RU2062562C1

RU2062562C1 - Method for evaluating selection material for stress factor stability

Info

Publication number: RU2062562C1
Authority: RU
Inventors: А.Д. Володарский; Н.В. Евсеева; В.А. Кумаков
Original assignee: Володарский Александр Давыдович
Priority date: 1992-03-24
Filing date: 1992-03-24
Publication date: 1996-06-27

Abstract

FIELD: agriculture, in particular, plant selection. SUBSTANCE: method involves providing penetration of seeds under temperature and/or osmosis stress factor; repairing sprouts; analyzing for content of proliferative initial antigens in sprout apical meristem cells upon repairing. Sort of crop with content of proliferative antigen exceeding or equal to that of control sprout is considered stable. EFFECT: increased efficiency and reliable method for evaluating selection material. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности, к способам оценки селекционного материала на устойчивость к стрессовым факторам, а именно, к способам использования пролиферативного антигена инициалей (ПАИ) в ответ на стрессовое воздействие. The invention relates to the field of agriculture, in particular, to methods for evaluating breeding material for resistance to stress factors, namely, to methods for using proliferative antigen initials (PAIs) in response to stressful effects.

Известен способ определения жаростойкости растений. [1]
Этот метод заключается в распознавании живых, мертвых и поврежденных хлорофиллоносных тканей растений по реакции образования феофетина при оценке устойчивости к экстремальным воздействиям.A known method for determining the heat resistance of plants. [1]
This method consists in the recognition of living, dead and damaged chlorophyll-bearing plant tissues by the reaction of the formation of pheofetin in assessing resistance to extreme influences.

Недостатком этого метода является то, что анализируются только взрослые растения с диференцированной листовой пластинкой, что ограничивает возможность проводить оценку на ранних этапах онтогенеза. Кроме того, данный метод позволяет проводить диагностику только на устойчивость к высоким температурам. The disadvantage of this method is that only adult plants with a differentiated leaf blade are analyzed, which limits the ability to evaluate in the early stages of ontogenesis. In addition, this method allows diagnostics only for resistance to high temperatures.

Известен способ оценки засухоустойчивости растений. [2]
Этот метод основан на определении прорастания семян и роста проростков в растворе сахарозы, имитирующего недостаток влаги. Количество проросших семян находится в прямой зависимости от степени засухоустойчивости сорта: чем устойчивее сорт, тем выше процент проросших на больших концентрациях сахарозы семян и тем больше длина корешков и ростков.A known method for assessing drought tolerance of plants. [2]
This method is based on the determination of seed germination and seedling growth in a sucrose solution that simulates a lack of moisture. The number of sprouted seeds is directly dependent on the degree of drought tolerance of the variety: the more stable the variety, the higher the percentage of seeds germinated at high concentrations of sucrose and the longer the roots and sprouts.

Этот способ трудоемок, так, как требуется измерение длины большого количества корешков, ростков и подсчет сухой массы проростков, Для анализа необходимо большое количество селекционного материала (для первичной оценки нужно не менее 300 семян каждого сорта). This method is time-consuming, since it requires measuring the length of a large number of roots, sprouts and counting the dry mass of seedlings. For analysis, a large amount of breeding material is needed (for an initial assessment, at least 300 seeds of each variety are needed).

Цель изобретения возможность оценки селекционного материала на устойчивость к экстремальным факторам на ранних этапах онтогенеза, повышение надежности, объективности, чувствительности и упрощение способа. The purpose of the invention is the ability to assess breeding material for resistance to extreme factors in the early stages of ontogenesis, increasing reliability, objectivity, sensitivity and simplifying the method.

Поставленная цель достигается новым способом оценки селекционного материала на устойчивость к стрессовым факторам, включающим проращивание семян под воздействием стрессового фактора, последующую репарацию проростков и анализ их состояния, при этом оценку на устойчивость проводят в сравнении с контрольными проростками, выращенными в оптимальных условиях, согласно изобретению, в качестве стрессового фактора используют температурное и/или осмотическое воздействие, проводят анализ на содержание пролиферативного антигена инициалей (ПАИ) в клетках апикальных меристем проростков после окончания репарации, при этом к устойчивым относят сорта, у которых содержание пролиферативного антигена больше или равно этому показателю на контрольных растениях. The goal is achieved by a new way of assessing breeding material for resistance to stress factors, including seed germination under the influence of a stress factor, subsequent repair of seedlings and analysis of their condition, while the assessment of resistance is carried out in comparison with control seedlings grown under optimal conditions, according to the invention, the temperature and / or osmotic effect is used as a stress factor, an analysis is carried out on the content of proliferative antigen of initials (P Ii) in cells of the apical meristem of seedlings after repair, in this case to carry resistant varieties, which have proliferative antigen content greater than or equal to this indicator on the control plants.

Сущность изобретения заключается в возможности оценки функциональной активности меристематических клеток и ее изменения при воздействии различных факторов, например, температурных или осмотических. The essence of the invention lies in the possibility of assessing the functional activity of meristematic cells and its changes when exposed to various factors, for example, temperature or osmotic.

Из уровня техники не известен способ оценки селекционного материала на устойчивость к стрессовым факторам по изменению содержания ПАИ, что позволяет определить устойчивость растений к стрессовым факторам на ранних этапах онтогенеза, повысить надежность, объективность, чувствительность и упростить способ. Следовательно, заявляемое техническое соответствует критерию "новизна". The prior art does not know a method for assessing breeding material for resistance to stress factors by changing the PAI content, which allows one to determine the resistance of plants to stress factors in the early stages of ontogenesis, increase reliability, objectivity, sensitivity and simplify the method. Therefore, the claimed technical meets the criterion of "novelty."

Из сопоставительного анализа заявляемого технического решения с аналогами неочевидно, что изменение содержания ПАИ в растении в ответ на стрессовое воздействие, свидетельствует о степени его устойчивости к стрессовым факторам. Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию "изобретательский уровень". From a comparative analysis of the proposed technical solution with analogues it is not obvious that a change in the content of PAI in the plant in response to stress exposure indicates the degree of its resistance to stress factors. Thus, the claimed solution meets the criterion of "inventive step".

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Оценка физиологического состояния клеток апекса стебля пшеницы при осмотическом стрессе. Example 1. Assessment of the physiological state of the cells of the apex of a stem of wheat under osmotic stress.

Четырехсуточные проростки пшеницы помещают в раствор полиэтиленгликоля на 10 суток. Затем отбирают 25 растений, а остальные оставляют на 1 и 8 суток репарации. Для этого из ванночки с оставшимися проростками сливают полиэтиленгликоль, промывают корни растений проточной водой и заливают раствором Кнопа. Анализ содержания ПАИ проводят с помощью иммунохимической тест-системы, включающей моноспецифические антитела к ПАИ и антиген ПАИ. Для получения антигена берут отрезки растений 4-5 мм, включающие в себя стеблевой апекс и ткани основания молодых листьев. Растительный материал после гомогенизации экстрагируют трис-НСl буфером (рН -7,8) и используют для иммунохимического анализа. Результаты анализа представлены в таблице 1. Four-day-old wheat seedlings are placed in a solution of polyethylene glycol for 10 days. Then 25 plants are selected, and the rest are left for 1 and 8 days of repair. To do this, polyethylene glycol is drained from the bath with the remaining seedlings, the roots of the plants are washed with running water and poured with a Knop solution. Analysis of the content of PAI is carried out using an immunochemical test system, including monospecific antibodies to PAI and PAI antigen. To obtain antigen, plant sections of 4-5 mm are taken, including stem apex and base tissues of young leaves. After homogenization, the plant material is extracted with Tris-HCl buffer (pH -7.8) and used for immunochemical analysis. The results of the analysis are presented in table 1.

Пример 2. Оценку физиологического состояния клеток апекса стебля пшеницы при тепловом стрессе проводят аналогично примеру 1, но стрессовое воздействие длится 4 часа при температуре 56^oС. Результаты анализа представлены в таблице 2.Example 2. Assessment of the physiological state of the cells of the apex of the stem of wheat under heat stress is carried out analogously to example 1, but the stress exposure lasts 4 hours at a temperature of 56 ^o C. the results of the analysis are presented in table 2.

Из таблицы 1 следует, что при репарации клеток апекса стебля пшеницы после осмотического стресса наблюдается следующая динамика изменения содержания ПАИ: сразу после стресса у неустойчивого сорта (Опал) содержание ПАИ по отношению к контролю увеличивается в 8 раз, а и процессе репарации падает и становится в 2 раза меньше контроля; в то время как у устойчивого сорта (Саратовская-29) содержание ПАИ сразу после стресса увеличивается в 4 раза и в процессе репарации снижается до уровня контроля. Таким образом, этот способ позволяет производить оценку селекционного материала на устойчивость к экстремальным факторам среды по изменению содержания в нем ПАИ в процессе репарации на ранних этапах онтогенеза. Этот способ надежен и прост, так как он не связан с использованием специального оборудования. В то же время он объективен и чувствителен, так как позволяет оперировать количественным показателем содержанием ПАИ и на его основе дифференцировать близкие по устойчивости сорта. Кроме того при реализации этого способа можно работать с малым количеством селекционного материала. From table 1 it follows that during the repair of wheat stem apex cells after osmotic stress, the following dynamics of PAI content changes is observed: immediately after stress in the unstable variety (Opal), the PAI content in relation to the control increases by 8 times, and the repair process decreases and becomes 2 times less control; while in the stable variety (Saratov-29), the content of PAI immediately after stress increases by 4 times and in the process of repair decreases to the control level. Thus, this method allows the assessment of breeding material for resistance to extreme environmental factors by changing the PAI content in it during the repair process in the early stages of ontogenesis. This method is reliable and simple, since it is not associated with the use of special equipment. At the same time, it is objective and sensitive, since it allows you to operate with a quantitative indicator on the content of PAI and, on its basis, to differentiate varieties that are close in stability. In addition, when implementing this method, you can work with a small amount of breeding material.

Содержание ПАИ в апексах стебля пшеницы при репарации клеток после осмотического стресса. Содержание ПАИ в апексах стебля пшеницы при репарации клеток после теплового стресса. ТТТ1 ТТТ2 The content of PAI in apexes of the stem of wheat during cell repair after osmotic stress. PAI content in wheat stem apexes during cell repair after heat stress. TTT1 TTT2

Claims

A method for assessing breeding material for resistance to stress factors, including germination of seeds under the influence of a stress factor, subsequent repair of seedlings and analysis of their condition, the assessment of resistance is carried out in comparison with control seedlings grown under optimal conditions, characterized in that as stress factors use temperature and / or osmotic effect, analyze the content of proliferative antigen initials in the cells of apical meristems of seedlings after the end of the repair, the varieties in which the content of the proliferative antigen is greater than or equal to this indicator on the control plants are classified as resistant.