Спосіб оцінки впливу реагенту на стан рослин

Реферат: Спосіб оцінки дії реагенту на рослину включає дію розчину реагенту на рослину, опромінення окремих листків рослини після темнової адаптації світлом в діапазоні довжин хвиль поглинання хлорофілу 400-700 нм, прийом, виділення, вимірювання та запам'ятовування сигналів флуоресценції хлорофілу в діапазоні хвиль флуоресценції 650-750 нм та виділення з поточних значень характерних значень індукції флуоресценції. Спочатку визначають початкове значення вибраного діагностичного індексу, потім насичують листок рослини реагентом, шляхом занурення його у розчин реагенту, визначають поточне значення діагностичного індексу та знаходять різницю між поточним і початковим значеннями діагностичного індексу. UA 101597 U (54) СПОСІБ ОЦІНКИ ВПЛИВУ РЕАГЕНТУ НА СТАН РОСЛИН UA 101597 U UA 101597 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Запропонований спосіб оцінки впливу реагенту на стан рослин належить до області дослідження матеріалів шляхом визначення їх фізичних властивостей, зокрема флуоресценції нативного хлорофілу інтактного листка рослини. Спосіб призначений для використання у сільському господарстві, зокрема рослинництві та селекційній роботі, та в екології. Відомий спосіб діагностики стійкості винограду до абіотичного стресу методом індукції флуоресценції хлорофілу (патент України № 87319 від 10.02.2014 р.). Спосіб полягає у визначенні критичних концентрацій стресових агентів для різних сортів і шляхом порівняння критичних концентрацій визначають стійкість сортів. Рослини вирощені in Vitro і пересаджені у середовища з різними концентраціями стресових реагентів. Спільними рисами запропонованого способу та аналогу є нормований вплив різних концентрацій стресових агентів на рослини винограду та порівняння їх разом з флуоресценцією для різних сортів для визначення стійкості винограду. Причиною, що заважає отриманню бажаного технічного результату, є те, що дію на рослину у способі-аналогу здійснюють через кореневу систему і ґрунт, що зменшує швидкодію агенту, а також порівняння рослин між собою не дає кількісної оцінки впливу стресових реагентів. Найближчим аналогом до запропонованого способі є "Спосіб діагностики стану рослин" (патент України № 84630, бюл. № 20 від 25.10.2013 р.). Спосіб включає опромінення листка рослини після темнової фази світлом з довжиною хвилі у діапазоні довжин хвиль 400-700 нм, прийомі, вимірюванні та реєстрації сигналів флуоресценції в діапазоні хвиль 650-750 нм, із значень яких будують криву індукції флуоресценції та визначають значення фонової F 0, максимальної Fm, стаціонарної флуоресценції Fst. Причиною, що заважає отримати очікуваний технічний результат, є те, що найближчий аналог не використовує швидке насичення листків рослини реагентом та кількісну оцінку дії реагенту на стан рослини. В основу корисної моделі поставлена задача створення такого експресного способу визначення впливу реагенту в польових умовах, в якому завдяки введенню у відомий спосіб нових операцій, їх послідовності та інтерпретації результатів стало б можливим експресно визначити та кількісно оцінити вплив реагенту на рослину. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб оцінки дії реагенту на рослину, що включає дію розчину реагенту на рослину, опромінення окремих листків рослини після темнової адаптації світлом в діапазоні хвиль поглинання хлорофілу 400-700 нм, прийом, вимірювання та реєстрацію сигналів флуоресценції в діапазоні хвиль 650-750 нм, із значень яких будують криву індукції флуоресценції та визначають значення фонової F0, максимальної Fm, стаціонарної флуоресценції Fst., згідно з корисною моделлю, спочатку визначають початкове значення вибраного діагностичного індексу, потім насичують листок рослини реагентом, шляхом занурення його у розчин реагенту, визначають поточне значення діагностичного індексу та знаходять різницю між поточним і початковим значеннями діагностичного індексу, і відносять цю різницю до початкового значення індексу, а результат у % покаже, як змінився діагностичний показник стану у кількісних одиницях від дії реагенту. Відмінними ознаками запропонованого способу є те, що спочатку визначають початкове значення вибраного діагностичного індексу, потім насичують листок рослини реагентом, шляхом занурення його у розчин реагенту, визначають поточне значення діагностичного індексу та знаходять різницю між поточним і початковим значеннями діагностичного індексу, і відносять цю різницю до початкового значення індексу, а результат у % покаже, як змінився діагностичний показник стану від дії реагенту у кількісних одиницях Введення у відомий спосіб операцій швидкого насичення листка рослини реагентом, використання діагностичного індексу індукції флуоресценції хлорофілу початкового стану листка як контролю і оцінки відносно нього значення різниці поточного і початкового стану дозволяє експресно-кількісно визначити зміну показника стану під впливом реагенту. Під станом рослини розуміють миттєві значення будь яких ознак рослини, як структурних, так і функціональних. Діагностичними показниками стану можуть бути характерні значення флуоресценції індукції ' флуоресценції хлорофілу: F0, Fm, Fst., та Fm , F0' та флуоресцентні індекси, наприклад 55 60 Fm  Fst . Fm Функціональним показником стану рослини є фізіологічний стан її фотосинтетичного апарата, індикатором якого є значення флуоресценції в характерних точках. Різниця між характерними значеннями індукції флуоресценції між поточним значенням флуоресценції дослідної і контрольної рослини пропорційна дії чинника на дослідну рослину. Запропонований спосіб реалізує наступний порядок дій: вибирають діагностичний індекс А, визначають його початкове значення для рослини шляхом вимірювання показників індукції флуоресценції хлорофілу, виділення характерних значень і визначення індексів флуоресценції, 1 UA 101597 U 5 10 15 20 25 30 35 40 один з яких приймають за діагностичний, а його значення за контроль, далі лист рослини насичують реагентом шляхом занурення його і витримку у розчині реагенту на протязі певного часу, лист виймають з розчину, осушують фільтрувальним папером, здійснюють цикл вимірювання індукції флуоресценції хлорофілу, виділяють характерні значення флуоресценції, з яких визначають діагностичний індекс. Для оцінки впливу реагенту після часу його дії, знаходять різницю поточного значення вибраного індексу і значення контрольного індексу, за який приймають початкове значення індексу. Значення різниці відносять до контрольного, значення індексу. Таке значення різниці виражене у процентних долях від контрольного покаже на скільки змінився діагностичний індекс в порівняні з контролем. В запропонованому способі як діагностичну ознаку вибрано хлорофільний індекс флуоресценції - індекс життєдайності (Fm-Fs)/Fs. Приклад реалізації запропонованого способу. У горщику вирощували Atriplex patula (Лутига розлога, лебеда раскидистая). Стан рослини визначали за показниками індукції флуоресценції хлорофілу листя (надалі ІФХ), зокрема за характерними значеннями або за індексами флуоресценції. Поточні значення індукції флуоресценції нативного хлорофілу інтактного листка рослини можна визначити, наприклад, за допомогою флуорометра "Флоротест" (патент UA № 12382 з сенсором патент UA 13481), але можуть бути використані інші серійні хлорофілфлуорометри, які можуть здійснювати вимірювання та реєстрацію поточних значень флуоресценції з пам'яттю, достатньою для накопичення цифрової інформації. За цикл вимірювання після темнової адаптації, здійснюють опромінення листя, виділення сигналів флуоресценції, їх вимірювання та передачу накопиченої інформації на комп'ютер. За допомогою спеціальної програми комп'ютер виділяє характерні значення індукції флуоресценції хлорофілу Fo, Fm, Fst, Fo`, Fm`. Одержані результати експерименту винесені в таблицю. На 10 відібраних однакових листках вимірюють показники ІФХ виділяють характерні значення та заносять їх у таблицю (А1, А2, A3). Далі готують розчини реагенту концентрацій C0, С1, С2, С3, С4 та розміщують їх у ємностях, наприклад, в чашках Петрі. У нульову чашку наливають чисту воду, з концентрацією реагенту 0. В кожній чашці розміщують по два листка. Листок нульової чашки приймають за контроль, а інші за дослід. Листя витримують в розчинах певний час, наприклад 24 год., виймають, висушують і знову вимірюють показники ІФХ, виділяють характерні значення та заносять їх у таблицю (А1, А2, A3). Характерні значення ІФХ та значення хлорофільних індексів флуоресценції (А4 - А9.) наведені в таблиці. В таблиці наведені результати вимірювань після 24 годин з початку занурення листків у розчин реагенту. C0 - С4 наростаючі концентрації реагенту. C0 - нульова концентрація яка є контролем. Різниця значень індексів контролю та індексів різних концентрацій реагенту (C0 - С4), віднесена до значення контролю, виражена у %, покаже на скільки змінився стан рослини по вибраному діагностичному показнику при дії реагенту відповідної концентрації [(А6к-А6с)/А6к; (А7кА7с)\А7с; (А8к-А8с)/А8к; (А9к-А9с)\А9к]. Запропонований спосіб оцінки впливу реагенту на рослину, як видно з його опису, може бути реалізовано у виробничих умовах з використанням серійних флуорометрів, які здійснюють вимірювання та реєстрацію поточних значень індукції флуоресценції. Таблиця Індекси А1 Fo А2 Fm A3 Fst А4 Fm/Fo А5 Fv А6 Fv/Fo А7 Fv/Fm А8 Fm/Fst А9 Fv/Fst (А6к-А6с)/А6к (А7к-А7с)\А7с (А8к-А8с)/А8к (А9к-А9с)\А9к CO 64 2496 688 39 2288 35,75 0,916 3,62 3,32 C1 64 2400 736 37,5 2336 36,5 0,973 3,26 3,17 0,02 0,062 0,099 0,045 C2 64 2256 688 35,25 2192 34,25 0,971 3,27 3,18 0,041 0,06 0,096 0,042 C3 80 2720 736 34 2640 33 0,97 3,69 3,58 0,076 0,056 0,019 0,078 2 C4 80 2432 1024 30,4 2352 29,4 0,967 2,37 2,29 0,177 0,048 0,345 0,177 Проценти 2% 6,20 % 9,90 % 4,50 % 4,10 % 6% 9,60 % 4,20 % 7,60 % 5,60 % 1,90 % 7,80 % 17,7 % 4,80 % 3,45 % 17,7 % UA 101597 U 5 Запропонований спосіб оцінки впливу реагенту на рослину, як видно з його опису, може бути реалізовано у виробничих умовах з використанням серійних флуорометрів, які здійснюють вимірювання та реєстрацію поточних значень індукції флуоресценції. Запланований спосіб планується використати при розробці і випробуваннях способу діагностики та оцінки дії гербіциду на господарські культури та бур'яни, а також при нормуванні концентрації гербіциду та обробці різних культур. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Спосіб оцінки дії реагенту на рослину, що включає дію розчину реагенту на рослину, опромінення окремих листків рослини після темнової адаптації світлом в діапазоні довжин хвиль поглинання хлорофілу 400-700 нм, прийом, виділення, вимірювання та запам'ятовування сигналів флуоресценції хлорофілу в діапазоні хвиль флуоресценції 650-750 нм, виділення з поточних значень характерних значень індукції флуоресценції, який відрізняється тим, що спочатку визначають початкове значення вибраного діагностичного індексу, потім насичують листок рослини реагентом, шляхом занурення його у розчин реагенту, визначають поточне значення діагностичного індексу та знаходять різницю між поточним і початковим значеннями діагностичного індексу, і відносять цю різницю до початкового значення індексу, а результат у % покаже зміну діагностичного показника стану у кількісних одиницях від дії реагенту. 20 Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3