SU1470237A1 - Method of evaluating the photosynthesis system of plants - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области сельского хоз йства, а именно к способам физиологических исследований и селекции. Цель изобретени  - повышение объективности и ускорение оценки. Растени  выращивают до одной из фаз генеративного развити , расчлен ют на органы, которые взвешивают, гомогенизируют и определ ют в них концентрацию хлорофилла и скорость реакции Хилла. По полученным данным рассчитывают фотовосстановительный потенциал каждого из органов ФВП _органа=M^.[хл]^.СРХ, где ФВП_органа - фотовосстановительный потенциал органа, мкмThe invention relates to the field of agriculture, namely to methods of physiological research and selection. The purpose of the invention is to increase objectivity and speed up evaluation. Plants are grown to one of the phases of generative development, dissected into organs that are weighed, homogenized, and their chlorophyll concentration and Hill reaction rate are determined. According to the data obtained, the photoreduction potential of each of the organs of the FVP of the _organ = M is calculated ^{. [chl].} CPH, where the _organ FVP is the photoreduction potential of the organ, mkm

M - масса органа, гM is the mass of the body, g

[хл] - концентраци  хлорофилла, мг/г[Chl] - chlorophyll concentration, mg / g

СРХ - скорость реакции Хилла, мкм, восстановленного феррицианида на 1 мг хлорофилла за 3 мин. О перспективности генотипа суд т по отношению его фотовосстановительного потенциала к фотовосстановительному потенциалу сорта стандарта, при ФВПI*981 генотип относ т к неперспективному, при ФВПI=1 - к равноценному, при ФВПI*981,25-к перспективному. 2 табл.CPX — Hill reaction rate, μm, reduced ferricyanide per 1 mg chlorophyll per 3 min. The prospects of a genotype are judged by the ratio of its photoreductive potential to the photoreductive potential of a standard variety, with FVPI * 981 genotype attributed to unpromising, with FVPI = 1 - to equivalent, with FVPI * 981,25 to promising. 2 tab.

Description

Изобретение относитс  к области сельского хоз йства, а именно к способам физиологических исследований и селекции.The invention relates to the field of agriculture, namely to methods of physiological research and selection.

Цель изобретени  - повышение объективности и ускорение оценки.The purpose of the invention is to increase objectivity and speed up evaluation.

Способ основан на том, что провод т одноразовый отбор образцов во всех фотосинтезирующих в данную фазу органах, определ ют их массу и скорость реакции Хилла в каждом органе, а о работе фртосинтетического аппарата суд т по фотовосстановительному потенциалу побега, интегрирующему фотовосстановительный потенциал органов , который рассчитывают по формулеThe method is based on the fact that a one-time sampling is carried out in all organs of photosynthesizing in this phase, their mass and rate of Hill reaction in each organ are determined, and the work of the phytosynthetic apparatus is judged by the escape photoreduction potential integrating the photoreduction potential of the organs, which is calculated according to the formula

ФВПPWF

оргаирorganizer

где ФВП„р „ дWhere is FVP „p„ d

,,

- фотовосстановительныи потенциал органа,- photoreduction potential of the organ,

МгСМ уMgSM

m - масса органа, г;m is the mass of the body, g;

хл - концентраци  Хлорофилла , МГ/Г , скорость реакции Хил-Chl - Chlorophyll concentration, MG / H, Heath reaction rate

СРХCPX

ла, мкм восстановленного феррициани- да на 1 мг хлорофилла за 3 мин.la, μm reduced ferricyanide per 1 mg of chlorophyll for 3 minutes.

В качестве показател  отбора по органу, на который надо вести селекцию на улучшение фотосинтетического аппарата, используют отношение фотовосстановительного потенциала органа к фотовосстановительному потенциалуThe ratio of the photoreductive potential of the body to the photoreduction potential is used as an indicator of selection by the organ to which it is necessary to conduct selection for the improvement of the photosynthetic apparatus.

побега. .escape .

О перспективности генотипа суд т по отношению его фотовосстановительного потенциала к фотовосстановитель- ному потенциалу сортостандарта, приThe prospects of a genotype are judged by the ratio of its photoreductive potential to the photoreductive potential of the

ФВП ФВПс тивному.FPP FVPsivnomu.

1 генотип относ т к неперспек- ФВП1 1 genotype refers to non-FWP1

приat

ФВПсFVPs

1 - к равноцен1 ,25 - к перспективФВП1 ному,  1 - to the equivalent of 1, 25 - to the prospect of FVP1,

ному.nomu.

При определении перспективного генотипа (по отношению к сортостандар- ту) вз т показатель 5- 1,25, а не 1 потому, что при различи х 25% разница считаетс  существенной.When determining the perspective genotype (in relation to the grade standard), an indicator of 5-1.25 is taken, and not 1 because, with differences of 25%, the difference is considered significant.

Способ осуществл етс  следующимThe method is as follows.

образом.in a way.

Растени  выращивают до одной из фаз генеративного развити , затем расчлен ют на органы, которые взвешивают , гомогенизируют-и колориметрически определ ют в них концентрацию хлорофилла и скорость реакции Хшша. По полученным данным рассчитывают фотовосстановительный потен- 1щал каждого из органов по формулеPlants are grown to one of the phases of generative development, then dissected into organs that are weighed, homogenized, and the concentration of chlorophyll and the rate of the reaction are determined colorimetrically. According to the data obtained, a photoreduction potential is calculated for each of the organs according to the formula

ФВПPWF

органаbody

т.,t.,

где m - масса органа, г ГхлТ - концентраци  хлорофилла,where m is the mass of the organ, g GhlT is the concentration of chlorophyll,

мг/г ,mg / g

СРХ - скорость реакции Хилла,мкм восстановительного ферри- цианида на 1 мг хлорофилла за 3 мин.CPX — Hill reaction rate, μm reductive ferricyanide per 1 mg of chlorophyll per 3 min.

В качестве показател  отбора по органу, на который надо вести селекцию на улучшение фотосинтетического аппарата, используют отношение фотовосстановительного потенциала органа к фотовосстановительному потенциалу побега.The ratio of the photoreductive potential of the body to the photoreduction potential of the shoot is used as an indicator of selection by the organ to which it is necessary to conduct selection for the improvement of the photosynthetic apparatus.

о перспективности генотипа суд т по отношению его фотовосстановительного потенциала к фотовосстановительному потенциалу сортостандарта, приabout the perspectives of the genotype judging by the ratio of its photoreductive potential to the photoreductive potential of the sortstandart,

ФВП1 ,FVP1,

- 1 генотип относ т к неперспекФВПс- 1 genotype attributed to non-perspecVFs

тивному, приtively

ФВП1FVP1

ному, приnomu

ФВПс ФВП1FVPs FVP1

1 - к равноцен 1 ,25 - к перспективФВПс ному. 1 - to the equivalent of 1, 25 - to the perspectives of FVPs.

Пример. Необходимо дать оценку фотосинтетического аппарата г генотипов из коллекции ВИР подExample. It is necessary to assess the photosynthetic apparatus of g genotypes from the VIR collection under

№ 48762, 5201 и 31526 в сравнении с сортостандартом Ростовчанка.№ 48762, 5201 and 31526 in comparison with the standard of Rostovchanka.

Выращивают растени  до одной из фаз генеративного развити , когда про вл етс  наиболее тесна  св зь фотосинтеза с продуктивностью.. Растени  расчлен ют на органы, удал   те из них, которые уже не фотосинтези- руют, что видно по потере зеленой 5 пигментации. Оставшиес  зеленые органы взвешивают, гомогенизируют и колориметрически определ ют концентрацию хлорофилла и скорость реакции Хилла (по фотохимической активности хлоропластов).Plants are grown to one of the phases of generative development, when photosynthesis is most closely related to productivity. Plants dissect into organs, removing those that are no longer photosynthesizing, as can be seen from the loss of green 5 pigmentation. The remaining green organs are weighed, homogenized, and the chlorophyll concentration and Hill reaction rate are determined by colorimetrically (based on the photochemical activity of the chloroplasts).

Результаты взвешивани  и определени  концентрации хлорофилла и скорости реакции Хилла исследуемых образцов и сортостандарта приведены в табл. 1. 35 Подставл   эти данные в формулуThe results of weighing and determining the chlorophyll concentration and the Hill reaction rate of the samples and grade standard are given in Table. 1. 35 Substitute this data into the formula

ФВПPWF

органаbody

т. t.

получают дл  образца № 48762get for sample no. 48762

ФВПPWF

чеы колосаheadache

-,.,.1,25,ФВПд„стМВОр.«его .РЧСа -,., .1,25, FVPd „stMVor.“ His. RFSA

4,76 и ФБП ;„е лочзл«  92. 4.76 and FBP; "e block" 92.

Суммируют ФВП фотосинтезирующих в данную фазу органов и получаютFPP photosynthesizing organs in this phase are summarized and

ФВПпоее ФВПповега 7,93. Рассчитывают вклад органов в фотосинтетическую де тельность:FVPPoee FVPpovega 7.93. Calculate the contribution of organs to photosynthetic activity:

В,AT,

ФВПPWF

рргондrrgond

В,AT,

чеыцм колоса  spit

органе. фВПпоеего.the body. fvppoyego.

0,16i В листьев 0,60;Вме АочЗЛИЙ - : 0,24. 0.16i In the leaves 0.60; Together AochZLI -: 0.24.

По аналогичным расчетам у Рос- товчанки получают ФВПцешаи 0,38; ФВП листьев 1,59-,ФВП 0,83 и ФВП поъега 2,80. о перспективности образца № 48762 суд т по отношению его фотовосстановительного потенциала к фотовосстановительному потенциалу сортостандадта: 2,8, т.е. образецBy analogous calculations, Rostovs get FVPtseshi 0.38; FVP leaves 1.59-, FVP 0.83 and FVP forage 2.80. about the prospects of sample No. 48762 judging by the ratio of its photoreductive potential to the photoreductive potential of sortstandadt: 2.8, i.e. sample

№ 48762 превосходит сортостандарт Ростовчанка по фотовосстановитель- ному потенциалу и его относ т к . перспективному дл  селекции с целью улучшени  фотосинтетического аппара- та, причем селекцию необходимо вести по листь м, так как процент их вкла- No. 48762 surpasses the Rostovka standard grade in photoreductive potential and is related to. promising for breeding in order to improve the photosynthetic apparatus, and the selection must be conducted on the leaves, since the percentage of their contribution

да в ФВПyes in the PID

побегаescape

составл ет 60%.is 60%.

Дп  оценки фотосинтетического аппарата образцов № 5201 и № 31526 производ т аналогично все перечисленные операции и расчеты, результаты которых приведены в табл. 1. На основании полученных данных делают вывод о том, что образец № 5201 превосходит сортостандарт по фотовосстаФВП „ новительному потенциалу 2,99,The estimates of the photosynthetic apparatus of samples No. 5201 and No. 31526 are made in a similar way to all the listed operations and calculations, the results of which are given in Table. 1. On the basis of the data obtained, they conclude that Sample No. 5201 surpasses the standard grade for photo-assembly of FVP “to the innovative potential of 2.99,

ФВПсFVPs

поэтому его относ т к перспективным дл  селекции на улучшение фотосинтетического аппарата, причем селекцию необходимо вести на ости или листь  поскольку они имеют наиболее высокий вклад (31 и 32%) в ФВП побега.therefore, it is considered to be promising for breeding to improve the photosynthetic apparatus, and the selection must be maintained on spines or leaves because they have the highest contribution (31 and 32%) to the FPP of the shoot.

Образец № 31526 характеризуетс  также высоким ФВП побега, превосход  сортостандарт в 3,01 раза. При этом наибольший вклад в ФВП побега обеспечиваетс  ост ми (35%). Вклад листьев у растений данного генотипа составл ет наименьшую по сравнению с остальными образцами, в том числе и с сортостандартом, величину (21%), что незначительно превышает вклад чешуи IФВПSample No. 31526 is also characterized by high PVP shoot, exceeding the standard grade by 3.01 times. At the same time, the greatest contribution to photovoltaic phobia is provided by the remaining (35%). The contribution of the leaves in plants of this genotype is the smallest compared with the rest of the samples, including the standard grade, a value (21%), which slightly exceeds the contribution of iFVP scales

дл  этих ор (15%), показателиfor these op (15%), indicators

ганов 0,96 и 1,11 соответственно, что указывает на нецелесообразность вести по ним селекцию, отдава  пред- почтение ост м или междоузли ми.Ghans 0.96 and 1.11, respectively, which indicates that it is inexpedient to select for them, giving preference to islands or internodes.

Заключа  анализ полученных цифр, следует сделать вывод о том, что безостый образец № 48762 превосходитConcluding the analysis of the figures obtained, it should be concluded that the awnless sample No. 48762 is superior to

igig

702376702376

Сортостандарт по ФВП всех органов, а основную нагрузку выполн ют листь . У остистых пшениц № 5201 и 31526 бо- . лее 30% нагрузки перераспредел етс  на ости, снижа  в результате нагрузку на листь . Очевидно, что у этих образцов при селекции на улучшение фотосинтетического аппарата следует обращать внимание на ости,Grade standard for AFP of all organs, and leaves carry out the main load. Spinous wheat No. 5201 and 31526 bos. Over 30% of the load is redistributed over the spine, thereby reducing the load on the leaves. Obviously, with these samples, when breeding for the improvement of the photosynthetic apparatus, attention should be paid to the spines,

Способ позвол ет ускорить оценку генотипа в 8 раз за счет одноразово-. го отбора образцов и замены операции измерени  площади листа на взвешива-...The method makes it possible to speed up the assessment of a genotype 8 times at the expense of a one-off. th sampling and replacement of the operation of measuring the area of the sheet on the weighing ...

15 ние фотосинтезирующих органов, повысить объективность оценки путем анализа каждого из органов на скорость фотовосстановлени  и сравнени  генотипа с сортостандартом. Способ поз20 вол ет определить за счет какого органа исследуемый генотип лучше сорто- стандарта и дает показатель отбора по органу, на который надо вести селекцию на улучшение фотосинтетичес25 кого аппарата.15 of photosynthetic organs, increase the objectivity of the assessment by analyzing each of the organs for photoreduction speed and comparing the genotype with the standard. The method allows to determine, at the expense of which organ, the genotype under study is better than the variety standard and gives a selection indicator for the organ to which it is necessary to select for improvement of the photosynthetic apparatus.

Данные по оценке фотосинтетичесPhotosynthetic evaluation data

кого аппарата в сопоставлении с продуктивностью колоса приведены в табл. 2.which apparatus in comparison with the productivity of the ear are given in table. 2

Из табл. 2 следует, что продуктивность генотипа более тесно сопр жена с ФВП побега, чем с ФВП листа, роль которого в фотосинтезе растени  значительно измен етс  у разных генотипов , что свидетельствует о недостаточной объективности оценки по ФВП листа. Кроме того, роль листа особенно сильно снижаетс  у генотипов с остистым колосом (№ 5201 и 31526), у которЕ 1х лучше развит фотосинтетический аппарат остей, что служит дополнительной информацией при оценке растений и отвечает на вопрос о целесообразности отбора по признакам либо листа, либо остей.From tab. 2 it follows that the genotype productivity is more closely linked to the FVP shoot than to the FVP leaf, whose role in plant photosynthesis varies considerably among different genotypes, which indicates a lack of objectivity in the FPP score. In addition, the role of the leaf is particularly strongly reduced in genotypes with a spinous spike (No. 5201 and 31526), which have a better developed photosynthetic apparatus of the spines, which serves as additional information when evaluating plants and answers the question of whether the selection .

Таблица 2table 2

Claims (1)

Формула изобретени  .с где ФВПFormula of Invention Способ оценки фотосинтетического аппарата растений, включающий измерение скорости реакции Хилла в листе , отличающийс  тем, что, с целью повьшени  объективности и ускорени  оценки, провод т одноразовый отбор образцов во всех фото- синтезирующих в данную фазу органах, определ ют массу и скорость реакции Хилла в каждом органе, а о работе фотосинтетического аппарата суд т по фотовосстановительному потентщалу побега , интегрирующему фотовосстановительный потенциал органов, который рассчитывают по формулеA method for evaluating the photosynthetic apparatus of plants, including measuring the Hill reaction rate in a sheet, characterized in that, in order to increase objectivity and speed up the assessment, a one-time sampling is carried out in all photo-synthesizing organs in this phase, the Hill mass response rate is determined each organ, and the work of the photosynthetic apparatus is judged by the photoreduction potential of escape, which integrates the photoreduction potential of organs, which is calculated by the formula ФВПPWF оргацс)orgs) .ш ,.sh, с где ФВПwith where pvp врганаvrgana 00 5five 00 m - фотовосстановительный потенциал оргаНЗ у ,МКМ fm - photoreduction potential of orgNZ y, MKM f масса органа, г; хп - концентраци  хлорофилла , мг/г; СРХ. - скорость реакцииbody weight, g; hp — chlorophyll concentration, mg / g; CPX - speed reaction Хилла, в мкм,Hill, in microns, восстановленного феррицианида на t мг хлорофилла за 3 мин, при этом о перспективности генотипа суд т по отношению его фотовосстановительного потенциала к фотовосстановительному потенциалу сорта стандарта, при ФВПof reduced ferricyanide per mg of chlorophyll per 3 min, while the prospects of a genotype are judged by the ratio of its photoreductive potential to the photoreductive potential of a standard variety, with FVP ФВПсFVPs :1 генотип относ т к неперспек- ФВП1: 1 genotype attributed to non-FWP1 тивному, приtively 1 - к равноцен51 - equivalent to 5 ному, тивномуto him ФВПсFVPs ФВП . -- при 1,25 - к перспекPvp - at 1.25 - to perspek