Способ оценки жаростойкости растений

 

Изобретение предназначено для использования в сельском хозяйстве при оценке жаростойкости селекционного материала или новых сортов зерновых и зернобобовых культур. Изобретение включает определение содержания свободного пролина в листьях растений в период максимального термостресса с последующим вычислением коэффициентов устойчивости, которые выражаются отношением концентрации свободного пролина испытуемых образцов и сорта-классификатора с известной степенью жаростойкости. Для сравнительной оценки жаростойкости растений используются один или несколько сортов-классификаторов. Изобретение позволяет снизить трудоемкость, повысить производительность и объективность при оценке жаростойкости растений. 1 табл.

Изобретение относится к области сельского хозяйства (селекции растений) и может быть использовано для оценки жаростойкости селекционного материала или новых сортов зерновых и зернобобовых культур.

Для оценки жаростойкости в настоящее время используют полевые и лабораторные методы, основанные на измерении цитофизиологических, биофизических и биохимических показателей: вязкости и скорости движения цитоплазмы [1, 2], по степени гидролиза статолитного крахмала в клетках корневого чехлика [3], по ответной биоэлектрической реакции растительных тканей [4]. Однако перечисленные методы довольно трудоемки, малопроизводительны, требуют высокой квалификации исполнителей, дорогостоящего оборудования и дефицитных химреактивов, а также не всегда объективны, так как оценка жаростойкости проводится на проростках, выращенных в лабораторных условиях.

Известен также метод оценки жаростойкости селекционного материала, в основу которого положена степень снижения продуктивности растений в полевых условиях [5]. Практическое использование этого метода ограничивается высокой его трудоемкостью и низкой производительностью, что не позволяет проводить массовую оценку жаростойкости селекционного материала. Известны также сведения о том, что жаростойкость растений тесно связана с накоплением в их вегетативных органах свободного пролина [6].

Цель изобретения - снижение трудоемкости, повышение производительности и объективности при оценке жаростойкости растений.

Поставленная цель достигается определением содержания свободного пролина в листьях растений с последующим вычислением коэффициентов устойчивости, которые выражаются отношением концентрации пролина испытуемых образцов и сорта-классификатора.

Для этого в плевых условиях в период максимального термостресса (при температуре 40 - 45^oC), когда отмечаются явные признаки увядания листьев, проводят отбор растительного материала. Пробы листьев отбираются в трехкратной повторности.

Содержание пролина определяют в друхграммовой навеске листьев, которую растирают в ступке в смеси с 20 мл 3%-ного водного раствора сульфосалициловой кислоты. Гомогенат фильтруют через плотный бумажный фильтр и используют для анализа на содержание аминокислоты.

Затем 2 мл фильтрата смешивают в пробирке с 2 мл кислого нингидрина и 2 мл ледяной уксусной кислоты. Кислый нингидрин готовят за сутки до анализа путем растворения 1,25 г нингидрина в смеси 30 мл ледяной уксусной кислоты и 20 мл ортофосфорной кислоты при температуре 100^oC и хранят в термостате в температурном режиме от 0 до 4^oC.

Реакционную смесь выдерживают в течение часа на кипящей водяной бане с последующим ограничением реакции в ледяной бане.

В каждую пробирку с охлажденной смесью добавляют по 4 мл толуола (или бензола) и энергично взбалтывают в течение 30 секунд.

После 20-минутного отстаивания верхний окрашенный слой сливают в кюветы и оценивают плотность окраски с помощью фотоэлектрокалориметра ФЭК-56 М. Экстинцию определяют с использованием синего светофильтра с длиной волны 520 нм в 5-миллиметровых кюветах.

Содержание свободного пролина в испытуемом материале определяют по стандартной кривой, построенной на растворах фабричного пролина. Расчет проводят в мг% на сырую листовую массу.

По результатам анализа вычисляют коэффициенты устойчивости: отношение концентрации пролина в испытуемых образцах (или сортах) к таковой у сорта-классификатора с известной (низкой) жаростойкостью, по которым делают заключение об относительной степени устойчивости растений к высокой температуре. Более высокому коэффициенту устойчивости соответствует повышенный уровень жаростойкости растений.

Для более дифференцированного отбора в качестве контрольных могут быть использованы несколько сортов-классификаторов.

В качестве примера приводим результаты оценки жаростойкости нескольких сортов чечевицы тарелочной, выращиваемой на опытном поле Пензенской госсельхозакадемии (см. таблицу).

Источники информации: 1. Александров В.Я. Цитофизиологическая оценка различных методов определения жизнеспособности растительных клеток. - Тр. Ботан. ин-та АН СССР, 1995, сер. 4, т. 10, с. 309.

2. Генкель П.А., Цветкова И.В. Влияние солей на вязкость протоплазмы и жароустойчивость растительных клеток. - Докл. АН СССР, 1950, т. 74, N 5, c. 1025.

3. Генкель П.А. Баданова К.А., Левина В.В. О новом лабораторном способе диагностики жаро- и засухоустойчивости для селекции. - Физиол. раст., 1970, т. 17, вып. 2, с. 431.

4. Зубкус О.П., Новоселова А.Н., Севрова О.К. Использование ответной биоэлектрической реакции для оценки жароустойчивости растений. - В кн.: Тезисы докладов совещания "Методы оценки устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды". - Л., 1973, с. 19.

5. Волкова А.М. Влияние разных режимов температурного воздействия на урожай зерна различных по жароустойчивости сортов хлебных злаков. - Тр. по прикл. бот., ген., селекц., 1976, т. 57, вып. 2, с. 91 - прототип.

6. Савицкая Н.Н. О физиологической роли пролина в растениях // Науч. докл. высш. школы. - 1976, N 2, с. 49 - 61.

Формула изобретения

Способ оценки жаростойкости растений, включающий определение содержания свободного пролина в листьях растений, выращенных в полевых условиях, в период максимального термостресса, отличающийся тем, что жаростойкость оценивают с использованием сортов-классификаторов путем вычисления коэффициентов устойчивости, которые определяют отношением концентрации свободного пролина испытуемых сортов и сорта-классификатора, при этом более высокому коэффициенту устойчивости соответствует повышенный уровень жаростойкости растений.

РИСУНКИ

Рисунок 1