Способ оценки пшеницы на устойчивость к фузариозу Советский патент 1992 года по МПК A01H1/04 

SW

и

Использование: сельское хозяйство, растениеводство, фитопатология. Сущность изобретения: проводят оценку пшеницы к фузариозу путем сравнения содержания ингибиторов трипсина в инфицированных и неинфицированных (контрольных) семенах. 2 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к селекции пшеницы на устойчивость к фузариозной гнили.

Среди болезней, значительно снижающих урожай зерновых культур, широкое распространение имеют корневые гнили. Недобор урожая от фузариоза достигает 5- 30%.

Для оценки устойчивости к фузариозу в лабораторных условиях известны различные методы: анализ растений в бумажных рулонах, на фольговых пластинах, в чашках Петри, метод двойного насыщения, а также с помощью индивидуально-парных кассет. Все эти методы громоздки, продолжительны во времени, требуют большого количества исходного материала, что не дает возможности проводить оценку в большом объеме.

Предложен также ряд биохимических методов оценки: по активности пероксида- зы, с помощью серологических реакций, а также по электрофоретическим спектрам растворимых белков. Недостатками этих методов является значительная нестабильность результатов, особенно при отборе по активности пероксидазы, трудоемкость, а в ряде случаев (при серологическом методе) невысокая точность и малая специфичность. Кроме того, использование данных биохимических методов предполагает наличие дорогостоящих реактивов и оборудования.

Прототипом заявляемого способа взят метод отбора устойчивых к фуззриозу сортов сои по активности ингибиторов протеи- наз, предложенный А.И.Бронштейн. Принцип метода: об устойчивости сорта к фузариозу судят по уровню активности

О (А) О СЛ

гибитора трипсина в зерне. Содержание ингибитора трипсина при массовой оценке-се- лекционного материала определяли по разработанной автором методике по способности трипсина гидролизовать желатиновый слой проявленной фотопленки и замедление скорости этого процесса под действием суммарных экстрактов семян сои. При этом степень прозрачности гидро- лизованных зон на пленке соответствует определенному уровню ингибитора трипсина.

Недостатком прототипа является низкая корреляционная зависимость между содержанием ИТ и устойчивостью сортов к фузариозу (г 0,46 ± 0,18). Кроме того, определение содержания ингибитора трипсина предлагаемым методом носит чисто визуальный характер и очень варьирует в зависимости от качества используемой фотопленки.

С целью устранения указанных недостатков предлагается метод, основанный на обнаружении нами закономерности изменения активности ингибитора трипсина в зерне, проросшем на инфекционном фоне, для различных сортов озимой твердой и мягкой пшениц, различающихся по устойчивости к фузариозу. В качестве инфекции используют суспензию гриба F.graminearum Schw., выращенного на жидкой картофельной среде. Контролем служат сорта, выращенные на стерильной жидкой картофельной среде. Активность ингибитора трипсина изучают на 2-е сутки прорастания при 24°С, так как в это время отмечается максимальное увеличение активности ингибитора.

Суть метода заключается в экстракции солевыми растворами (0,2 М NaCI) небольших навесок муки (250-500 мг) лиофильно высушенного проросшего зерна с последующим определением в зерне содержания ингибитора трипсина (ИТ) по торможению гидролиза трипсином синтетического субстрата БАПНА. Как показано в табл. 1, сорта, устойчивые к фузариозу, отличаются более высоким уровнем ИТ по сравнению с контролем. По мере снижения устойчивости отмечалось снижение активности ингибитора трипсина по сравнению с контролем. Эти данные свидетельствуют о том, что ингибиторы принимают участие в формировании адаптивного ответа на стресс.

Генетический анализ показателя уровня ингибитора трипсина в зерне пшеницы, проведенный нами путем скрещивания сортов, контрастных по содержанию ИТ, показал, что коэффициент наследуемости достаточно высокий (Н 0,91-0,96). Эти данные свидетельствуют о генетически обусловленной изменчивости данного признака. Кроме того, процедура определения ингибитора трипсина значительно проще операций, которыми пользуются фитопатологи при браковке методом индивидуально-парных кассет, распространенным в данное время в селекционной практике. В то же время синтетический субстрат БАПНА явля0 ется более стабильным в работе по сравнению с желатиновым сусбстратом белковой природы.

В табл. 2 дан сопоставительный анализ прототипа и заявляемого способа

5 Пример. Семена пшеницы промывают водой в течение 4 ч, затем раскладывают в чашки Петри на фильтровальную бумагу, смоченную стерильной средой (контроль) или суспензией патогенного штамма

0 F.graminearum (опыт). Агрессивность и вирулентность данного штамма хорошо коррелирует с агрессивностью и вирулентностью других видов Fusarius, обычно паразитирующих на пшенице (г 0,60-0,88). Чашки

5 выдерживают в термостате 48 ч при 24°С. Затем зерно лиофильно высушивают, измельчают и в муке определяют ИТ по стандартной методике путем измерения степени торможения гидролиза БАПНА кристалли0 ческим трипсином.

Об устойчивости сорта к фузариозу судят по степени увеличения ИТ в зерне, выращенном на инфекционном фоне, по сравнению с контролем.

5Как видно из табл. 1, с 95%-ным уровнем вероятности можно утверждать, что при достоверном повышении содержания ИТ в инфицированном зерне в 1,3 раза и выше относительного контроля данный генотип

0 характеризуется устойчивостью к фузариозу. Данная закономерность была установлена для зерна озимой твердой и мягкой пшениц. В результате проведенной работы установлена тесная корреляционная

5 связь (г 0,79-0,89 при t 2,09) между данным показателем и результатами фи- топатологической оценки, характеризующими устойчивость сорта к фузариозу (развитие болезни, потеря биомассы

0 стеблей и биомассы корней). У прототипа коэффициент корреляции между этими показателями равен -0.34 ± 0,18 (табл. 1 и 2). Предлагаемый способ отбора является простым и удобным тестом для выявления

5 генотипов, устойчивых к фузариоэу. Учитывая высокий уровень наследуемости признака ИТ, метод может быть использован при проведении генетических исследований. Способ может найти широкое применение в селекционных учреждениях.

Формула изобретения Способ оценки пшеницы на устойчивость к фузариозу, включающий экстракцию белков семян исследуемых форм, определение содержания ингибиторов трипсина и идентификацию : фузариозустойчивых ге-- нотипов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности оценки-, перед

экстракцией семена исследуемых форм проращивают в течение двух суток на фузари- озном фоне и на стерильной среде для контроля и устойчивые генотипы идентифицируют по превышению содержания ингибитора трипсина в инфицированных семенах не менее чем в 1,3 раза по сравнению с контролем,

Таблица 1

Таблица 2