует линейной скорости 1 — 5 см длины корня в мин и объемной скорости 2 — 10 мл/мин. Слив сифона осуществляется строго по достижении заданного уровня 7 и продолжается не более 10 — 30 с. На сканеграмме получают ряд повторяющихся фигур, в которых каждая точка соответствует определенному участку корня.

Установка работает следующим образом.

Сразу после слива сифона электрическая цепь разомкнута, так как уровень раствора в цилиндре ниже кончика корня. По мере наполнения цилиндра мениск поднимается и входит в соприкосновение с апикальным концом корня. В это время ток идет через всю длину корня, а сопротивление в цепи максимально, При дальнейшем заполнении цилиндра сифона все меньшая часть корня остается вне раствора, и сопротивление в цепи последовательно снижается, Общее сопротивление слагается из двух составляющих: сопротивление отрезка корня вне раствора (предмет измерения) и сопротивление раствора (артефакт измерения) — Ro = R» + Rp, Однако отношение

R» Ro составляло в большинстве случаев

10 -10, так что величина регистрируемого тока зависит преимущественно от R, а величиной Rp можно пренебречь. При замене сканирующей жидкости фигура сканирования изменяется, однако не сразу, а за несколько циклов сканирования, поскольку изменения связаны не с заменой раствора, а с взаимодействием нового раствора с корнем, (это видно на фиг, 2). Возраст пророст55

50 ков не играет роли, необходимо только, чтобы высота цилиндра сканирующего сифона соответствовала длине корня, Оптимальными для диагностики являются проростки в возрасте 3 — 7 дней, Корни более молодых растений могут не обладать еще достаточной, функциональной активностью.

Для выявления различий солеустойчивости и типа солевого обмена растений используют в качестве сканирующей жидкости растворы NaCI низкой (0,1 — 1) и высокой (100 мМ) концентрацией, Рассчитанные отношения электропроводностей, представленные на фиг, 3, показывают различия между видами, При этом у кукурузы (К) и бобов (Б) зависимость от концентрации NaCI выражена слабо (коэффициент

R>/В ко мМ близок к единице), а для подсолнечника (П) и фасоли (Ф) — сильно, Первым двум растениям присущ соленепроницаемый тип солевого обмена, а двум вторым— соленакапливающий, На фиг. 4 представлены аналогичные данные для трех сортов огурца. Весенний салатный (В) имеет большой концентрационный коэффициент, характеризуется высокой проницаемостью корня для солей и высокой солеустойчивостью, сорт Фортуна (Ф) обладает противоположными характеристиками, Плодовитый (П) занимает промежуточное положение, причем видно, что апикальные и базальные участки корня у этого сорта резко различны по чувствительности к солям, Аналогичные данные поогурцам представлены втаблице, из которой видно, что разницы между контрастными по солеустойчивости сортами Ф—

В и Ф вЂ” П достоверны (с уровнем вероятности > 0,95), а между близкими по солеустойчивости сортами  — П вЂ” недостоверны.

Эффективность способа диагностики солеустойчивости обусловлена его высокими чувствительностью и точностью, что позволяет уверенно различать сорта, а также выявлять более тонкие различия, связанные с предварительной обработкой семян, Применение этого неповреждающего, сравнительно простого и доступного метода в селекционной работе может дать выигрыш во времени, по крайней мере, на длину вегетационного периода данной культуры или больше. Одновременно снизятся затраты, связанные с выращиванием растений в течение целого вегетационного периода.

Формула изобретения

Способ ранней диагностики солеустойчивости растений, включающий измерение физического фактора при пропускани электрического тока через корневую систему растения, выдержанную в солевых рас

1764568

Результаты сравнительной диагностики солеустойчивости 3-х сортов огурцов. творах различных концентраций, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения точности способа, в качестве физического фактора используют электропроводность корневой системы, которую измеряют при передвижении вдоль корня мениска раствора, после чего определяют отношение максимальных величин электропроводностей корня, полученных на растворах, различных концентраций, причем растение с большей.

5 величиной этого отношения считают более солеустойчивым.

1764568

abaci) 12 l/Гния, ze

Фиг.з — "" (abaci) 100 иг.Z

1 корня, см

Фиг. Ф

Составитель А.Захарин

Редактор Т.Орловская Техред М,Моргентал Корректор С,Пекарь

Заказ 3323 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

П оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 р и