Способ отбора генотипов кукурузы, отзывчивых на азотные удобрения Советский патент 1991 года по МПК A01H1/04 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции кукурузы для выращивания на силос, и может быть использовано на опытных станциях и в научных учреждениях, занимающихся селекционной работой и сортоиспытанием с целью оперативного отбора генотипов кукурузы, обеспечивающих высокую продуктивность в условиях повышенного уровня азотного питания.

Цель изобретения - ускорение и снижение трудоемкости отбора.

Способ разработан на основе установленных коррелятивных связей между интенсивностью световых реакций фотосинтеза в хлоропластах, выделенных из листьев двухнедельных растений, и конечной продуктивностью растений, выраженных до фазы молочно-восковой спелости.

Способ осуществляют следующим образом.

Растения различных гибридов кукурузы выращивают в вегетационных сосудах или кюветах (ящиках) в смеси почвы и песка (1:1), в которую перед посевом вносят азотные, фосфорные и калийные удобрения из расчета 60 мг азота и по 30 мг PaOs и К20 на 100 г сухой смеси. Если используется дерново- подзолистая почва, то добавляется известь из расчета по двойной гидролитической кислотности. Растения выращиваются до двухнедельного возраста. Для выделения хлоропластов берут навеску листьев второго яруса 5 г и гомогенизируют в течение 30 с с 50 мл среды выделения следующего состава. М: сахароза 0,4,- NaCI 0,01; три-HCI буфер при рН 8,1-8.5 0,05, MqCl2 0,001; ас- корбат натрия 0,005; цистеин и альбумин по 1 мг/мл. Гомогенат отжимают через капроС

ю

00

о

00

ел

новую ткань и центрифугируют 5 мин при 1000 об/мин, а полученную надосадочную жидкость снова центрифугируют 5 мин при 2000 об/мин. Осадок промывают средой для промывки того же состава, что и среды выделения, но без цистеина и аскорбата. Осадок хлоропластов с помощью мягкой кисточки гомогенизируют в среде для промывки с добавлением альбумина из расчета 10 мг/мл. Разбавляют суспензию хлоропла- стов таким образом, чтобы концентрация хлорофилла в сравниваемых образцах была примерно одинаковой и в 0,2 мл суспензии содержалось около 50-80 мкг хлорофилла.

Для проведения реакции циклического фотофосфорилирования (ЦФФ) в бюксы разливают по 3 мл среды инкубации следующего состава, мкМ: трис-буфер рН 7,8 100; NaCI 70; K2HP04 10; АДФ 10; альбумин 10 мг/мл; феназинметасульфат (ФМС) 0,09. После пятиминутного освещения лампой на 500 Вт раствор из бюксов сливают в центрифужные пробирки с 0,2 мл 50%-ной (ТХУ) трихлоруксусной кислоты, центрифугируют и затем определяют содер- жание минерального фосфора. По убыли фосфора между контрольными (темновыми) и опытными образцами судят о скорости циклического фотофосфорилирования, которую выражают в микромоль на милли- уграмм хлорофилла в час. Для определения интенсивности нециклического фотофосфорилирования (НЦФФ) в инкубационную среду вместо ФМС добавляют 30 мкМ ферроцианида калия. Сравни- вая со скоростями фотофосфорилирования у генотипа с высокой отзывчивостью на азотные удобрения, принятого за стандарт, отбирают генотипы, у которых эти показатели не уступают или превышают таковые у стандарта.

Скорость синтеза АТФ в световых реакциях фотосинтеза и отзывчивость генотипов кукурузы на азотные удобрения показаны в таблице.

Как видно из таблицы, наибольшая продуктивность в условиях повышенного уровня азотного питания наблюдается у генотипов кукурузы с высокой скоростью НЦФФ (более 80 мкМ Р/мг хлорофилла -ч), либо с высокой интенсивностью циклического фотофосфорилирования (более 200 мкМ Р/мг хлорофилла ч). При высоких скоростях световых реакций фотосинтеза в большинстве случаев наблюдалось увеличе- ние урожая на высоком уровне азотного питания.

Если принять за стандарт районированный в настоящее время в Московской области гибрид Днепровский 247 MB, то гибриды Днепровский 268 Л и Днепровский 273 АМВ, отличающиеся высокой скоростью ЦФФ, значительно превышающую у стандарта, должны быть отзывчивы на азотные удобрения. Это подтверждается высокими прибавками урожая надземной массы на по- вышенном уровне азотного питания. Ос- тэльные генотипы, представленные в таблице, за исключением гибрида Буковин- ский 3 ТВ, должны быть менее отзывчивы на азотные удобрения, чем гибрид Днепровский 247 MB. У гибрида Буковинский 3 ТВ скорость световых реакций была того же порядка, что и у стандарта, однако прибавка была отрицательной. Это было вызвано, очевидно, тем, что на высокой дозе азота сильно задержалось цветение початков у этого гибрида и к моменту уборки урожая он достиг еще молочно-восковой спелости. Для сравнения необходимо подбирать генотипы с одинаковой скоростью созревания. Внедрение предлагаемого способа оценки отзывчивости генотипов кукурузы на азотные удобрения позволяет значительно ускорить селекционный процесс отбора из вновь выведенных форм для возделывания кукурузы по интенсивным технологиям, так как для выращивания среднеранних гибридов до молочно-восковой спелости требуется около 110-120 дней. Использование предлагаемого способа дает значительный экономический эффект за счет резкого сокращения затрат труда на выращивание растений и, кроме того, позволяет проводить круглогодичные сортоиспытания в условиях фитотрона.

Формула изобретения Способ отбора генотипов кукурузы,от- зывчивых на азотные удобрения включающий выращивание анализируемых растений «а повышенном фоне азотного удобрения, определение показателей, коррелятивно связанных с продуктивностью, и выделение генотипов по значениям показателей, отличающийся тем, что, с целью ускорения и снижения трудоемкости отбора, одновременно с анализируемыми растениями выращивают генотипы с высокой отзывчивостью на азотные удобрения, в качестве показателей определяют скорости реакций фотофосфорилирования в хлороп- ластах, выделенных из второго яруса листьев проростков, и выделяют генотипы, у которых эти показатели не уступают или превышают таковые у генотипа с высокой отзывчивостью на азотные удобрения.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции кукурузы для выращивания на силос по интенсивным технологиям. Цель изобретения - ускорение и снижение трудоемкости отбора. Образцы кукурузы выращивают в лабораторных условиях на повышенном уровне азотного питания до двухнедельного возраста. Определяют скорости реакции фотофосфо- рилирования в хлоропластах, выделенных из второго яруса листьев. Сравнивают со скоростями фотофосфорилирования у генотипа с высокой отзывчивостью на азотные удобрения, выращенного одновременно с анализируемыми растениями, принятого за стандарт, и отбирают генотипы, у которых эти показатели не уступают или превышают таковые у стандарта. 1 табл. fe