Спосіб діагностики впливу реагенту на стан рослини

Реферат: Спосіб діагностики впливу реагенту на стан рослини включає дію розчину реагенту на рослину, опромінення окремих листків рослини після темнової адаптації світлом в діапазоні хвиль поглинання хлорофілу 400-700 нм, приймання, виділення, вимірювання та запам'ятовування сигналів флуоресценції в діапазоні хвиль флуоресценції хлорофілу 650-750 нм. Перед темновою адаптацією, насичують листки дослідної рослини розчином реагенту, а листки контрольної рослини - розчинником, вимірюють сигнали флуоресценції контрольної та дослідної рослин, визначають покрокові різниці між ними, а з різниць відповідних значень поточних вимірювань флуоресценції дослідної та контрольної рослин будують різницеву криву, знаходять її максимальне значення і, якщо воно більше за наперед задану величину, то діагностують вплив реагенту на рослину. UA 103929 U (54) СПОСІБ ДІАГНОСТИКИ ВПЛИВУ РЕАГЕНТУ НА СТАН РОСЛИНИ UA 103929 U UA 103929 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонований спосіб діагностики впливу реагенту на стан рослини належить до області дослідження матеріалів шляхом визначення їх фізичних властивостей, зокрема флуоресценції нативного хлорофілу інтактного листка рослини. Спосіб призначений для використання у рослинництві, селекційній роботі, сільському та лісовому господарствах і в екології. Відомо "Спосіб визначення впливу хімічних речовин на функціональний стан рослин", пат. України № 71291, від 15.11.2004 р., що включає вирощування тест-рослин в присутності та відсутності дії хімічних речовин на кореневу систему, встановлення фізіологічних показників, діагностику пригнічення або стимуляції життєдіяльності, яка полягає у вимірюванні довжини та маси кореня або надземної частини рослин відносно контролю, зміну яких, залежно від діючих доз хімічної речовини, діагностують у разі пригнічення або стимуляції життєдіяльності, за виразами, які пов'язують масу кореня з концентрацією діючої речовини через коефіцієнти, відповідно підсиленню або послабленню стимулюючого або пригнічуючого ефекту. Спільними ознаками аналогу та заявленого способу є використання контрольної рослини для порівняння з нею морфометричних діагностичних ознак дослідної тест-рослини. Причиною, що заважає отриманню бажаного технічного результату є те, що спосіб аналог для діагностики використовує структурні морфометричні ознаки, які під дією хімічних речовин змінюються повільно, що не дозволяє забезпечити постійні умови впливу на протязі часу дослідження. Спосіб має низьку швидкодію. Найближчим аналогом до заявленого способу є "Спосіб діагностики стану рослин", патент України №84630, бюл. №20, 25.10.2013. Спосіб ґрунтується на опроміненні рослини, після темнової фази світлом у діапазоні довжин хвиль 400-650 нм, приймання, вимірюванні і реєстрації сигналів флуоресценції в діапазоні хвиль 670-770 нм, із значень яких будують криву індукції флуоресценції, для дослідної та контрольної рослин та на ряд дослідних рослин діють зовнішнім чинником різної величини, порівнюють відповідні значення виміряних флуоресценцій контрольної та дослідної рослин, знаходять максимальні значення їх різниць і по залежності різниці від зовнішнього чинника судять про стан рослини. Спільними ознаками найближчого аналогу та заявленого способу є опромінення окремих листків рослини після темнової адаптації світлом в діапазоні хвиль поглинання хлорофілу 400700 нм, приймання, виділення, вимірювання та запам'ятовування сигналів флуоресценції в діапазоні хвиль флуоресценції хлорофілу 650-750 нм. Причиною, що заважає отриманню бажаного технічного результату, є те, що найближчий аналог не дозволяє враховувати вплив розчинника, коли чинником є розчин реагенту, а також звужує перелік ознак для діагностичного порівняння до відповідних значень флуоресценції. В основу корисної моделі поставлена задача створення такого експресного способу визначення впливу реагенту на стан рослини, в якому завдяки введенню у відомий спосіб нових операцій їх послідовності та інтерпретації результатів, стало б можливим експресне визначення впливу реагенту, з урахуванням дії розчинника. Поставлена задача вирішується тим, що заявлений спосіб включає дію розчину реагенту на рослину, опромінення окремих листків рослини після темнової адаптації світлом в діапазоні хвиль поглинання хлорофілу 400-700 нм, приймання, виділення, вимірювання та запам'ятовування сигналів флуоресценції в діапазоні хвиль флуоресценції 650-750 нм, в якому згідно з корисною моделлю перед темновою адаптацією, насичують листки дослідної рослини розчином реагенту, а листки контрольної рослини - розчинником, вимірюють сигнали флуоресценції контрольної та дослідної рослин, визначають покрокову різниці між ними, а з різниць відповідних значень поточних вимірювань флуоресценції дослідної та контрольної рослин будують різницеву криву, знаходять її максимальне значення і, якщо воно більше за наперед задану величину, то діагностують вплив реагенту на рослину. Також взаємодію листка з реагентом здійснюють шляхом контакту продихової сторони листка з пористим матеріалом, насиченим реагентом або розчинником. Відмінними ознаками заявленого способу є те, що перед темновою адаптацією насичують листки дослідної рослини розчином реагенту, а листки контрольної рослини - розчинником, вимірюють сигнали флуоресценції контрольної та дослідної рослин, визначають покроково різниці між ними, а з різниць відповідних значень поточних вимірювань флуоресценції дослідної та контрольної рослин будують різницеву криву, знаходять її максимальне значення і, якщо воно більше за наперед задану величину, то діагностують вплив реагенту на рослину, а також тим, що взаємодію листка з реагентом здійснюють шляхом контакту продихової сторони листка з пористим матеріалом, насиченим реагентом або розчинником. Введення у відомий спосіб операцій, насичення листка дослідної рослини через продихи розчином реагенту і паралельне насичення листків контрольної рослини розчинником, дозволяє прискорити дію реагенту та врахувати вплив розчинника на стан дослідної рослини. Визначення 1 UA 103929 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 покрокових різниць між значеннями флуоресценції контрольної та дослідної рослини дозволяє побудувати різницеву криву та визначити її максимальне значення, що сприятиме визначенню зони максимальної чутливості флуоресценції до дії реагенту та порівняти це значення з вибраним нормативом для визначення діагнозу. Під станом рослини розуміють миттєві значення будь яких ознак рослини, як структурних, так і функціональних. Відомо, що певні ділянки кривої ІФХ та характерні значення індукції флуоресценції є індикаторами відповідних фізіологічних процесів у ланцюгу фотосинтезу. Тому порушення окремих ланок фотосинтезу викликані екзо- та ендогенними чинниками проявляються у характерних змінах відповідних ділянок кривої ІФХ. Такі зміни кривої ІФХ дослідної рослини, на яку діє реагент у порівнянні з ІФХ контрольної рослини, на яку реагент не діє, свідчать про вплив цього реагенту. Ідентифікація дії реагенту потребує вибору специфічного показника кривої ІФХ, якому відповідає дія саме цього реагенту. Досі такими показниками є різні характерні значення кривої ІФХ, як то Fo, Fm Fpl, Fst, Fm', Fo'. В запропонованому способі як діагностичну ознаку впливу реагенту на рослину прийнято різницю одночасних вимірів флуоресценцій хлорофілу дослідної та контрольної рослин. При визначенні різниці між одночасними значеннями флуоресценції дослідної і контрольної рослини не враховується вплив однакових зовнішніх умов, особливостей однакових рослин, тощо та вплив розчинника, тому що ці ознаки однакові для контрольної і дослідної рослин, а проявляється лише вплив чистого реагенту на дослідну рослину. У більшості випадків при обробці рослин різними реагентами для їх багаторазового розбавлення використовують універсальний розчинник - воду. Насиченість листків водою суттєво впливає на флуоресцентні показники, тому виключення цього впливу за рахунок різниці значень флуоресценції має впливає на однозначність визначення впливу реагенту. Далі через продихи, насичують листок дослідної рослини розчином реагенту та паралельно насичують листок контрольної рослини розчинником, після темнової адаптації опромінюють насичені листки рослин, світлом в діапазоні хвиль поглинання хлорофілу 400-700 нм, здійснюють приймання, виділення, вимірювання та запам'ятовування значень флуоресценції в діапазоні хвиль флуоресценції хлорофілу 650-750 нм. Насичення листка рослини реагентом через продихи дозволяє швидко донести реагент до фотосинтетичного апарату рослини, що суттєво збільшить швидкодію діагностики. Криву індукції флуоресценції хлорофілу, надалі ІФХ, фіг. 1, будують з поточних значень флуоресценції виміряних через певні проміжки часу, визначених конструкцією флуорометра. Порядковий номер вимірювання виражає певний час від початку вимірювання. Різницеву криву (фіг. 2) ІФХ будують з різниць одночасних вимірювань флуоресценцій контрольної та дослідної рослин. Для забезпечення ідентичності об'єктів, умов дослідження та зменшення варіабельності результатів, замість контрольної рослини використовують другий листок тієї самої рослини. Це вплине тільки на зволоження листка, а не рослини, і тим паче на контроль. За цикл вимірювань здійснюють темнову адаптацію, опромінення листків, виділення та вимірювання сигналів флуоресценції з подальшим накопиченням і зберіганням у пам'яті приладу. З поточних значень флуоресценцій будують криві ІФХ. Далі, власне діагностика включає: визначення стану рослини, тобто знаходять максимальну різницю відповідних значень флуоресценції контрольної і дослідної рослин, визначають її відношення до нормативного значення, роблять висновок про вплив реагенту на рослину. Запропонований спосіб діагностики стану рослин, як видно з його опису, може бути реалізований у виробничих умовах з використанням будь-яких хлорофіл-флуорометрів. Спосіб дозволяє значно розширити номенклатуру флуоресцентних ознак стану рослин і підвищити достовірність діагнозу. Спосіб має зацікавити дослідників впливу різних чинників на стан рослини, зокрема добрив, засобів захисту рослин, біологічно активних речовин, агротехнічних заходів, тощо. Запропонований спосіб буде використано в інституті садівництва ААН України при створенні експресних польових інструментальних методик діагностики вірусних, бактеріальних та грибкових уражень рослин та впливу на них засобів захисту рослин. 2 UA 103929 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 1. Спосіб діагностики впливу реагенту на стан рослини, який включає дію розчину реагенту на рослину, опромінення окремих листків рослини після темнової адаптації світлом в діапазоні хвиль поглинання хлорофілу 400-700 нм, приймання, виділення, вимірювання та запам'ятовування сигналів флуоресценції в діапазоні хвиль флуоресценції хлорофілу 650-750 нм, який відрізняється тим, що перед темновою адаптацією, насичують листки дослідної рослини розчином реагенту, а листки контрольної рослини - розчинником, вимірюють сигнали флуоресценції контрольної та дослідної рослин, визначають покрокові різниці між ними, а з різниць відповідних значень поточних вимірювань флуоресценції дослідної та контрольної рослин будують різницеву криву, знаходять її максимальне значення і, якщо воно більше за наперед задану величину, то діагностують вплив реагенту на рослину. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що взаємодію листка з реагентом здійснюють шляхом контакту продихової сторони листка з пористим матеріалом, насиченим реагентом або розчинником. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 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