Способ оценки теневыносливости сельскохозяйственных растений

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рц 791327 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.02.79 (21) 2728974/30-15 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51)М. Кл.

A 01 G 7/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 30,1280. Бюллетень ¹ 48 (5З) УДК 58 . 035 .

° 5(088.8) Дата опубликования описания 301280 (72) Авторы изобретения

М. И. Зеленский, Г . A . Могилева и О. Д. Быков

Всесоюзный ордена Ленина и ордена Дружбы народов научноисследовательский институт растениеводства им. Н. И. Вавилова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ТЕНЕВЫНОСЛИВОСТИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЯ

Изобретение относится к области растениеводства, а именно к физиологии растений, и может быть использовано для ускоренной лабораторной оценки способности различных образцов пшениц обеспечивать получение несниженного урожая зерна в условиях недостаточной освещенности °

Известно, что интенсивность фотосинтеза и, как следствие, накопление вегетативной массы и урожай зерна пшеницы значительно понижаются при затенении в результате неблагоприятных oro x Vc oa И вследствие загущения посева j2) .

Это снижение обусловлено не только уменьшением количества получаемой растением световой энергии, но также частичной деградацией фотосинтетического аппарата и падением его

КПД в условиях. затенения ГЗ). Деградация проявляется в понижении высоты плато насыщения световых коивых Фотосинтеза (4), в уменьшении концентрации хлорофилла F7 и в снижении фотохимической активности хлоропластов Lej при частичном затенении растений.

Известен способ оценки теневыносливости сельскохозяйственных растений, например пшеницы, включающий в выращивание растений в поле на протяжении всей вегетации. (90-120 дней) с затенением, которое накладывают сроком на 8 дней, начиная с момента образования тетрад материнских пыльцевых клеток в пыльниках цветков таким образом,, чтобы растения получали

20% от интенсивности исходного падающего света. После созревания зерна подсчитывают число зерен в главных колосьях затенявшихся растений и сравнивают его с озерненностью глав-. ных колосьев контрольных растений, 15 не подвергавшихся затенению (7).

Недостатком известного способа является большая длительность цикла олевой оценки теневыносливости и зависимость ее от погодных условий, Я что служит важным препятствием для его широкого использования при изучении селекционного материала.

Цель изобретения — ускорение оценки теневыносливости образцов

25 пшениц и обеспечение возможности ее проведения независимо от погодных условий.

Эта цель достигается тем, что оценку теневыносливости растений про30 водят в лаборато зных условиях, на

791327

10-дневных проростках пшеницы, подвергая их полному затемнению в течение 96-100 ч. Сохранность фотосинтетического аппарата после затемнения определяют по Фотохимической активности хлоропластов, изолированных из затемнявшихся растений, путем потенциометрического измерения скорости фотовосстановления феррицианида калия суспензией изолированных хлоропластов.

t6

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Для выращивания проростков отбирают 100 полноценных семян оцениваемого образца и протравливают их 24 ч в 1-2Ъ-НоМ растворе перманганата ка- $ лия для устранения возможной грибной инфекции. Затем промытые семена помещают в чашки Петри — по 25 семян в каждую на ватные тампоны, увлажненные дистиллированной водой + 0,003% Я бензимидазола, и проращивают в темноте в термостате при 27 С. Затем чашки переносят на световую установку, и выращивают растения при освещении люминесцентными лампами дневного све- д та (освещенность 7-10 тыс.люкс, температура 20-22 С) в течение 7-10 суток. Тампоны постоянно подпитываются водой с помощью фитильков, соединяющих каждый тампон с запасом воды. налитой в кювету. По достижении проростками 7-дневного возраста две чашки Петри переносят в темную камеру иа

96-100 ч при температуре 20„22oC и влажности 65-70%, обеспечив постоянную подпитку растений водой. Две чаш» З5 ки с контрольными растениями в это время продолжают оставаться на осветительной установке.

По окончании темновой экспозиции проводят определение фотохимической 4О активности хлоропластов в листьях проростков каждой из параллельных проб темнового и контрольного вариантов. Для этого 1-2 г листьев, мелко нарезанных ножницами, растирают в течение 30с с 20 мл среды изолирования в ступке, вмороженной в лед (-1)-(-5) С. Среда изолированиЛ содержит компоненты в концентрациях: сахароза 0,4 М, Фосфатный буфер 0,07 М О

NaCI 0,01 М, рН 8,0 . Размолотый материал отжимают через четыре слоя капроновой ткани, 50 отверстий на 1 см. о

Фильтрат центрифугируют при 0-2 С в течение 3 мин при 1000 g . После удаления супернатанта осадок ресуспендируют в 10 мл среды изолирования и сохраняют в холодильнике при

+4 C несколько минут до проведения измерений.

Измерение скорости Фотовосстанов- 6р ления феррицианида освещенной суспензией хлоропластов проводят потенциометрическим методом в слабогипотонической среде, содержащей компоненты в концентрациях: NaCI 0,01 М, 6g

MgCl 0,01 М, трис-буфер 0,07 N, K Fe|ÑN)@ 0 005 N, pH 8,2 ° В стаканчйк емкостью 50-100 мл наливают 4 мл реакционной среды, вводят в него платиновый электрод и солевой мостик каломельного электрода сравнения и проводят термостатирование при 25 С и освещенности 30 тыс. люкс в течение 2 мин. Реакцию начинают добавлением к освещаемой реакционной среде 1 мл суспенэии хлоропластов.

Изменение потенциала платинового электрода в пробеге реакции регистрируют с помощью высокоомного самопишущего потенциометра, Концентрацию ферроцианида, образовавшегося к некоторому моменту пробега реакции (t), рассчитывают по потенциалу платинового электрода, используя уравнение

Ь-1 т

4-1 (е(сн) ь }eau.

Е - Ер

1 fG

1-З где (Fe(CN)>J„ „- начальная концен трация феррицианида в суспензии, ЕЬ вЂ” потенциал платинового электрода к моменту времени (t)

Е - стандартный потенциал окислительно-восстановительной системы

Fe(CN)< /Ге(СМф, равный в реакЭционной смеси используемого состава

+0,182 В относительно насыщенного каломельного электрода.

Величину фотохимической активности хлоропластов оценивают как скорость образования ферроцианида в освещенной суспензии хлоропластов за первые 2-3 мин экспозиции, отнесенную к концентрации хлорофилла в реакционной смеси, и выражают в молях образующегося ферроцианида на моль хлорофилла в минуту. Определение к концентрации хлорофилла в суспензии проводят по общепринятой методике.

Ь опыте с четырьмя образцами пшениц использовали два варианта:

<р выращивание в полевых условиях при естественной освещенности

20-80,тыс.люкс (контроль);

2) выращивание в климатической камере в условиях недостаточной освещенности (7-10 тыс.люкс), эквивалентной 20% естественной освещенности, используемой при выращивании растений в поле.

Теневыносливость образцов была определена по сохранению озерненности колоса при недостаточной освещенности. Затем теневыносливость тех же образцов пшениц оценивали по сохранению фотохимической активности ,(ФХА) хлоропластов проростков после затемнения. Результаты приведены в таблице.

791327

6,3

2,3

45480 "Заря"

38429 "Пеко"

42656 "Свенно"

18,8 9,0

18,2 10,0

23,7 22,0

7,7

3,7 48

4,9 79

4,1 97

6,2

4,2

Составитель Г7 Бростюк

Редактор Н. Спиридонова Техред М.Петко

Корректор В. Бутяга

Подписное

Заказ 9152/3 Тираж 723

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

14379 T.monoñoñ- 20,0 0

curn

Т.aestivum Сравнение ФХА, сохранившейся после затемнения, с сохранением зерна в колосе при недостаточной освещеннос" ти показывает, что оба способа дают одинаковый порядок ранжирования об- 3) раэцов - чем выше сохранившаяся после

Р затемнений ФХА хлоропластов, тем теневыносливее растения. Таким образом, предложенный способ дает воэможность быстрой оценки теневыносливости пшениц в лабораторных условиях по реакции фотосинтетического аппарата.

Формула изобретения

1. Способ оценки теневыносливости сельскохозяйственных растений по реакции фотосинтетического аппарата на уменьшение интенсивности освещения, отличающийся тем, что, с целью сокращения длительности оценки и проведения ее вне зависимости от погодных условий, уменьшение интенсивности освещения осуществляют на проростках в фазе появления третьего 40 листа путем полного их затемнения в течение 96-100 ч, а реакцию фотосинтетического аппарата определяют по изменению фотохимической активности . хлоропластов. 45

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что фотохимическую активность хлоропластов определяют потенциометрически по скорости фотовосстановления феррицианида калия о суспензией изолированных хлоропластов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Fisher R. А. Yield potential

in à dwarf spring wheat and,the effect

of shading. Crop.Sci. 15, И 5, 607, 1975

2. Willey R. W., Holi,iday R. ,Plant population, shading and thining studies in wheat.-J. Agric. Sci. Cambrige, 77, 453-461, 1971, 3. Кристкалне С. Х., Губарь Г. В., Витола A. К., Крейцберг 0. 3., Селга М. П. Динамика сухой биомассы при ослаблении интенсивности освещения-.

В кн. "Адаптация физиолого-биохимических систем растения к перемене освещения". Ред. Губарь Г. В. Рига, "Зинатне", 1977, с. 13-31.

4. Burnside С . А., Bohning R. М.

The effect of prolonging shading on

the light saturation curves of

apparent photosynthesis in sun plants.Plant Phvsiol., 32, 61-63, 1957.

5.Годнев Т.Н., Пармон K.Ï., Терентьева И. В. 0 влиянии полного затенения на состояние хлорофилла в растении. — Изв. АН БССР, 1951, 9 3, с. 101.

6. Чесйоков В. A., Рахимов Г.

Влияние условий выращивания растений на активность фотосинтетическо "

ro аппарата. — Вестник ЛГУ, 1964, Р 3, вып. 1, сер. Виол., с. 127.

7. Новиков В. А., Филиппов А.В.

Критический период в отношении света у яровой пшеницы-. Докл. АН СССР., 1950, 72, с. 405-408.