Способ оценки теневыносливости сельскохозяйственных растений Советский патент 1980 года по МПК A01G7/00 

(54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ТЕНЕВЫНОСЛИВОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ

1

Изобретение ОТНОСИТСЯ к области растениеводства, а именно к физиологии растений, и может быть использовано для ускоренной лабораторной оценки способности различных образцов пшениц обеспечивать получение несниженного урожая зерна в условиях недостаточной освещенности.

Известно, что интенсивность фотосинтеза и, как следствие, накопление вегетативной массы и урожай зерна пшеницы значительно понижаются при затенении в результате неблагоприятных погодных условий l или вследствие загущения посева 2 . Это снижение обусловлено не только уменьшением количества получаемой растением световой энергии, но также частичной деградацией фотосинтетического аппарата и падением его КПД в условиях, затенения ГЗ . Деградация проявляется в понижении . высоты плато насыщения световых коивых Фотосинтеза 4 , в уменьшении концентрации хлорофилла & и в снижении фотохимической активности хлоропластов б при частичном затенении растений.

Известен способ оценки теневыносливости сельскохозяйственных растений, например пшеницы, включающий в Выращивание растений в поле на протяжении всей вегетации. (90-120 дней) с затенением, которое накладывают

5 сроком на 8 дней, начиная с момента образования тетрад материнских пыльцевых клеток в пыльниках цветков таким образом,г, чтобы растения получали 20% от интенсивности исходного пада 0 ющего света. После созревания зерна подсчитывают число зерен в главных колосьях затенявшихся растений и сравнивают его с озерненностью глав-, ных колосьев контрольных растений,

15 не подвергавшихся затенению 7.

Недостатком известного способа является большая длительность цикла полевой оценки теневыносливости и зависимость ее от погодных условий,

20 что служит важным препятствием для его широкого использования при изуче ии селекционного материала. Цель изобретения - ускорение оценки теневыносливости образцов

25 пшениц и об печение возможности ее проведения независимо от погодных условий.

Эта цель достигается тем, что оценку теневыносливости растений проводят в лабораторных условиях, на

Ю-дневтлх проростках пшеницы, подвергая их полному затемнению в течение 96-100 ч. Сохранность фотосинтетического annapjjxa после затемнения определяют по фотохимической активное ти хлоропластов, изолированных из затемнявшихся растений, путем потенциометрического измерения скорости фотовосстановления феррицианида калия суспензией изолированных хлоропластов.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Для выращивания проростков отбирают 100 полноценных семян оцениваемого образца и протравливают их 24 ч в 1-2%-ном растворе перманганата калия для устранения ВОЗМОЖНОУ -грибной инфекции. Затем промытые семена помещают в чашки Петри - по 25 семян в каждую на ватные тампоны, увлажненные дистиллированной водой + 0,003% бензимидазола, и проращивают в темноте в термостате при 27°С. Затем чашки переносят на световую установку, и выращивают растения при освещении люминесцентными лампами дневного света (освещенность 7-10 тыс.люкс, температура 20-22с) в течение 7-10 суток. Тампоны постоянно подпитываются водой с помощью фитильков, соединяющих каждый тампон с запасом воды, налитой в кювету. По достижении проростками 7-дневного возраста две чашки Петри переносят втемную камеру на 96-100 ч при температуре 20-22°С и вла кности 65-70%, обеспечив постоянную подпитку растений водой. Две чашки с контрольньами растениями в это время продолжают оставаться на осветительной установке.

По окончании темновой экспозиции проводят определение фотохимической активности хлоропластов в листьях проростков каждой из параллельных проб темнового и контрольного вариантов. Для этого 1-2 г листьев, мелко нарезанных ножницами, растирают в, течение 30с с 20 мл среды изолирования в ступке, вмороженной в лед (-1) - (-5) С. Среда изолирований содержит компоненты в концентрациях; сахароза 0/4 М, фосфатный буфер 0,07 М, NaCI 0,01 М, рН 8,0 . Размолотый материал отжимают через четыре слоя капроновой ткани / 50 отверстий на 1 см. Фильтрат центрифугируют при 0-2с в течение 3 мин при 1000 g . После удаления супернатанта осадок ресуспендируют в 10 мл среды изолирования и сохраняют в холодильнике при несколько минут до проведения измерений.

Измерение скорости фотовосстановления феррицианида освещенной суспензией хлоропластов проводят потенциометрическим методом в слабогипотонической среде, содержащей компоненты в концентрациях: NaCl 0,01 М,

MgClo 0,01 М, трис-буфер 0,07 М, KjFelCN) 0,005 М, рН 8,2. В стаканчик емкостью 50-100 мл наливают 4 мл реакционной среды, вводят в него платиновый электрод и солевой мостик - каломельного электрода сравнения и проводят термостатирование при и освещенности 30 тыс. люкс в течение 2 мин. Реакцию начинают добавлением к освещаемой реакционной

среде 1 мл суспензии хлоропластов.

Изменение потенциала платинового

электрода в пробеге реакции регистрируют с помощью высокоомного самопишущего потенциометра.

Концентрацию ферроцианида, образоS вавшегося к некоторому моменту пробега реакции (t), рассчитывают по потенциалу платинового электрода, используя уравнение

bcCNf -blC I,

0,058

i-fo

Fe{CNf

:; начальная конценгде

.

трация феррицианида в суспензии; потенциал платинового электрода к моменту времени (t); стандартный потенциал

Е. окислительно-восстановительной системы

(СМ); /Fe{CN) , равный в реакFeционной смеси используемого состава +0,182 В относительно насыщенного каломельного электрода.

Величину фотохимической активности хлоропластов оценивают как скорость образования ферроцианида в освещенной суспензии хлоропластов за первые 2-3 мин экспозиции, отнесенную к концентрации хлорофилла в реакционной смеси, и выражают в молях образующегося ферроцианида на моль хлорофилла в минуту. Определение к концентрации хлорофилла в суспензии проводят по общепринятой методике.

В опыте с четырьмя образцами пшениц использовали два варианта:

1)выращивание в полевых условиях при естественной освещенности 20-80 .тыс.люкс (контроль);

2)выращивание в климатической камере в условиях недостаточной освещенности (7-10 тыс.люкс), эквивалентной 20% естественной освещенности/ используемой при выращивании растений в поле.

Теневыносливость образцов была пределена по сохранению озерненности колоса при недостаточной освещенности. Затем теневыносливость тех е образцов пшениц оценивали по соранению фотохимической активности (ФХА) хлоропластов проростков после атемнения. -Результаты приведены в аблице. Сравнение ФХА, сохранившейся посл затемнения, с сохранением зерна в ко лосе при недостаточной освещенности показывает, что оба способа дают одинаковый порядок ранжирования обраэцов - чем выше сохранившаяся посл затемнения ФХА хлоропластов, тем теневыносливее растения. Таким образом предложенный способ дает возможность быстрой оценки теневыносливости шиениц в лабораторных условиях по реакции фотосинтетического аппарата. Формула изобретения 1.Способ оценки теневыносливости сельскохозяйственных растений по реакции фотосинтетического аппарата на уменьшение интенсивности освещени отличающийся тем, что, с целью сокращения длительности оцен ки и проведения ее вне зависимости о погодных условий, уменьшение интенсивности освещения осуществляют на проростках в фаза появления третьего листа путем полного их затемнения в течение 96-100 ч, а реакцию фотосинтетического аппарата определяют по изменению фотохимической активности хлоропластов. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что фотохимическую активность хлоропластов определяют потенциометрически по скорости фотовосстановления феррицианида калия суспензией изолированных хлоропласто Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Fisher R. А. Yield potential In а dwarf spring wheat and,the effect of shading.- Crop.Sci. (5, N 5, 607, 1975. 2.Wi lley R. W. , Hoi liday R. ;P1ant population, shading and thining studies In wheat.-J. Agric. Sci.Cambrige, 77, ( , 1971 . 3.Кристкалне С. X., Губарь Г. В., Витола А. К., Крейцберг О. Э., Селга М. П. Динамика сухой биомассы при ослаблении интенсивности освещенияг В кн. Адаптация физиолого-биохимических систем растения к перемене освещения. Ред. Губарь г. в. Рига, Зинатне, 1977, с. 13-31. 4.Burnslde С. А. , Bohning R. М. The effect of prolonging shading on the light saturation curves of apparent photosynthesis in sun plants, Planr Phvsiol., 32, 61-63, 1957. 5.Годнее Т.Н., Пармой К.П., Терентьева М. В. О влиянии полного затенения на состояние хлорофилла р растении.- Изв. АН БССР, 1951, № 3, с. 101. . 6. Че.сноков В. А., Рахимов Г. Влияние условий выращивания растений на активность фотосинтетического аппарата.- Вестник ЛГУ, 1964, № 3, вып. 1, сер. Биол., с. 127. 7. Новиков В. А., Филиппов А.В. Критический период в отношении света у яровой пшеницыг Докл. АН СССР, 1950, 72, с. 405-408.