Спосіб захисту геному кукурудзи від мутагенної дії гербіциду стомпу

Спосіб захисту геному кукурудзи від мутагенної дії гербіциду стомпу, що передбачає передпосівну обробку насіння розчином антимутагенного препарату, який відрізняється тим, що як антимутагенний препарат використовують продукт термофільного метанового бродіння концентрацією 0,009-0,040 г/л Винахід стосується генетики, зокрема проблеми мутагенезу і захисту рослин від мутагенної дії гербіциду стомпу (пендиметаліну), що застосовується для знищення бур'янів на посівах різних продовольчих культур, включаючи кукурудзу, шляхом обприскування ґрунту до появи сходів і може бути використаний в сільському господарстві, а саме в насінництві кукурудзи, при отриманні посівного матеріалу Відомий спосіб захисту рослин від мутагенної дії стресових чинників, зокрема солевого стресу, за допомогою фіторегулятора епібрассиноліда-55 (Хрусталева Л И и др Влияние эпибрассинолида55 на митотическую активность и количество хромосомных нарушений в клетках корневой меристемы ячменя при солевом стрессе — Сельхоз биология —1995 — № 5 — С 6 9 - 7 3 ) / Але даний спосіб базується на застосуванні речовини, виробництво якої здійснюється лише в невеликих кількостях, і и застосування пов'язане зі значними матеріальними витратами (вартість Юмг епібрассиноліду складає 100$, "Sigma" США) Найбільш близьким до заявленого способу є спосіб захисту рослин від мутагенної дії деяких екологічних факторів за допомогою обробки насіння водним розчином хлорхолінхлориду в концентрації 0,0001 - 1% (А с СССР, № 1562985 "Способ защиты генома растений от мутагенного воздействия экологических факторов", заявлено 01 03 88 г) (Прототип) Але тривале використання хлорхолінхлориду за цим призначенням обмежене в зв'язку з його накопиченням в рослинному матеріалі та ґрунті до концентрацій, токсичних для живих організмів (Задонцев А Н , Пикуш Г Р , Гринченко А А Хпорхолинхлорид в растениеводстве — М , Колос —1973 —360 с) В основу винаходу поставлене завдання створення екологічно безпечного способу захисту геному кукурудзи від мутагенної дії гербіциду стомпу шляхом використання запропонованого технологічного прийому та ВІДПОВІДНИХ параметрів Реалізація винаходу дозволить суттєво знизити рівень мутагенного пошкодження генетичних структур стомпом, завдяки чому відновлюється мітотична активність кореневих меристем та значно (в 1,2 2,3 рази) знижується КІЛЬКІСТЬ анафаз і телофаз з абераціями Споживчими властивостями, пов'язаними з технічним результатом, є значне здешевлення способу за рахунок використання ефективного і дешевого препарату - продуктів термофільного метанового бродіння (ПТМБ) ВІДХОДІВ спирто-дріжджового виробництва Досягається технічний результат тим, що у способі захисту геному кукурудзи як антимутагенний препарат використовують ПТМБ у концентрації 0,009 0,04г/л при передпосівній обробці насіння Концентрації препарату встановлено експериментально і вони є оптимальними Препарат продуктів термофільного метанового бродіння (ПТМБ) - (ДСТ України 1203-92) являє собою концентрат висушеної метанової бражки, що містить вітаміни групи В, незамінні амінокислоти, макро- і мікроелементи та фітогормони - індольної і ЦИТОКІНІНОВОІ природи (Яворська В К та Ін Вісник аграрної науки — 1977 — № 4 — С 4 2 - 4 5 ) Антимутагенний ефект концентрату ПТМБ зу О (О 46911 мовлений наявністю в ньому комплексу діючих речовин (вітамінів та названих фітогормонів), оскільки при застосуванні цих речовин окремо вони неефективні або їх генозахиснии ефект незначний Саме використання заявленого антимутагенного препарату в наведених концентраціях та дозуванні дозволяють досягти технічного результату Заявлений спосіб здійснюють таким чином Насіння кукурудзи без попереднього замочування пророщують в чашках Петрі на фільтрувальному папері, зволоженому розчинами гербіциду стомпу в сумішах з концентратом ПТМБ Застосування гербіциду в концентраціях, рекомендованих для боротьби з бур'янами фірмою-виробником ("Ціанамід" США) (Перелік пестицидів і агрохімікатів, дозволених до використання в Україні Офіційний перелік — Київ,1999), було недоцільним, оскільки вони викликають значне пригнічення ростових процесів паростків кукурудзи і навіть їх загибель Саме тому обробку ПОСІВІВ ЦІЄЇ культури стомпом проводять до появи сходів Тому використовували гербіцид у концентраціях 10 7 -10 5 М, які пригнічують ріст проростків на 15 - 20%, інтенсивність поділу клітин кореневих меристем в 1,2 - 1,4 рази та викликають збільшення числа хромосомних аберацій в 2,1 - 2,3 рази Заявлений спосіб ілюструється такими прикладами Приклад 1 Насіння кукурудзи (гібрид Юпітер) пророщували в чашках Петрі на фільтрувальному Заявлений спосіб Мітотична активКІЛЬКІСТЬ анафаз і телофаз з ність, % абераціями, % 14,06 + 0,18 1,9 + 0,12 Крім того, концентрат ПТМБ як продукт природного походження, отриманий на основі ВІДХОДІВ спирто-дріжджового виробництва, екологічно безпечний і значно дешевший, ніж ІНШІ антимутагенні препарати Впровадження концентрату ПТМБ в сільське господарство за новим призначенням розширить сферу його використання, дозволить № 1 Варіанти ДОСЛІДІВ мітотична активність, % Контроль Стомп, 10 'М Стомп, 10 'М+0,040г/л ПТМБ Стомп, 10 'М+0,020г/л ПТМБ Стомп, 10 'М+0,009г/л ПТМБ Стомп, 10 D M Стомп, 10°М+0,040г/л ПТМБ Стомп, 10°М+0,020г/л ПТМБ Стомп, 10°М+0,009г/л ПТМБ Стомп, 10 D M Стомп, 1О'М+О,О4Ог/л ПТМБ Стомп, 1О'М+О,О2Ог/л ПТМБ Стомп, 10DM+0,009r/n ПТМБ 10,07 ± 0,43 8,64 ± 0,35 11,75 ± 0,51 14,06 ± 0,18 11,01 ± 0,3 7,65 ± 0,35 11,0 ±0,47 12,87 ± 0,23 10,31 ± 0,29 7,04 ± 0,25 8,06 ± 0,23 12,74 ± 0,56 12,0 ±0,44 папері, зволоженому розчином гербіциду стомпу у концентрації 10 7 М окремо та в сумішах з концентратом ПТМБ (0,009 - 0,04г/л) Мітотичну активність меристем коренів кукурудзи та числа хромосомних аберацій в ядрах цих клітин, які визначались через 72 год після початку досліду, наведено в таблиці 1 Приклади 2 і 3 Здійснення способу проводили аналогічно прикладу 1, але з іншими концентраціями стомпу Результати ДОСЛІДІВ наведені в таблиці 1 Вони свідчать про те, що концентрат ПТМБ забезпечує високий рівень генозахисної дії при вирощуванні кукурудзи в присутності гербіциду стомпу Генозахисна дія концентрату ПТМБ проявлялась у відновленні та стимуляції мітотичної активності у кореневих меристемах кукурудзи та зменшенні числа аберацій в клітинах, що діляться (анафаз і телофаз з абераціями) Як видно з табл 1 оптимальна концентрація ПТМБ 0,020г/л Дані, які підтверджують перевагу заявленого способу у порівнянні зі способом-прототипом, наведено в таблиці 2 ЦІ дані свідчать про переваги заявленого способу над способом-прототипом Генозахиснии ефект концентрату ПТМБ, який полягає у підвищенні проліферативної (мітотичної) активності меристем, знятті інгібуючої дії гербіциду та зменшенні числа анафаз і телофаз з абераціями, був значно вищий, ніж при використанні з цією метою хлорхолінхлориду Таблиця 2 Спосіб прототип Мітотична активКІЛЬКІСТЬ анафаз і телофаз з ність, % абераціями, % 9,01 +0,23 3,1 +0,11 суттєво зменшити рівень спадкових порушень в геномі самозапилених ЛІНІЙ Одночасно це забезпечить підвищення насіннєвої типовості та рівня гетерозису (продуктивності) міжлінійних гібридів кукурудзи, створених на їх основі, площі посіву яких в Україні сягають в різні роки від 1 до 6 млн га Таблиця 1 Показники КІЛЬКІСТЬ анафаз і телофаз з абераціяtd ми загальна з абераціями % 1400 ЗО 2,14 ± 0,12 768 35 4,5 ±0,17 3,0 744 32 4,3 ±0,11 13,9 1179 22 1,9 ± 0,12 3,1 841 24 2,9 ±0,21 885 43 4,85 ± 0,33 5,6 774 24 3,0 ±0,20 12,7 1072 35 3,26 ±0,12 5,9 795 34 4,2 ±0,14 810 41 5,05 ± 0,36 3,0 744 32 4,33 ±0,11 9,3 840 38 4,53 ±0,15 9,7 889 44 4,92 ±0,18 td 1,0 33,0 5,3 4,5 4,53 1,8 1,9 1,3 0,4 46911 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71