Способ определения холодоустойчивости растений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Научно-исследовательский институт химии при Горьковском орденаТрудового Красного Знамени государственном университете им. Н.И. Лобачевского(54)(57)СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХОЛОДОУСТОЙЧИВОСТИ РАСТЕНИЙ, включающийпонижениетемпературы растения споследующим повышением ее до первоначальной величины, регистрациюфункционального состояния растения,801219016 А(51)4 А 01 Н 1/04 А 01 С 7 00 отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса определения устойчивости отдельно взятого растения, температурным фактором воздействуют на один конец растения, регистрацию функционального состояния растения осуществляют путем измерения разности биоэлектрических потенциалов на различных концах растений, затем повторно понижают температуру одного конца растения с последующим повышением температуры, определяют критические температуры перед скачками биопотенциалов для второго и первого охлаждений растения, вычисляют отношение этих температур, по которому оценивают холодоустойчивостьрастения.1Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам выявления холодоустойчивости растений,Цель изобретения - ускорение процесса определения устойчивости отцельно взятого растения.На фиг, 1 представлено устройство для реализации способа определения холодоустойчивости растений; на фиг, 2 - графики зависимостей биопотенциалов на концах растений во времени при термических воздействиях.Устройство реализации способа содержит кювету 1 с боковыми проре - зями 2, заполненную водой с температурой 21-23 С, Дно кюветы 1 контактирует с поверхностью полупроводникового охлаждающего элемента 3, Жидкость, охлаждающая элемент, подают из термостата ч. Охлаждающий элемент 3 связан через переключатель 5 с выпрямителем б. Б кювете 1 установлен термистор , расположенный на уровне нижней поверхности укрепленного стебля и электрически связанный с ууавновешенным мостом 8, Измерительный хлорсеребряный электрод 9 контактирует с водой в кювете., а эпектрод 10 для сравнения с омывающим корни раствором 11, Электроды 9 и 10 связаны с самопишущим потен - циометром 12 и рП - метром 13. Способ осуществляют следующимобразом, Участок стебля или листового черешка растения постепенно, с градноентом 0,5-3 С/мин, охлаждают в зоче жидкостного контакта с измерительным электродом 9. Электрод для сравнения располагают на означительном удалении от первого, например, он контактирует.с корнями или с листовой пластинкой. Ведут синхронную запись изменения разности потенциалов между электродами 9 и 10 и температуры, Последнюю снижают от исходной до любой низкой положительной температуры, но всегда не менее, чем до критической температуры возникновения фазы быстрой негативации участка стебля растения в зоне измерительного электрода, что соответствует быстрой деполяризации охлаждаемых клеток. Затем с тем же или близкимградиентом восстанавливают исходнуютемпературу. фиксируют температур 21901 бный режим как на верхнем, так и на нижнем уровне.Последующий циклический термоимпульс подают нерез временной интервал, подбираемый для данного вида растений таким образом, что не происходит полного восстановления исходной разности потенциалов между электродами 9 и 10 после первого воздействия. В этом случае происходит смещение критической температуры возникновения резкой деполяризации охлаждаемых клеток в сторону более низких температур. Смещение температурного порога характеризует ацаптивные способности исследуемого растения к холодовому воздействию, т,е, холодоустойчивость. Определение холодоустойчивости можно проводить как нацелых растениях в любой фазе онтогенеза, так и на заранее отделенных органах (побегах или отдельных черешках). П р и м е р. Выбирают огурцы среднеспелого сорта "11 еросимый 40", которые прорашивают на фильтровальной, о,бумаге при 22-23 С, Половина растении подвергается процедуре закаливания, Для этого их выдерживают при10 С с 3 подень (считая с моментазамачивания) и затем возвращают висходные условия, Контрольные растения все время находятся в исходных условиях. Известно, что после процедуры закаливания растения становятся более холодоустойчивыми, Сравнение проводят между контрольными и закаленными растениями на 9-10 день. Поскольку сравнивают растения не только одного вида, нои одного сорта, т,е. одного и тогоже генотипа, то все обнаруженные изменения в характере ответа на термоимпульс должны быть отнесенык различию устойчивости растенийк холодовому воздеиствию,Характер восстановительных процессов, т.е. медленной реполяризации, протекающей при возвращениитемпературы на исходный уровень, также различен у закаленных и не- закаленных растений. Но наиболее яркие различия наблюдаются в ходеответнои реакции на последующее воздействие, которое наносили через 5 мин после окончания первого термоимпульса. За этот промежуток времени закаленные холодоустойчиТС Филиал ПППг.Ужгород, у тент",Проектная,вые растения восстанавливают своисвойства в большей степени и поэто.му обнаруживают меньший сдвиг критических температур быстрой деполяризации в сторону охлаждения, чемнеэакаленные. По сравнению с последними они начинают отвечать резкой деполяризацией раньше по времени, т.е. при более высоких температурах, чем неэакаленные,На графиках приведены типичныерезультаты опыта на закаленных растениях (изображено сплошной линией; 1.1 - первое воздействие 1.2второе воздействие) и контрольногоопыта (изображено пунктиром: 2.1 и2.2 - первое и второе воздействиесоответственно) с проростками огурцов сорта "Неросимый цО". Точкамиобозначено изменение температуры,Как видно из совмещенной записиэксперимента, первоначально наблюдается медленное изменение регистрируемого параметра разности потенциалов между электродами. Очевидносначала протекает пассивный процессуменьшения мембранного потенциалаохлаждаемых клеток в соответствиис линейной зависимостью электродиффузионных процессов на плазматических мембранах от температуры,Затем при некой критической температуре Т , характерной для каждогоотдельного растения, наблюдается рез 906 4кое увеличение скорости деполяризации постепенно охлаждаемых клеток.Оно уже не объясняется простыми физико-химическими закономерностями иявляется активной реакцией клетокрастения. Характерно, что деполяризация клеток у закаленных растенийсменяется интенсивной реакцией реполяриэации, т.е. восстановления мем бранного потенциала. Продолжающеесядействие охлаждения снова вызываетдеполяриэацию, затем реполяризациюи так с затуханием несколько развплоть до выхода на новый устойчи вый уровень, У незакаленных растенийкинетика перехода обычно имеет болеепростой характер.В качестве индивидуального показателя холодоустойчивости каждого 20 исследованного растения относительный коэффициент холодовой адаптацииК, который равен отношению критических температур возникновения реакций быстрой деполяризации при пов торном (в данном примере через15 мин) и исходном термовоздействияхК = Т /Т к (и,=1 кд 1,/Ткр 1.- 0,869; Т =Тр /Тр 0,528).Чем меньше коэффициент, тем хуже З 0 адаптационные способности, тем хужеустойчивость к холодовому воздействию.Таким образом ускоряют процессопределения устойчивости растения. ВНИИПИ Заказ 1171/4 Тираж 679 Подписное