способ определения морозоустойчивости озимого ячменя

Формула изобретения

Способ определения степени морозоустойчивости озимого ячменя, включающий воздействие на него рядом факторов и оценку полученных данных, отличающийся тем, что в качестве изучаемого материала берут зрелое зерно, измельчают его, получают шрот, который экстрагируют буфером А, содержащим 0,5М Трис-HCl, рН 8,5; 0,05 М MgCl ₂; 0,25 М сахарозы, экстракт центрифугируют, полученную надосадочную жидкость сливают в мерную емкость, по ее объему определяют гигроскопичность зерна и по ней судят о морозоустойчивости: чем выше гигроскопичность, тем выше морозоустойчивость.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции растений, и может быть использовано в лабораторных условиях для экспрессной оценки морозоустойчивости, как селекционного материала, так и сортов озимого ячменя.

В настоящее время существует много способов оценки сортов и растений по признаку морозоустойчивости, в основе которых лежит, например, прямое промораживание растений в холодильных камерах и при полевых испытаниях (Шевцов В.М., Серкин Н.В., Фоменко Н.П., Костяной Д.В. Проблемы повышения зимостойкости озимого ячменя на Северном Кавказе // Докл. РАСХН, 2007, № 4, с.3-5).

Этот способ является трудоемким, дорогостоящим и времязатратным.

Известен способ оценки морозоустойчивости растений озимой пшеницы путем определения содержания ионов NH₄ ⁺ в водной вытяжке из проклюнувшихся семян. Водную вытяжку готовили путем погружения проклюнувшихся семян на сутки в дистиллированную воду при +2°С, после чего ионоселективными электродами определяли в слитом растворе ионы NH₄ ⁺ в расчете на единицу массы сухого вещества семян, взвешенных после выделения ионов NH₄ ⁺, и по величине этого показателя оценивали морозостойкость растений в сравнении с сортом (Патент № 2025941 от 9.01.1995 г. Способ оценки морозостойкости растений озимой пшеницы. Мусич В.Н.; Корнелли Б.И.). Этот способ апробирован только на пшенице, но не на ячмене. Недостатком этого способа является то, что он более трудоемкий, долговременный и более дорогой, требующий условий для проращивания семян и аппаратуры для замера ионов.

Известен способ диагностики физиологического состояния зерновых культур, по которому морозоустойчивость озимого ячменя определяют по изменению разницы процентного выхода поли-А ⁺⁺-мРНК из растений, выращиваемых в течение 8 часов при 4°С, и растений, выращиваемых при 20°С. Проводят воздействие на проростки стрессовым фактором. Выделяют сначала препарат суммарной РНК, затем выделяют в два цикла аффинной хроматографии препарат мРНК и рассчитывают процентный выход поли-А⁺⁺-мРНК (второго цикла) от поли-А⁺-мРНК (первого цикла) и по разности значений опытного и контрольного вариантов судят о физиологическом состоянии растений (Патент № 2084133 от 20.07.1997 г. Способ диагностики физиологического состояния зерновых культур. Плотников В.К., Бакалдина Н.Б., Бибишев В.А.). Этот способ имеет ряд недостатков. Это трудоемкий, сложный и длительный процесс технологической подготовки к анализу и сам по себе анализ.

Настоящим изобретением решается задача разработки экспрессного способа определения степени морозоустойчивости озимого ячменя в лабораторных условиях.

Цель изобретения: упрощение способа, повышение оперативности, снижение трудоемкости.

Поставленная цель достигается следующим образом. Для определения степени морозоустойчивости озимого ячменя воздействуют на него рядом факторов и оценку полученных данных проводят на зрелом зерне, которое измельчают, полученный шрот экстрагируют буфером А, содержащим 0,5 М Трис-HCl, pH 8,5; 0,25 М сахароза и 0,05 М MgCl₂. Экстракт центрифугируют и полученную надосадочную жидкость сливают в мерную емкость. По объему надосадочной жидкости определяют гигроскопичность зерна и по ней судят о морозоустойчивости: чем выше гигроскопичность (т.е. ниже объем надосадочной жидкости), тем выше морозоустойчивость.

Технический результат в предложенном способе достигается тем, что воздействуют на озимый ячмень рядом факторов, проводят оценку полученных данных согласно предложенному изобретению, воздействию подвергают зрелое зерно, которое измельчают и экстрагируют буфером А, содержащим 0,5 М Трис-HCl, pH 8,5; 0,25 М сахароза и 0,05 М MgCl₂, затем центрифугируют и по объему надосадочной жидкости определяют гигроскопичность зерна, по которой судят о морозоустойчивости. Чем выше гигроскопичность зерна (т.е. меньший объем надосадочной жидкости), тем выше морозоустойчивость

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с ближайшими аналогами позволяет сделать вывод, что заявленный способ соответствует критерию патентоспособности «новизна».

Исследуя уровень техники в процессе проведения патентного поиска по всем видам сведений общедоступных в печати, мы обнаружили, что способ определения степени морозоустойчивости озимого ячменя, включающий заявленную нами совокупность признаков для специалистов в области селекции растений, явным образом не следует из известного на сегодня существующего уровня техники.

Нашими исследованиями установлена взаимосвязь между морозоустойчивостью сортов озимого ячменя и водоудерживающей способностью (гигроскопичностью) зрелого зерна. На основании вышеизложенного можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию патентоспособности «изобретательский уровень».

Заявляемое техническое решение соответствует и критерию патентоспособности «промышленная применимость», т.к. оно может быть использовано в сельском хозяйстве, в частности в селекции, и, кроме того, в описании изобретения представлены средства и методы, с помощью которых возможно осуществление технического решения в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле изобретения. Исследования проводились на растениях 10 сортов озимого ячменя отечественной и зарубежной селекции, параллельно промораживая их в холодильной камере при критических температурах -12° и -14°С в течение 24 часов «закрытым списком», когда исследователи не знали реальной морозоустойчивости сортов в ходе анализа.

Таблица
Сопоставление результатов диагностики морозоустойчивости сортов озимого ячменя по степени гигроскопичности шрота зрелого зерна и по степени выживания растений в ходе промораживания в морозильной камере
Порядок сортов по мере снижения гигроскопичности зерна	Количество надосадочной жидкости, % от исходного объема экстрагирующего буфера	Количество выживших растений при прямом промораживании, % от общего количества
Фараон	51	84
Белогорыч	51	79
NB 03435	56	76
DAI 03940	58	20
Сармат	58	10
Premuda	58	8
Мерседес	60	7
Циндерелла	63	9
Carola	64	8
Lomerit	65	10

Пример осуществления способа

Для оценки гигроскопичности зерно разрушали (мололи) в мельнице-дробилке и полученный шрот экстрагировали буфером А, содержащим 0,5М Трис-HCl, pH 8,5; 0,05М MgCl₂; 0,25 М сахароза в соотношении 1: 3 (вес: объем). После центрифугирования (5000 об/мин, 5 минут) надосадочную жидкость сливали в мерный цилиндр. Объем полученной жидкости принимали за величину, обратно пропорциональную гигроскопичности зерна, т.е. чем больше объем надосадочной жидкости, тем ниже гигроскопичность зерна (мл ^-1). Для получения статистически достоверных результатов гигроскопичность замеряли 8-12 раз.

Из таблицы видно, что сопоставление результатов оценки степени морозоустойчивости по гигроскопичности шрота зрелого зерна ячменя и данных прямого промораживания растений в морозильной камере "закрытым списком", т.е. когда исследователи не знали реальной морозостойкости сортов в ходе анализа, показали совпадение показаний на уровне 80-90% а).

Более морозоустойчивые сорта озимого ячменя отличались большей гигроскопичностью шрота. Так шрот слабоморозоустойчивого сорта Lomerit отдает 65% от исходного объема экстрагирующего буфера, в то время как высокоморозостойкий сорт Фараон отдает только 51% в тех же условиях экстракции.

Сравнительный анализ полученных данных показал, что заявленный способ очень прост в исполнении и дает возможность очень быстро и эффективно оценивать степень морозоустойчивости сортов озимого ячменя в лабораторных условиях.

Таким образом, заявленным изобретением обеспечивается достижение поставленной цели и решение поставленной задачи.