RU2798527C1 - Method for determining resistance of soybean varieties to prolonged waterlogging and flooding of the soil - Google Patents
Method for determining resistance of soybean varieties to prolonged waterlogging and flooding of the soil Download PDFInfo
- Publication number
- RU2798527C1 RU2798527C1 RU2022110780A RU2022110780A RU2798527C1 RU 2798527 C1 RU2798527 C1 RU 2798527C1 RU 2022110780 A RU2022110780 A RU 2022110780A RU 2022110780 A RU2022110780 A RU 2022110780A RU 2798527 C1 RU2798527 C1 RU 2798527C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chlorophyll
- flooding
- soil
- waterlogging
- content
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к физиологии сельскохозяйственных растений и селекции сои. The invention relates to agriculture, in particular to the physiology of agricultural plants and soybean breeding.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ оценки адаптивного потенциала зерновых культур при стрессовом воздействии, включающий проращивание семян в рулонной культуре в термостате на воде. Затем часть двухдневных проростков исследуемой культуры переносят на 0,2 мМ раствор диквата и в 5-дневных проростках, после выдерживания на свету в течение 45 минут, определяют фотосинтетические пигменты, как показатели устойчивости к стрессовому воздействию и по разности фотосинтетических пигментов в контроле и после стрессового воздействия оценивают адаптивный потенциал исследуемой культуры (Патент RU № 2651284). Closest to the proposed invention is a method for assessing the adaptive potential of crops under stress, including the germination of seeds in a roll culture in a water thermostat. Then, a part of two-day-old seedlings of the studied culture are transferred to a 0.2 mM diquat solution, and in 5-day-old seedlings, after exposure to light for 45 minutes, photosynthetic pigments are determined as indicators of resistance to stress and by the difference between photosynthetic pigments in control and after stress. impacts evaluate the adaptive potential of the studied culture (Patent RU No. 2651284).
Содержание хлорофилла определяют по формуле Вернера (90%-ный ацетон):The chlorophyll content is determined by the Werner formula (90% acetone):
где Ca, Cb – концентрация хлорофиллов a, b, мг/л.where C a , C b – concentration of chlorophylls a, b, mg/l.
Затем вычисляют содержание пигментов в растительном материале, мг/г сырой массы:Then the content of pigments in the plant material is calculated, mg/g fresh weight:
где: С – концентрация пигментов, мг/л; V – объем вытяжки, мл (25 мл); Р – навеска растительного материала, г.where: C is the concentration of pigments, mg/l; V is the extract volume, ml (25 ml); P is a sample of plant material, g.
Недостатком данного способа является отсутствие в перечне стрессов длительного переувлажнения или затопления. Данный способ оценки адаптивного потенциала зерновых культур при стрессовом воздействии не может быть использован для установления устойчивости растений сои к длительному переувлажнению или затоплению. The disadvantage of this method is the absence of prolonged waterlogging or flooding in the list of stresses. This method for assessing the adaptive potential of grain crops under stress cannot be used to establish the resistance of soybean plants to prolonged waterlogging or flooding.
Предлагаемое изобретение может быть использовано для сравнительной оценки сортов на устойчивость к длительному переувлажнению почвы при влажности почвы 100 % предельно полевой влагоемкости (ППВ) и при искусственном затоплении почвы до 120 % ППВ в лабораторных условиях.The proposed invention can be used for comparative evaluation of varieties for resistance to prolonged waterlogging of the soil at soil moisture of 100% of the maximum field moisture capacity (FWC) and with artificial soil flooding up to 120% of FW in laboratory conditions.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. The essence of the proposed method is as follows.
На первых этапах генеративного развития у сортов сои, не устойчивых к переувлажнению, наблюдаются колебания в изменении содержания хлорофилла b в течение первых 6 суток резкого повышения влажности почвы. Более четко эти колебания прослеживаются при изучении соотношения между хлорофиллом а и b. У сортов устойчивых к переувлажнению (сорт Евгения) колебаний в содержании хлорофилла b в листьях не происходит. Такие колебания являются показателем (маркером), указывающим на устойчивость сорта к переувлажнению (сорт Евгения, фиг.). At the first stages of generative development in soybean varieties that are not resistant to waterlogging, there are fluctuations in the change in the content of chlorophyll b during the first 6 days of a sharp increase in soil moisture. These fluctuations are more clearly seen when studying the ratio between chlorophyll a and b. Varieties resistant to waterlogging (variety Evgenia) do not fluctuate in the content of chlorophyll b in the leaves. Such fluctuations are an indicator (marker) indicating the resistance of the variety to waterlogging (variety Evgenia, fig.).
Целью изобретения является определение показателей, отражающих устойчивость растений сои к переувлажнению и затоплению почвы на основе закономерностей в изменениях содержания хлорофилла a и хлорофилла b, и соотношения между ними, в динамике по фазам роста и развития растений различных сортов сои.The aim of the invention is to determine indicators that reflect the resistance of soybean plants to waterlogging and flooding of the soil based on patterns in changes in the content of chlorophyll a and chlorophyll b, and the relationship between them, in the dynamics of the growth and development phases of plants of various soybean varieties.
Поставленная цель достигается тем, что в искусственных условиях затопления, с использованием гидропонной установки в сосудах с фазы R1 (начало цветения) создаются условия длительного затопления почвы, на этапах роста и развития растений в течение 24 суток с момента затопления проводится отбор листьев и определяется содержание хлорофилла. Отборы проб листьев осуществляют при наступлении следующих репродуктивных фаз роста и развития: R2 (полное цветение, 3 суток затопления), R3 (начало образование бобов, 6 суток затопления), R4 (формирование бобов, 10 суток затопления), R5 (начало формирования семян, 15 суток затопления), R6 (налив семян, 20 суток затопления и 24 суток затопления). Определение хлорофилла проводится в спиртовой вытяжке по методике А.П. Кудряшова (Физиология растений: лабораторный практикум для студентов биологического факультета (А. П. Кудряшов и др. – Минск: БГУ, 2011. – [Электронный ресурс] URL: http//www.elib.bsu.by). Определение оптической плотности полученного раствора производят на спектрофотометре при длинах волн 665 и 649 нм. Измерения проводят не менее трех раз и вычисляют среднее значение.This goal is achieved by the fact that under artificial conditions of flooding, using a hydroponic installation in vessels from the R 1 phase (beginning of flowering), conditions for prolonged flooding of the soil are created, at the stages of growth and development of plants within 24 days from the moment of flooding, leaves are selected and the content of chlorophyll. Leaf sampling is carried out at the onset of the following reproductive phases of growth and development: R 2 (full flowering, 3 days of flooding), R 3 (beginning of pod formation, 6 days of flooding), R 4 (bean formation, 10 days of flooding), R 5 ( beginning of seed formation, 15 days of flooding), R 6 (seed filling, 20 days of flooding and 24 days of flooding). The determination of chlorophyll is carried out in an alcohol extract according to the method of A.P. Kudryashova (Plant physiology: laboratory workshop for students of the Faculty of Biology (A.P. Kudryashov et al. - Minsk: BGU, 2011. - [Electronic resource] URL: http//www.elib.bsu.by). Determination of the optical density of the obtained the solution is produced on a spectrophotometer at wavelengths of 665 and 649 nm.Measurements are carried out at least three times and the average value is calculated.
Концентрация пигментов (С) в мг/л вычисляется по формуле Вернера (этиловый спирт 96%): The concentration of pigments (C) in mg/l is calculated using the Werner formula (ethyl alcohol 96%):
где: Сa – концентрация хлорофилла a; Cb – концентрация хлорофилла bwhere: С a – concentration of chlorophyll a; Cb is the concentration of chlorophyll b
в мг/л; D – найденный для исследуемого экстракта коэффициент оптической плотности (при толщине слоя 1 см) на указанных длинах волн. Определение количества пигментов в расчете на 1 г проводится по формуле:in mg/l; D is the coefficient of optical density found for the studied extract (with a layer thickness of 1 cm) at the indicated wavelengths. The determination of the amount of pigments per 1 g is carried out according to the formula:
где: A – количество пигментов, мг/г сухой или сырой массы; C – концентрация пигментов, в мг/л; V – объем вытяжки пигментов, в мл; m – навеска, в г.where: A is the amount of pigments, mg/g dry or wet weight; C is the concentration of pigments, in mg/l; V is the volume of pigment extract, in ml; m - sample, in the city of
Известных авторам из научно-технической и патентной литературы решений с данной совокупностью признаков не обнаружено.No solutions known to the authors from the scientific, technical and patent literature with this set of features were found.
ПримерExample
В лаборатории, с использованием гидропонной установки, были созданы условия длительного затопления в сосудах, начиная с фазы R1 (начало цветения). Корневая система растений находилась под слоем воды в течение 24 суток. Образцы листьев для определения содержания хлорофилла отбирали через 3, 6, 10, 15, 20, 24 суток после затопления почвы. Содержание хлорофилла определяли в спиртовой вытяжке, по формулам 5, 6 и 7. Для изучения использовали сорта, отличающиеся по данным селекционеров устойчивостью к переувлажнению почвы - сорт сои Евгения и неустойчивостью – сорт сои Китросса. In the laboratory, using a hydroponic setup, long-term flooding conditions were created in the vessels, starting from the R 1 phase (the beginning of flowering). The root system of plants was under a layer of water for 24 days. Leaf samples for determination of chlorophyll content were taken 3, 6, 10, 15, 20, and 24 days after soil flooding. The content of chlorophyll was determined in an alcohol extract, according to
Установлено, что сорта по-разному реагируют на затопление почвы. При создании в лабораторных условиях режима затопления в динамике изменения уровня хлорофилла a в листья у среднеспелого сорта Китросса и устойчивого к переувлажнению сорта Евгения существенных изменений не наблюдали. Реакция фотосистемы неустойчивого к переувлажнению сорта Китросса проявляется в волнообразном изменении концентрации хлорофилла b в течение 15 суток затопления. При этом выявлено, что содержание хлорофилла b периодически то возрастает, то снижается. Наиболее четко такая волнообразность наблюдается при анализе динамики изменений соотношения между хлорофиллом a и хлорофиллом b (табл.). It has been established that varieties react differently to soil flooding. When creating a flooding regime in laboratory conditions, no significant changes were observed in the dynamics of changes in the level of chlorophyll a in the leaves of the mid-ripening variety Kitrossa and the variety Evgenia resistant to waterlogging. The reaction of the photosystem of the Kitrossa variety, which is not resistant to waterlogging, manifests itself in a wave-like change in the concentration of chlorophyll b during 15 days of flooding. At the same time, it was found that the content of chlorophyll b periodically increases and then decreases. This undulation is most clearly observed when analyzing the dynamics of changes in the ratio between chlorophyll a and chlorophyll b (table).
Таблица. Динамика изменения содержания хлорофилла (мг/г) в листьях сортов сои при затоплении Table. Dynamics of changes in the content of chlorophyll (mg/g) in the leaves of soybean varieties during flooding
Таким образом, изучая в лабораторных условиях динамику изменения в содержании хлорофилла a и b в листья сои при затоплении почвы можно установить устойчивость того или иного сорта к длительному переувлажнению или затоплению почвы. Этот метод можно применить и в полевых условиях, в период длительного переувлажнения почвы, отбирая листья сои и определяя содержание хлорофилла a и b в листьях и их соотношение, что может быть использовано селекционерами в оценке сортов сои при передаче их в Государственное сортоиспытание.Thus, by studying the dynamics of changes in the content of chlorophyll a and b in soybean leaves under laboratory conditions during soil flooding, it is possible to establish the resistance of one or another variety to prolonged waterlogging or flooding of the soil. This method can also be applied in the field, during a period of prolonged waterlogging of the soil, by selecting soybean leaves and determining the content of chlorophyll a and b in the leaves and their ratio, which can be used by breeders in assessing soybean varieties when submitting them to the State Variety Test.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2798527C1 true RU2798527C1 (en) | 2023-06-23 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2651284C1 (en) * | 2017-03-07 | 2018-04-19 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова" | Method for assessing adaptive potential of grain crops exposed to stress |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2651284C1 (en) * | 2017-03-07 | 2018-04-19 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова" | Method for assessing adaptive potential of grain crops exposed to stress |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JIN-WOONG CHO et al. Comparison of Photosynthetic Response of Two Soybean Cultivars to Soil Flooding //J.Fac.Agr.Kyushu Univ., N 2, Vol.51, 2006, p. 227-232. JAE-EUN LEE et al. //Responses of Root Growth Characters to Waterlogging in Soybean [Glycine max (L.) Merrill] //Korean J.Crop Sc., N 1,Vol.55, 2010, p. 1-7. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Akram et al. | Appraisal of physiological and biochemical selection criteria for evaluation of salt tolerance in canola (Brassica napus L.) | |
| Rogers et al. | Growth and reproduction of Potamogeton crispus in a South African lake | |
| Boyer et al. | Afternoon Water Deficits and Grain Yields in Old and New Soybean Cultivars 1 | |
| Hurme et al. | Climatic adaptation of bud set and frost hardiness in Scots pine (Pinus sylvestris) | |
| Hanson et al. | Evaluation of Free Proline Accumulation as an Index of Drought Resistance Using Two Contrasting Barley Cultivars 1 | |
| Thompson | The functional ecology of soil seed banks. | |
| Mayland et al. | Ash, carbon isotope discrimination, and silicon as estimators of transpiration efficiency in crested wheatgrass | |
| Nautiyal et al. | Evaluation of wild Arachis species for abiotic stress tolerance: I. Thermal stress and leaf water relations | |
| Grzesiak et al. | Evaluation of physiological screening tests for breeding drought resistant triticale (x Triticosecale Wittmack) | |
| Pittaro et al. | Salt tolerance variability among stress‐selected Panicum coloratum cv. Klein plants | |
| Young et al. | Temperature Requirements for Seed Germination in an Annual‐Type Rangeland Community 1 | |
| Sarala et al. | Growth and pigmentation of various species under blue light depletion | |
| RU2798527C1 (en) | Method for determining resistance of soybean varieties to prolonged waterlogging and flooding of the soil | |
| Lortie et al. | The facilitative effects by seeds and seedlings on emergence from the seed bank of a desert annual plant community | |
| Morrison et al. | Inoculation of detached cotyledons for screening soybeans against two races of Phytophthora Megasperma Var. Sojae 1 | |
| Heiner et al. | Early growth and drought avoidance in Douglas-fir seedlings | |
| Barua et al. | Phenotyping rice (Oryza sativa L.) genotypes for physiological traits associated with tolerance of salinity at seedling stage | |
| Springer | How does plant population density affect the biomass of Ravenna grass? | |
| Shen et al. | Heat Adaptability of the Tomato1 | |
| Ruttanaprasert et al. | Diversity of physiological traits in Jerusalem artichoke genotypes under non-stress and drought stress | |
| O'Toole et al. | Seedlings Stage Drought Response in Rice 1 | |
| Baskin et al. | Germination and survival in a population of the winter annual Alyssum alyssoides | |
| RU2651284C1 (en) | Method for assessing adaptive potential of grain crops exposed to stress | |
| RU2643833C1 (en) | Method of evaluating frost resistance of winter barley | |
| Clements et al. | Diffuse knapweed (Centaurea diffusa) seed germination |