способ ускоренной оценки устойчивости сортов гороха к bruchus pisorum l.

Классы МПК:A01H1/04 способы селекции 
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Всероссийский научно-исследовательский институт зернобобовых и крупяных культур (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2004-06-17
публикация патента:

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к ускоренной диагностике устойчивости гороха к гороховой зерновке. Определяют степень одревеснения в поляризованном свете без окрашивания срезов створки боба. Проводят оценку устойчивости гороха путем сравнения относительной величины одревеснения пергаментного слоя со шкалой повреждения семян. Изобретение позволяет быстро и точно определить устойчивость гороха к гороховой зерновке с полной сохранностью полевого материала с его другими хозяйственно ценными признаками для дальнейших генетико-селекционных работ. 1 табл.

Формула изобретения

Способ ускоренной оценки устойчивости сортов гороха к Bruchus pisorum L., включающий оценку формирования пергаментного слоя створки боба путем определения степени одревеснения пергаментного слоя по толщине одревесневшей части между створками с помощью микроскопа, отличающийся тем, что степень одревеснения определяют в поляризованном свете без окрашивания срезов створки боба, а оценку устойчивости гороха проводят путем сравнения относительной величины одревеснения пергаментного слоя со шкалой повреждения семян, при этом высокоустойчивые (ВУ) - 0,0...5,0%, устойчивые (У) - 6,0...10,0%, слабовосприимчивые (СлВ) - 11,0...49,0%, средневосприимчивые (СрВ) - 50,0...75,0%, сильновосприимчивые (СВ) - более 75,0%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, селекции растений, а именно к ускоренной диагностике устойчивости гороха к высокоспециализированному вредителю Bruchus pisorum L. (гороховая зерновка, брухус).

Ускоренная оценка устойчивости гороха к гороховой зерновке Bruchus pisorum L осуществляется путем определения степени лигнификации пергаментного слоя бобов в фазе Х этапа онтогенеза на свежем или фиксированном материале с использованием метода поляризационной микроскопии. По шкале повреждаемости семян (%) устанавливается уровень устойчивости сортов гороха к брухусу.

Прототипом может служить метод выявления устойчивости сортов гороха к гороховой зерновке ("Методические указания по выявлению устойчивости сортов гороха к гороховой зерновке". - Л., - 1974, 14 с.).

Предлагаемый способ отличается от прототипа скоростью и предельной простотой исполнения (в пределах одного часа можно проанализировать 4-5 сортообразцов по сравнению с прототипом, где только на фиксацию материала требуется 10-12 дней); высокой специфичностью и чувствительностью определения степени лигнификации пергаментного слоя через поляризационную микроскопию; незначительными затратами на оборудование без использования дорогих и опасных для здоровья контрастирующих химических веществ (красители, сопутствующие реактивы и т.д.); полной сохранностью полевого материала для дальнейших генетико-селекционных работ.

Задачей изобретения является ускорение процесса оценки устойчивости гороха к брухусу, снижение трудоемкости и финансовых средств.

Поставленная задача решается с помощью измерения степени заполнения пергаментного слоя бобов лигнином в период активной инвазии личинок зерновки и повреждением семян на полевом инвазионном, фоне.

Эффективность способа проверена на растениях гороха.

Способ осуществляется следующим образом. Используется створка боба гороха с 3-4 яруса растения в средней фазе Х этапа органогенеза, когда наиболее продвинутые в развитии семена плода (4...6) достигнут двукратного удлинения по отношению к семенам начала этапа. Материал анализируется в свежем или фиксированном состоянии. В последнем случае (если необходимо сохранить материал) используется фиксирующая смесь Гаммалунда, обладающая хорошими консервирующими свойствами, вплоть до сохранения нативной окраски хлоропластов растительной ткани. Состав смеси: медный купорос (насыщенный раствор) - 15 частей; формалин (не ниже 10%) - 1 ч.; вода - 5 ч. Материал 1...2 недели выдерживают в смеси, затем переносят в слабый (0,05%) раствор формалина. Фиксированные бобы в течение нескольких лет не претерпевают видимых структурных изменений (1) и не требуют дальнейшей окраски. Для анализа делается временный микроскопический препарат минимально тонкого ручного поперечного среза через наиболее широкую часть створки боба. Фрагмент центральной части среза помещается в каплю глицерина на предметном стекле и накрывается покровным. Материал исследуется в поле зрения микроскопа любого типа при небольшом увеличении объектива (Сх=3,2÷10) с использованием метода поляризационной микроскопии.

Поскольку лигнин и целлюлоза стенки клеток пергаментного слоя представляют собой высокомолекулярные соединения линейного характера, микроскопическое исследование в поляризованном свете осуществляется на основе анизотропии этих образований. Двойное лучепреломление в подобных биологических объектах позволяет четко различить их свечение. Метод высвечивания лигнифицированных участков пергаментного слоя высокоспецифичен и чувствителен, он позволяет увидеть незначительные количества лигнина на самых ранних стадиях процесса одревеснения. Отложение лигнина в пергаментном слое идет фронтально, от мезофилла створки к внутреннему эпидермису, постепенно заполняя всю ткань. Это дает возможность измерить толщину структуры и глубину ее одревеснения с помощью окулярного микрометра, определить процентное соотношение этих показателей.

Иммунологическая характеристика сортов гороха, представленных ниже, соответствует следующим показателям степени повреждения семян брухусом в условиях полевого инвазионного фона:

высокоустойчивые (ВУ) 0,0...5,0%
устойчивые (У) 6,0...10,0%
слабовосприимчивые (СлВ) 11,0...49,0%
средневосприимчивые (СрВ)50,0...75,0%
сильновосприимчивые (СВ)более 75,0%

Определяемая пограничная зона распределения групп устойчивых и восприимчивых образцов гороха находится в пределах 10...11% повреждения семян.

Градация и распределение сортообразцов гороха по группам основаны на методических рекомендациях по оценке устойчивости бобовых культур к вредителям (Энтомологическая оценка селекционного материала зерновых и зернобобовых культур. Харьков, 1980; Методические рекомендации по оценке устойчивости бобовых культур к вредителям. Л., 1981), что достоверно не различается с лимитами, установленными во ВНИИЗБК (Орел, 1991).

Таблица
Степень лигнификации пергаментного слоя створки боба различных по устойчивости к брухусу сортов гороха
сортморфотип, направление использования повреж-даемость семянустойчив. толщина перга-ментного слоя, мкм толщина лигнифи-цированного слоя, мкмотносительная величина одревеснения пергаментного слоя, %
Демонусатый, зерновое 100,0СВ284,38 212,5074,72
Флагман 5усатый, зерновое 83,3СВ 181,25106,2558,62
Харьковский эталонный усатый, зерновое51,67 СрВ371,8299,79 26,84
Atlas листочковый, овощное43,0 СлВ306,24 215,6270,41
Аксайский 129листочковый, зерновое 8,9У 813,05554.1768,16
Ранний 301листочковый, овощное3,50ВУ 234,26198,87 84,89
М-93-94 пелюшка, зерновое2,30 ВУ171,88150,00 87,27
Denica усатый, овощное0,00 ВУ240,62 240,62100,00

В таблице приведены данные по степени лигнификации пергаментного слоя створки боба различных по устойчивости к брухусу сортообразцов гороха в средней фазе Х этапа органогенеза. Ключевой величиной в определении взаимосвязи процесса лигнификации и устойчивости сортообразцов к повреждению зерновкой является относительная (%), а не абсолютная (мкм) величина лигнифицированной части, поскольку в определении корреляции необходимо учитывать и собственную толщину пергаментного слоя. Коэффициент корреляции r3-7 =-0,79.

Пример. Для сорта Демон 212,50 мкм составляют толщину отложенного лигнина при общей толщине пергаментного слоя 284,38 мкм. Таким образом, процентное отношение первого показателя ко второму составляет величину 74,72%, что и является определяющим фактором в связи с процентом повреждения семян.

Как видно из таблицы, коэффициент корреляции по всем сортообразцам по признакам пунктов 3 и 7 составил r3-7=-0,79. Эта связь говорит о том, что чем выше относительная величина одревеснения пергаментного слоя, тем ниже повреждение семян. С учетом высокого абсолютного показателя коэффициента корреляции (сила связи) это свидетельствует о возможности суждения об устойчивости растений гороха к брухусу через анализ относительной величины одревеснения пергаментного слоя створки боба на определенном этапе развития.

Таким образом, предложенный способ оценки позволяет разграничить изучаемые сорта на 5 групп устойчивости: высокоустойчивые, устойчивые, слабовосприимчивые, средневосприимчивые и сильновосприимчивые.

Разработанный метод обладает следующими преимуществами по сравнению с аналогичным методом оценки устойчивости к брухусу: по скорости и предельной простоте исполнения (в пределах одного часа можно проанализировать 4-5 сортообразцов); по высокой специфичности и чувствительности определения степени лигнификации пергаментного слоя через поляризационную микроскопию; по незначительным затратам на оборудование без использования каких-либо контрастирующих химических веществ (красители, сопутствующие реактивы и т.д.); полной сохранностью полевого материала с его другими хозяйственно ценными признаками для дальнейших генетико-селекционных работ.

Класс A01H1/04 способы селекции 

способ отбора селекционных образцов растений гречихи -  патент 2525134 (10.08.2014)
способ идентификации стерильности/фертильности подсолнечника -  патент 2524135 (27.07.2014)
способ оценки реализации элементарных двойных диплоидных геномов в полиплоидных полигеномных пшеницах -  патент 2520835 (27.06.2014)
способ тестирования солеустойчивости сельскохозяйственного растения -  патент 2520744 (27.06.2014)
способ возделывания адаптивных систем сортов пшеницы (варианты) -  патент 2517849 (10.06.2014)
способ оценки зимостойкости плодовых растений -  патент 2514400 (27.04.2014)
способ оценки кислотоустойчивости сельскохозяйственных растений -  патент 2505958 (10.02.2014)
способ ускоренной оценки устойчивости сортов гороха к bruchus pisorum l. -  патент 2500099 (10.12.2013)
способ отбора растений рапса (brassica napus l.) по признаку засухоустойчивость -  патент 2498564 (20.11.2013)
способ отбора селекционного материала рапса (brassica napus l.) по признаку устойчивость к растрескиванию стручков -  патент 2497350 (10.11.2013)
Наверх