Способ отбора засухоустойчивых форм ярового ячменя
Владельцы патента RU 2302727:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способу отбора засухоустойчивых форм ярового ячменя. Проращивают семена на растворе сахарозы и подсчитывают проросших семян на седьмые сутки, причем перед проращиванием в сухих семенах определяют общую активность пероксидазы и выбраковывают образцы с низкими значениями тестируемого признака. Изобретение позволяет эффективно отобрать наиболее перспективные формы ярового ячменя 3 табл.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к области селекции растений? и может быть использовано для оценки засухоустойчивости изучаемых образцов ярового ячменя, а также для выделения засухоустойчивых сортов, предназначенных для возделывания в конкретном регионе.
Известны способы отбора засухоустойчивых форм по характеристике корневой системы, например, по числу зародышевых корней и максимальному их углублению; насыщенности почвы корнями в слое 10-20 см; общему объему почвы, охваченного корнями; отношению сухой массы корней к таковой у надземной части растений /1/ и др. У засухоустойчивых сортов больше масса корней, их длина, объем и указанное отношение.
Недостатком этих способов является высокая трудоемкость, значительная продолжительность эксперимента.
Известен способ отбора засухоустойчивых форм по прорастанию семян на растворах с высоким осмотическим давлением. Семена проращивают на растворе сахарозы в чашках Петри. Выбор концентрации раствора зависит от особенностей репродукции семян. Результаты фиксируют на седьмые сутки. Количество проросших семян находится в прямой зависимости от степени засухоустойчивости сорта /2/ - прототип.
Способ требует больших затрат времени и труда.
Задача изобретения - экспресс диагностика и повышение эффективности отбора засухоустойчивых форм ярового ячменя.
Поставленная задача достигается тем, что используется биохимический признак «общая активность пероксидазы (ОАП)». ОАП определяют в сухих семенах с последующим ранжированием образцов по величине ОАП, что позволяет до испытания сортообразцов традиционными способами выделить наиболее устойчивые сорта и линии ярового ячменя.
Пример конкретного выполнения. Из среднего образца зерна без сорных примесей отбирают навеску в 50 г и размалывают на лабораторной мельнице. Навеску полученного растительного материала 150-200 мг растирают в фарфоровой ступке с небольшим количеством ацетатного буфера рН 4,7 и количественно переносят в мерную колбу на 50 мл. Содержимое колбы доводят ацетатным буфером до метки. После 10 мин настаивания с периодическим встряхиванием, в результате чего пероксидаза переходит в раствор, вытяжку центрифугируют при 3000 об/мин 10 минут. Надосадочную жидкость осторожно сливают в коническую колбу и используют для определения активности фермента. Определение ОАП проводят колориметрическим методом (по Бояркину), который основан на определении скорости реакции окисления бензидина по образованию синего продукта окисления определенной концентрации, заранее устанавливаемой на фотоэлектроколориметре.
На основе значений ОАП в сухих семенах выделяют наиболее засухоустойчивые сортообразцы, так как нами было показано, что активность пероксидазы сильно коррелирует со всхожестью семян в условиях недостаточного увлажнения (R=+0.95).
ОАП определяют в сухих семенах изучаемых сортообразцов и сорта-классификатора, который считается засухоустойчивым по полевым испытаниям в данном регионе, с последующим ранжированием образцов по величине ОАП.
Были проведены испытания предлагаемого способа отбора засухоустойчивых форм ярового ячменя в сравнении с другими способами. Для проверки предлагаемого метода и получения общей объективной характеристики сортов по устойчивости к весенней почвенной засухе применен известный в физиологии растений метод расчета коэффициента устойчивости (КЗУ), который является суммой значений отдельных признаков. При этом можно использовать как абсолютные показатели (таблица 1), так и относительные (таблица 2). Для распределения изучаемых сортов по группам устойчивости были выбраны два сорта классификатора: Тан 1 - высокозасухоустойчивый и Мамлюк - неустойчивый к засухе. Изучаемые сортообразцы разделили на четыре группы: высокоустойчивые (сорта с показателями ОАП выше, чем у устойчивого сорта-классификатора); устойчивые (сорта с показателями ОАП, близкими к значению ОАП в сухих семенах устойчивого сорта-клас-сификатора); среднеустойчивые (сорта с показателями ОАП ниже, чем у устойчивого сорта-классификатора, и выше, чем у неустойчивого к засухе сорта-классификатора); слабоустойчивые (сорта с показателями ОАП ниже, чем у неустойчивого к засухе сорта-классификатора). Результаты распределения сортов по группам устойчивости на основе КЗУ практически не отличаются от проведенного распределения сортов по группам устойчивости к засухе на основе ОАП в сухих семенах. Результаты представлены в таблице 3.
Приведенные результаты испытания подтверждают необходимость и целесообразность применения предлагаемого способа для отбора засухоустойчивых форм ярового ячменя.
| Таблица 1 | ||||||
| Влияние сортовых свойств на устойчивость к засухе у ярового ячменя | ||||||
| Сорт | ОАП, от. ед. | Энергия прораст., % | Всхожесть в условиях засухи, % | Темп роста пророст. в условиях засухи, мг | Сумма баллов | Группа |
| Первенец | 31,9 | 72 | 82 | 53 | 238,9 | 1 |
| Прерия | 22,3 | 66 | 68 | 46 | 202,3 | 7 |
| Зерноградский 813 | 24,2 | 74 | 78 | 56 | 232,2 | 3 |
| Зерноградский 770 | 27,9 | 72 | 82 | 51 | 232,9 | 2 |
| Тан 1 | 26,3 | 68 | 72 | 50 | 216,3 | 5 |
| Эльф | 28,9 | 70 | 78 | 48 | 224,9 | 4 |
| Сталкер | 19,4 | 62 | 64 | 50 | 195,4 | 10 |
| Донецкий 9 | 21,7 | 68 | 72 | 49 | 210,7 | 6 |
| Одесский - 100 | 21,0 | 64 | 66 | 47 | 198 | 9 |
| Рубикон | 20,4 | 57 | 64 | 43 | 184,4 | 11 |
| Гонар | 19,4 | 62 | 64 | 38 | 183,4 | 12 |
| Виконт | 15,3 | 50 | 56 | 36 | 157,3 | 14 |
| Зерноградский 584 | 18,1 | 52 | 60 | 38 | 168,1 | 13 |
| Носовский 11 | 23,1 | 66 | 68 | 45 | 202,1 | 8 |
| Мамлюк | 10,4 | 32 | 42 | 32 | 116,4 | 15 |
| Суздалец | 12,0 | 26 | 40 | 29 | 107 | 16 |
| Тан 1 - засухоустойчивый сорт-классификатор; Мамлюк - чувствительный к засухе сорт-классификатор. |
| Таблица 2 | |||||
| Характеристика сортов ярового ячменя по устойчивости семян к недостатку влаги на начальных этапах развития, выраженная в баллах, и коэффициент устойчивости к засухе (КЗУ)2003 г. | |||||
| Сорт | ОАП | Энергия прорастания в усл. контроля | Всхожесть в усл. засухи | Темп роста проростков в усл. засухи | Коэффициент устойчивости к засухе. |
| Первенец | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 |
| Прерия | 2 | 1 | 2 | 2 | 7 |
| Зерноградский 813 | 2 | 1 | 1 | 1 | 5 |
| Зерноградский 770 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 |
| Тан 1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 5 |
| Эльф | 1 | 1 | 1 | 2 | 5 |
| Сталкер | 3 | 1 | 2 | 1 | 7 |
| Донецкий 9 | 2 | 1 | 1 | 2 | 6 |
| Одесский 100 | 3 | 1 | 2 | 2 | 6 |
| Рубикон | 3 | 2 | 2 | 2 | 9 |
| Гонар | 3 | 1 | 2 | 3 | 9 |
| Виконт | 4 | 2 | 3 | 4 | 13 |
| Зерноградский 584 | 3 | 2 | 3 | 3 | 11 |
| Носовский 11 | 2 | 1 | 2 | 2 | 7 |
| Мамлюк | 4 | 4 | 4 | 4 | 16 |
| Суздалец | 4 | 4 | 4 | 4 | 16 |
| 1 - высокий уровень значения признака; 2 - средний; 3 - ниже среднего; 4 - низкий уровень рассматриваемого признака; Тан 1 - засухоустойчивый сорт-классификатор; Мамлюк - чувствительный к засухе сорт-классификатор. |
| Таблица 3 | ||
| Распределение сортов ярового ячменя по устойчивости к засухе на основе общей активности пероксидазы (ОАП) в сухих семенах и коэффициента устойчивости к засухе (КЗУ) | ||
| Распределение сортов по группам устойчивости | ||
| Группа устойчивости | ||
| По ОАП | По КЗУ | |
| Первенец | Первенец | |
| 1. Высокоустойчивые сорта | Зерноградский 770 | Зерноградский 770 |
| Эльф | Эльф | |
| Зерноградский 813 | ||
| Зерноградский 813 | ||
| Тан 1 | ||
| Тан 1 | ||
| 2. Устойчивые сорта | Прерия | Прерия |
| Донецкий 9 | Донецкий 9 | |
| Носовский 11 | Носовский 11 | |
| Сталкер | Одесский 100 | |
| Одесский 100 | Сталкер | |
| 3. Среднеустойчивые сорта | Рубикон | Рубикон |
| Гонар | Гонар | |
| Зерноградский 584 | Зерноградский 584 | |
| Виконт | Виконт | |
| 4. Слабоустойчивые сорта | Мамлюк | Мамлюк |
| Суздалец | Суздалец |
Источники информации
1. Методические указания. Отбор образцов на засухоустойчивость и продуктивность по корням. / Г.С.Балык. - Л., - 1979. - 50 С.
2. Методические указания по определению засухоустойчивости сортообразцов пшеницы и ячменя по прорастанию семян на растворах с высоким осмотическим давлением / в кн. Методика диагностики устойчивости. Сост.: Г.В. Удовенко, Т.В.Олейников, Н.Н.Кожушко и др. - Л., - 1970. - 74 С. - прототип.
Способ отбора засухоустойчивых форм ярового ячменя, включающий проращивание семян на растворе сахарозы и подсчет проросших семян на седьмые сутки, отличающийся тем, что перед проращиванием в сухих семенах определяется общая активность пероксидазы и выбраковываются образцы с низкими значениями тестируемого признака.
