Способ оценки солеустойчивости растений

 

Изобретение предназначено для использования в области сельского хозяйства. Способ включает получасовое замачивание семенного материала в теплой (30-35^oС) воде, 10-суточное проращивание семян в термостате при температуре 25-28^oС на увлажненной водой и 0,5-молярным раствором хлористого натрия фильтровальной бумаге. После этого определяют содержание в листьях свободного пролина и вычисляют коэффициенты солеустойчивости, которые выражаются отношением концентрации аминокислоты в растениях, выращенных на солевом растворе, к контрольной. При этом выделяются три группы растений: высокоустойчивые к засолению (коэффициент устойчивости 3,0 и выше), среднеустойчивые (2,0-2,0), слабоустойчивые (1,9 и ниже). Способ позволяет повысить оперативность и надежность диагностики солеустойчивости. 1 табл.

Изобретение относится к области сельского хозяйства /растениеводства и селекции растений/ и может быть использовано для оценки устойчивости различных видов культурных растений, их сортов или селекционного материала к засолению.

Известны прямые и косвенные методы определения солеустойчивости растений, предусматривающие оценку урожайности и продуктивности, скорости прорастания семян, интенсивности плазмолиза клеток, скорости выцветания хлорофилла в листьях проростков, помещенных в солевые растворы [1-3].

Однако названные методы не всегда являются объективными, так как скорость прорастания, всхожесть семян зависят не только от солеустойчивости, но и в значительной степени от состояния зародыша, семенных оболочек, глубины покоя семени и др. Кроме того, некоторые из них трудоемки и долгосрочны в исполнении.

Известен также метод оценки солеустойчивости по прорастанию семян в солевых растворах [1, стр. 88] - прототип.

Основным показателем устойчивости названного метода является процент проросших семян за период времени от 5 до 15 сут в условиях засоления по сравнению с водным контролем. Однако практическое использование этого метода ограничено в связи с тем, что обязательным условием его исполнения является высокая лабораторная всхожесть семян. Кроме того, семенной материал, используемый для проращивания, должен быть выращен в одних природно-климатических и погодных условиях, что на практике не всегда возможно.

Наряду с этим имеются сведения о том, что аминокислота пролин сочетает в себе солезащитные свойства со способностью накапливаться в свободной форме в вегетативных органах растений в условиях засоления [1, стр. 96]. В связи с этим степень накопления свободного пролина в вегетативных органах /листьях/ предполагается использовать в диагностике солеустойчивости растений.

Цель изобретения - повышение оперативности получения результатов оценки, оперативности и надежности диагностики солеустойчивости различных культур, их новых сортов и селекционного материала.

Поставленная цель достигается путем определения содержания свободного пролина в листьях контрольных и подвергнутых солевому стрессу партий растений с последующим расчетом коэффициентов солеустойчивости, которые вычисляются отношением концентрации аминокислоты у стрессовых растений к контрольным, на основе чего дается заключение о степени устойчивости растений к засолению или целесообразности использования селекционного материала.

Для этого из партий семян испытуемых растений отбирают пробы по 100 семян в каждой. Затем семена в течение получаса замачивают в теплой /30-35^oС/ воде и проращивают в термостате в течение 10 сут в растильнях на увлажненной многослойной фильтровальной бумаге при температуре 25-28^oС и круглосуточном освещении 5 тыс. лк. Контрольную пробу проращивают на ложе, увлажненном водой, а испытуемые - на 0,5-молярном растворе хлористого натрия.

После проращивания в листьях контрольных и испытуемых образцов определяют содержание свободного пролина.

С этой целью 0,5 г растительного материала гомогенизируют с помощью гомогенизатора или растирают в ступке с кварцевым песком в 10 мл 3%-ного раствора сульфосалициловой кислоты. Затем 2 мл отфильтрованного через плотный бумажный фильтр гомогената смешивают с 2 мл кислого нингидрина и 2 мл ледяной уксусной кислоты. Кислый нингидрин готовят предварительно, за сутки до проведения анализа, путем кипячения 1,25 г нингидрина в 30 мл ледяной уксусной кислоты и 20 мл ортофосфорной кислоты до полного растворения. Смесь выдерживают в пробирках в течение часа на водяной бане при температуре 100^oС. Реакцию ограничивают охлаждением в ледяной бане, после чего в каждую пробирку приливают по 4 мл толуола /или бензола/ и энергично взбалтывают в течение 15-20 с до полного обесцвечивания смеси.

После 15-минутного отстаивания хромофор /окрашенный верхний слой/ оценивают на фотоэлектрокалориметре /ФЭК-56М/ на плотность окрашивания. Абсорбцию измеряют на синем светофильтре при 520 нм. В качестве контроля используют толуол или бензол.

Содержание свободного пролина в образцах определяют по стандартной кривой и рассчитывают в мг% на сырую массу. Стандартная кривая строится на базе растворов фабричного препарата пролина различных концентраций.

После этого проводят расчет коэффициентов солеустойчивости, на основе которых выделяют три группы растений: высокоустойчивые к солевому стрессу /коэффициенты солеустойчивости 3,0 и выше/; среднеустойчивые /2,0-2,9/; слабоустойчивые /1,9 и ниже/.

В таблице приводятся результаты сравнительной оценки солеустойчивости растений различных систематических групп. Анализ показывает, что содержание свободного пролина в листьях испытуемых культур и вычисленные на его основе коэффициенты солеустойчивости позволяют более детально дифференцировать испытуемые растения по уровню устойчивости к засолению. В результате оценки выделены три группы растений: высокоустойчивые к солевому стрессу /подсолнечник, ячмень/, среднеустойчивый /клевер, пшеница/ и слабоустойчивые /люцерна, козлятник/.

При оценке солеустойчивости селекционного материала целесообразно использовать сорта-дифференциаторы с известной степенью устойчивости к солевому стрессу, что позволит селекционеру проводить выбраковку слабоустойчивых линий.

Источники информации: 1. Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям /Под ред. Г.В.Удовенко, Всесоюзный НИИ растениеводства. - Л.: - 1988. -227 с.

2. Методические указания при использовании вегетационных методов при изучении солеустойчивости однолетних сельскохозяйственных растений /Сост. Семушина Л.А., Синельникова В.Н. - Л.: 1977. -20 с.

3. Методика диагностики устойчивости растений /Под ред. Г.В.Удовенко, Л. : - 1970. -74 с.

Формула изобретения

Способ оценки солеустойчивости растений, включающий 10-суточное проращивание семян в термостате при температуре 25-28^oС на увлажненной водой и 0,5-молярным раствором хлористого натрия многослойной фильтровальной бумаге, отличающийся тем, что семенной материал после предварительного получасового замачивания в теплой (30-35^oС) воде проращивают при круглосуточном освещении 5 тыс. лк с последующим определением содержания в листьях свободного пролина и вычислением коэффициентов солеустойчивости, которые выражаются отношением концентрации аминокислоты в растениях, выращенных на солевом растворе, к контрольной (на воде), и выделяют три группы стойкости растений: высокоустойчивые к засолению (коэффициент солеустойчивости 3,0 и выше), среднеустойчивые (2,0-2,9), слабоустойчивые (1,9 и ниже).

РИСУНКИ

Рисунок 1