RU2181240C1

RU2181240C1 - Plant salt resistance evaluation method

Info

Publication number: RU2181240C1
Application number: RU2001102330A
Authority: RU
Inventors: В.А. Вихрева; А.Ф. Блинохватов; А.П. Стаценко; В.Н. Хрянин
Original assignee: Пензенская государственная сельскохозяйственная академия; Стаценко Александр Петрович
Priority date: 2001-01-25
Filing date: 2001-01-25
Publication date: 2002-04-20

Abstract

FIELD: agriculture. SUBSTANCE: method involves soaking seed material in water heated to temperature of 30-35 C for 30 min; providing seed germination for 10 days in thermostat at temperature of 25-28 C on filtering paper moistened with water and 0.5-mol% sodium chloride solution; determining content of free proline in plant leaves and calculating salt resistance coefficients, which are expressed in terms of ratio of concentration of amino acid in plants grown in salt solution to control concentration. Three groups of plants are determined: plants having high salt resistance (with salt resistance coefficient of at least 3.0); plants having average salt resistance (with salt resistance coefficient of 2.0-2.0); low salt resistance plants (salt resistance coefficient of 1.9 and less). EFFECT: increased efficiency, simplified method and provision for reliable diagnosis of plant salt resistance. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства /растениеводства и селекции растений/ и может быть использовано для оценки устойчивости различных видов культурных растений, их сортов или селекционного материала к засолению. The invention relates to the field of agriculture / crop production and plant breeding / and can be used to assess the resistance of various types of cultivated plants, their varieties or breeding material to salinization.

Известны прямые и косвенные методы определения солеустойчивости растений, предусматривающие оценку урожайности и продуктивности, скорости прорастания семян, интенсивности плазмолиза клеток, скорости выцветания хлорофилла в листьях проростков, помещенных в солевые растворы [1-3]. There are known direct and indirect methods for determining the salt tolerance of plants, providing for the assessment of yield and productivity, seed germination rate, plasmolysis intensity of the cells, the rate of chlorophyll fading in the leaves of seedlings placed in saline solutions [1-3].

Однако названные методы не всегда являются объективными, так как скорость прорастания, всхожесть семян зависят не только от солеустойчивости, но и в значительной степени от состояния зародыша, семенных оболочек, глубины покоя семени и др. Кроме того, некоторые из них трудоемки и долгосрочны в исполнении. However, these methods are not always objective, since the rate of germination and germination of seeds depend not only on salt tolerance, but also to a large extent on the state of the embryo, seed membranes, dormancy of the seed, etc. In addition, some of them are laborious and long-term in execution. .

Известен также метод оценки солеустойчивости по прорастанию семян в солевых растворах [1, стр. 88] - прототип. Also known is a method for assessing salt tolerance by seed germination in saline solutions [1, p. 88] - a prototype.

Основным показателем устойчивости названного метода является процент проросших семян за период времени от 5 до 15 сут в условиях засоления по сравнению с водным контролем. Однако практическое использование этого метода ограничено в связи с тем, что обязательным условием его исполнения является высокая лабораторная всхожесть семян. Кроме того, семенной материал, используемый для проращивания, должен быть выращен в одних природно-климатических и погодных условиях, что на практике не всегда возможно. The main indicator of the stability of this method is the percentage of germinated seeds over a period of time from 5 to 15 days under salinization conditions compared to water control. However, the practical use of this method is limited due to the fact that a high laboratory germination of seeds is a prerequisite for its implementation. In addition, the seed material used for germination must be grown under the same climatic and weather conditions, which in practice is not always possible.

Наряду с этим имеются сведения о том, что аминокислота пролин сочетает в себе солезащитные свойства со способностью накапливаться в свободной форме в вегетативных органах растений в условиях засоления [1, стр. 96]. В связи с этим степень накопления свободного пролина в вегетативных органах /листьях/ предполагается использовать в диагностике солеустойчивости растений. Along with this, there is evidence that the amino acid proline combines salt-protective properties with the ability to accumulate in free form in the vegetative organs of plants under salinization conditions [1, p. 96]. In this regard, the degree of accumulation of free proline in the vegetative organs / leaves / is supposed to be used in the diagnosis of plant salt tolerance.

Цель изобретения - повышение оперативности получения результатов оценки, оперативности и надежности диагностики солеустойчивости различных культур, их новых сортов и селекционного материала. The purpose of the invention is to increase the efficiency of obtaining the results of assessment, efficiency and reliability of diagnosis of salt tolerance of various crops, their new varieties and breeding material.

Поставленная цель достигается путем определения содержания свободного пролина в листьях контрольных и подвергнутых солевому стрессу партий растений с последующим расчетом коэффициентов солеустойчивости, которые вычисляются отношением концентрации аминокислоты у стрессовых растений к контрольным, на основе чего дается заключение о степени устойчивости растений к засолению или целесообразности использования селекционного материала. The goal is achieved by determining the free proline content in the leaves of the control and salt-stressed plant lots with the subsequent calculation of salt tolerance coefficients, which are calculated by the ratio of the concentration of amino acids in stressful plants to the control, based on which a conclusion is made on the degree of resistance of plants to salinization or the appropriateness of using selection material .

Для этого из партий семян испытуемых растений отбирают пробы по 100 семян в каждой. Затем семена в течение получаса замачивают в теплой /30-35^oС/ воде и проращивают в термостате в течение 10 сут в растильнях на увлажненной многослойной фильтровальной бумаге при температуре 25-28^oС и круглосуточном освещении 5 тыс. лк. Контрольную пробу проращивают на ложе, увлажненном водой, а испытуемые - на 0,5-молярном растворе хлористого натрия.To do this, samples of 100 seeds in each are taken from batches of seeds of test plants. Then the seeds are soaked for half an hour in warm / 30-35 ^o С / water and germinated in a thermostat for 10 days in the germinators on moistened multilayer filter paper at a temperature of 25-28 ^o С and round-the-clock illumination of 5 thousand lux. The control sample is germinated on a bed moistened with water, and the subjects on a 0.5 molar solution of sodium chloride.

После проращивания в листьях контрольных и испытуемых образцов определяют содержание свободного пролина. After germination in the leaves of the control and test samples, the content of free proline is determined.

С этой целью 0,5 г растительного материала гомогенизируют с помощью гомогенизатора или растирают в ступке с кварцевым песком в 10 мл 3%-ного раствора сульфосалициловой кислоты. Затем 2 мл отфильтрованного через плотный бумажный фильтр гомогената смешивают с 2 мл кислого нингидрина и 2 мл ледяной уксусной кислоты. Кислый нингидрин готовят предварительно, за сутки до проведения анализа, путем кипячения 1,25 г нингидрина в 30 мл ледяной уксусной кислоты и 20 мл ортофосфорной кислоты до полного растворения. Смесь выдерживают в пробирках в течение часа на водяной бане при температуре 100^oС. Реакцию ограничивают охлаждением в ледяной бане, после чего в каждую пробирку приливают по 4 мл толуола /или бензола/ и энергично взбалтывают в течение 15-20 с до полного обесцвечивания смеси.To this end, 0.5 g of plant material is homogenized using a homogenizer or ground in a mortar with silica sand in 10 ml of a 3% solution of sulfosalicylic acid. Then 2 ml of the homogenate filtered through a thick paper filter is mixed with 2 ml of acidic ninhydrin and 2 ml of glacial acetic acid. Acidic ninhydrin is prepared previously, one day before the analysis, by boiling 1.25 g of ninhydrin in 30 ml of glacial acetic acid and 20 ml of phosphoric acid until completely dissolved. The mixture is kept in test tubes for one hour in a water bath at a temperature of 100 ^o C. The reaction is limited by cooling in an ice bath, after which 4 ml of toluene / or benzene are poured into each test tube and shaken vigorously for 15-20 s until the mixture is completely discolored. .

После 15-минутного отстаивания хромофор /окрашенный верхний слой/ оценивают на фотоэлектрокалориметре /ФЭК-56М/ на плотность окрашивания. Абсорбцию измеряют на синем светофильтре при 520 нм. В качестве контроля используют толуол или бензол. After 15 minutes of settling, the chromophore / stained top layer / is evaluated on a photoelectrocalorimeter / FEK-56M / for staining density. Absorption is measured on a blue filter at 520 nm. Toluene or benzene is used as a control.

Содержание свободного пролина в образцах определяют по стандартной кривой и рассчитывают в мг% на сырую массу. Стандартная кривая строится на базе растворов фабричного препарата пролина различных концентраций. The content of free proline in the samples is determined by a standard curve and calculated in mg% by weight. A standard curve is built on the basis of solutions of a factory preparation of proline of various concentrations.

После этого проводят расчет коэффициентов солеустойчивости, на основе которых выделяют три группы растений: высокоустойчивые к солевому стрессу /коэффициенты солеустойчивости 3,0 и выше/; среднеустойчивые /2,0-2,9/; слабоустойчивые /1,9 и ниже/. After this, the coefficients of salt tolerance are calculated, based on which three groups of plants are distinguished: highly resistant to salt stress / salt tolerance coefficients of 3.0 and higher /; medium stable / 2.0-2.9 /; weakly stable / 1.9 and lower /.

В таблице приводятся результаты сравнительной оценки солеустойчивости растений различных систематических групп. Анализ показывает, что содержание свободного пролина в листьях испытуемых культур и вычисленные на его основе коэффициенты солеустойчивости позволяют более детально дифференцировать испытуемые растения по уровню устойчивости к засолению. В результате оценки выделены три группы растений: высокоустойчивые к солевому стрессу /подсолнечник, ячмень/, среднеустойчивый /клевер, пшеница/ и слабоустойчивые /люцерна, козлятник/. The table shows the results of a comparative assessment of the salt tolerance of plants of various systematic groups. The analysis shows that the content of free proline in the leaves of the tested cultures and the salt tolerance coefficients calculated on its basis allow us to differentiate the tested plants in more detail according to the level of salinity resistance. The assessment identified three groups of plants: highly resistant to salt stress / sunflower, barley /, medium / clover, wheat / and weakly resistant / alfalfa, goat /.

При оценке солеустойчивости селекционного материала целесообразно использовать сорта-дифференциаторы с известной степенью устойчивости к солевому стрессу, что позволит селекционеру проводить выбраковку слабоустойчивых линий. When assessing the salt tolerance of breeding material, it is advisable to use differentiating varieties with a known degree of resistance to salt stress, which will allow the breeder to cull low-resistance lines.

Источники информации:
1. Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям /Под ред. Г.В.Удовенко, Всесоюзный НИИ растениеводства. - Л.: - 1988. -227 с.Sources of information:
1. Diagnosis of plant resistance to stress / Ed. G.V.Udovenko, All-Union Research Institute of Plant Industry. - L .: - 1988. -227 p.

2. Методические указания при использовании вегетационных методов при изучении солеустойчивости однолетних сельскохозяйственных растений /Сост. Семушина Л.А., Синельникова В.Н. - Л.: 1977. -20 с. 2. Guidelines for using vegetation methods in the study of salt tolerance of annual agricultural plants / Comp. Semushina L.A., Sinelnikova V.N. - L .: 1977. -20 p.

3. Методика диагностики устойчивости растений /Под ред. Г.В.Удовенко, Л. : - 1970. -74 с. 3. Methods for the diagnosis of plant resistance / Ed. G.V.Udovenko, L.: - 1970. -74 p.

Claims

A method for assessing the salt tolerance of plants, including 10-day seed germination in a thermostat at a temperature of 25-28 ^o With moistened water and a 0.5 molar solution of sodium chloride multilayer filter paper, characterized in that the seed material after pre-soaking for half an hour in warm (30 -35 ^o C) water germinated at 5 thousand twenty-four hour coverage. lx with subsequent determination of the content of free proline in leaves and salt tolerance calculation coefficients that are expressed in the ratio of concentration am acids in plants grown in saline to the control (on water), and there are three groups of plant resistance: highly resistant to salinization (salt tolerance coefficient 3.0 and higher), medium resistant (2.0-2.9), weakly resistant (1 , 9 and below).