Результат интеллектуальной деятельности: Способ оценки генотипов гречихи по интенсивности транспирации

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в селекции при создании сортов гречихи с высокой и стабильной продуктивностью, устойчивых к засухе.

Транспирация служит важным физиологическим механизмом саморегуляции растений в обеспечении полноценного роста и развития:

- уберегает растение от перегрева, что особенно важно для фотосинтеза, так как защищает хлоропласты от разрушения.

- создает непрерывный ток воды из корневой системы к листьям, который связывает все органы растения в единое целое.

- с транспирационным током передвигаются растворимые минеральные и частично органические питательные вещества (чем интенсивнее транспирация, тем быстрее идет этот процесс).

При этом количество воды, испаряемой растением, во много раз превосходит объем содержащейся в нем воды. К.А. Тимирязев назвал транспирацию, в том объеме, в каком она идет, необходимым физиологическим злом. Поэтому экономный расход воды составляет одну из важнейших проблем сельскохозяйственной практики, которую можно решить с помощью селекции, проводя целенаправленный отбор генотипов с повышенной или пониженной интенсивностью транспирации листьев, которые являются основными транспирирующими органами растений.

Известен способ отбора жаростойких генотипов зерновых культур, основанный на определении интенсивности транспирации флагового и подфлагового листьев в фазу колошения - молочно восковой спелости растений, при этом измерения интенсивности осуществляют не раньше чем через 1 ч и не позже 6 ч после начала освещения растений при температуре воздуха 28-34°C и освещенности не менее 20000 лк. Интенсивность транспирации выражают в мг потерянной влаги за 1 ч на 1 г сырой массы листа. К жаростойким относят генотипы с максимальным значением интенсивности транспирации (авторское свидетельство №1466681) [1].

Данный способ трудоемок и не предназначен для определения интенсивности транспирации листьев на интактных растениях в полевых условиях, не позволяет оценивать в массовом количестве селекционный материал, выделять из него наиболее ценные генотипы с сохранением для последующей работы.

Наиболее близким к заявляемому является способ оценки растений по транспирации, включающий измерение интенсивности транспирации отрезков стеблей десятидневных растений, помещенных в измерительные камеры, изолированные от внешней среды. При этом измеряют с помощью емкостных датчиков массу отрезков стеблей и производят два разделенных временным интервалом измерения влажности воздуха в камерах с одновременным контролем температуры воздуха и по величине отношения приращения влажности к массе отрезков стеблей в степени 2/3 отбирают растения с заданными свойствами (авторское свидетельство №997632) [2].

Недостатком данного способа является трудоемкая и длительная подготовка растений к анализу (каждое растение помещают в отдельную измерительную камеру), что не дает возможность объективно оценить естественное состояние растительного организма в полевых условиях у большого количества генотипов гречихи.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение трудоемкости, повышение объективности оценки и эффективности выделения из большого количества исходного материала ценных источников высокой и низкой интенсивности транспирации для селекции. Может быть использовано, к примеру, при создании засухоустойчивых сортов, а также формирующих высокую и стабильную урожайность.

Поставленная задача достигается за счет того, что в заявляемом способе оценки генотипов гречихи по интенсивности транспирации, включающем измерение интенсивности транспирации с помощью измерительной камеры, согласно изобретению для измерения транспирации используют 3 лист сверху генеративной части главного стебля на 10 день после начала цветения на интактных растениях с 9:00 до 10:00 часов дня.

Сущность предлагаемого решения поясняется таблицами и чертежами, где в табл. 1 представлена интенсивность транспирации листьев у генотипов гречихи в разные периоды развития, в табл. 2 интенсивность транспирации листьев у генотипов гречихи в зависимости от уровня их освещенности, в табл. 3 интенсивность транспирации листьев у сортов гречихи в зависимости от расположения листа на главном стебле растений, на фиг. 1 дневной ход интенсивности транспирации листьев у сортов гречихи с разной продуктивностью растений, а на фиг. 2 представлен генотипический интервал варьирования интенсивности транспирации листьев у растений гречихи в период цветения +10 дней.

Экспериментально установлено, что современные генотипы гречи обладают наибольшей разницей в транспирации на десятый день после начала цветения (табл. 1) при проведении измерения с 9:00 до 10:00 часов дня (фиг. 1) и интенсивности освещения в 60000 лк (табл. 2) на 3 листу сверху генеративной части главного стебля растений (табл. 3), что позволяет оценить генотипы по интенсивности транспирации и выделить перспективные из них для вовлечения в селекцию культуры (фиг. 2).

Способ осуществляется следующим образом.

В полевых условиях на интактных растениях генотипов гречихи с помощью переносного газоанализатора оценивают интенсивность транспирации. Измерения проводятся на листьях, расположенных в генеративной части главного стебля растений на 10 день после наступления периода цветения с 9:00 до 10:00 часов, при интенсивности освещения в измерительной камере газоанализатора 60000 лк.

Пример

Определение интенсивности транспирации проводят на 3 листе сверху генеративной части главного стебля растений на 10 день после начала цветения. Объектом оценки являются коллекционные и селекционные образцы гречихи, произрастающей в полевом селекционном севообороте. Измерения осуществляют на интактных растениях с 9:00 по местному времени и продолжают до 10:00. На опытной делянке отмечают здоровые, типичные растения для оцениваемого сорта или линии гречихи без видимых повреждений листьев. Определение интенсивности транспирации осуществляют с помощью переносного газоанализатора марки LI-6400XT. В соответствии с инструкцией (Portable Photosynthesis System, LI-COR: Biosciences, www.licor.com) [3], перед началом работы в измерительной камере прибора устанавливают интенсивность освещения на уровне 60000 лк и прикрепляют ее к измеряемому листу растения. В течение 1,5-2 минут ожидают стабилизации газообмена в измерительной камере. После чего нажатием соответствующей кнопки фиксируют значение интенсивности транспирации, которое отображается на цифровом экране прибора. Затем рабочую камеру открепляют и переходят к измерению интенсивности транспирации листьев следующего растения. Последовательность действий повторяется. Повторность измерений по каждому генотипу 5-7-кратная. Производительность составляет 30-45 измерений.

Таким образом, используя данный способ, можно: с высокой точностью и минимальными затратами времени проводить оценку интенсивности транспирации гречихи в полевых условиях экспресс-методом с сохранением растений для последующей оценки по хозяйственно-полезным признакам: урожайности, качеству зерна, устойчивости к биотическим и абиотическим стрессорам; а благодаря широкому диапазону варьирования признака выделять перспективные сорта и линии с требуемым значением интенсивности транспирации растений для включения их в селекционный процесс культуры.