Способ различия генетически близких образцов растений — SU 1757527 (original) (raw)
(51) 5 ИСДНИЕ ИЗОБРЕТ ИЯ ДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКО(54) СПОСОБ БЛИЗКИХ ОБ (57) Использо дования, Сущ се регистра между корне ком корня, по играющий ро твенная ака- Т.Н,Бибикова С, Науаз 1)11, и оГ дговй ст 1 с ротепт 1 а , В ор 1)уз 1 са распределения электрических зарядов по поверхности органй; Недостатком этого способа является получение лишь макро- картины, построенной йо отдельны;4 точкам, удаленным друг"от друга на несколько сантиметров. Целый ряд деталей топография электрических потенциалов органа может быть при этом пропущен.Наиболее близким техническим решением является измерение поверхностного потенциала корня при помощи большого числа однотипных электродов; раСпбложен- ных через малые ийтервалы вдоль корня по всей его длине, Измерение производят путем поочередного включейия в цепь каждого из электродов при пбмощи специального программного устройства с выводом данных на ЗВМ.Недостатком этого способа является дискретное измерение электрического потенциала в корне, .Даже при очень малом расстоянии между соседними электродами есть вероятность пропустить какую-либо узкую зону, отличную по электрофизиологическим характеристикам Такие узкие эоны, длиной всего в несколько миллиметров, дейГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР,)агпайзй, Ра 1 т)а 1 ауй. ЯеаборГосезз то Врата раттег 11 з о 1 е 1 еап еыуае аст У ту 1 п ЬеаЬ гоогзС 1)еп)зажгу, 1987, М 27, р.39-55 Изобретение относится к области растениеводства, в частности к методам исследования растений, и может быть использовано при разработке диагностических методов, например для селекционной работы.Известны способы измерения электрических потенциалов различных частей и органов растений, иногда с записью на самописце, Подавляющее большинство полученных при этом данных представляют собой, однако, точечные измерения. Онй дают информацию об электрическом потенциале только данного конкретного участка тКани или растения, или нескольких дискретных участков, и не позволяют проследить, как изменяется потенциал в последовательно рас. положенной совокупности точек (участков) или в целом органе.Известен также способ изучения топографии электрических потенциалов на надземных органах целого растения, путем последовательного перемещения измерительного электрода в разные точки органа или при использовании нескольких электродов. На основании многих точечных измерений в этом случае судят о характере РАЗЛИЧИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИ РАЗЦОВ РАСТЕНИЙ вание: биологические иссленость изобретения: в процесции разности потенциалов вой шейкой растения и участследний помещают в раствор, ль одного из электродов. 3 ил.ствительно есть в корне, например, переход от зоны растяжения к зоне дифференциации, длиной в 3-10 мм, или участок, где через поверхность главного корня прорастает боковой корешок, в 1-3 мм длиной. В обоих случаях потенциал такого узкого участка резко отличается от соседних. Кроме того, метод громоздок, требует сложной аппаратуры, и не свободен от артефактов.Целью изобретения является повышение точности и оперативности измерений,проводимых в автоматическом режиме и дающих подробную инФармацию о топографии электрических потенциалов корня.Поставленная цель достигается тем, чтов способе различения генотипически близких образцов растений (на стадии проростков), включающем измерение разностиэлектрическйх потенциалов нэ разйых растворах и для различных зон корня, производят автоматическое сканирование корня вдлину при помощи сканирующего сиФона, При этом эа счет идущего в заданном режиме поднятия уровня раствора в вертикаль 20 ном цилиндре сифона, непрерывно 25перемещающийся мениск раствора выполняет роль подвижного кольцевого контакта, включая в измерительную цепь все времяновые, выше расположенные участки корня.В зависимости от скорости сканирования, 30получение йолной информации об электрических потенциалах корня занимает 2-415 мин, объек не повреждается, процесс автоматически повторяется неограниченноечисло раз, в ходе эксперимента легко осуществить замену сканирующего раствора иизменить скорость сканирования.В качестве объектов целесообразно использовать проростки в возрасте 3-7 дней. Запись на самописце получается в виде ря бдэ повторяющихся фигур, в вторых каждаяточка соответствует определенному участкукорня. Форма фигур сканирования зависитот генотипа объекта; состава и концентрации раствора и условий измерения. При 45прочих равных условвях, онэ различается угенетически разных объектови неразличимау тождественных;Нэ Фиг, 1 представлена принципиэльная схема способа; нэ фиг. 2, 3 - образцы 80 записей, выполненных на различных объектах прй сканировании разными растворами.Принципиальная схема устройства дляосуществления способа показана на фиг,1. Основной рабочей деталью установки является сканирующий сифон периодическогодействия 1, изготовленный из стекла илипрозрачного пластика, в котором размещают корень проросткэ 2. Сифон состоит мз вертикально расположенного цилиндра диэметром не менее 20 мм (чтобы корень не касался стенок) и сливного колена. Сканирующий раствор подают в цилиндр с малой скоростью (0,3-3 мл/мин ) при помощи перистальтическаго насоса 3 или за счет гидростатического давления. Индифферентный электрод 4 контактирует с корневой шейкой или семенем пророста, Измерительный электрод 5 размещен в нижней части цилиндра сифона так, чтобы не допустить непосредственного соприкос- . новения с кончиком корня; контакт его с корнем происходит только через раствор. Снимаемую с электродов разность электрических потенциалов подают непосредственно на вход регистрирующего устройства 6, в качестве которого можно использовать самопишущий милливольтметр с высокоомным входом.Способ осуществляется следующим образом. Цилиндр сифона нвполняется жидкостью за строго определенное время (3-10 мин), Мениск раствора движется вверх вдоль цилиндра 1 и размещенного в нем корня 2 с постоянной скоростью, производя собственно сканирование, По достижении. заданного уровня происходит срабатывание сифона, раствор быстро (30 с) сливается и начинается новое, очередное наполнение сифона, В разных экспериментах использовали графитовые, нихромовые. вольфрамовые или неполяризующиеся электроды 4,5 типа ЗВМ, В проверочных опытах проводили измерения на одном объекте с использованием разных типов электродов. - и получили принципиально тождественные результаты, Пригодйость поляризующихся электродов (графитовых и металлических) объясняется тем, что в сканирующем режиме в каждый момент времени измеряется только что включенная ЗДС, электрический потенциал которой затем начинает снижаться вследствие поляризации, но в этот момент оказывается включенной следующая эона корня с еще не поляризованным потвйциалом.На фиг.2 представлены сравнительные данные для 2-х гибридов кукурузы (различающихся по засухоустойчивости): Од Ма - 338 и Од 2070 мв, Корни 4-х-дневн ых проростков сканировались нв дистиллированной воде и слабых растворах К С 1, повторность 5-кратная. Различия между вариантами очевидны. они сохраняются на всех растворах, и сам Факт различий в кривых сканировэйия соответствует нетождественности генотипов образцов.8 таблице представлены результаты статической обработки части этих данных для дискретных тОчек корня, удаленных откончика корня на расстояния 0,10 и 17 мм, можетбыть использован при разработкедиПри попарном сравнении образцов разни- агностических методов, пригодных для сецы (кроме помеченных звездочкой) досто- лекции солеустойчивых, а также отзывчивых верны с уровнем вероятности0,95. нэ удобрения сортов с,-х. культур. Как иСравнение 2-х гибридов кукурузы (раз другие экспресс-методы на проростках, он личающихсяпозасухоустойчивости)регист- может дать выигрыш во времени, равный рацией биопотенциалов корня в растворах длине вегетационного периода культуры, и КО, Возраст 4 сут. "экономию затрат.На фиг,З видно изменение кривых ска- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я нирования корней проростков гороха при 10 Способ различия генетически близких смене сканирующей жидкости с дистилли- образцов растений, включающий измерерованной воды на раствор соли йаС, За- ние разности электрических потенциалов мена ЙаО на другую соль равной проростков;сравнейиеуказанныхпараметконцентрацйи вызывает новое изменение ров, при несовпадении которых различия кривой сканирования, что свидетельствует 15 между проростками Считэют достоверными, о перераспределении электрических заря- о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью дов корня, Сопоставление фиг. 2 и 3 (па повышения точности и оперативности споводе) выявляет существенные различиясоба, регистрацию разности электрических между видами, т,е. такими образцами, гено- потенциалов осуществляют между корне- типы которых заведомо различны. 20 вой шейкой растения и участком корня приРазличие генетически близких Образ- ростка, погруженным в раствор, при цов лежит в осйове всякого метода зкс- постоянноувеличивающемсяуровне погрупресс-диагностики. Описанный способ жения корня в расгвор.1757527 Юб У И 7 дм 8 эктор С.Егоров рректор М.Керецман Заказ 2945 Тйраж ВНИИПИ Государственного комитета по изобрет 113035, Москва, Ж, Раушснно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 Произво Составител Текред М.М акаритал Подписноеям и открытиям при ГКНТ Снаб., 4/5