Способ оценки пшеницы на устойчивость к фузариозу

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК (si)s А 01 Н 1/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И!Дя г(Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4885586/13 (22) 27.07.90 (46) 07.12.92. Бюл. N 45 (71) Всесоюзный селекционно-генетический институт и Одесский биотехнологический институт Научно-производственного объединения "Прогресс" (72) В.Г.Адамовская, Е.А,Клечковская, С, В. В овчук, А.П.Левицкий, А, Е, Волчевская и Л.Т. Бабая н ц (56) Бронштейн А,И. Активность ингибиторов протеаэ как показатель качества зерна и устойчивости к фузариозу в условиях

Молдавии, Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. Кишинев, 1986, с, 16.

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 фуэариоза 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. Ж, 1779305 А1 (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ПШЕНИЦЫ НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ФУЗАРИОЗУ (57) Использование: сельское хозяйство, растениеводства, фитопатология. Сущность изобретения: проводят оценку пшеницы к фуэариозу путем сравнения содержания ингибиторов трипсина в инфицированных и неинфицированных (контрольных) семенах.

2 табл.

Предложен также ряд биохимических методов оценки: по активности пероксидазы, 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 фузариозу сортов сои по активности ингибиторов протеи- наз, предложенный А,И.Бронштейн.

Принцип метода: об устойчивости сорта к фузариозу судят по уровню активности ин1779305 гибитора трипсина в зерне. Содержание ингибитора трипсина при массовой оценке селекционного материала определяли по разработанной автором методике по способности трипсина гидролиэовать желатиновый слой проявленной фотопленки и замедление скорости этого процесса под действием суммарных экстрактов семян сои. При этом степень прозрачности гидрол и зова н ных зон на плен ке соответствует определенному уровню ингибитора трипсина.

Недостатком прототипа является низкая корреляционная зависимость между содержанием ИТ и устойчивостью сортов к фузариоэу(г = 0,46 ч= 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 фузариоэу, 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 является более стабильным в работе по сравне10 нию с желатиновым сусбстратом белковой природы.

В табл. 2 дан сопоставительный анализ чашки Петри на фильтровальную бумагу, смоченную стерильной средой (контроль) или суспензией патогенного штамма

F.graminearum (onsrr), Агрессивность и виру20 лентность данного штамма хорошо коррелирует с агрессивностью и вирулентностью других видов Fusarius, обычно паразитирующих на пшенице (r = 0,60 — 0,88). Чашки выдерживают в термостате 48 ч при 24 С.

Затем зерно лиофильно высушивают, измельчают и в муке определяют ИТ по стан25 дартной методике путем измерения степени торможения гидролиза БАП НА. кристалли30

35 ческим трипсином.

Об устойчивости сорта к фузариоэу судят по степени увеличения ИТ в зерне, выращенном на инфекционном фоне, по сравнению с контролем, Как видно из табл. 1, с 957;-ным уровнем вероятности можно утверждать, что при достоверном повышении содержания ИТ в инфицированном зерне в 1,3 раза и выше относительного контроля данный генотип

40 характеризуется устойчивостью к фуэариозу. Данная закономерность была установлена для зерна озимой твердой и мягкой пшениц. В результате проведенной работы установлена тесная .корреляционная связь (r = 0,79 — 0,89 при t > 2,09) между данным показателем и результатами фитопатологической оценки, характеризующими устойчивость сорта к фузариоэу (развитие болезни, потеря биомассы стеблей и биомассы корней). У прототипа коэффициент корреляции между этими по.казателями равен -0,34 ч 0,18 (табл. 1 и 2), Предлагаемый способ отбора является простым и удобным тестом для выявления 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.

55 прототипа и заявляемого способа

15 Пример. Семена пшеницы промывают водой в течение 4 ч, затем раскладывают в

1779305

Формула изобретения

Способ оценки пшеницы на устойчивость к фузариозу, включающий зкстракцию белков семян исследуемых форм, определение содержания ингибиторов трипсина и 5 идентификацию: фузариозустойчивых ге-. нотипов, от л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности оценки; перед зкстракцией семена исследуемых форм проращивают в течение двух суток на фузариозном 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, 10

Таблица 1

Содержание

ИТ, r/êã п ототип

Содержание

ИТ, Д к контолю

Развитие болезни, 7 к конт олю

Биомасса корней, 7 . к контолю

Сорта

Биомасса стеблей, % к контолю

Устойчивые

0,408

0,306

0,209

0,320

137,0

141,3

259,5

138,8

76,6

92,4

94,5

76,9

77,0

91,4

80,0

88,0

51,0

46,5

50,0

50,0

1. Обрий

2. Ольвия

3. Федоровка

4. Эр 1458/87

198 7

0 311

841

49 2

Сре не стойчивые

0,263

121,8

60,6

59,0

66,2

Q 277

1. Залив

2. Альбатрос

3. Юннат

4. Тракия

5, Юбилейная 75

6. Янтарь

7. Од 83

8, Од51

9, Од 117

10, Одесская полукарликовая

67,0

54,4

58,0

54,7

65,0

63,7

47,5

58,5

61,7

57,0

80,7

61,0

77,1

66,7

56,9

72,0

64,6

79,2

53,0

69,6

58,0

75,4

63,8

66,7

66,6

61,4

75,4

118,2

101,0

113,6

123,0

118,3

123,0

113,0

109,1

129,0

0,276

0,218

0,260

0,277

0,454

0,250

0,147

0,348

0,284

Таблица 2

Составитель В. Адамовская

Редактор Л. Волкова Техред М.Моргентал Корректор Н, Милюкова

Заказ 4398 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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