RU2514400C2 - Method of evaluation of winter hardiness of fruit plants - Google Patents
Method of evaluation of winter hardiness of fruit plants Download PDFInfo
- Publication number
- RU2514400C2 RU2514400C2 RU2012121618/13A RU2012121618A RU2514400C2 RU 2514400 C2 RU2514400 C2 RU 2514400C2 RU 2012121618/13 A RU2012121618/13 A RU 2012121618/13A RU 2012121618 A RU2012121618 A RU 2012121618A RU 2514400 C2 RU2514400 C2 RU 2514400C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- photosystem
- shoots
- evaluation
- damage
- winter hardiness
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Использование: сельское хозяйство, плодоводство, селекция плодовых растений.Usage: agriculture, horticulture, selection of fruit plants.
Сущность изобретения: в основе способа лежит определение функциональной активности тканей камбия и почек однолетних побегов плодовых растений в период покоя, оцениваемой по показателям индукции флуоресценции хлорофилла. При этом регистрируется максимальный квантовый выход фотохимических реакций фотосистемы II (Fv/Fm) и относительная скорость транспорта электронов фотосистемой II (ETR - Electron Transport Rate).The essence of the invention: the method is based on the determination of the functional activity of cambial and kidney tissues of annual shoots of fruit plants during the dormant period, estimated by indicators of chlorophyll fluorescence induction. In this case, the maximum quantum yield of the photochemical reactions of photosystem II (Fv / Fm) and the relative electron transport rate by photosystem II (ETR - Electron Transport Rate) are recorded.
Заявляемое изобретение относится к селекции плодовых растений и может быть использовано для ускоренной оценки исходных форм и гибридного фонда по уровню морозоустойчивости.The claimed invention relates to the selection of fruit plants and can be used to expedite the assessment of the initial forms and hybrid stock on the level of frost resistance.
Повреждающие факторы зимнего периода наносят садоводству огромный экономический ущерб, значительно снижая продуктивность и долговечность насаждений. В полевых условиях затруднительно в короткий срок получить информацию об устойчивости сорта к неблагоприятным условиям перезимовки в связи с относительной редкостью суровых зим, сложностью установления времени повреждения, множественностью факторов морозного повреждения (Тюрина, Гоголева, 1978; Тюрина, 1993; Трунова, Резвякова, 1995; Кичина, 1999).The damaging factors of the winter period cause huge economic damage to gardening, significantly reducing the productivity and durability of plantings. In the field it is difficult to obtain information on the resistance of the variety to adverse wintering conditions in the short term due to the relative rarity of severe winters, the difficulty of determining the time of damage, the multiplicity of frost damage factors (Tyurina, Gogoleva, 1978; Tyurina, 1993; Trunova, Rezvyakova, 1995; Kichina, 1999).
Существует целый ряд способов диагностики зимостойкости по косвенным признакам: низкочастотному сопротивлению побегов (импедансу), содержанию в коре антоцианов, различию в экстракции электролитов из листьев и побегов после воздействия раствором этанола, соотношению низко- и высокомолекулярных фракций белка, гистохимическому анализу суммарного количества запасного крахмала, по связи между содержанием свободной и связанной форм РНК в коре однолетнего прироста и средней величиной суточной температуры воздуха и др. (Соловьева, 1967; Иванченко, Фисенко, Мигин, 1979; Суздальцева, 1983; Иванченко, 1985; Денисов, 1986; Кудрявкин и др., 1987; Резвякова, Джигадло, 1994 и др.). Однако на практике косвенные методы оценки зимостойкости признания не получили.There are a number of ways to diagnose winter hardiness by indirect signs: low-frequency resistance of shoots (impedance), the content of anthocyanins in the cortex, differences in the extraction of electrolytes from leaves and shoots after exposure to ethanol, the ratio of low and high molecular weight protein fractions, histochemical analysis of the total amount of starch, by the relationship between the content of free and bound forms of RNA in the cortex of annual growth and the average daily air temperature, etc. (Solovieva, 1967; Ivanch NCO Fisenko Migin, 1979; Suzdaltseva, 1983; Ivancenco, 1985; Denisov, 1986; Kudryavkin et al, 1987;. Rezvyakova, Dzhigadlo, 1994 etc.).. However, in practice, indirect methods for assessing winter hardiness have not been recognized.
Наиболее близким по своей сущности к заявленному изобретению является метод прямого лабораторного промораживания и последующей глазомерной оценки повреждений однолетних побегов, которая позволяет значительно ускорить характеристику зимостойкости сортов по основным компонентам устойчивости к низким температурам на основе моделирования повреждающих факторов для конкретной климатической зоны (Тюрина, Гоголева, 1978). Отмечается надежность этого метода, сведения, полученные в контролируемых условиях, достаточно близко совпадают с данными по их полевой устойчивости.The closest in essence to the claimed invention is a method of direct laboratory freezing and subsequent eye measurement of damage to annual shoots, which can significantly accelerate the winter hardiness of varieties by the main components of resistance to low temperatures based on modeling damaging factors for a specific climatic zone (Tyurina, Gogoleva, 1978 ) The reliability of this method is noted, information obtained under controlled conditions, quite close to the data on their field stability.
Однако указанный метод имеет и ряд недостатков. Так, результаты степени морозостойкости тканей в баллах, полученные различными исследователями, могут существенно различаться, т.е. присутствует фактор субъективности глазомерной оценки. При этом по методике необходимо провести оценку пяти побегов в трех повторностях каждый, что повышает трудоемкость исследований и требует значительных затрат времени.However, this method has several disadvantages. Thus, the results of the degree of frost resistance of tissues in points obtained by various researchers can vary significantly, i.e. there is a factor of subjectivity eye assessment. Moreover, according to the methodology, it is necessary to evaluate five shoots in three replicates each, which increases the complexity of research and requires a significant investment of time.
Целью изобретения является разработка способа автоматизации и ускорения оценки повреждений плодовых растений морозом при искусственном промораживании и в естественных условиях.The aim of the invention is to develop a method of automation and accelerate the assessment of damage to fruit plants by frost during artificial freezing and in vivo.
Цель достигается за счет определения интенсивности флуоресценции хлорофилла в период перезимовки в тканях камбия и почек однолетних побегов, повредившихся в естественных условиях или после промораживания в морозильной камере. Измерения производятся РАМ-флуориметром после применения импульса света высокой интенсивности (10000 µmol/(m2s), 450 нм). Для регистрации минимального уровня флуоресценции (Fo) побеги освещают модулированным с низкой частотой (5 Гц) измерительным светом (450 нм) низкой интенсивности. Регистрируются максимальный квантовый выход фотохимических реакций фотосистемы II (Fv/Fm) и скорость транспорта электронов фотосистемой II (ETR). При этом прибором оцениваются изменения показателей флуоресценции хлорофилла под действием актиничного света плотностью 190 µmol/(m2s). Установлена высокая корреляционная зависимость между уровнем указанных показателей и степенью зимостойкости растения - у более устойчивых к морозу растений отмечается более высокий уровень максимального квантового выхода и скорость транспорта электронов.The goal is achieved by determining the intensity of chlorophyll fluorescence during the wintering period in the tissues of the cambium and kidneys of annual shoots that were damaged in vivo or after freezing in the freezer. Measurements are taken with a PAM fluorimeter after applying a high-intensity light pulse (10,000 µmol / (m 2 s), 450 nm). To record the minimum level of fluorescence (Fo), the shoots are illuminated with a low-intensity (450 nm) measuring light modulated at a low frequency (5 Hz). The maximum quantum yield of the photochemical reactions of photosystem II (Fv / Fm) and the electron transport rate by photosystem II (ETR) are recorded. In this case, the instrument evaluates changes in the chlorophyll fluorescence under the action of actinic light with a density of 190 µmol / (m 2 s). A high correlation between the level of these indicators and the degree of winter hardiness of the plant has been established - in plants that are more resistant to frost, a higher level of maximum quantum yield and electron transport rate are noted.
Пример 1. Однолетние побеги яблони были проморожены в низкотемпературной установке PC 280/75 (Фригера) -38°C в течение 12 часов согласно методическим рекомендациям, разработанным М.М.Тюриной и Г.А.Гоголевой (1978). У промороженных побегов в камбии и почках после оттаивания были определены уровень максимального квантового выхода фотохимических реакций фотосистемы II (Fv/Fm) и скорость транспорта электронов фотосистемой II (ETR). Отмечена высокая корреляция между показателями скорости транспорта электронов фотосистемой II (ETR) и морозостойкостью растений (табл.1). Наиболее высокими значениями данного показателя характеризовались формы, наименее пострадавшие от мороза.Example 1. Annual shoots of apple trees were frozen in the low-temperature installation PC 280/75 (Frigger) -38 ° C for 12 hours according to the guidelines developed by M. M. Tyurina and G. A. Gogoleva (1978). In thawed shoots in cambium and kidneys after thawing, the level of the maximum quantum yield of the photochemical reactions of photosystem II (Fv / Fm) and the electron transport rate by photosystem II (ETR) were determined. A high correlation between the rate of electron transport by photosystem II (ETR) and frost resistance of plants was noted (Table 1). The highest values of this indicator were characterized by the forms that were least affected by frost.
Пример 2. Однолетние побеги груши в естественных условиях перенесли понижение температуры -33°C. После оттаивания у поврежденных морозом побегов в камбии и почках измеряли уровень максимального квантового выхода фотохимических реакций фотосистемы II (Fv/Fm) и скорость транспорта электронов фотосистемы II (ETR). Отмечена высокая корреляция между показателями скорости транспорта электронов фотосистемой II (ETR) и морозостойкостью растений (табл.2). Наиболее высокими значениями данного показателя характеризовались формы, наименее пострадавшие от мороза.Example 2. The annual shoots of the pear under natural conditions suffered a temperature drop of -33 ° C. After thawing in shoots damaged by frost in cambium and kidneys, the level of maximum quantum yield of photochemical reactions of photosystem II (Fv / Fm) and the electron transport rate of photosystem II (ETR) were measured. A high correlation between the rate of electron transport by photosystem II (ETR) and frost resistance of plants was noted (Table 2). The highest values of this indicator were characterized by the forms that were least affected by frost.
Представленные результаты исследований доказывают, что предлагаемый способ позволяет автоматизировать и ускорить оценку повреждений плодовых растений морозом как при искусственном промораживании, так и в естественных условиях после суровых зим.The presented research results prove that the proposed method allows to automate and accelerate the assessment of damage to fruit plants by frost both during artificial freezing and in natural conditions after severe winters.
ЛитератураLiterature
1. АС СССР, кл. A01G 7/00 A01H 1/04. Способ диагностирования зимостойкости генотипов яблони. / Иванченко Г.М., Фисенко Л.И., Мигин К.В. - №697095, заявл. 18.10.77. №2535781, опубл. 15.11.79.1. AS of the USSR, cl. A01G 7/00 A01H 1/04. A method for diagnosing winter hardiness of apple tree genotypes. / Ivanchenko G.M., Fisenko L.I., Migin K.V. - No. 697095, declared. 10/18/77. No. 2535781, publ. 11/15/79.
2. Денисов В.Ф. Использование нового метода прогнозирования морозоустойчивости растений при сортоизучении яблони. / В.Ф.Денисов // Бюл. науч. инф. ЦГЛ. - 1986. - №43. - С.39-43.2. Denisov V.F. Using a new method for predicting frost resistance of plants during varietal study of apple trees. / V.F.Denisov // Bull. scientific inf. CTF. - 1986. - No. 43. - S. 39-43.
3. Кичина В.В. Селекция плодовых и ягодных культур на высокий уровень зимостойкости (Концепция, приемы, методы). - М, 1999. - 126 с.3. Kichina V.V. Selection of fruit and berry crops for a high level of winter hardiness (Concept, techniques, methods). - M, 1999 .-- 126 p.
4. Кудрявкин B.C. Комплексный лабораторный метод оценки морозостойкости яблони в селекционном процессе. / B.C.Кудрявкин, В.Г.Леонченко, В.А.Суздальцева и др. // Задачи и современные методы селекции плодовых и ягодных культур: Тез. докл. - Ереван, 1987. - С.39-42.4. Kudryavkin B.C. A comprehensive laboratory method for evaluating the frost resistance of an apple tree in a breeding process. / B.C. Kudryavkin, V.G. Leonchenko, V.A. Suzdaltseva, etc. // Tasks and modern methods of selection of fruit and berry crops: Thes. doc. - Yerevan, 1987. - S.39-42.
5. Резвякова С.В. Использование низкочастотного сопротивления для определения морозостойкости яблони. / В.Резвякова, Е.Н.Джигадло // Селекция и семеноводство. - 1994. - №2. - С.9-11.5. Rezvyakova S.V. The use of low-frequency resistance to determine the frost resistance of apple trees. / V. Rezvyakova, E.N. Dzhigadlo // Selection and seed production. - 1994. - No. 2. - S.9-11.
6. Соловьева М.А. Зимостойкость плодовых культур при различных условиях выращивания. - М.: Колос, 1967. - 239 с.6. Solovyova M.A. Winter hardiness of fruit crops under various growing conditions. - M.: Kolos, 1967 .-- 239 p.
7. Суздальцева В.А. Изучение белкового обмена при лабораторном промораживании у различных по зимостойкости генотипов яблони в начальный период зимовки. / В.А.Суздальцева // Бюл. науч. информ. ЦГЛ им. И.В.Мичурина. - Мичуринск, 1983. - Вып.40. - С.7-10.7. Suzdaltseva V.A. Studying protein metabolism during laboratory freezing in apple-tree genotypes of different winter hardiness during the initial wintering period. / V.A. Suzdaltseva // Bull. scientific inform. TGL them. I.V.Michurina. - Michurinsk, 1983 .-- Issue 40. - S.7-10.
8. Трунова В.А. Итоги работы лаборатории зимостойкости В.А. Трунова, С.В. Резвякова // Селекция и сорторазведение садовых культур. - Орел, 1995. - С.240-247.8. Trunova V.A. The results of the winter hardiness laboratory V.A. Trunova, S.V. Rezvyakova // Selection and cultivation of garden crops. - Eagle, 1995 .-- S.240-247.
9. Тюрина М.М. Научные основы селекции на зимостойкость. / М.М.Тюрина // Селекция на зимостойкость плодовых и ягодных культур: Материалы совещ. - М., 1993. - С.17-29.9. Tyurina M.M. The scientific basis of selection for winter hardiness. / M.M. Tyurina // Selection for winter hardiness of fruit and berry crops: Materials of the conference. - M., 1993. - P.17-29.
10. Тюрина М.М. Ускоренная оценка зимостойкости плодовых и ягодных растений. / М.М.Тюрина, Г.А.Гоголева / Методические рекомендации. - М., 1978. - 38 с.10. Tyurina M.M. Accelerated winter hardiness assessment of fruit and berry plants. / M.M. Tyurina, G.A. Gogolev / Methodical recommendations. - M., 1978. - 38 p.
Таблица 1. Зависимость между степенью повреждения побегов яблони и скоростью электронного транспорта (ETR) при искусственном промораживанииTable 1. The relationship between the degree of damage to shoots of apple trees and the speed of electronic transport (ETR) during artificial freezing
Таблица 2. Зависимость между степенью повреждения в естественных условиях и скоростью электронного транспорта (ETR) побегов грушиTable 2. The relationship between the degree of damage in vivo and the speed of electronic transport (ETR) of pear shoots
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012121618/13A RU2514400C2 (en) | 2012-05-25 | 2012-05-25 | Method of evaluation of winter hardiness of fruit plants |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012121618/13A RU2514400C2 (en) | 2012-05-25 | 2012-05-25 | Method of evaluation of winter hardiness of fruit plants |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012121618A RU2012121618A (en) | 2013-11-27 |
RU2514400C2 true RU2514400C2 (en) | 2014-04-27 |
Family
ID=49625108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012121618/13A RU2514400C2 (en) | 2012-05-25 | 2012-05-25 | Method of evaluation of winter hardiness of fruit plants |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2514400C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2652390C1 (en) * | 2017-08-14 | 2018-04-26 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный исследовательский центр "Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук" (ИЦиГ СО РАН) | Method for determination of potential winter hardiness of soft winter wheat |
RU2653016C2 (en) * | 2016-09-30 | 2018-05-04 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО НАУЧНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт фундаментальных проблем биологии Российской академии наук (ИФПБ РАН) | Method of the grapes frost resistance determining |
RU2766187C1 (en) * | 2021-04-26 | 2022-02-09 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр имени И.В. Мичурина" | Method for estimating the gas resistance of woody plants |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117999999B (en) * | 2024-04-09 | 2024-06-14 | 平利县八仙云雾茶业有限公司 | Antifreezing method and system for tea tree in winter |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU357927A1 (en) * | П. Я. Голодрига, А. В. Осипов , И. А. тинов | METHOD FOR DETERMINING GENOTYPIC SPECIFICITY OF FROST- AND COLD-RESISTANCE GROWTH GROWTH | ||
SU1254360A1 (en) * | 1985-03-05 | 1986-08-30 | Ереванский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет | Method of analyzing biological objects |
RU2049385C1 (en) * | 1991-03-29 | 1995-12-10 | Институт физиологии растений им.К.А.Тимирязева РАН | Method for assessment of plant resistance to stress factors |
RU2128423C1 (en) * | 1996-05-05 | 1999-04-10 | Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур | Method for determining frost resistance of apple tree clonal rootstock |
-
2012
- 2012-05-25 RU RU2012121618/13A patent/RU2514400C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU357927A1 (en) * | П. Я. Голодрига, А. В. Осипов , И. А. тинов | METHOD FOR DETERMINING GENOTYPIC SPECIFICITY OF FROST- AND COLD-RESISTANCE GROWTH GROWTH | ||
SU1254360A1 (en) * | 1985-03-05 | 1986-08-30 | Ереванский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет | Method of analyzing biological objects |
RU2049385C1 (en) * | 1991-03-29 | 1995-12-10 | Институт физиологии растений им.К.А.Тимирязева РАН | Method for assessment of plant resistance to stress factors |
RU2128423C1 (en) * | 1996-05-05 | 1999-04-10 | Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур | Method for determining frost resistance of apple tree clonal rootstock |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЛЫСЕНКО Н.Н. и др. Влияние фунгицида пропиконазол на растения яровых зерновых культур в условиях засухи и патогенеза// Вестник ОрелГАУ N3 (30), июнь 2011, Научное обеспечение развития растениеводства, с.58-64. CSAPO B. et al. Fluorescence induction characteristics of maise inbred lines after long-term chilling treatment during the early phase of development //Photosynthetica, Vol.25, N 4, 1991, Р.575-582 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2653016C2 (en) * | 2016-09-30 | 2018-05-04 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО НАУЧНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт фундаментальных проблем биологии Российской академии наук (ИФПБ РАН) | Method of the grapes frost resistance determining |
RU2652390C1 (en) * | 2017-08-14 | 2018-04-26 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный исследовательский центр "Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук" (ИЦиГ СО РАН) | Method for determination of potential winter hardiness of soft winter wheat |
RU2766187C1 (en) * | 2021-04-26 | 2022-02-09 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр имени И.В. Мичурина" | Method for estimating the gas resistance of woody plants |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012121618A (en) | 2013-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2514400C2 (en) | Method of evaluation of winter hardiness of fruit plants | |
Grossnickle et al. | Fall acclimation and the lift/store pathway: effect on reforestation | |
Tanner et al. | Considerations for large-scale implementation of dormant budwood cryopreservation | |
Pušpure et al. | Tree-ring width of European ash differing by crown condition and its relationship with climatic factors in Latvia | |
Percival et al. | An assessment of the freezing tolerance of urban trees using chlorophyll fluorescence | |
Percival | Identification of foliar salt tolerance of woody perennials using chlorophyll fluorescence | |
Sagi et al. | Physiological and phyto-pathological assessment scion-rootstock combinations for apple cv. Aport and M. sieversii | |
CN101223855A (en) | Method for predicting differentiation ability of rubber tree secondary milk tube in seedling stage | |
RU2653016C2 (en) | Method of the grapes frost resistance determining | |
Nenko et al. | Winter resistance of the apple-tree varieties in the south of Russia | |
Green et al. | Direct cryopreservation of winter buds of nine cultivars of blackcurrant (Ribes nigrum L.) | |
CN112930902A (en) | Method for improving grafting survival rate of blueberries by using micro-freezing technology | |
RU2370942C1 (en) | Method of determining frost-resistance of winter grain crops | |
RU2626586C1 (en) | Method of assessing selection material of pea by leaf photosynthesis rate | |
Rosetti et al. | A detailed description of morphological and anatomical characters of olive (Olea europaea) fruits in relation to phenological growth stages | |
Haase et al. | Relationships among chilling hours, photoperiod, calendar date, cold hardiness, seed source, and storage of Douglas-fir seedlings | |
Haase | Seedling phenology and cold hardiness: moving targets | |
RU2815448C2 (en) | Method of assessing grape genotypes drought and salinity resistance | |
RU2800826C1 (en) | Method for assessing the state of the collection fund of the botanical garden using the integral indicator of the ecological sustainability of dendro collections | |
Vogiatzi et al. | Gas exchange measurement as a non-destructive viability assay for frozen-thawed, winter-dormant apple buds | |
CN117344053B (en) | Method for evaluating physiological development process of plant tissue | |
Konopelko | The prognostication of the rooting ability of apple stem cuttings by indices of seasonal growth of shoots | |
RU2685151C1 (en) | Method of assessing and selecting soi-high-road genotypes of soy in the regional conductivity of water vapors | |
RU2800826C9 (en) | Method for assessing the state of the collection fund of the botanical garden using the integral indicator of the ecological sustainability of dendro collections | |
RU2789754C1 (en) | Method for preliminary selection of new genotypes of clone rootstocks of apple trees by quantitative determination in the nursery of the growth strength index of graft-rootstock combinations obtained on their basis |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150526 |