Способ определения потенциальной зимостойкости растений озимой мягкой пшеницы

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает отбор семян на анализ, получение проростков и оценку признаков зимостойкости в срезах тканей проростков. При этом отобранные семена проращивают путем их выдерживания при температуре 2-5°C в течение 2-4 недель, затем получают от них срезы узла кущения толщиной 20-40 мкм и измеряют интенсивность флюоресценции тканей проростков на длинах волн 365 нм, 470 нм и 546 нм. Потенциально зимостойкими считают проростки с повышенной интенсивностью флюоресценции. Для измерения флюоресценции используют флюоресцентный микроскоп AxioImager Z1. Способ позволяет сократить длительность и упростить процесс получения селекционного материала с повышенной потенциальной зимостойкостью на ранних этапах селекционной работы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к оценке потенциальной зимостойкости растений озимой мягкой пшеницы, и может быть использовано при селекции зимостойких сортов озимых зерновых культур.

Озимые посевы зерновых являются наиболее продуктивным компонентом агроценозов, но в условиях РФ большие потери урожая озимых зерновых культур происходят из-за повреждения и гибели растений при неблагоприятных условиях перезимовки, главным из которых является действие низких температур в позднеосенний, зимний и ранневесенний периоды. Задача определения зимостойкости озимых зерновых культур простым и быстрым способом является актуальной.

Известен способ определения морозостойкости растений озимой пшеницы путем промораживания целых растений при постепенно снижающейся с интервалом в одни сутки температуре (-7°С, -10°С, -13°С, -16°С). Затем их переносят для оттаивания в камеру с температурой 2°С. Через сутки эти растения высаживают в почву, а спустя три недели учитывают число отросших растений. Морозостойкость выражают в процентах от числа промороженных при определенной температуре (Алексидзе Г.Я., Королев Н.П., Семенов И.Л., Выскребенцева Э.И. // Физиология растений. 1983. Т. 30. В. 6. С. 1069).

Недостатком способа являются длительность и трудоемкость.

Известен способ определения морозостойкости зерновых культур путем промораживания фрагментов листьев, с последующей окраской резорцином, который окрашивает убитые холодом фрагменты листьев в темно-синий цвет, при этом в качестве оценочного показателя морозостойкости используют время промораживания, при котором происходит необратимо повреждение фрагментов листьев холодом (патент RU 2370942 C1, оп. 27.10.2009).

Недостатком этого способа является необходимость выращивания взрослых растений.

Наиболее близким к заявляемому способу - прототипом, является способ отбора зимостойких растений озимой пшеницы, включающий посев, выращивание, отбор образцов, их оценку по селекционно-хозяйственным признакам, где отбор образцов осуществляют в фазу восковой спелости семян, причем в качестве зимостойких отбирают среднерослые растения - 81-110 см с красноватой окраской стеблей, а оценку признаков проводят по содержанию флавоноидов, причем в качестве зимостойких отбирают растения с содержанием флавоноидов более 8 мг/г. Отобранные растения могут быть использованы в работах по селекции озимой пшеницы для создания зимостойких сортов этой культуры (патент RU 2575100 C1, оп.10.02.2016).

Недостатком этого способа является необходимость выращивания образцов в полевых условиях, что значительно увеличивает время оценки признака выраженности зимостойкости образцов озимой пшеницы.

Задачей изобретения является разработка простого и менее длительного способа, позволяющего в лабораторных условиях определять потенциальную зимостойкость растений озимой мягкой пшеницы.

Технический результат: сокращение длительности и упрощение процесса получения селекционного материала с повышенной потенциальной зимостойкостью на ранних этапах селекционной работы.

Технический результат достигается предлагаемым способом, заключающимся в следующем.

Сортообразцы озимой мягкой пшеницы отбирают для анализа, замачивают в воде и дают наклюнуться. Наклюнувшиеся зерновки закатывают в рулоны фильтровальной бумаги и помещают в холодильник при температуре 2-5°С. Через две-четыре недели проростки используют для анализа.

Для этого на замораживающем микротоме (Криостат НМ 550) получают срезы узла кущения проростка (т.е. основания проростка) толщиной 20-40 мкм и затем определяют интенсивность флюоресценции тканей проростка (без всякой окраски), на флюоресцентном микроскопе при возбуждении флюоресценции излучением с длинами волн 365, 470 и 546 нм. Сопоставляя результаты, отбирают генотипы с повышенной интенсивностью флюоресценции, обладающие повышенной зимостойкостью.

Определяющими отличиями заявляемого способа, по сравнению с прототипом, являются:

1) для анализа в лабораторных условиях используют двух-четырехнедельные проростки, что позволяет ускорить процесс селекции (в прототипе отбор образцов проводят на более поздних фазах развития растений);

2) у проростков готовят срезы узла кущения и оценивают потенциальную зимостойкость по интенсивности флюоресценции тканей проростка, измеренной на флюоресцентном микроскопе с длинами волн 365, 470 и 546 нм, при этом в качестве зимостойких отбирают образцы с повышенной флюоресценцией, что позволяет значительно упростить и ускорить процесс селекции за счет сокращения времени получения оценки и значительного уменьшения трудоемкости анализов.

В качестве оценочного признака зимостойкости выбрана интенсивность флюоресценции тканей проростка, прямо связанная с количеством в проростках ароматических гликозидов, способствующих гелификации клеточного сока и замерзанию воды в аморфном состоянии, без образования кристаллов льда, которые являются основным повреждающим фактором в зимний период (Cheyniera., et al. Plant phenolics: Recent advances on their biosynthesis, genetics, and ecophysiology. Plant Physiology and Biochemistry. 2013.V. 72. P. 1-20).

Все флавоноиды оптически активны, способны флуоресцировать в УФ-свете, имеют характерные УФ-спектры, характеризующиеся наличием двух максимумов поглощения, и ИК-спектры.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующим примером конкретного выполнения.

Пример

В качестве образцов для анализа использовали генотипы FF и ОО озимой мягкой пшеницы по локусу ароматической алкогольдегидрогеназы, которые различаются по зимостойкости. В таблице 1 представлены данные по перезимовке генотипов FF и ОО в течение трех сезонов (2013/2014, 2014/2015 и 2015/2016 г.г.), где зимостойкость определяли как число перезимовавших растений по отношению к числу посеянных семян (в скобках - в процентах от числа посеянных семян). Непараметрический критерий Пирсона χ2 позволяет оценить значимость различий между генотипическими группами FF и ОО.

Наклюнувшиеся зерновки в количестве 10 штук каждого генотипа закатывали в рулоны фильтровальной бумаги и помещали в холодильник при температуре 2-5°С. Через две-четыре недели проростки, находящиеся в фазе кущения, использовали для анализа. У 5 проростков, отобранных по наилучшим фенотипическим признакам, получали срезы узла кущения на замораживающем микротоме толщиной 30 мкм и затем определяли интенсивность флюоресценции тканей проростка (без всякой окраски), на флюоресцентном микроскопе Axiolmager Z1 с приставкой АроТоте и программой AxioVision (фирма Zeiss) при возбуждении флюоресценции излучением с длинами волн 365, 470 и 546 нм. На срезах измеряли флюоресценцию визуально и с помощью записи числовых значений интенсивности флюоресценции (табл. 2). Сопоставляя результаты, отбирали генотипы с повышенной флюоресценцией и соответственно с повышенным содержанием ароматических гликозидов.

Из таблицы 2 видно, что более зимостойкий генотип FF озимой мягкой пшеницы имеет повышенную флюоресценцию в синем и зеленом диапазоне и несколько большую в красном диапазоне. Эти результаты позволяют использовать интенсивность флюоресценции для отбора потенциально более зимостойких генотипов.

На фиг. 1 представлена запись автофлюоресценции среза генотипа ОО, а на фиг. 2 - генотипа FF. На фиг. 1, 2 видно, что генотип FF имеет выраженную повышенную флюоресценцию в синем спектре и для него наблюдаются скачки синего спектра от 0 до 450 нм, а генотипу ОО присуща меньшая амплитуда - от 0 до 65 нм. По красному и зеленому спектру также имеются различия.

Использование предлагаемого способа позволит:

1) упростить оценку зимостойкости генотипов (образцов) озимых форм за счет исключения ручного труда (прототип), поскольку в заявляемом способе срезы проростков делают с помощью криотома, а измерение интенсивности флюоресценции ткани проростков осуществляют на флюоресцентном микроскопе;

2) ускорить процесс анализа, т.к отбор образцов проводят в фазу двух-трехнедельных проростков, а в прототипе в более позднюю фазу восковой спелости семян;

3) снизить затраты на анализ, поскольку заявляемый способ предназначен для использования в лабораторных условиях, не требующих затрат на посев в поле, на проведение посевных работ (в том числе использование пестицидов и фунгицидов).

Способ определения потенциальной зимостойкости растений озимой мягкой пшеницы

1. Способ определения потенциальной зимостойкости растений озимой мягкой пшеницы, включающий отбор семян на анализ, получение проростков и оценку признаков зимостойкости в срезах тканей проростков, отличающийся тем, что отобранные семена проращивают путем их выдерживания при температуре 2-5°C в течение 2-4 недель, затем получают от них срезы узла кущения толщиной 20-40 мкм и измеряют интенсивность флюоресценции тканей проростков на длинах волн 365 нм, 470 нм и 546 нм, при этом потенциально зимостойкими считают проростки с повышенной интенсивностью флюоресценции.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для измерения флюоресценции используют флюоресцентный микроскоп AxioImager Z1.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к грибоводству, а именно к питательным добавкам, используемым для обогащения субстрата. Нерастворимый соевый остаток - окару с содержанием лигнинцеллюлозного комплекса в количестве 45,1% на сухое вещество и двухвалентного железа в количестве 6,5 мг/100 г, полученный при производстве соевого молока из семян сои сорта «Соната», применяют в качестве компонента питательной добавки для выращивания грибов рода «Pleurotus».

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в селекции, семеноводстве, научной работе при оценке различных полевых культур к недостатку влаги.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Сущность изобретения заключается в том, что плоды отбирают по крупности, массе, содержанию ядра, составляющего в пределах 48-54% и более, толщине скорлупы и содержанию питательных веществ, сравнивая со средними данными районированных сортов в 3-х различных экологических условиях.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Изобретение представляет собой способ отбора наиболее продуктивных образцов риса.
Изобретение относится к области биотехнологии и сельского хозяйства, в частности к растениеводству. В способе клональное размножение оздоровленных растений осуществляют путем черенкования.

Изобретение относится к области биохимии, в частности к способу получения синтетической CG-богатой генетической последовательности для синтеза гетерологичных белков.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Изобретение представляет собой способ производства выращивания семян ярового ячменя с использованием средств биотехнологии и минеральных удобрений в аридных условиях Юга России, включающий применение обработки защитно-стимулирующим комплексом, где семена ячменя замачивают водным раствором комплекса биологически активных веществ, где на фоне минеральных удобрений в дозе N30P30 используют водные растворы одного из биологических препаратов, таких как Энергия М и ЗСС при обработке семян, при этом расход препарата Энергия М составляет 5 г на 1 т и ЗСС-1 л на 1 т, расход рабочего раствора равен 10 л/т семян, предшественник в севообороте - чистый пар, обеспечивающий, при годовом количестве осадков в пределах 250-330 мм, эффективное действие предлагаемых агроприемов.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к области растениеводства и селекции. Изобретение представляет собой способ оценки селекционного материала гороха посевного на интенсивность фотосинтеза листьев, включающий измерение интенсивности поглощения молекул углекислого газа на единицу поверхности листьев первого плодоносящего узла в фазу плодообразования, при этом измерения проводят с 9:00 до 11:00 часов дня с помощью переносного газоанализатора марки LI-6400 XT, который фиксирует и показывает значение интенсивности фотосинтеза на цифровом экране, при этом измерительную камеру прикрепляют к листу растения и в течение 1,5-2 минут ожидают стабилизации газообмена в измерительной камере.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к области селекции. Способ включает оценку образцов в травосмесях со злаковыми и разнотравными компонентами и отбор на конкурентоспособность выживших особей более 50%.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает оценку интродуцируемых в условиях Республики Коми растений малины относительно их отношения к метеорологическим условиям интродукционного района, оценку реакции этих растений, находящихся в фазе критического периода роста по показателям, в том числе к болезням, характерным для данного интродукционного района.

Изобретение относится к лесному хозяйству. Осуществляют отбор почек растений березы для анализа суммарных липидов и их жирнокислотного состава.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Осуществляют предпосевную обработку семян озимой пшеницы рабочим раствором со стимулятором роста «Мелафен» в концентрации 10-7%, одновременно используя протравитель в количестве 0,5-2,5 л на 1 т семян в зависимости от вида протравителя.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к селекции и агрохимии. Способ оценки адаптивного потенциала ярового ячменя при стрессовом воздействии, включающий проращивание семян в рулонной культуре в термостате на воде, далее часть двухдневных проростков исследуемой культуры переносят на 0,2 мМ раствор диквата и в 5-дневных проростках, после выдерживания на свету в течение 45 минут, определяют фотосинтетические пигменты и малоновый диальдегид (МДА) как показатели устойчивости к стрессовому воздействию и по разности фотосинтетических пигментов и/или МДА в контроле и после стрессового воздействия оценивают адаптивный потенциал исследуемой культуры.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в селекции, семеноводстве, научной работе при оценке различных полевых культур к недостатку влаги.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к садоводству. Способ включает нарезку черенков, их посадку и выращивание в атмосфере искусственного тумана.

Изобретение относится к измерительной технике и касается дистанционного способа обнаружения участков растительности в стрессовом состоянии путем лазерного возбуждения флуоресценции хлорофилла растения и регистрации интенсивности флуоресценции.

Изобретение относится к области защиты растений и предназначено для определения зараженности семян пшеницы возбудителем септориоза листьев и колоса. Способ включает инкубацию семян в холодильнике при температуре плюс 10°C в течение 7 дней, при температуре минус 20-25°C в течение 24 часов с последующим ультрафиолетовым облучением при плюс 20-22°C в течение 4-5 дней.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к садоводству и плодоводству. Способ включает использование сортов-кребов с учетом сроков цветения и эффективности опыления основного сорта сортом-кребом и его посадку в ряду основного сорта.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, энергетики и охраны окружающей среды. В способе проводят отбор образцов растений, измеряют содержание сухого вещества в листьях отобранных образцов растений и суммарную площадь листьев.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Способ включает проведение предпосевной обработки семян гиббереллиновой кислотой с концентрацией 10-7 М в течение 6-8 часов, далее семена высушивают.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к виноградарству и селекции. В способе измеряют величину фотохимической активности тканей растений. При этом оценку морозостойкости растения определяют по максимальной величине кортикулярного фотосинтеза хлорофилла. На выбранном участке растения или взятом от него черенке предварительно удаляют участок наружной коры растения и фиксируют флуоресценцию хлорофилла с обнаженных хлоренхимных тканей. Данные флуоресценции обрабатывают, идентифицируют и сравнивают с данными фотохимической активности хлоренхимных тканей морозостойких растений, полученными при анализе известных устойчивых и/или чувствительных к низким температурам сортов-эталонов, растущих на той же плантации в тех же условиях, либо с ранее полученными значениями флуоресценции хлорофилла в хлоренхимных тканях сортов-эталонов, предварительно занесенных в созданную базу данных. Наиболее морозостойкие растения выявляют по максимальным величинам фотохимической активности в хлоренхимных тканях. Способ обеспечивает ускоренный отбор морозостойких сортов и определение степени поврежденности растений или их частей, в том числе и в полевых условиях.12 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает отбор семян на анализ, получение проростков и оценку признаков зимостойкости в срезах тканей проростков. При этом отобранные семена проращивают путем их выдерживания при температуре 2-5°C в течение 2-4 недель, затем получают от них срезы узла кущения толщиной 20-40 мкм и измеряют интенсивность флюоресценции тканей проростков на длинах волн 365 нм, 470 нм и 546 нм. Потенциально зимостойкими считают проростки с повышенной интенсивностью флюоресценции. Для измерения флюоресценции используют флюоресцентный микроскоп AxioImager Z1. Способ позволяет сократить длительность и упростить процесс получения селекционного материала с повышенной потенциальной зимостойкостью на ранних этапах селекционной работы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл., 1 пр.

Наверх