Способ оценки селекционного материала на устойчивость к стрессовым факторам

 

Использование: сельское хозяйство, в частности в селекции растений. Сущность изобретения: оценку селекционного материала на устойчивость к стрессовым факторам проводят путем проращивания семян под воздействием температурного и/или осмотического отстрессового фактора, последующей репарации проростков и анализа на содержание пролиферативного антигена инициалей в клетках апикальных меристем проростков после окончания репарации, и к устойчивым относят сорта, у которых содержание пролиферативного антигена больше или равно этому показателю на контрольных проростках. 2 табл.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности, к способам оценки селекционного материала на устойчивость к стрессовым факторам, а именно, к способам использования пролиферативного антигена инициалей (ПАИ) в ответ на стрессовое воздействие.

Известен способ определения жаростойкости растений. [1] Этот метод заключается в распознавании живых, мертвых и поврежденных хлорофиллоносных тканей растений по реакции образования феофетина при оценке устойчивости к экстремальным воздействиям.

Недостатком этого метода является то, что анализируются только взрослые растения с диференцированной листовой пластинкой, что ограничивает возможность проводить оценку на ранних этапах онтогенеза. Кроме того, данный метод позволяет проводить диагностику только на устойчивость к высоким температурам.

Известен способ оценки засухоустойчивости растений. [2] Этот метод основан на определении прорастания семян и роста проростков в растворе сахарозы, имитирующего недостаток влаги. Количество проросших семян находится в прямой зависимости от степени засухоустойчивости сорта: чем устойчивее сорт, тем выше процент проросших на больших концентрациях сахарозы семян и тем больше длина корешков и ростков.

Этот способ трудоемок, так, как требуется измерение длины большого количества корешков, ростков и подсчет сухой массы проростков, Для анализа необходимо большое количество селекционного материала (для первичной оценки нужно не менее 300 семян каждого сорта).

Цель изобретения возможность оценки селекционного материала на устойчивость к экстремальным факторам на ранних этапах онтогенеза, повышение надежности, объективности, чувствительности и упрощение способа.

Поставленная цель достигается новым способом оценки селекционного материала на устойчивость к стрессовым факторам, включающим проращивание семян под воздействием стрессового фактора, последующую репарацию проростков и анализ их состояния, при этом оценку на устойчивость проводят в сравнении с контрольными проростками, выращенными в оптимальных условиях, согласно изобретению, в качестве стрессового фактора используют температурное и/или осмотическое воздействие, проводят анализ на содержание пролиферативного антигена инициалей (ПАИ) в клетках апикальных меристем проростков после окончания репарации, при этом к устойчивым относят сорта, у которых содержание пролиферативного антигена больше или равно этому показателю на контрольных растениях.

Сущность изобретения заключается в возможности оценки функциональной активности меристематических клеток и ее изменения при воздействии различных факторов, например, температурных или осмотических.

Из уровня техники не известен способ оценки селекционного материала на устойчивость к стрессовым факторам по изменению содержания ПАИ, что позволяет определить устойчивость растений к стрессовым факторам на ранних этапах онтогенеза, повысить надежность, объективность, чувствительность и упростить способ. Следовательно, заявляемое техническое соответствует критерию "новизна".

Из сопоставительного анализа заявляемого технического решения с аналогами неочевидно, что изменение содержания ПАИ в растении в ответ на стрессовое воздействие, свидетельствует о степени его устойчивости к стрессовым факторам. Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Оценка физиологического состояния клеток апекса стебля пшеницы при осмотическом стрессе.

Четырехсуточные проростки пшеницы помещают в раствор полиэтиленгликоля на 10 суток. Затем отбирают 25 растений, а остальные оставляют на 1 и 8 суток репарации. Для этого из ванночки с оставшимися проростками сливают полиэтиленгликоль, промывают корни растений проточной водой и заливают раствором Кнопа. Анализ содержания ПАИ проводят с помощью иммунохимической тест-системы, включающей моноспецифические антитела к ПАИ и антиген ПАИ. Для получения антигена берут отрезки растений 4-5 мм, включающие в себя стеблевой апекс и ткани основания молодых листьев. Растительный материал после гомогенизации экстрагируют трис-НСl буфером (рН -7,8) и используют для иммунохимического анализа. Результаты анализа представлены в таблице 1.

Пример 2. Оценку физиологического состояния клеток апекса стебля пшеницы при тепловом стрессе проводят аналогично примеру 1, но стрессовое воздействие длится 4 часа при температуре 56^oС. Результаты анализа представлены в таблице 2.

Из таблицы 1 следует, что при репарации клеток апекса стебля пшеницы после осмотического стресса наблюдается следующая динамика изменения содержания ПАИ: сразу после стресса у неустойчивого сорта (Опал) содержание ПАИ по отношению к контролю увеличивается в 8 раз, а и процессе репарации падает и становится в 2 раза меньше контроля; в то время как у устойчивого сорта (Саратовская-29) содержание ПАИ сразу после стресса увеличивается в 4 раза и в процессе репарации снижается до уровня контроля. Таким образом, этот способ позволяет производить оценку селекционного материала на устойчивость к экстремальным факторам среды по изменению содержания в нем ПАИ в процессе репарации на ранних этапах онтогенеза. Этот способ надежен и прост, так как он не связан с использованием специального оборудования. В то же время он объективен и чувствителен, так как позволяет оперировать количественным показателем содержанием ПАИ и на его основе дифференцировать близкие по устойчивости сорта. Кроме того при реализации этого способа можно работать с малым количеством селекционного материала.

Содержание ПАИ в апексах стебля пшеницы при репарации клеток после осмотического стресса. Содержание ПАИ в апексах стебля пшеницы при репарации клеток после теплового стресса.

Формула изобретения

Способ оценки селекционного материала на устойчивость к стрессовым факторам, включающий проращивание семян под воздействием стрессового фактора, последующую репарацию проростков и анализ их состояния, при этом оценку на устойчивость проводят в сравнении с контрольными проростками, выращенными в оптимальных условиях, отличающийся тем, что в качестве стрессового фактора используют температурное и/или осмотическое воздействие, проводят анализ на содержание пролиферативного антигена инициалей в клетках апикальных меристем проростков после окончания репарации, при этом к устойчивым относят сорта, у которых содержание пролиферативного антигена больше или равно этому показателю на контрольных растениях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2