способ оценки холодостойкости растений
Классы МПК: | A01G7/00 Ботаника, общие вопросы A01H1/04 способы селекции |
Автор(ы): | Стаценко А.П., Кузин Е.Н., Кузнецов А.Ю. |
Патентообладатель(и): | Пензенская государственная сельскохозяйственная академия, Стаценко Александр Петрович |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-10-01 публикация патента:
27.06.2003 |
Изобретение предназначено для использования в области сельского хозяйства. Способ включает двухнедельное проращивание семян испытуемых культур или сортов в термостате на увлажненной фильтровальной бумаге без доступа света. Проростки ступенчато охлаждают в холодильной камере в температурном режиме: первые сутки - при 10oС, вторые сутки - при 5oС. После этого определяют содержание свободного пролина в листьях и вычисляют коэффициент холодостойкости растений, который выражают отношением содержания этой аминокислоты в листовой массе после охлаждения растений к исходной. При этом выделяют три группы устойчивости: высокохолодостойкую - коэффициент холодостойкости 3,01 и выше; среднехолодостойкую - 1,51-3,00; низкохолодостойкую - 1,50 и ниже. Изобретение позволяет ускорить и упростить процесс оценки, а также повысить ее объективность. 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
Способ оценки холодостойкости растений, включающий двухнедельное проращивание семян испытуемых культур или сортов в термостате на увлажненной фильтровальной бумаге без доступа света, отличающийся тем, что используют ступенчатое охлаждение проростков в холодильной камере в температурном режиме: первые сутки - при 10oС, вторые сутки - при 5oС с последующим определением содержания свободного пролина в листьях и вычислением коэффициента холодостойкости растений, который выражают отношением содержания этой аминокислоты в листовой массе после охлаждения растений к исходной, а также выделяют три группы устойчивости: высокохолодостойкую - коэффициент холодостойкости 3,01 и выше; среднехолодостойкую - 1,51-3,00; низкохолодостойкую - 1,50 и ниже.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области сельского хозяйства /растениеводства/ и может быть использовано для определения холодостойкости культурных растений различных систематических групп, а также новых сортов и селекционного материала. Известны прямые и косвенные лабораторные методы определения холодостойкости растений, в основе которых лежит учет всхожести семян при низких температурах, скорость роста первичного корня при охлаждении, время наступления плазмолиза, величина центробежной силы смещения хлоропластов и др. [1]. Названные методы отличаются относительно низкой объективностью, продолжительным временем оценки, невозможностью проведения массовых /серийных/ анализов, что препятствует их широкому использованию в сельскохозяйственной практике. Известен также биохимический метод оценки холодостойкости растений, основанный на учете изменчивости содержания макроэргических соединений фосфора в растительных тканях в процессе охлаждения [2]. Однако этот метод сложен в исполнении, требует высокой квалификации исполнителя и дорогостоящего лабораторного оборудования, что не позволяет широко использовать для серийной оценки холодостойкости растений. Имеются также сведения о том, что в процессе охлаждения в вегетативных органах растений различных систематических групп накапливается в свободном виде аминокислота пролин, которая обладает свойством защищать клеточные структуры в условиях холодового стресса [3, 4]. Используя названные качества пролина, нами разработан наиболее совершенный, по сравнению с упомянутыми выше, способ оценки холодостойкости растений. Целью предлагаемого изобретения является повышение объективности и существенное ускорение процесса оценки, а также его упрощение, что открывает перспективу для массовой /серийной/ оценки холодостойкости растений. Поставленная цель достигается путем двухнедельного проращивания семян испытуемых культур /или сортов/ в термостате на увлажненной фильтровальной бумаге без доступа света с последующим ступенчатым охлаждением проростков в холодильной камере в температурном режиме: первые сутки при 10oС, вторые - при 5oС с последующим определением содержания свободного пролина в листьях и вычислением коэффициентов холодостойкости растений, которые вычисляются отношением содержания аминокислоты в листовой массе после охлаждения растений к исходной. При этом выделяется три группы устойчивости: высокохолодостойкая /коэффициент холодостойкости 3,01 и выше/; среднехолодостойкая /1,51-3,00/; низкохолодостойкая /1,50 и ниже/. Для этого в партиях проростков до и после охлаждения с помощью скальпеля или лезвия отделяются первичные листья. Двухграммовые навески заливаются 20 мл 3%-ной сульфосалициловой кислоты и гомогенизируются на гомогенизаторе или растираются в ступке с кварцевым песком до получения однородной массы. После фильтрования к 2 мл фильтрата добавляется 2 мл кислого нингидрина и 2 мл ледяной уксусной кислоты. Кислый нингидрин готовится непосредственно перед анализом путем нагревания смеси из 1,25 г нингидрина, 30 мл ледяной уксусной кислоты и 20 мл 6-молярной ортофосфорной кислоты до кипения. Приготовленная смесь выдерживается в течение одного часа на кипящей водяной бане с последующим резким охлаждением пробирок в проточной водопроводной воде. Образовавшееся окрашенное соединение экстрагируется добавлением в пробирки по 4 мл толуола с последующим интенсивным взбалтыванием в течение 20 с. После 15-ти минутного отстаивания верхний слой сливается в кюветы /5 мм/ фотоэлектрокалориметра ФЭК-56М. Интенсивность окраски измеряется при длине волны 520 нм. Концентрацию свободного пролина определяют по стандартной кривой и расчитывают в мг% на сырую массу листьев. На основании полученных данных расчитываются коэффициенты холодостойкости, которые позволяют оценить уровень устойчивости группы растений и отнести ее к той или иной группе устойчивости. В качестве примера приводим сравнительную оценку холодостойкости культурных растений различных систематических групп. Анализ оценки холодостойкости позволяет разделить все испытуемые культуры на три группы: высокохолодостойкие /ячмень, горох, свекла/, среднехолодостойкие /салат, бобы, гречиха/ и низкохолодостойкие /кукуруза, просо, огурец/, что вполне согласуется с данными, полученными при использовании традиционного метода холодового проращивания семян. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ1. Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям /Под ред. Г.В. Удовенко, ВИР. - Л. - 1998. - /с.62/. 2. Алешин Е.П. Воробьев Н.В. Изучение влияния пониженной температуры на фосфорный обмен как метод оценки сортов риса на холодостойкость. - Труды Кубанского СХИ, 1975. - Краснодар. - Т.98. - Вып.126, - /с.25/. 3. Савицкая Н.Н. О физиологической роли пролина в растениях // Научные доклады Высшей школы, 2. - 1976. - /с.70/. 4. Кузнецов В.В. Шевякова Н.И. Пролин при стрессе: Биохимическая роль, метаболизм, регуляция // Физиология растений, 1999. - Т.46 2. - /с.322/.
Класс A01G7/00 Ботаника, общие вопросы
Класс A01H1/04 способы селекции