Способ оценки засухоустойчивости растений

 

Способ относится к области сельского хозяйства /растениеводства/. В основе способа лежит определение степени накопления свободного пролина в листьях десятисуточных проростков в процессе воздействия на них водного стресса, которая выражается в виде индексов устойчивости. В процессе оценки выделяется три группы культур: высокоустойчивая /индекс устойчивости 4,1 и выше/, среднеустойчивая /2,0-4,0/ и слабоустойчивая /1,9 и ниже/. Способ может быть использован для оценки устойчивости полевых культур к воздействию водного дефицита. 1 табл.

Изобретение относится к области сельского хозяйства /растениеводства/ и может быть использовано для оценки устойчивости различных полевых культур к дефициту влаги.

Известны лабораторные методы определения засухоустойчивости растений, основанные на измерении водоудерживающей способности тканей, вязкости цитоплазмы, содержания статолитного крахмала, уровня осмотического давления и др. [1, 2]. Однако перечисленные методы не всегда являются объективными, отличаются низкой оперативностью в получении результатов, а также не позволяют осуществлять мониторинг состояния растений, вегетирующих в условиях водного дефицита, что существенно ограничивает их практическое использование.

Имеются также сведения о тесной положительной корреляции между содержанием воды в растительных тканях и накоплением в них аминокислоты пролина в свободной форме, на основе чего предлагается использовать: степень ее накопления в качестве теста для оценки оводненности и засухоустойчивости растений [3, 4]. Эта закономерность положена в основу разработанного нами способа, отличающегося высокой объективностью, оперативностью, рентабельностью и простотой в исполнении. Новый способ предусматривает определение свободного пролина в листьях до и после воздействия на растения водного стресса с последующим вычислением индексов устойчивости, выраженных соотношением содержания аминокислоты в эти сроки.

Для этого замоченные в течение получаса в теплой воде /25-30°С/ семена полевых культур /по 100 шт. каждого вида/ в течение 10 суток проращивают в растильнях на увлажненной многослойной фильтровальной бумаге при температуре 20-25°С. Затем проростки делят на две равные партии, одну из которых анализируют на содержание пролина в листьях до, а вторую - после выдерживания в течение пяти суток в термостате в условиях водного дефицита /без полива/ при температуре 28-30°С и круглосуточном искусственном освещении 5 тыс. лк.

Для определения содержания пролина двухграммовые навески листьев заливают 40 мл 3%-ного раствора сульфосалициловой кислоты и гомогенизируют с помощью гомогенизатора или растирают в ступке с кварцевым песком до получения однородной массы. После фильтрования гомогената через плотный фильтр к 2 мл аликвота приливают 2 мл свежеприготовленного раствора кислого нингидрина, который готовят накануне анализа, используя 1,25 г нингидрина и нагретую до 100°С смесь 30 мл ледяной уксусной и 20 мл 6М ортофосфорной кислот. К этой смеси приливают 2 мл ледяной уксусной кислоты и выдерживают в течение одного часа на кипящей /100°С/ водяной бане. После этого пробирки с реакционной смесью резко охлаждают в ледяной бане. Образовавшийся в результате реакции хромофор экстрагируют в четырех миллилитрах толуола /или бензола/ интенсивным взбалтыванием в течение 20 секунд. После двадцатиминутного отстаивания с помощью фотоэлектроколориметра ФЭК-56М определяют интенсивность окраски раствора при длине волны 520 нм. Концентрацию свободного пролина определяют по стандартной кривой и рассчитывают в мг% на сырую массу листьев. Индексы устойчивости вычисляют отношением содержания свободного пролина после воздействия на растения водного стресса к исходной. По результатам оценки выделяют три группы культур: высокоустойчивая /индекс устойчивости 4,1 и выше/, среднеустойчивая /2,0-4,0/, слабоустойчивая /1,9 и ниже/.

Результаты оценки засухоустойчивости различных полевых культур приведены в таблице.

Анализ приведенных в таблице данных позволяет разделить все испытуемые культуры по признаку засухоустойчивости на три группы. В первую группу высокоустойчивых культур вошли просо, сорго и нут с коэффициентами устойчивости от 4,5 до 5,8; во вторую группу - озимая рожь, озимая пшеница и горох /2,8-3,7/ и в третью - овес, вика и бобы /1,2-1,8/.

Объективность нового способа подтверждается результатами выживаемости растений при прямом воздействии на них жесткого водного стресса в условиях засушника.

Источники информации

1. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений /Н.Н.Третьяков, Е.И.Кошкин, Н.М.Макрушин и др. – М.: Колос, 1998, стр. 537.

2. Генкель П.А. Физиология растений. - М.: Просвещение, 1975, стр. 158.

3. Палфи Г., Бито М., Палфи Т. Свободный пролин и водный дефицит растительных тканей //Физиология растений, 1973, - т. 20, - вып. 2.

4. Проценко Д.Ф., Шматько Н.Г., Рубанюк Е.А. Устойчивость озимых пшениц к засухе в связи с их аминокислотным составом //Физиология растений, 1968, - т. 15, - вып. 4.

Формула изобретения

Способ оценки засухоустойчивости растений, включающий проращивание замоченных в теплой воде семян, отличающийся тем, что десятисуточные проростки разделяют на две партии, одну из которых анализируют на содержание свободного пролина в листьях до, а вторую - после выдерживания в течение пяти суток в термостате в условиях водного дефицита (без полива) при температуре 28-30°С и круглосуточном искусственном освещении 5 тыс.лк с последующим вычислением индексов устойчивости, которые выражаются отношением концентрации аминокислоты после стресса к исходной, в результате чего выделяют три группы культур: высокоустойчивая (индекс устойчивости 4,1 и выше), среднеустойчивая (2,0-4,0) и слабоустойчивая (1,9 и ниже).