DD242489A1 - PROCESS FOR SCREENING ON SO LOW 2 RESISTANCE - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Resistenz von gruenen Pflanzen. Sie dient speziell zur innerartlichen Selektion von Individuen mit erhoehter natuerlicher SO2-Resistenz zum Zwecke der Zuechtung resistenter Nachkommenschaften, insbesondere bei Koniferen. Es wird die waehrend und nach SO2-Stress auftretende Konzentrationsaenderung einer definierten Ionenspezies X polarographisch ermittelt, wobei die Veraenderung der Konzentration dieser Spezies X indirekt proportional der SO2-Resistenz ist.The invention relates to a method for determining the resistance of green plants. It is specifically used for the intraspecific selection of individuals with increased natural SO2 resistance for the purpose of breeding resistant progeny, in particular conifers. The concentration change of a defined ion species X occurring during and after SO 2 stress is determined polarographically, the change of the concentration of these species X being indirectly proportional to the SO 2 resistance.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der SO2-Resistenz von grünen Pflanzen. Es dient speziell zur innerartlichen Selektion von Individuen mit erhöhter natürlicher SO2-Resistenz zum Zwecke der Züchtung resistenter Nachkommenschaften, insbesondere bei Koniferen.The invention relates to a method for determining the SO 2 resistance of green plants. It is particularly useful for the intraspecific selection of individuals with increased natural SO 2 resistance for the purpose of breeding resistant progeny, especially in conifers.
Die Ermittlung der SO2-Resistenz wurde bisher hautpsächlich und wird teilweise derzeit auch noch nach Stoßbegasung isolierter Zweige mit hohen S02-Konzentrationen und nachfolgender von Nadelnekrosen realisiert. Des weiteren sind biochemische Methoden entwickelt worden, die ohne und/oder mit S02-Streß aufgrund von Enzymqualifizierung Resistenzgrößen induzieren (DD-PS Nr.147878, KIELIZEWSKA-ROKICKA, Arch Aporetum-Korneckee24[1980] S.313-320, SHIMAZAKI u. SUGAHARA, Plant Cell Physiol [1980].The ascertainment of the SO 2 resistance has mainly been reported to date and is currently still being realized even after the impact fumigation of isolated branches with high S0 2 concentrations and subsequent needle necrosis. Furthermore, biochemical methods have been developed which induce resistance variables without and / or with SO 2 stress due to enzyme qualification (DD-PS No. 147878, KIELIZEWSKA-ROKICKA, Arch Aporetum-Korneckee24 [1980], S.313-320, SHIMAZAKI u. SUGAHARA, Plant Cell Physiol [1980].
Als weitere Methode wird die visuelle Auswahl phänotypisch resistenter Bäume aus den Immisionsschadgebieten realisiert.As a further method, the visual selection of phenotypically resistant trees from the immission-damaged areas is realized.
Gleichfalls wurde teilweise mittels Bestimmung der CO2-Konzentration (URAS-Technik) die Beeinflussung des Gasstoffwechsels bei Pflanzen oder isolierten Zweigen für die Prüfung der SO2-Verträglichkeit eingesetzt (VOGL, M. Arch. Forstwesen 19 [1970]Likewise, the influence of gas metabolism in plants or isolated branches on the determination of SO 2 compatibility was partly determined by determining the CO 2 concentration (URAS technique) (VOGL, M. Arch. Forstwesen 19 [1970]
S. 3—12). Die Verwendung geringerer Masse an Pflanzenmaterial (200-500 mg Frischmasse) konnte bisher nur bei der Methode der Enzymqualifizierung ohne vorherigen Streß realisiert werden.Pp. 3-12). The use of lower mass of plant material (200-500 mg fresh mass) could previously only be realized in the method of enzyme qualification without prior stress.
Alle anderen Labor-Methoden sind durch relativ hohen Material- und apparativen Aufwand gekennzeichnet.All other laboratory methods are characterized by relatively high material and equipment costs.
Die für die Erzeugung von Nekrosen sowie für Beeinflussung von Gasstoffwechsel und Ehzymaktivitäten verwendeten SO2.-Konzentrationen sind bei einerVersuchsdauervon 1 bis 14 Tagen nur mit unphysiologisch hohen SO2-Mengen durchführbar.The SO used for the production of necrosis as well as for influencing gas metabolism and Ehzymaktivitäten 2. Concentrations are 1 to 14 days can be carried out at einerVersuchsdauervon only unphysiological high SO 2 amounts.
Hierbei wird keinesfalls die in den chronischen Schadgebieten auftretende Konzentration an SO2 simuliert, die angewendeten Konzentrationen entsprechen zirka dem Zehn- bis Zweihundertfachen von akuten SO2-Spitzenbelastungen der Extremgebiete.In no case does it simulate the concentration of SO 2 that occurs in chronic polluted areas; the concentrations used correspond to approximately ten to two hundred times the peak acute SO 2 peak loads.
Daraus ableitend kann eine Verfälschung des in dieser Art und Weise erhaltenen Ergebnisses der Resistenzeinstufung durch nicht auszuschließende Sekundäreffekte resultieren.Deriving from this, a falsification of the result obtained in this way of the Resistenzezeufung by non-excluded secondary effects can result.
Für alle bisher erweiterten Methoden ist keine kurzzeitige Messung der Streßreaktion der Pflanzen während der Einwirkung des Stressors gegeben. Gerade diese Reaktionsweise während des SO2-Streß ist aber, ausgehend von der Prädisposition der Individuen von entscheidender Bedeutung in den Immisionsgebieten, da hier ständig, wenn z.T. auch in Maxima und Minima schwankender SO2-Streß vorliegt. Die Erholungsphase, wie sie nach Labor SO2-Streß festgestellt und in altherkömmlichen Testverfahren verwendet wird, ist in Praxis nicht relevant.For all previously extended methods, there is no short-term measurement of the stress response of the plants during the action of the stressor. However, this mode of reaction during the SO 2 stress, based on the predisposition of the individuals of crucial importance in the immission areas, since here constantly, if present in some maxima and minima fluctuating SO 2 -Streß. The recovery phase, as determined by laboratory SO 2 stress and used in traditional testing procedures, is not relevant in practice.
Ziel der Erfindung ist es, ein einfaches, reproduzierbares Verfahren zum Screening auf SO2-Resistenz zu entwickeln, das unter Verwendung geringster Masse an Untersuchungsmaterial die SO2-Resistenz von Einzelindividuen geeigneterTestung innerhalb kurzer Zeit ermöglicht.The aim of the invention is to develop a simple, reproducible method for screening for SO 2 resistance, which enables the SO 2 resistance of individual individuals of suitable testing within a short time using the lowest mass of test material.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrun'de, SO2-Streßfaktoren in vitro zu bestimmen, die für die in vivo-Situation eine hohe Praxisrelevanz aufweisen, wobei die Stoffwechsel produkte der Photosynthese und der Atmung gemessen werden. Es wurde gefunden, daß während und nach SO2-Streß Veränderungen bei vielfältigsten Prozessen und Stoffwechselprodukten, Membransystemen u.a.m. resultieren. Diese werden durch ein elektrochemisches, beispielsweise ein polarographisches Meßverfahren, erfaßt, wobei die Konzentrationsänderungen gegenüber einer Kontrollreaktion einer definierten lonenspezies X unter SO2-Einfluß für die SO2-Resistenzeinstufung ermittelt wird. Die Veränderung der Konzentration dieser Spezies Xist indirekt proportional der SO2-Resistenz und wird bereits bei einer der SO2-Konzentration erfaßt, die gleich oder kleiner der Werte von Belastungskonzentrationen chronischer und akuter SO2-lmmersionen ist. Die indirekte Proportionalität der Konzentration der lonenspezies X zum Resistenzmerkmal ist auf die Konzentration bzw. Aktivität eines Enzyms des Stoffwechsels des Ions X, wenn es als Radikal vorliegt, zurückzuführen. Somit wird es durch Anwendung des erfindungsmäßigen Verfahrens möglich, für die unterschiedlich starken Belastungsgebiete Individuen differenziert bereitzustellen und damit ein minimales Anbaurisiko zu garantieren.The invention has the object zugrun'de to determine SO 2 -Streßfaktoren in vitro, which have a high practical relevance for the in vivo situation, wherein the metabolic products of photosynthesis and respiration are measured. It has been found that during and after SO 2 stress changes in diverse processes and metabolic products, membrane systems uam result. These are detected by an electrochemical, for example, a polarographic measurement method, wherein the concentration changes compared to a control reaction of a defined ion species X is determined under SO 2 influence for the SO 2 -Resistenzeinstufung. The change in the concentration of this species X is indirectly proportional to the SO 2 resistance and is already detected at one of the SO 2 concentrations equal to or less than the levels of stress concentrations of chronic and acute SO 2 ions. The indirect proportionality of the concentration of the ion species X to the resistance characteristic is due to the concentration or activity of an enzyme of the metabolism of the ion X, when it is present as a radical. Thus, by applying the method according to the invention, it becomes possible to provide individuals differentiated for the different load areas and thus to guarantee a minimum cultivation risk.
Folgende Arbeitsschritte sind für die Quantifizierung der Konzentrationsänderung der lonenspezies X erforderlich.The following steps are required for the quantification of the concentration change of the ion species X.
Vitale Assimilationsorgane (Blätter bzw. Nadeln) der zu untersuchenden Objekte werden bei O0C bis 300C zum Bestimmungsort transportiert, wobei die Transportzeit S 60 Minuten sein sollte. Für längere Transporte empfiehlt sich eine Aufbewahrung in Präinkubationsmedium. Von den Proben werden 50 bis 200mg Frischmasse (homogene Mischproben) in mindestens 2ml Präinkubationslösung unter weiterem Zusatz (anorganischer Substanzen) für ca. 30 Minuten bei 15 bis 20°C vorinkubiert.Vital Assimilationsorgane (leaves or needles) of the objects to be examined are transported at 0 0 C to 30 0 C to the destination, the transport time S should be 60 minutes. For longer transports it is recommended to store in preincubation medium. From the samples, 50 to 200 mg of fresh mass (homogeneous mixed samples) are preincubated in at least 2 ml of preincubation solution with further addition (inorganic substances) at 15 to 20 ° C for about 30 minutes.
Die Probe wird dabei mit einer Energie Si1 mW/cm2 behandelt. Durch Zugabe eines weiteren Lösungsmittelgemisches von Ionen wird die Reaktion initiiert, die im Temperaturbereich von 10 bis 3O0C in speziellen Reaktionsküvetten abläuft. Bei dieser Kontrollreaktion verringert sich die Konzentration von X, welches mittels der genannten Meßtechnik über einen Meßwertverstärker registriert wird.The sample is treated with an energy Si1 mW / cm 2 . By adding a further solvent mixture of ions, the reaction is initiated, which takes place in the temperature range of 10 to 3O 0 C in special reaction cuvettes. In this control reaction, the concentration of X, which is registered by means of said measuring technique via a Meßwertverstärker decreases.
Die anschließende sprunghafte Erhöhung der Energie bis zu einem Energiebetrag von ca. 20 bis 50 mW/cm2 bewirkt eine Erhöhung der Konzentration von X. Das Ergebnis dieses Kontrollexperimentes wird nun verglichen mit dem Ergebnis, welches sich nach Zugabe von SO2 (Sulfit, Bisulfit) zum Meßansatz einstellt.The subsequent sudden increase in energy up to an energy amount of about 20 to 50 mW / cm 2 causes an increase in the concentration of X. The result of this control experiment is now compared with the result, which after addition of SO 2 (sulfite, bisulfite ) to the measurement set.
Die Größe der Beeinflußbarkeit des Gehaltes an X im Vergleich zur Kontrolle bei gering hoher Energie steht im indirekten Zusammenhang mit der Größe der SO2-Resistenz.The size of the ability to influence the content of X in comparison to the control of low energy is indirectly related to the size of the SO2 resistance.
Ausführungsbeispieleembodiments
Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:The invention will be explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments:
Beispiel 1: Veränderung der Konzentration der lonenspezies X unter SO2-Streß gegenüber der unbehandelien Kontrolle bei niedriger Energie (< 1 mW/cm2), verglichen werden jeweils die Sorten einer PflanzenartExample 1: Change in the concentration of the ionic species X under SO 2 strain compared to the untreated control at low energy (<1 mW / cm 2 ), comparing the varieties of one plant species
Beispiel 2: Veränderung der Konzentration der ionenspezies X unter SO2-Streß gegenüber der unbehandelten Kontrolle bei höherer Energie (20 bis 50 mW/cm2), verglichen werden jeweils Sorten einer PflanzenartExample 2: Change in the concentration of the ion species X under SO 2 strain compared to the untreated control at higher energy (20 to 50 mW / cm 2 ), compared to each species of a plant species
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD24523382A DD242489A1 (en) | 1982-11-26 | 1982-11-26 | PROCESS FOR SCREENING ON SO LOW 2 RESISTANCE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD24523382A DD242489A1 (en) | 1982-11-26 | 1982-11-26 | PROCESS FOR SCREENING ON SO LOW 2 RESISTANCE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD242489A1 true DD242489A1 (en) | 1987-01-28 |
Family
ID=5542723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD24523382A DD242489A1 (en) | 1982-11-26 | 1982-11-26 | PROCESS FOR SCREENING ON SO LOW 2 RESISTANCE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD242489A1 (en) |
-
1982
- 1982-11-26 DD DD24523382A patent/DD242489A1/en unknown
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