Способ определения устройчивости растений к стресс-факторам

 

Использование: сельское хозяйство, в частности при селективном процессе. Сущность: определение устойчивости растений к стресс-факторам проводят путем измерения замедленной флуоресценции образцов растений, подвергшихся воздействию стрессового фактора и без этого воздействия. При этом измерение замедленной флуоресценции осуществляют в одно и то же время суток, проводя сравнение уровней флуоресценции между попарно связанными измерениями. 1 ил. 4 табл.

Изобретение относится к экологии, сельскому и лесному хозяйству, и может быть использовано для фитомониторинга и ускорения селекционного процесса.

Известен способ определения солеустойчивости растений, использующий в качестве критерия солеустойчивости замедленную флуоресценцию растений после экспозиции на солевом растворе.

Известен способ экспрессионного определения морозоустойчивости растений, заключающийся в том, что одновременно с процессом воздействия отрицательной температуры осуществляют регистрацию замедленной флуоресценции. Статистическую обработку результатов измерений проводят общепринятым способом.

Недостатком этих способов является то, что они не учитывают ритмику измеряемой величины во времени, что приводит к низкой точности определения устойчивости к стресс-факторам, например, группа среднеустойчивых сортов в способе имеет более высокие показатели морозоустойчивости, чем группа устойчивых.

Цель изобретения повышение точности определения и расширение возможности диагностики устойчивости растений к стресс-факторам.

Цель достигается новым способом определения устойчивости растений к стресс-факторам, включающим измерение замедленной флуоресценции образцов растений, подвергшихся воздействию стрессового фактора и без этого воздействия и последующим сравнением уровней флуоресценции, причем измерение замедленной флуоресценции образцов растений как подвергшихся воздействию стресс-фактора, так и без него, осуществляют в одно и тоже время суток, проводя сравнение уровней флуоресценции между попарно связанными измерениями.

Сущность изобретения состоит в том, что учитывается впервые обнаруженное явление осцилляции замедленной флуоресценции во времени: в суточном интервале с периодом 2-3 ч и часовом с периодом 10-20 мин. Осциллируют все параметры замедленной флуоресценции максимум индукционной кривой Р, стационарный уровень s, нормированная величина, кратная истинной ассимиляции CO₂ CO₂- (см. чертеж).

Период и амплитуда осцилляций варьируют в зависимости от условий выращивания материала, генотипа растений и условий регистрации замедленной флуоресценции.

П р и м е р 1. Растения озимой пшеницы Альбидум 114 выращивают 7 сут при 18^о и закаливают к холоду при 0^оС 7 сут и далее при -3^оС 7 сут. Затем одно растение (среднее из популяции) закрепляют на термостолике установки, корни опускают в раствор Кнопа, включают свет и регистрируют замедленную флуоресценцию при -3^оС (5 мин предварительной термовой адаптации и 5 мин регистрация). Затем повторяют регистрацию при температуре -9^оС. После многократного повторения в любое время суток получают следующие ряды для величины максимумов индукционной кривой замедленной флуоресценции Р при -3^оС (слабый мороз контроль) и -9^оС (сильный мороз-опыт), представленные в таблице. Проводят статистическую обработку данных общепринятым методом. Получаем критерий Стьюдента 1,28, что ниже табличного 2,07 для уровня значимости 95 Это означает, что различия между среднеарифметическими значениями замедленной флуоресценции при слабом (контроль) и сильном морозе (опыт) недостоверны на всех уровнях значимости.

П р и м е р 2. Растения озимой пшеницы Альбидум 114 выращивают 7 сут при 18^о и закаливают к холоду при 0^оС 7 сут и далее при -3^оС 7 сут. Затем одно растение (среднее из популяции) закрепляют на термостолике установки, корни опускают в раствор Кнопа,з включают свет и регистрируют замедленную флуоресценцию при температуре -3^оС (5 мин предварительной темовой адаптации и 5 мин регистрация). Затем повторяют регистрацию при температуре -9^оС. После многократного повторения, осуществляемого в одно и то же время суток, получают следующие ряды для величины максимумов индукционной кривой замедленной флуоресценции Р при -3^оС (слабый мороз контроль) и -9^оС (сильный мороз-опыт), представленные табл.2.

С учетом выявленного явления осцилляции замедленной флуоресценции проводят сравнение уровней флуоресценции между попарно связанными измерениями известным методом. Получают критерий Стьюдента 2,55, что выше табличного 2,20 для уровня значимости 95 но ниже 3,11 для уровня значимости 99 Это означает, что различия между среднеарифметическими значениями замедленной флуоресценции при слабом (контроль) и сильном морозе (опыт) достоверны на уровне значимости 95 П р и м е р 3. Растения овса сорта Скакун выращивают в поле до фазы второго листа, осторожно выкапывают, переносят в лабораторию, отмывают корни от почвы.

Затем одно растение (среднее из популяции) закрепляют на термостолике установки, корни опускают в раствор Кнопа, включают свет и регистрируют замедленную флуоресценцию при температуре 20^оС (5 мин предварительной темновой адаптации и 5 мин регистрация). После многократного повторения цикла измерений в любое время суток (контроль) раствор Кнопа заменяют на гиперосмотик полиэтиленгликоль, создавая искусственную корневую засуху. Растение оставляют в установке в течение суток. Затем снова регистрируют замедленную флуоресценцию (опыт). Результаты представлены в табл.3. Проводят статистическую обработку данных общепринятым методом. Получают критерий Стьюдента 2,68, что выше табличного 2,04 для уровня значимости 95 и выше 2,75 для уровня значимости 99 Это означает, что различия между среднеарифметическими значениями замедленной флуоресценции при засухе (контроль) и без засухи (опыт) достоверны на уровне значимости 95 и недостоверны при уровне значимости 99 П р и м е р 4. Растения овса сорта Скакун выращивают в поле до фазы второго листа, осторожно выкапывают, переносят в лабораторию, отмывают корни от почвы. Затем одно растение (среднее из популяции) закрепляют на термостолике установки, корни опускают в раствор Кнопа, включают свет и регистрируют замедленную флуоресценцию при 20^оС (5 мин предварительной темовой адаптации и 5 мин регистрация).

После многократного повторения цикла измерений в определенное время суток (контроль) раствор Кнопа заменяют на гиперосмотик полиэтиленгликоль, создавая искусственную корневую засуху. Растение оставляют в установке в течение суток. Затем снова регистрируют в то же самое время суток, что и в предыдущий день, замедленную флуоресценцию (опыт). Результаты представлены в табл. 4. Проводят сравнение уровней флуоресценции между попарно связанными измерениями согласно. Получают критерий Стьюдента 4,83, что выше табличного 4,02 для уровня значимости 99,9 Это означает, что различия между среднеарифметическими значениями замедленной флуоресценции при засухе (контроль) и без засухи (опыт) достоверны на уровне значимости 99,9 Таким образом, примеры 2 и 4 свидетельствуют, что измерение замедленной флуоресценции, производимое в одно и то же время суток, поводя сравнение уровней флуоресценции между попарно связанными результатами, повышает точность способа и расширяет возможности диагностики устойчивости растений к стресс-факторам.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТРОЙЧИВОСТИ РАСТЕНИЙ К СТРЕСС-ФАКТОРАМ, включающий измерение замедленной флуоресценции образцов растений, подвергающихся воздействию стрессового фактора и без этого воздействия и последующего сравнения уровней флуоресценции, отличающийся тем, что измерение замедленной флуоренсценции образцов растений, как подвергшихся стресс-фактору, так и без него, осуществляют в одно и то же время суток, проводя сравнение уровней флуоресценции между попарно связанными измерениями.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4