Способ различия генетически близких образцов растений

 

Использование: биологические исследования . Сущность изобретения: в процессе регистрации разности потенциалов между корневой шейкой растения и участком корня, последний помещают в раствор, играющий роль одного из электродов. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1>s А 01 G 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1(д,, 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4853658/15 (22) 20.07.90 (46) 30,08.92. Бюл. М 32 (71) Московская сельскохозяйственная академия им. К.А.Тимирязева (72) А.А.Захарин, Л.А.Паничкин и Т.Н,Бибикова (56) Toko К., Siyamas, Tanaka С, НауазЫК

Jamalusik, Famafayik. Relation of growth

process to spatial patterus of electlc potential

an еыуае activity in ЬеаЬ гоогз j, Biophysical

Chemistry, 1987, М 27, р.39 — 55.

Изобретение относится к области растениеводства, в частности к методам исследования растений, и может быть использовано при разработке диагностических методов, например для селекционной работы.

Известны способы измерения электрических потенциалов различных частей и органов растений, иногда с записью на самописце. Подавляющее большинство полученных при этом данных представляют собой, однако, точечные измерения. Онй дают информацию об электрическом потенциале только данного конкретного участка тКани или растения, или нескольких дискретных участков, и не позволяют проследить, как Изменяется потенциал в последовательно рас. положенной совокупности точек (участков) или в целом органе.

Известен также способ изучения топографии электрических потенциалов на надземных органах целого растения, путем последовательного перемещения измерительного электрода в разные точки органа или при использовании нескольких электродов. На основании многих точечных измерений в этом случае судят о характере (54) СПОСОБ РАЗЛИЧИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИ

БЛИЗКИХ ОБРАЗЦОВ РАСТЕНИЙ (57) Использование: биологические исследования, Сущность изобретения: в процессе регистрации разности потенциалов между корневой шейкой растения и участком корня, последний помещают в раствор, играющий роль одного из электродов. 3 ил.

l распределения электрических зарядов по поверхности органй; Недостатком этого способа является получение лишь макрокартины, построенной йо отдельны;.4 точкам, удаленным друг"от Щ)уга на несколько сантиметров. Целый ряд деталей топография электрических потенциалов органа может быть при этом пропущен .

Наиболее близким техническим решением является измерение поверхностного потенциала корня при помощи большого 4 числа однотипных электродов ; расположен- (JI ных через малые интервалы вдоль корня по всей его длине. Измерение производят путем поочередного включения в цепь каждого из электродов при пбмощи специального программного устройства с выводом данных на ЗВМ.

Недостатком этого способа является дискретное измерение электрического потенциала в корне..Даже при очень малом расстоянии между соседними электродами есть вероятность пропустить какую-либо узкую зону, отличную по электрофизиологическим характеристикам Такие узкие эоны, длиной всего в несколько миллиметров, дей1757527 ствительно есть в корне, например, переход от зоны растяжения к зоне дифференциации, длиной в 3-10 мм, или участок, где через поверхность главного корня прорастает боковой корешок, в 1-3 мм длиной. В обоих случаях потенциал такого узкого участка резко отличается от соседних. Кроме того, метод громоздок, требует сложной аппаратуры, и не свободен от артефактов.

Целью изобретения является повышение точности и оперативности измерений, проводимых в автоматическом режиме и дающих подробную инфармацию о топографии электрических потенциалов корня.

Поставленная цель достигается тем, что в способе различения генотипически близких образцов растений (на стадии проростков), включающем измерение разности электрическйх потенциалов на размых растворах и для различных зон корня, производят автоматическое сканирование корня в длину при помощи сканирующего сифона.

При этом эа счет идущего в заданном режиме поднятия уровня раствора в вертикаль20 ном цилиндре сифона, непрерывно 25 перемещающийся мениск рапеора выполняет роль подвижного кольцевого контакта, включая в измерительную цепь все время новые, выше расположенные участки корня.

В зависимости от скорости сканирования, 30 получение йолной информации об электрических потенциалах корня занимает 2-415 мин, объект не повреждается, процесс автоматически повторяется неограниченное число раз, в ходе эксперимента легко осуществить замену сканирующего раствора и изменить скорость сканирования.

В качестве объектов целесообразно использовать проростки в возрасте 3-7 дней.

Запись на самописце получается в виде ря- 4б да повторяющихся фигур, в «ьторых каждая точка соответствует определенному участку корня. Форма фигур сканирования зависит от генотипа объекта; состава и концентрации раствора и условий измерения. При 45 прочих равных условвях, она различается у генетически разных объектов и неразличима у тождественных;

На фиг. 1 представлена принципиалвная схема способа; на фиг. 2, 3 — образцы 50 записей, выполненных на различных объектах прй сканировании разньгми растворами.

Принципиальная схема устройства для осуществления способа показана на фиг.1.

Основной рабочей деталью установки явля- 55 ется сканирующий сифон периодического действия 1, изготовленный из стекла или прозрачного пластика. в котором размещают корень проростка 2. Сифон состоит мз вертикально расположенного цилиндра диаметром не менее 20 мм (чтобы корень не касался стенок) и сливного колена. Сканирующий раствор подают в цилиндр с малой скоростью (0,3-3 мл/мин ) при помощи перистальтического насоса 3 или за счет гидростатического давления.

Индифферентный электрод 4 контактирует с корневой шейкой или семенем пророста.

Измерительный электрод 5 размещен в нижней части цилиндра сифона так, чтобы не допустить непосредственного соприкос- . новения с кончиком корня; контакт его с корнем происходит только через раствор.

Снимаемую с электродов разность электрических потенциалов подают непосредственно на вход регистрирующего устройства 6, в качестве которого можно использовать самопишущий милливоЛьтметр с высокоомным входом.

Способ осуществляется следующим образом. Цилиндр сифона нвполняется жидкостью за строго определенное время (3-10 мин). Мениск раствора движется вверх вдоль цилиндра 1 и размещенного s нем корня 2 с постоянной скоростью, производя собственно сканирование, По достижении заданного уровня происходит срабатывание сифона, раствор быстро (30 с) сливается и начинается новое, очередное наполнение сифона. В разных экспериментах использовали графитовые, нихромовые. вольфрамовые или неполяриэующиеся электроды 4,5 типа 3ВМ, В проверочных опытах проводили измерения на одном объекте с использованием разных типов электродов. — и получили принципиально тождественные результаты, Пригодйость поляризующихся электродов (графитовых и металлических) объясняется тем, что в сканирующем режиме в каждый момент времени измеряется только что включенная ЗДС, электрический потенциал которой затем начинает снижаться вследствие поляризации, но в этот момент оказывается включенной следующая эона корня с еще не поляризованным поте йциалом.

На фиг.2 представлены сравнительные данные для 2-х гибридов кукурузы (различающихся по засухоустойчивости): Од Ма—

338 и Од 2070 мв, Корни 4-х-дневн ых проростков сканировались нв дистиллированной воде и слабых растворах К CI, повторность 5-кратная. Различия между вариантами очевидны, они сохраняются на всех растворах, и с®м факт различий в кривых сканирования соответствует нетождественности генотипов образцов.

В таблице представлены результаты статической обработки части этих данных для дискретных точек корня, удаленных от

1757527 (6 кончика корня на расстояния 0,10 и 17 мм, можетбытьиспользовайприразработкедиПри попарном сравнении образцов разни- агностических методов, пригодных для сецы (кроме помеченных звездочкой) досто- лекции солеустойчивых, а также отзывчивых верны суровнем вероятности>0,95. на удобрения сортов с,-х. культур. Как и

Сравнение 2-х гибридов кукурузы (раз- 5 другие экспресс-методы на проростках, он личающихсяпозасухоустойчивости)регист- может дать выигрыш io времени, равный рацией биопотенциалов корня в растворах длине вегетационного периода культуры, и

КО, Возраст 4 сут. " экономию затрат.

На фиг.3 видно изменение кривых ска- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я нирования корней проростков гороха при 10 Способ различия генетически близких смене сканирующей жидкости с дистилли- образцов растений, включающий измерерованной воды на раствор соли NaCl. За- we разности электрических потенциалов мена ЙаС1 на другую соль равной проростков; сравнейие указанных параметконцентрацйи вызывает новое изменение ров, при несовпадении которых различия кривой сканирования, что свидетельствует 15 между проростками Считают достоверными, о перераспределении электрических заря- отличающийся тем, что, с целью дов корня. Сопоставление фиг. 2 и 3 (па повышения точности и оперативности споводе) выявляет существенные различия соба, регистрацию разности электрических между видами, т.е. такими образцами, гено- потенциалов осуществляют между корнетипы которых заведомо различны. 20 вой шейкой растения и участком корня приРазличие генетически близких образ- ростка, погруженным в раствор, при цов лежит в основе всякого метода зкс- постоянноувеличивающемсяуровне погрупресс-диагностики. Описанный способ жения корня в расгвор.

1757527 д,Юи

КС1

_#_ И?дед

Составитель А.Захарин

Техред М.Моргентал Корректор M.Êåðåöìàí

Редактор С.Егорова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2945 Тйраж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5