Способ биохимической оценки холодостойкости и морозостойкости растений
Использование: сельское хозяйство, растениеводство. Сущность изобретения: оценку холодостойкости и морозостойкости растений проводят путем выдерживания опытных и контрольных растений при пониженной температуре и последующего определения в них содержания линоленовой кислоты.7 табл,
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (Я)5 А 01 Н 1/04
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4838835/13 (22) 12.06,90 (46) 15.01.93. Бюл. М 2 (71) Институт физиологии растений им
K.А,Тимирязева (72) Г.В.Новицкая, Е.Б.Сальникова и Т.А.Суворова (56) Физиология растений, 1986, т, 33, в, 5, с. 997 — 1004.
Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к биохимическим методам оценки холодостойкости и морозостойкости растений, и может быть использовано в селекционной практике при выявлении указанных свойств у вновь полученных сортов.
Известны способы биохимической оценки холодостойкости и морозостойкости растений, включающие выращивание опытных и контрольных растений при различных длительностях и температурах, последующее закаливание опытных растений при пониженных температурах в течение 7-10 сут и последующий сравнительный анализ содержания жирных кислот в опытных и контрольных образцах, Проведение такой биохимической оценки связано с тем. что состав и содержание жирных кислот липидов в растительном организме коррелирует с холодостойкостью и морозостойкостью.
Известен способ биохимической оценки морозостойкости растений. включающий выращивание опытных и контрольных растений пшеницы в течение 30 суток, последу„„5U„„1787384 A l (54) СПОСОБ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ
ХОЛОДОСТОЙКОСТИ И МОРОЗОСТОЙКОСТИ РАСТЕНИЙ (57) Использование: сельское хозяйство. растениеводства. Сущность изобретения: оценку холодостойкости и мороэостойкости растений проводят путем выдерживания опытных и контрольных растений при пониженной температуре и последующего определения в них содержания линоленовой кислоты. 7 табл, ющее закаливание опытной партии при температуре 2 С в течение 7 сут, последующий анализ растений на содержание в них жирных кислот липидов и их количественное сравнение в опытных и контрольных образцах, последние иэ которых не подвергались закаливанию, Указанный способ является ближайшим техническим решением к заявленному по сущности и совокупности Существенных признаков, на основании чего принят в качестве прототипа.
Основными недостатками способов аналогов и способа прототипа являются длительность стадии закаливания растений, . предшествующая их биохимическому анализу и связанная со значительными энергозатратами на эксплуатацию холодильных камер фитотрона, пониженная надежность способа, обусловленная сложной системой автоматизации холодильных камер и возможностью ее выхода иэ строя, Целью изобретения является ускорение способа эа счет проведения анализа содержания жирных кислотлипидов на начальной стадии воздействия низких температур..
1787384
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе, включающем выращивание опытных и контрольных растений при нормальных температурных условиях, последующее выдерживание опытной партии в экстремальных условиях при температуре закаливания, дальнейший анализ растений на содержание в них жирных кислот липидов и их количественное сравнение в опытных и контрольных, не .подвергнутых закаливанию образцах. Согласно изобретению опытные растения выдерживают в экстремальных условиях в течение 30 — 180 мин.х
Количественное сравнение опытных и контрольных образцов ведут .по содержанию в них линоленовой кислоты.
Сущность предложенного технического решения заключается в том, что качественный и количественный состав ненасыщенных жирных кис»от липидов претерпевает существенные изменения сразу же после начала воздействия на растения низких температур. было предложено, что адаптация растений к низким температурам начинается сразу же после начала воздействия последних, Поиск исследователей был направлен на такие биохимические изменения в растительном организме, по которым можно было быстро определить холодостойкость и морозостойкость большинства культурных растений, в особенности тех из них, которые наиболее чувствительны к низким температурам, Гак как первыми на воздействие низких температур реагируют мембраны растительной клетки, а они содержат на
50 в своем составе липиды, которые являются очень лабильными компонентами растительной клетки в первую очередь за счет седержания в них ненасыщенных жирных кислот, то исследования были направлены на изучение динамики их изменения качественного и количественного состава. Как поФормула изобретения
Способ биохимической оценки холодостойкости и морозостойкости растений, включающий выращивание опытных и контрольных растений при нормальных темпе- . ратурных условиях, последующее выдерживание опытных растений при температуре закаливания, анализ опытных и контрольных растений на содержание в них ненасыщенной жирной кислоты и оценкухоказали исследования, уже в течение 1-го часа воздействия на растения низкими температурами значительно возрастает в них содержание ненасыщенных жирных кислот, в частности линоленовой, что позволяет произвести оценку холодостойкости и мороэостойкости растений, не достигая их полного закаливания, Пример 1. Выращивали растения двух сортов пшениц: озимой — Мироновская 808 и яровой — Саратовская 29 в течение 30 дней, а также растения тыквы сорта Мозалевская в течение 24 дней и огурцов сорта
Неросимые в течение 22-23 дней. Пшеница выращивалась при температуре 15-16 С, а тыква и огурцы — 23-24 С в камерах станции искусственного климата. После этого растения делили на опытные и контрольные партии. Опытные растения пшеницы помещали в камеры с температурой 2 +1 C, растения тыквы — с температурой 5 С, а огурцов — с температурой 10 С на различные интервалы времени от 15 мин до 7 сут, после чего определяли в них содержание жирных кислот липидов.
Таким образом, как видно иэ представленных таблиц 1 — 6, при эакалочных температурах в течение 30-180 мин экспозиции растений вызывают изменения содержа-. ния в них ненасыщенных жирных кислот и особенно линоленовой практически до уровня их содержания после 7 сут закаливания, что позволяет заключить о достаточности указанной экспозиции для оценки холодостойкости и морозостойкости растений, Кроме этого, предложенный способ по сравнению с прототипом имеет ряд других преимуществ: позволяет снизить трудоемкость, энергозатраты, а также повысить надежность способа, что связано с эксплуатацией камер станций искусственного климата, ° лодостойкости и морозостойкости по изменению ее содержания в опытных растениях по сравнению с контрольными, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности способа, выдерживание опытных растений при температуре закаливания проводят в течение 30-180 мин, и анализируют опытные и контрольные растения на содержание в них линоленовой кислоты, 1787384
Таблица 1
Таблица 2
Состав и содержание жирных кислот, выделенных из листьев пшеницы Мироновская 808 в динамике закаливания растений при 2 С
В емя закаливания астений
)Кир15 м 30м
7с
Зч 9ч
1с
2с
2ч ные кислоты
0,2
Сл
0,3
0,1
0,4
1,2
Сл
0,1
Сл
0.5
0,4
4,0
0,9
2,3
0,5
2,0
2,4
0,7
2,5
1,9
2,4
1,9
0,2
0,6
0,6
0,1
0.3
Сл
2,4
Сл
Сл
Сл
Сл
Сл
0,4
0.4
0,2
0,4
15,7
13,1
11,6
9,7
3,1
3,2
5,5
2,9
3,2
3,6
2,1
2,7
Сл
1,3
2,9
Сл
0,5
Сл
Сл
Сл
Сл
Сл
0,5
0,3
0,3
Сл. 1,2
1,2
0,8
1,2
1,0
1,2
0,7
0,7
2,0 2,0
2,9
3,7
2,1
2,2
8,4
2,1
1,6
1,8
8,1
8,1.9,8
7,5
10,6
10,1
10,1
7,6
8,0
69,0
62,2
80,4
65,1 66,9 67,2 68,2 68,3
71,4 74,4
84,2 84.6
76,0
83,8
16,2
6,2
81,6 82,8 83,4 84,9 84,3
87,2
12,8
6,81
16,1
19,6
18,4
16,6
5,02
15.7
17,3
4,79
15,8
5,33
15,4
5,27 5,37
4,10
Примечание:0 — сумма ненасыщенных жирных кислот
S — сумма насыщенных жирных кислот
12:0
13:0
14:0
14:1
15:0
15:1
16:0
16:1
16:2
16:3
18:0
18;1
18;2
18:3
S . U/S
Определение степени морозостойкости пшеницы
11 814,,2 13,6 11,8 11,7 12,3
1787384
Таблица 3
Состав и содержание жирных кислот липидов, выделенных из узлов кущения пшеницы Мироновская 808 в динамике закаливания растений при 2
В емя закаливания астений
Жирные
Зч
2ч
9ч
30м
3с
1ч
1с
7с
15м кислоты
0,1
12:0
13:0
14;0
14:1
15:0
15:1
16:0
16:1
16:2
16 .3
18;0
18:1
18:2
18:3
S.
U/$
1,0
1,5
1,0
1,0
1,2
0.8
1,7
1,0
1,2
0,8
1,4
1,2
1,2
1.8
0,8
0,2
0,4
0,2
0,3
1,5
0,2
1,5
0,1
19,8 20,0
19.8
22,2
19,2
20,6
24,7
20,8
21,5
Сл
19,2
Сл
0,7
0.8
0,9
5,0
0,5
Сл
Сл
Сл
Сл
Сл
0.2
0,2
0,4
0,1
1,2
3,3. 2,4
1,3
0,8
0,5
0,9
0.9
0,9
2,4
10,7
6,6
7,6
7,0
6,6
5.5
6,4
8,8
8;2
5,5
22,2
27,9
28,0
26,3 26,7
19.4
25.3
21,2
46,3
21,1
22,2
41,7
47,2
47,2
36,2
42,0
36,9
73,0
26,9
42,1
43,4
78,0
21,9
46,1
77,3
77,3
73,1
75,7
77,5
77,2
22,9
76,7
75,7
26,9
24,3
22,8
22,7
22,5
24,3
23,2
3,39
3,1
2,71
2,7
3,1
3,44
3,40 3,56
3,37 3,30
Таблица 4
Состав и содержание жирных кислот липидов, выделенных иэ листьев яровой пшеницы Саратовская 29 в динамике закаливания растений при 2ОС
Примечание. U — сумма ненасыщенных жирных кислот
S — сумма насыщенных жирных кислот
Для всех опытов, приведенных в работе данные представляют собой результат статистической обработки 4-х опытов в 3-кратной повторности, Относит. величина средней квадратичной ошибки составляет 0,1 — 5%, для проб меньше 2% — 5-7% (см табл,2-7).
1787384
Продолжение табл. 4
В емя закаливания астений
Жирные
КИСЛОТЫ
2с
7с
3с
30м
15м
0,4
0,5
13:0
14:0
14:1
15:0
15:1
16:0
16:1
16:2
16:3
18:0
18:1
18:2
18:3
S
U/S
4,7
1,5
1,7
3,4
4,0
1,4
4;7
2,4
0,5
0,5
0,4
0,4
0,3
Сл
Сл
Сл
0,1
Сл
0,7
0,4
0,3
0,5
10,5
12.2
14,8
13,9
11,2
11,5
14,9
19,1
Сл
3,7
4,0
Сл
3,4
Сл
3,3
Сл
Сл
Сл
Сл
Сл
Сл
Сл
Сл
Сл
Сл
Сл
1,2
1,4
2,9
1,8
1,5
1,4
2,3
2,2
2,7
2,9
2,2
3,3
4,0
2,5
8.4
9,6
9.6
7,2
8,4
6,8
8,0
8,5
72,9
64,8
68,8
69 8
60.0
67,1
71,1
70,4
86,4
82,10
80,8
86,0
85,6
74,6
77,9
78,8
14,0
6,14
19,2
22,1
21,2
3,72
17,90
13,6
25,4
14,4
4,20 4,59
3,52
6,35
2,94
5,94
Таблица 5
В емя закаливания астений
Жирные кислоты
1с
30м
2с
15м
3с
7с
0,1.
12:0
13:0
14:0
14:1
15:0
15:1
16:0
16:1
16:2
16:3
18:0
18:1
18;2
18:3
0,3 .
0,3
0.2
0,3
0,2
2,1
1.0
0,2
0,1
1,7
0,7
1,2
0,6
0,9
0.9
0,7
1,4
2,3
0.5
2,3
1,3
1,4
0,3
0.3
0,5
0,5
0,5
0.5
0,3
0,4
0.3
0,4
0,3
0,1
20.8
26,7
23,9
21,4
21,4
24,2
21,4
20,1
0,9
1,2
1.9
Сл
0.9
1,4
Сл
1,3
0,4
Сл
Сл
Сл
0,7
0,7
0,6
Сл
Сл
1,2
1,3
2,3
3,7
3,7
1.9
1,4
1,5
7,3
6.8
10,5
27,5
31,0
13,2
7,9
9,6
8,7
13,3
24,1
21,6
19.2
24,4
18,7
34,4
28,1
31,5
28,3
43,6
34,1
37,3
38.3
38,9
Состав и содержание жирных кислот липидов, выделенных из узлов кущения яровой пшениl цы Саратовская 29 в динамике закаливания растений при 2О С
1787384
Продолжение табл. 5
Таблица 6
Состав и содержание жирных кислот липидов, выделенных из листьев огурца Неросимые в динамике закаливания растений при 10 С
Таблица 7
Состав и содержание жирных кислот липидов, выделенных из листьев тыквы сорта Мозалеевская в динамике закаливания растений при 5 С
1787384
13
Продолжение табл. 7
Составитель С. Андрейченко
Техред M.Moðãåíòàë Корректор Л,Филь
Редактор
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 537 Тираж Подписное
8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
