Способ диагностирования зимостойкости генотипов яблони Советский патент 1979 года по МПК A01G7/00 A01H1/04 

1

Изобретение относится к методам селекции и интродукции растений и может быть использовано для диагностики зимостойкости генотипов (сортов и форм) яблони, а также для ускорения отбора по этому признаку селекционного и интродукционного материала.

Известны различные способы диагностирования зимостойкости сортообразцов различных растений, основанные на воздействии на объект определенными температурами и учете изменений под их влиянием биохимических, биофизических и других показателей состояния растения. Например, известен способ диагностики зимостойкости сортов плодовых и ягодных культур в режимах переменных температур, согласно которому определяют фактические повреждения тканей при воздействии температур, резко колеблющихся в течение суток 1. Недостатком данного способа является то, что он требует минимум двухнедельного отрашийания испытуемых образцов для обнаружения повреждений, а сама оценка повреждений проводатся визуально по степени побурения тканей, где возможны субъективные ошибки. Кроме того.

побурение тканей не всегда тождественно их гибели или термическим повреждениям, что также снижает в определенной степени достоверность результатов анализов сортообразцов. Согласно данному способу окончательную опенку зимостойкости сортообразцов делают по результатам анализов в течение двух-трех зимних периодов.

Известно также изучение зимостойкости по накоплению и превращению запасного крахмала в тканях растений в зависимости от температурного режима среды 2. Однако зти работы относятся только к периоду осеннего закаливания растет1Й и не дают четких тестов для диагностики зимостойкое™ генотипов.

Известен способ лабораторного диагностирования зимостойкости сортообразцов плодовых и ягодных растений, согласно которому производится прижизненный анализ структурнофизических изменений состояния воды в клетках тканей исследуемого объекта под влиянием переменных температур с применением импульсного метода ядерного магнитного резонанса 3, Однако для окончательной оценки зимостойкости сортообразца по данному снособу необходимо проведение анализов в динамике осенне-зимне-весеннего периода п течение первых трех лет плодоношения сортообразцов, т.е. данный способ не позволяет вести диагностику зимостойкости в первые годы жизни сеянце.в. Кроме того, по этому способу необходимо срав нение результатов анализов испъ туемого образца и сорта-эталона с заведомо известным уровнем зимостойкости, а сложная и дорогосшящаА аппаратура ядерного магнитного резонанса и отсутствие ее серийного производства в стране ограничивают возможности широкого использования данного способа. Целью изобрете1шя является ускорение процесса оценки зимостойкости, повышение ее достоверности и разработка способа более производительного и широко доступного для массопой диагностики зимостойкости генотипо (сортов и форм) яблони на рагпшх стадиях процесса селекции или интродукции. Указанная цель достигается тем, что в зимний период в процессе искусственного воздействия на исследуемый образец переменными температурами определяют реакцию фенотипа на резкие суточные колебания температуры по характеру изменений суммарного содержания запасного крахмала во всех тканях однолетнего прироста. При этом испь туемые образны сор тон и форм (черенки однолетнего прироста) по.мещаются в термокамеру, где температуру ежесуточно изменяют в зависимости от климатической зоны, от Положительной (порядка 5-15°С) к отрицательной (от -25 до -35°С) и обратно

со cKOpocTbio 5-7 С и такой режим повторяется в течеш1е трех суток (три суточных цикла).

Отбор и фиксацию проб /для анализа крахмала проводят в конце каждого повыигения и каждого понижения температуры и обязательно при той температуре, которая установилась в данный момент в термокамере.

Анализ запасного крахмала проводяк ::истохимически на срезах с помощью реактива Люголя по известной методике. Количество jcpaxмала в каждой ткани определяют визуально под микроскопом по пятибалльной шкале, причем баллы по каждой ткани затем суммируют дан общей характеристики количества крах.ма:1а на всем срезе.Окончательная оценка зимостойкости гор:тов и форм проводится по результатам ДЕ.ухтрех серий анализов в течение одной зим1л. Наблюдение за изменениями содержания запасгюго крахмала в процессе воздействия на объект резко колеблющимися в течение суток температурами показывает, что зимостойкие сорта i формы не реагируют и.пи слабо реагируют из менельную оценку количества крахмала по известной методике в отдельных тканях однолетнего прироста, балль по всем тканям суммировали и получали обшую оценку количества крахмала в однолетнем приросте данного образца. Для получения достаточно достоверных данных по каждой пробе просматривали по 15-20 срезов.

Результаты анализов в ходе суточных изменений температуры представлены графически на фиг. 1 и 2.

У зимостойких генотипов (см. фиг. 1) Амурское урожайное (I), Сибирская яблоня (2), подвойная форма (3) и Зеленая сочная (4) измене1Шя содержания .крахмала в тканях при резких суточных колебаниях температуры либо полностью отсутствуют, либо весьма незначительны. В то же время у незимостойких генотипов (см. фиг. 2) - Рублевсе (5), Китош (6), Тошка (7) и Атлантка (8) видгш резкие изменения количества крахмала вслед за изменениями температуры. Таким образом, резко выраженная реакция генотипа на переменны.е температуры в суточном режиме по изменениям содержания заниям содержания крахмала на повышения и понижения температуры, в то время как у незимостойких образцов при каждом повьгц1ении и понижении температурь; резко изменяется общее количество крахмала в тканях одаолетнего прироста. Эта реакция и является отличительным генотипическкм тесто.м для селекции зимостойких сортов и форм яблони, особенно в клирлатических зонах с неустойчивым термическим режимом в зимний период. Пример, Для ана;п1за брали две группы сортов и форм яблони, заведомо зимостойких в условиях Приморского края (подвойная форма, сорта А.мурское урожайное и Зеленая сочная) и явно незимостойких (Китош, Тошка, Рублевое, Атлантка). Однолетние ветви в полиэтиленовь Х мешках помещали в термок,амеру, где поддерживали температуру наружного воздуха. Затем температуру в камере понижали до 30°С со скоростью . При этой минимальной температуре образ1Ц 1 выдерживали 6 ч.пос ле чего температуру повыщали до + 10° С с той же скоростью и йри этой максимальной температуре образцы находи.пись 4 ч. Затем суточный режим температуры по данной программе повторяли еще двое суток. В конце каждого понижения и каждого повышения температуры из сортообразцов отбирали пробы (отрезки черенков по. 1,5-2,0 см) и при данной температуре в камере фиксировали их в 96%-ном спирте. После фиксации из отрезков приготавливали тонкие срезы и окрашивали их реактивом Люголя. Затем под бинокуляриът микроскопом (типа МБС) проводили балпасного крахмала в тканях однолетнего прироста указьшает на низкую его зимостойкость.

Для диагностирования зимостойкости генотапов яблони по предлагаемому способу практически достаточно проанализировать один-три ощтолетних прироста один-два раза на протяжении одной зимы. При ограниченном количестве материала (на о дно-двухлетних сеянцах) указанный способ может быть применен на отрезках однолетнего прироста (части одной и той же ветви).

Простота анализа и высокая его производительность позволяют за одну серию опыта (трехсуточный цикл) одному специалисту провести оценку зимостойкости 20-30 сортообразцов.

Формула изобретения

Способ диагностирования зимостойкости генотипов яблони, включающий воздействие на объект переменными температурами, отличающийся тем, что, с целью ускорения

оценки зимостойкости и повышения ее достоверности, проводят гастохимический анализ суммарного количества запасного крахмала в тканях однолетнего прироста в конце каждого

повыщения и понижения температуры в процессе термовоздействия при резких суточных колебаниях температуры в течение трех суток при градиенте температуры, равном критическому в данный месяц зимы для данной климатической

зоны, а окончательную оценку зимостойкости генотипов осуществляют-по характеру их реакции на изменения температуры.

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1. Мигин К. В. Ииформлисток ДВ ЦНТИ,

№ 287-75, Владивосток, 1975.

2.JbiM6eprep Г. Э. и Высоцкая Н. Н. О гидролизе крахмала в тканях однолетних побегов яблони в зависимости от температурного режима.

Физиология растений, т. 23, вып.. 4, 1976, с. 818.

3.Авторское свидетельство СССР If 388719, кл. А 01 Н 1/04, 1971 (прототип).

vg

v с

а

I

I,

Г

S о JcyrrtHU Жсутми ивЛ SIct/mnti / 4x / / / A. / ,y, Jcynjfft/ Жсутна ,-/ Mcymf u