Способ оценки устойчивости к засухе и засолению генотипов винограда Российский патент 2024 года по МПК A01G7/00 A01G17/02 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способам оценки устойчивости растений к дефициту влаги и засолению почвы. При планировании закладки виноградников необходимо учитывать взаимосвязанное действие природных факторов (засухи и засоления), результаты сравнительного анализа генотипов винограда с сортами-дифференциаторами, что позволит оптимально распределить исследуемые образцы по устойчивости к абиотическим стресс-факторам и решать вопросы их рационального размещения по экологическим зонам с получением качественного сырья для производства вин. Изобретение может быть использовано в селекционном процессе для выделения форм с повышенной устойчивостью по заявленным абиотическим факторам среды, и дальнейшего применения в селекции винограда.

Целью изобретения является повышение достоверности оценки генотипов винограда к стрессу, вызванному одновременным действием засухи и засоления.

К аналогам предлагаемого способа можно отнести (SU, авторское свидетельство 1166745, Кучеренко Л.А., 1985) -способ определения солеустойчивости растений. Согласно известному способу проводят проращивание семян риса в солевом растворе, а с целью повышения точности из семян выделяют зародыши и помещают их на питательную среду, в которую дополнительно вводят 2-3% хлористого натрия, о солеустойчивости судят, сравнивая с сортом-индикатором.

Общими признаками известного и заявляемого решения является выращивание растений в моделируемых условиях засоления. Недостатки аналога: невысокая точность, связанная с тем, что скорость прорастания семян зависит не только от устойчивости к соли хлорида натрия NaCl, но и от состояния зародыша; помимо этого семена винограда в отличие от семян ряда других растений являются гетерозиготными и в силу этого из них невозможно получить единообразных растений, что снижает точность проводимых исследований. В отличие от аналога, наше решение предлагает исследовать не отдельные органы растений, а целые, полностью сформировавшиеся, единообразные растения, полученные не из семян, а путем вегетативного размножения.

Наиболее близким к заявляемому является принятый за прототип способ оценки засухоустойчивости растений. В основе, которого лежит определение степени накопления свободного пролина в листьях десятисуточных проростков полевых культур в процессе воздействия на них водного стресса (RU №2002128069/12, патентообладатель Стаценко А.П., 2004, Пензенская государственная сельскохозяйственная академия).

К недостаткам известного способа следует отнести невысокую достоверность, связанную с тем, что в онтогенезе устойчивость к любым стрессам изменяется, рассматриваются 10-дневные проростки, а не сформированные растения. Также способ не обеспечивает необходимую точность диагностики т.к. при проращивании проростков в водном растворе не учитываются особенности почвы, кроме того в искусственных условиях отсутствует смена дневных и ночных температур, данные факторы учитываются в предлагаемом изобретении. В отличие от прототипа, недостатком которого является отсутствие диагностики устойчивости к соли хлорида натрия NaCl, наше решение предлагает совместное определение засухо- и солеустойчивости, т.к. эти факторы в природных условиях взаимосвязаны. Кроме того, в способе прототипе сорта сравниваются между собой, но не сравниваются как в заявленном способе, с сортами-дифференциаторами с известной степенью соле- и засухоустойчивости в полевых условиях, что позволит оптимально распределить исследуемые образцы по их устойчивости.

Технический результат заключается в оптимальной качественной оценке устойчивости генотипов винограда, и достигается путем одновременного изучения стресс-факторов на растения.

Полученный технический результат достигается за счет моделирования условий засухи и засоления с выращиванием полноценных растений и оценкой степени их устойчивости путем сравнения определенных биохимических показателей (содержание пролина и общего хлорофилла) исследуемых селекционных форм с таковыми у сортов с известной засухо- и солеустойчивостью.

Абиотические стрессы, приводят к замедлению формирования хлорофилловых пигментов. Фотосинтетический аппарат чувствителен к абиотическим стрессам, изменение в содержании общего хлорофилла наблюдается при действии стресс-факторов.

Общеизвестные данные свидетельствуют о

положительной корреляции между содержанием воды в растительных тканях и накоплением в них аминокислоты пролина. В этой связи предлагается использовать: степень накопления пролина в вегетативных органах в качестве теста для оценки засухо- и солеустойчивости растений. Предлагаемый способ предусматривает определение содержания хлофилла и пролина в листьях растений до и после воздействия стресса. Биохимические показатели определяли по общепринятым методикам: концентрацию пролина по модифицированной методике Чинарда с использованием нингидринового реактива (Андрющенко В.К., Саянова В.В., Жученко А.А. Модификация метода определения пролина для выявления засухоустойчивых форм Lycopersicon Tourn // Изв. АН МССР. 1981. №4. С. 55-60), концентрацию хлорофилла-спектрофотометрически с применением двухволнового метода (Гавриленко В.Ф., Ладыгина М.Е., Шандыбину Л.М. Большой практикум по физиологии растений. - М.: Высшая школа, 1975. 392 с.)

Пример конкретного осуществления способа. В качестве сортов- дифференциаторов были выбраны сорта винограда Тайги розовый и Риш баба устойчивые к засухе и засолению в полевых условиях. Для исследования были выбраны селекционные формы винограда Кок пандас х Зейбель 6357 и Кок Пандас х Спартанец Магарача.

Растения выращивали в вегетационных сосудах объемом 35 л 3, при естественной смене светового и температурного периода, субстратом для выращивания является диоритовый щебень в смеси с черноземом в отношении 1:1. Моделируя условия комплексной засухи и засоления, проводили дифференцированный полив с дозированным внесением соли NaCl, (хлорида натрия). Совместное действие засухи и соли создавали путем полива растений в расчете 60% от МЭТ и водно-солевым раствором концентрации 80 мМ NaCl.

Для проведения биохимических анализов брали несколько листьев растения, проведя статистическую обработку результатов наблюдения по методу Стьюдента и сравнив приведенные в таблице 2 результаты измерений, осуществляли одновременную оценку засухо- и солеустойчивости исследуемых сортов и селекционных форм.

При действии стрессов, вызванных почвенной засухой и засолением, в сортах дифференциаторах устойчивых к стрессам (Тайфи розовый, Риш баба) содержание общего хлорофилла мало изменяется. Концентрация хлорофилла незначительно падает и в новой селекционной форме Кок Пандас х Спартанец Магарача, что свидетельствует о ее устойчивости к стрессам. В форме Кок Пандас х Зейбель 6357 содержание хлорофилла наоборот резко уменьшается, что характеризует данную форму как неустойчивую к абиотическому стрессу.

Возрастание концентрации пролина характерно для растений устойчивых к стрессу. Из приведенных данных видно, что более высокое содержание пролина, определено в сортах дифференциаторах и у селекционной формы Кок Пандас х Спартанец Магарача, у этой же формы наблюдается меньшее разрушение хлоропластов и большая концентрация хлорофилла, что свидетельствуют об активной адаптации этого сорта и повышенной его устойчивости к стресс-факторам летнего периода - засухе и засолению.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к виноградарству. Способ включает выращивание растений в вегетационных сосудах с моделированием условий засоления с дозированным внесением соли NaCl и последующим проведением биохимических анализов листьев на содержание общего хлорофилла. Моделируют условия комплексной засухи и засоления, в качестве сортов-дифференциаторов для сравнения выбирают сорта винограда, устойчивые к засухе и засолению в полевых условиях. При этом растения подвергают дифференцированному поливу в расчете 60% от МЭТ водно-солевым раствором с концентрацией 80 мМ NaCl. Проводят анализ листьев на содержание пролина. Моделирование стресс-факторов засухи и засоления производят одновременно на полностью сформированных растениях при естественных условиях смены светового периода и температур. Если содержание хлорофилла уменьшается, то сорт винограда характеризуют как неустойчивый к стрессу, возрастание концентрации пролина характерно для растений, устойчивых к стрессу. Способ обеспечивает оптимальную качественную оценку устойчивости генотипов винограда путем одновременного изучения стресс-факторов на растения. 2 табл., 1 пр.

Способ оценки устойчивости к действию засухи и засоления генотипов винограда, включающий выращивание растений в вегетационных сосудах с моделированием условий засоления с дозированным внесением соли NaCl и последующим проведением биохимических анализов листьев на содержание общего хлорофилла, отличающийся тем, что моделируют условия комплексной засухи и засоления, в качестве сортов-дифференциаторов для сравнения выбирают сорта винограда, устойчивые к засухе и засолению в полевых условиях, при этом растения подвергают дифференцированному поливу в расчете 60% от МЭТ водно-солевым раствором с концентрацией 80 мМ NaCl, проводят анализ листьев на содержание пролина, моделирование стресс-факторов засухи и засоления производят одновременно на полностью сформированных растениях при естественных условиях смены светового периода и температур, если содержание хлорофилла уменьшается, то сорт винограда характеризуют как неустойчивый к стрессу, возрастание концентрации пролина характерно для растений, устойчивых к стрессу.