Способ определения солеустойчивости подсолнечника

 

Я со з советскттх

C0I ИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГО ДАРСТВЕННОЕ ПАТЕПТИОЕ вед мство сссР госплтетп cccI ) К ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС7ВУ (21 (22 (46 (71 ма . (72 (54

8 (5 ле сор бир

4861787/13

27.08.90

30.1293 Бк)п. М 48-47

Научно-производственное обьединение по ичным культурам

Лысенко B.C.; Харченко Л.Н„Харченко А.И.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОЛЕУСТОЙЧИТИ. ПОДСОЛНЕЧНИИА

Использование: биохимия, физиолоГия и сеия растений, способы создания солеустойчивых ов подсолнечника. Сущность изобретения: отют пробы листьев растений в возрасте 14 — 16 дней и старше. Пробу помещают в ацетон. Анализируют содержание пиноленовой, пинолевой и пальмитиновой кислот в зкстрагированных ацетоном липидах Определяют соотношение линоленовой к пинолевой или линепеновой r, папьмитиновой кислоте и к высокоустойчивым относят растени, у которых соотношение пиноленовой к линопевой кислоте < 16, среднеустоЖивым — 16 — 5,0 и низкоустойчивым — > 50 ипи соотношечие пинопеновой и пальмитиновой соответственно < ЗЯ, 3Я-4Я

>4Я. 2табл.

1839072

10

Изобретение относится к биохимии, физиологии и селекции растений и может быть использовано при создании солеустойчивых сортов подсолнечника, Известен способ определения солеустойчивости растений по Б,П, Строгонову (Б,П. Строгонов, Физиология устойчивости растений к засолению. M., 1982), согласно которому растения выращивают в вегетационных сосудах в условиях незасоленного и, засоленного грунта. Измеряют высоту и сухую массу растений. О солеустойчивости судят по соотношениям этих показателей: высоты (сух. массы) растения, выращенного на засоленном грунте, к высоте (сух. массе) растения, выращенного на незасоленном грунте.

Известен способ определения устойчивости растений (по а.с. СССР М 303023, 1970), к неблагоприятным факторам внешней среды, основанный на измерении скорости разрушения эритроцитов крови под . действием токсичных продуктов метаболизма, появляющихся в липидах растений в результате воздействия исследуемых факторов. Применение данного способа сильно затруднено необходимостью использования жидкого азота, свежих препаратов крови, т.е. он громоздок и сложен.

Известен способ определения солеустойчивости растений (по а.с, СССР N

1166745, 1983), заключающийся в проращивании зародышей соле- и несолеустойчивых растений на стерильной питательной среде и учете процента их прорастания..

Известны способы определения солеустойчивости подсолнечника (по а,с. СССР

1Ф 1337005, 1986) и ячменя (по а.с. СССР N

869732, 1979), основанные на том. что анализируют активность супероксидисмутазы у корней проростков и по ней определяют устойчивость.

Указанные способы ненадежны, поскольку не позволяют выявить солеустойчивости у тех форм растений, у которых она развивается на более поздних возрастных стадиях.

Известен способ определения солеустойчивости растений согласно которому в процессе физиолого- биохимического анализа используется проба листьев растений, однако необходимая для этого обработка листьев солевыми растворами, гидроксиламином и последующее измерение их максимальной интенсивности длительного послесвечения делает данный способ ненадежным и сложным (дорогим и неудобным в работе), т,к. использование громоздкой фотоэлектроннои аппаратуры не позволяет проводить опьпы в полевых угловиях. Крсме того, согласно известным данным, активность фотосистемы 11, измеряемая по интенсивности послесвечения листьев, сильно зависит от большого числа посторонних факторов, что также снижает надежность способа.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение способа.

Поставленная цель достигается тем, ITQ в известном способе, включающем отбор пробы листьев растений и последующий их физлолого-биохимическлй анализ, согласно заявляемому изобретению, отбор пробы листьев подсолнечника проводят в возрасте

14 — 16 дней и старше, пробу помещают в ацетон, анализируют содержанле линоленовой, линолевой и пальмитиновой кислот в липидах, определяют соотношение линоленовой к линолевой или линоленовой к пальмитиновой кислоте и к BblcoKoócòîé÷èâûì относят растения, у которых соотношение линоленовой к линолсвой клслоте < 1,6; среднеустойчивым — 1,6 — 5,0 и ниэкоустойчивым — > 5,0 или соотношение линоленовой к пальмитиновой соответственно < 3,2, 3,2—

4,2, >4,2, Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что в процессе физиолого-биохимического анализа проб листьев растений используются пробы растений определенного возраста, которые помещают в ацетон, после чего проводят жирнокислотный анализ экстрагированных ацетоном липидов, а о солеустойчивости судят по соотношениям отдельных жирных кислот; линоленовой к линолевой или линоленовой к пальмитиновой.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "Существенные отличия", В процессе проведения исследований выявлено, что данные жирнокислотного состава липидов листьев подсолнечника, являясь важной характеристикой клеточных мембран, позволяют выявить солеустойчивость у взрослых растений в возрасте от

14 — 16 дней и старше, не прибегая к воздействию солевых растворов на растения. Это в свою очередь дает возможность отказаться от использования сложной стационарной аппаратуры непосредственно по месту выращивания растений, и, следовательно, анализировать не только растения, 1839072 произрастающие в лабораторных условиях, но и в полевых.

Использование растений в возрасте 1416 дней и старше увеличивает надежность способа, поскольку по известным и нашим данным. у некоторых сортов подсолнечника солеустойчивость проявляется только начиная с указанного возраста.

Кроме того, надежность способа увеличивается за счет применения данных жирнокислотного состава полярных липидов, которые являются более стабильными пока. зателями по сравнению с характеристиками, деятельности фотосистемы 11, применяе, мыми согласно прототипу.

Пример 1. В опыте использовали линии подсолнечника ChIorina с хорошо из, вестной солеустойчивостью, выращенные в открытом незасоленном грунте (в поле) до, 0-дневного возраста, Из третьей пары листьев сверху делали высечки диаметром 10 мм. Навески пол-!

I ченных таким путем образцов тканей лис; а, массой 1 г, помещали в колбы, добавляли ним по 10 мл ацетона, герметично закрыали и транспортировали в лабораторию.

По истечении 20 ч ацетоновый раствор ливали. Затем эти же пробы листьев поторно (дважды) экстрагировали новыми

I орциями ацетона в течение 3 ч. Обьеди енный экстракт упаривали на роторном ва уумном испарителе. Полученный осадок одержит преимущественно свободные поярные -липиды, Жирнокислотный состав ! ипидов этого остатка анализировали изветным методом газожидкостной хроматогафии. Рассчитывали соотношения иноленовая/линолевая и линоленоая/пальмитиновая кислоты.

Данные обрабатывали по Стьюденту.

Результаты анализа представлены в абл. 1, Полученные соотношения кислот — лиоленовая.к линолевой (С18:3/С18:2) у соле еустойчивых линий колеблются в нтервале 6,5 — 6,8, что достоверно отличатся от величин соотношений этих кислот у реднесолеустойчивости линии (2,0) и высоосолеустойчивой линии (1,2). В полярных ипидах листьев подсолнечника соотношеие кислот линоленовой к пальмитиновой

С18:3/С16:О) имеет аналогичную зависиость от солеустойчивости, достоверную ля 5%-ного уровня значимости.

Пример 2. В опыте использовали ормы подсолнечника с хорошо известной олеустойчивостью — гибрид Почин, линия

hlorina — 3, а также две формы сорта Первеец — 1 и 2, отличающихся по жирнокислoTному составу запасных липидов семян, солеустойчивость которых неизвестна.

Отбор проб и анализ состава липидов производили согласно процедуре, описан5 ной в примере 1.

Кроме того, солеустойчивость указанных форм растений определяли по известному методу (Б.П, Строгонов, Физиология устойчивости растений к засолению. M., 10 1962). Растения выращивали в сосудах емкостью 20 л, заполненных прокаленным пе- ском, смоченным средой Гельригеля, взятой в трех вариантах; 1 — без добавления NaCI;

2 — с Добавлением NaCI до 0,5, 3 — с добав15 ление NaCI до 1 Опыт проводился в 10кратной повторности, Учетным показателем служила сухая масса и высота растений, Рассчитывали коэффициенты ингибирования роста: по сухой

20 массе(К1} и высоте(Кг). сухая масса растений на засоленном грунте

К1— сухая масса растений на незасоленном

25 грунте высота растений на засоленном грунте

К2 высота растений на незасоленном грунте

Данные обрабатывали стэтис1Ьчески.

30 Данные, представленные в табл. 2. свидетельствуют, что в условиях засоления грунта 1 -ным раствором NaCI, соотношения кислот С18;3/С16:0 и С18:3/C18:2 оказываются минимальными (2,80 и 1,20) и

35 солеустойчивой линии и максимальными у соленеустойчивого гибрида (6,36 и 5,48).

Значения, этих величин, близкие к минимальному, обнаруживаются у сорта Первенец 1 (3,52 и 1,52) и средние значения у

40 сорта Первенец 2 (4;40 и 1,94), Результаты, полученные согласно предлагаемому способу, свидетельствуют о наличии высокой солеустойчивости у

Первенца 1 и средней — у Первенца 2.

45 Такие же результаты получены в экспериментах, проведенных на указанных формах подсолнечника согласно известному методу: Первенец 1, как и контрольная солеустойчивая линия, имеет высокие коэффи50 циенты подавления роста под влиянием засоления: Первенец 2-средние, в то время как контрольный соленеустойчивый гибрид — низкие.

Следовательно, предлагаемый способ дает результаты, сопоставимые с известным (по Строгонову Б.П., 1962), являясь в то же время более простым и удобным, позволяющим проводить большее количество анализов, т.е. более надежным, 1839072

Отношения жи н

Солеустойчивость+

Лнннг с1в:зустз Т

6,8 0,2

1,2:!-0,1

Низкая

Высокая

Н!4я! Вя

Средняя

In; СЫог!; а-3

6,7:"0,2

2,0=0,1 и СЫог!па-3

In; ChIorina-5

*Доверительные интервалы приведены для уровня значимости Р = 0,05

По известным данным (Ю,Д. Гелецкий, Искусственные мутации хлорог4ластов у высших растений. Ростов-на-Дону:4989, с 80; Н,lil, 1Невякова, Солеустойчивость пластомных хлорофильных мутантов подсолнеч!4ика//Физиология растений, 1982, т, 29, с. 317 — 324).

Таблица 2 Рассчитивались как отношение соответствующего показателя роста (сухая масса или сьгсота) а условиях ззссления к значениюл этого гке показателя в условиях незасоленного rpv, та.

+ Ботьцтие знз в ия коэффициентов свилетельствуют о большей солеустсйчивости

Сравнительные исг4ытаний указанных в примерах 1 и 2 форм подсолнечника по изВестному способу (1f не проводились, т.к. В этом случае необходлмо было Выносить lin

Отделенный сортоиспытательный участок громоздкую стацлонарную злектроаппаратуру и обеспечить ее сетевое электропитание, т.е. преимущество заявляемого способа по сравнени.о с прототипом очеВидно без испытаний, Поатому солеустойчиВость определяли другим известным способом (по Строгонову Б.П,, 1i962), flosnoлившим подтвердить Выводы, полученные согласно и редлагаемому методу.

Исходя из данных, приведенных в табл, 1 и 2, солеустойчлвость подсолнечника Mo)t(но оценивать KBI(высокую, если соотношения кислот свободных полярных липидов листьев (С18:3/С16;О) < 3,2, (С18;3/С18:2) <

1,6; как средню!о, если 3,2 с (C18,3/С16 0) с

4,2, 1,6 < (С18:3/C18:2) < 5,0 и н>4зкую, если (C1l8;3/C16;0) > 4,2, (С18;3/С18;2) > 5,0, Использоnníèe предполагаемого спосоСа определения солеустойчивости подсолнечника обеспечивает по сравнени!о с существу!Ощими способами с!!едующие (ЦЕСTВ

1, Hnjleæl4ocTü метода, обусловленная ТеМ, !то Он позволяет d 43ël43ll, çовать большое количество проб и Г!Олут4ать статист и!чески достоверные результаты, а также тем, что имеется возможность выявлять солеустойчлвость у тех форм подсолнечнлкг, у кото".G рых она развивается только на более поздних Возрастных стади-4х, 2, Простота метода, определяемая возможность!о анализировать растения, не подвер15 гшиеся засолению и, следовательно, не выращивать их специально для исследования cones стойчивости, 3. Удобство в работе, т.к. можно легко транс20 портировать отобранные в полевых услови,«,4х пробы для последующего их лабораторного анализа. (56) An горское свидетельство СССР

N 784832 кл А 01 G 7/00, 1979

Таблица 1

1839072

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОЛЕУСТОЙЧИВОСТИ ПОДСОЛНЕЧНИКА, включающий отбор пробы листьев растений и последующий их физиолого-биохи.:мический анализ, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности способа и

его упрощения, отбор пробы проводят в ,возрасте 14 - 16 дней и старше, пробу помещают в ацетон анализируют содержание линол новой, линолевой и пальмитиновой кислот в зкстрагированных ацетоном липидгх, определяют соотноше5 we линоленовой к линолевой или линоленовой к пальмитиновой кислоте и к высокоустойчивым относят растения, у которых соотношение линоленовой к линолевой кислоте < 1,6, среднеустойчивым — 1,610 5,0 и низкоустойчивым - > 5,0 или соотношение линоленовой к пальмитиновой соот