СПОСОБ ОЦЕНКИ МОРОЗОСТОЙКОСТИ РАСТЕНИЙ Российский патент 1999 года по МПК A01H1/04 A01G7/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства (селекции растений) и может быть использовано для оценки морозостойкости селекционного материала или новых сортов озимых культур.

Известны способы определения морозостойкости и зимнего состояния озимых, основанные на изменчивости под действием криостресса различных биофизических и биохимических показателей: интенсивности сверхслабого свечения [1] , электропроводности и электросопротивления растительных тканей [2], характера накопления нуклеиновых кислот [3].

Однако названные способы сложны в исполнении, реализация их требует дорогостоящего оборудования и дефицитных химреактивов. В связи с этим они не нашли широкого применения в селекционной практике.

Известен также традиционный лабораторный метод оценки морозостойкости озимых, предусматривающий промораживание предварительно закаленных проросших семян с последующим учетом процента их выживания [4] - прототип.

Между тем, названный метод отличается существенными недостатками: большими затратами селекционного материала, низкой оперативностью в получении результатов, меньшей объективностью, так как не предусматривает использование сортов-дифференциаторов.

Известны также данные о том, что морозостойкие сорта озимых культур в период ухода в зиму накапливают в вегетативных органах связанную воду [5,6].

Цель изобретения - экономия селекционного материала, повышение оперативности и объективности, так как использование сортов-дифференциаторов позволяет более детально, дифференцировать селекционные образцы по уровню морозостойкости и относить их к группам слабо-, средне- и морозостойких растений.

Поставленная цель достигается путем 20-суточного проращивания в четырех повторениях семян испытуемых сортов (или селекционных номеров) и сортов-дифференциаторов с известной степенью морозостойкости в растильнях на четырехслойной фильтровальной бумаге, смоченной водой, в термостате при температуре 25^oC и круглосуточном освещении 5 тыс.лк с последующим сопоставлением интенсивности накопления связанной воды в третьем листе проростков в процессе их закаливания в холодильной камере в специальном режиме: первые семь суток при t = 0...2^oC, последующие трое суток при t = -4...-5^oC.

С целью экономии растительного селекционного материала прижизненную оценку морозостойкости проводят на третьем листе проростков, сохраняя при этом оставшуюся часть растений для получения семян.

Для этого у проростков, взятых из каждого повторения, отделяют третий лист. Десятиграммовые навески этих листьев, взятых у испытуемых сортов и сортов-дифференциаторов, помещают в колбы объемом 100 см³, содержащих 25 см³ 30%-ного раствора сахара. Затем их дважды взвешивают: первый раз - до, а второй раз - после помещения в них растительных проб. Образцы взбалтывают до полного погружения растительного материала в раствор сахара и оставляют на два часа для поглощения сахарозы.

По истечении срока колбы повторно взбалтывают и дают отстояться. Верхний просветленный слой раствора сливают в пробирки и с помощью рефрактометра ИРФ-22 определяют в нем содержание сахарозы. Поиск показателя преломления проводится в интервале от 1,3 до 1,7 с точностью до 20•10^-4 в белом свете.

Параллельно в 25-граммовых навесках третьих листьев определяют содержание общей воды. Для этого чашки Петри с навесками листьев помещают в сушильный шкаф, прогретый предварительно до 120^oC, и выдерживают там 20 минут для нейтрализации ферментов. Затем образцы сушат в режиме: три часа при температуре 100^oC, восемнадцать часов при температуре 80^oC, затем два часа при температуре 100^oC. Чашки с образцами охлаждают в эксикаторе и взвешивают на технических весах с точностью до 0,01 г.

На основании разницы в весе сырых и высушенных навесок вычисляют процентное содержание общей воды в образцах.

Содержание свободной воды в % /X/ вычисляют по формуле:

где А - % сахарозы в растворе до опыта;
Б - % сахарозы в опытном растворе;
В - вес исходного раствора, г;
н - навеска исследуемого материала.

Количество связанной воды /в %/ составляет разность между общим содержанием воды и содержанием свободной воды в листьях в % на сырое вещество.

На основании полученных данных производят расчет степеней устойчивости /отношение содержания связанной воды после закаливания, к исходной/, свидетельствующих об интенсивности накопления связанной воды в листьях испытуемых образцов и сортов-дифференциаторов, при сопоставлении которых делают заключение об уровне морозостойкости селекционного материала и целесообразности его дальнейшего использования в селекционном процессе.

Предлагаемый способ может быть использован для оценки морозостойкости озимых зерновых культур - пшеницы, ржи, ячменя, тритикале.

В таблице приведена сравнительная оценка морозостойкости селекционного материала озимой пшеницы с помощью традиционного и нового методов.

По итогам оценки, селекционные образцы 1061 и 1132 отнесены к слабоморозостойким, образцы 1097 и 1142 - к среднеморозостойким и образцы 1224 и 1112 - к морозостойким, что подтверждается результатами учета выживаемости при промораживании проросших семях.

Источники информации
1. Авт.св-во N 353684 /СССР/ Способ определения морозостойкости растений /Е.П.Алешин, К.М.Цой, В.А.Куницкий. Опубл. в 1972 г., бюлл. 12.

2. Авт.св-во N 488548 /СССР/ Способ определения морозостойкости растений /Б.Н.-М. Китлаев, Г.И.Третьяков, Т.С.Дубоносов и др./ Опубл.в 1975 г., бюлл. 29.

3. Авт св-во N 628850 /СССР/ Способ определения морозостойкости растений /Н.С Агафонов/. Опубл. в 1978., бюлл. 39.

4. Физиология растений в помощь селекции. М.: Наука, 1974, с. 54-57.

5. Стаценко А.П. О роли свободного пролина в криоадаптации озимых растений /Физиология и биохимия культурных растений.- 1994. -т. 26. N 5. -с. 509-512.

6. Васильева И. М. Влияние осеннего закаливания на подвижность воды у озимой пшеницы// Состояния воды и водный обмен у культурных растений. - М., 1971.- с. 178-180.

Способ может быть использован в селекции растений. Для оценки морозостойкости растений проводят проращивание семян в термостате в течение 20 суток на фильтровальной бумаге при круглосуточном освещении 5 тыс.лк. Закаливание проводят в холодильной камере в специальном режиме: первые семь суток при t = 0...+2°С, последующие трое суток при t = -4...-5°С. В качестве оценочного показателя морозостойкости используют степень устойчивости, которая выражается соотношением содержания связанной воды в третьем листе проростков после и до закаливания, что обеспечивает большую степень объективности оценки. Для сравнительной оценки применяют сорта-дифференциаторы с известной степенью морозостойкости. 1 табл.

Способ оценки морозостойкости растений, включающий проращивание семян в термостате, закаливание в специальном режиме: первые семь суток при t = 0 .. . +2^oC, последующие трое суток при t = -4 ... -5^oC, отличающийся тем, что семена проращивают 20 суток на фильтровальной бумаге при круглосуточном освещении 5 тыс. лк и в качестве оценочного показателя морозостойкости растений используют степень устойчивости, которая выражается соотношением содержания связанной воды в третьем листе проростков после и до закаливания, а также применением для сравнительной оценки сортов - дифференциаторов с известной степенью морозостойкости.