Способ обработки биологических объектов Советский патент 1993 года по МПК A01H1/06 A01G7/04 A01C1/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам изменения наследственных признаков биологических объектов: растений, микроорганизмов, животных клеток.

Целью изобретения является повышение эффективности воздействия за счет направленного изменения наследственных признаков без последующего угнетения развития и снижение вредного воздействия на человека и окружающую среду.

На фиг. 1 представлена схема устройства для реализации способа; на фиг, 2 - расположение объекта на площадке рабочей зоны.

Устройство содержит площадку 1 рабочей зоны, над площадкой с регулируемым зазором установлен коронирующий электрод 2, питающийся от генератора 3 электри- .ческих импульсов высокого напряжения. Индукторы 4 и 5 импульсного магнитного поля соединены соответственно с генераторами 6 и 7 импульсов питания индукторов. Переключатель 8 установлен между генераторами 3, 6 и 7 с одной стороны и преобразователем напряжения 9 с другой стороны. Преобразователь 9 увязан с источником напряжения 10, например аккумулятором. Биологический объект 11 располагают на рабочей площадке 1 в зазоре над корониру- ющим электродом 2.

Биологический объект 11 (семена, растения, микробы, пыльца, пробирки со спермой животных или вирусами, эмбрион и т.д.) помещают на площадку 1 рабочей зоны с предварительно отрегулированным зазором относительно коронирующего электрода 2 по габаритам биологического объекта 11 и напряжению короны (10-12 KV), включают переключателем 8 режим корониру- ющго разряда через генератор 3 высокого напряжения и выдерживают в течение заданного времени (1-10 с), избегая электрического пробоя на рабочую площадку 1. Затем переключателем 8 устанавливают режим магнитоимпульсной обработки до получения нужного количества импульсов от индуктора 6 и 7. питающихся от блока питания 10 через преобразователь 9 напряжения. Энергию импульсных магнитных

Ё

00

со fo

XJ

со

полей, синхронность и длительность устанавливают генераторами 6 и 7, а пространственную направленность расположением индукторов 4 и 5 в соответствии с предварительным испытанием при изучении биологического объекта,,.

Для расширения сферы действия и стимуляции закрепления эффекта изменения наследственности используют обработку биологического объекта стимуляторами или солями и препаратами, содержащими маг- нитозависимые элементы, например соли железа, никеля, кадмия и другие.

Пример 1. 50 семян различных по генотипу сортов неосыпающегося гороха: Труженик - обычный зерновой сорт, Усач интенсивный 1 (с усатым типом листа) и Детерминант ВСХИ (неиэрастающийся) исследуют в двухкратной повторности. По очереди по 1 зерну укладывают на рабочую площадку 1 и подвергают спаренному воздействию двумя импульсами: горизонтальному воздействию индуктора 4 и вертикальному воздействию индуктора 5. Количество импульсов меняют: 1, 10, 20.

Всхожесть семян (%) различных сортов неосыпакщегося гороха под влиянием об- работки в магнитоимпульсном поле с разнонаправленными импульсами приведена в табл. 1.

В результате исследований всхожести семян установлено, что этот показатель зависит от генотипа сорта и от количества импульсов. Так.для сорта Труженик количество импульсов от 1 до 10 вызвало увеличен невсхожести семян, при этом обработка одним импульсом стимулировала увеличение всхожести в большей степени, чем при 10 импульсах, а при 20 импульсах находилась на уровне контрольного образца.

В случае сорта Усач интенсивный малое количество импульсов стимулировало увеличение всхожести, при 10 импульсах наблюдалось значительное ее уменьшение, обработка 20 импульсами так же как и для сорта Труженик действия не оказало.

Иное влияние обработки семян в магнитоимпульсном поле наблюдалось для сорта Детерминант ВСХИ, Так, обработка семян 1 и 10 импульсами не оказала влияния не величину всхожести семян, в то время как при обработке 20 импульсами наблюдалось увеличение этого показателя.

Результаты структурного анализа растений показаны в табл. 2.

Обработка семян различным количеством импульсов не оказывает влияния на абсолютную величину показателя высота растений до нижнего плодоноса у сортов Труженик и Усач интенсивный в отличие

от сорта Детерминант ВСХИ. Однако заметно влияние такой обработки на коэффициент варьирования этого показателя. Так, обработка семян 10 импульсами для сорта

. Труженик и 1 импульсом для сорта Усач интенсивный вызвала значительное увеличение размаха варьирования данного показателя. Для сорта Детерминант ВСХИ этот показатель уменьшился при всех количествах импульсов, причем он уменьшался с увеличением количества импульсов, и при 20 импульсах составил всего лишь 2,6%. Это говорит о том, что обработка семян сорта Детерминант ВСХИ большим количест5 вом импульсов способствует значительной выравненное™ растений по этому показателю при значительной высокорослости растений по сравнению с контрольными. Что же касается такого показателя как

0 количество узлов до нижнего плодоноса, то следует отметить, что наблюдается изменение в сторону возрастания только в двух случаях: для сорта Усач интенсивный при обработке семян 1 импульсом и Детерми5 нант ВСХИ 10 импульсами. Однако наблюдается влияние на размах варьирования данного показателя. Так, для сорта Труже- ник заметно уменьшение размаха варьирования с возрастанием количества

0 импульсов от 1 до ТО, при большем количестве импульсов - 20 количество импульсов до нижнего плодоноса становится более выравненным по сравнению с контролем, У сорта Усач интенсивный при количестве

5 импульсов 1 и 10 наблюдается увеличение размаха -варьирования, а при 20 импульсах этот показатель находится на уровне контроля. Для сорта Детерминант ВСХИ обработка семян 1 импульсом дала 100%

0 выраененность растений по количеству узлов до нижнего плодоноса, а с увеличением количества импульсов вызвала его рост.

Относительно показателя количество

5 бобов на одном растении следует сказать, что при незначительном изменении этого показателя только у сорта Труженик при обработке семян 10 и 20 импульсами наблюдается его увеличение с возрастанием коли0 чества импульсов. Это дает основание для выбора растений более продуктивных по данному показателю. У двух других сортов коэффициент варьирования при аналогичных вариантах обработки уменьшается, т.е.

5 растения становятся менее продуктивными при большей выравненное™ по количеству бобов на растении. Анализ морфологических изменений подтверждает данный факт - растения в полевых условиях были более угнетенными, депрессивными с некоторым видоизменением бобов. Бобы приобретали саблевидную либо фасолевидную форму.

Величина показателя количество семян в бобе у сортов Труженик и Усач интенсивный под влиянием разного количества импульсов практически не изменилась в отличие от сорта Детерминант ВСХИ, у которого наблюдалось незначительное увеличение абсолютной величины этого показателя. Анализ размаха его варьирования позволяет отметить, что при малом количестве импульсов отмечено только у сортов Усач интенсивный и Детерминант ВСХИ. значительно увеличивается величина этого показателя, что дает возможность отбора более ценных растений для высева в следующих поколениях. С увеличением количества импульсов до 20 наблюдается заметное уменьшение размаха варьирования указанного показателя только у сортов Труженик и Усач интенсивный, что сокращает обьем для отбора более продуктивных растений.

Все варианты обработки уменьшили величину количества семян с 1 растения у сортов Труженик и Усач интенсивный с изменением размаха варьирования при отдельных вариантах. Так, для сорта Труженик в варианте обработки 10 импульсами, а также Усач интенсивный в варианте обработки 1 импульсом наблюдалось увеличение размаха варьирования, в то же время как у последнего в двух других вариантах обработки установлено заметное снижение этого показателя.

Все указанное позволяет сделать следующие выводы.

Обработка семян в магнитоимпульсном поле с разнонаправленными импульсами в зависимости от их количества оказывает влияние в Mi на комплекс показателей, таких, как полевая всхожесть семян, ряд количественных признаков, изменяя как в большую, так и в меньшую сторону размах их варьирования, что дает возможность выбора селекционеру растений с желаемыми признаками.

Влияние обработки в мзгнитоимпульс- ном поле зависит в значительной степени от генотипа сорта неосыпающегося гороха, что расширяет возможность для селекции данной культуры.

Пример 2. Совместная обработка 20 семян в магнитоимпульсном поле с разнонаправленными импульсами с предварительной пропиткой их 0,01 % растворе соли NiSCM.

Контрольные семена {пропитка дистиллированной водой) взошли лишь на 7-8 день, в то время как замоченные в NiSCM

проросли на 4-5 день. При этом контрольные растения были несколько угнетены,требовали более частого их полива.

Количество семян, обработанных рас- твором NlSO-q и различным количеством импульсов магнитоимпульсного поля (МИО), представлено в табл. 3.

Исследования показали, что всхожесть семян для всех сортов находится в непосредственной зависимости от варианта обработки. Так, с увеличением количества импульсов при пропитке семян NIS04 наблюдается возрастание этого показателя. Замачивание семян сорта Труженик в

растворе NiSCM с последующей обработкой в магнитоимпульсном поле вызвало увеличение всхожести по сравнению с контролем на 30% при 1 импульсе и на 35% при 10 импульсах, для сорта Усач

интенсивный соответственно на 15 и 25%, для сорта Детерминант ВСХИ - на 20 и 25%.

Пропитка семян в растворе NiSCM способствует увеличению всхожести также и

по сравнению с обработкой семян в магнитоимпульсном поле. При этом всхожесть семян в результате пропитки в NiSCM у сорта Труженик увеличивает на 10 и 15% по сравнению с обработкой в магнитоимпульсном поле, у сорта Усач интенсивный соответственно на 10 и 20% и у сорта Детерминант ВСХИ - на 35 и 40%.

Таким образом, можно сделать заключение о том. что предварительная пропитка

семян солями NiSCM увеличивает всхо- - жесть семян всех сортов независимо от их генотипа, а также усиливает действие обработки в магнитоимпульсном поле.

40

Формула изобретения

1 .Способ обработки биологических объектов, включающий воздействие на биологический объект магнитным полем с

переменным направлением вектора его напряженности, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности воздействия за счет направленного изменения наследственных признаков без последующего угнетения развития и снижения среднего воздействия на человека и окружающую среду, магнитное поле создают импульсно с малой скважностью этих импульсов и составляющими вектора

напряженности поля, расположенными в разных плоскостях, причем для биологических объектов со слабыми магнитозависи- мыми свойствами на их поверхность наносят или внутрь их вводят вещества с магнитными свойствами.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, . перед воздействием на биологический обьект магнитным полем на него воздействуют стимулирующим фактором,

3. Способ по п.2, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что в качестве стимулирующег 6 фактора используют поле коронного разряда.

Таблица 1

Использование: сельское хозяйство, а именно средства изменения наследственных признаков. Сущность изобретения: на биологический объект воздействуют импульсами магнитным полем малой скважности. При этом составляющие вектора напряженности магнитного поля располагают в разных плоскостях. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

Т а б л и ц а 2

Изменчивость количественных признаков (числитель - абсолютное значение, знаменатель - коэффициент варьирования, %)у сортов неосыпающего гороха под влиянием обработки семян в МИ поле с разнонаправленными импульсами

Продолжение табл. 2

Продолжение табл. 2

Таблица 3

rz Ш-,

Фиг. 1

Фиг.1