Спосіб визначення металостійкості рослин

Реферат: UA 91156 U UA 91156 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до рослинництва, а саме до вирощування рослин за наявності сполук металів у середовищі. Спосіб може бути використаний у технологіях фіторемедіації природних середовищ за умов техногенного забруднення металами, а також для добору рослин із підвищеною стійкістю до цих полютантів. Відомий спосіб визначення металостійкості рослин, згідно з яким діагностику проводять за змінами інтенсивності флуоресценції оброблених індикатором рослинних тканин із використанням конфокальної лазерної мікроскопії [1]. До причин, що перешкоджають спрощенню процесу діагностики, слід віднести тривалість і складність процедури підготовки препарату кореня до мікроскопічного аналізу із використанням специфічних реагентів. Крім цього підвищення інтенсивності флуоресценції встановлюють візуально, що знижує достовірність діагностики. Найбільш близьким до об'єкта, що заявляється, є спосіб визначення металостійкості рослин [2], який включає вирощування рослин в присутності та відсутності солей металів, обробку коренів розчином індикатора та діагностику стійкості за інтенсивністю забарвлення рослинних тканин. Спосіб передбачає складну і тривалу операцію попередньої підготовки препарату кореня для обробки індикатором, що включає фіксацію із використанням спеціальних реагентів та виготовлення зрізів заданої товщини (3 мкм) за допомогою мікротому. Після обробки підготовлених препаратів розчином індикатора здійснення способу завершується суб'єктивною візуальною оцінкою інтенсивності забарвлення рослинних тканин із застосуванням світлової мікроскопії, що знижує достовірність визначення металостійкості рослин. В основу корисної моделі поставлено задачу визначення металостійкості рослин шляхом виключення попередньої підготовки препарату кореня для обробки індикатором та встановлення колориметричних параметрів рослинних тканин, забезпечення підвищення достовірності та спрощення діагностики функціонального стану рослин. Поставлена задача вирішується тим, що у способі визначення металостійкості рослин, який включає вирощування рослин в присутності та відсутності солей металів, обробку коренів розчином індикатора та діагностику стійкості за інтенсивністю забарвлення рослинних тканин, згідно з корисною моделлю, встановлюють відмінність за кольоровістю препарату дослідних рослин відносно контрольних і при зростанні цього показника визначають зниження металостійкості рослин. Спосіб базується на закономірності порушення фізіологічного стану рослин внаслідок акумуляції металів, які спричиняють токсичну дію. Ступінь цих порушень визначається кількістю акумульованого металу, яка може бути діагностована за допомогою специфічних індикаторів, що утворюють забарвлені металокомплекси в рослинній тканині. Дослідними рослинами вважаються рослини, які вирощені в присутності солей металу, а контрольними рослинами рослини, які вирощені за відсутності сполук металу. Попередня підготовка препарату кореня із використанням специфічних реагентів перед обробкою індикатором до аналізу виключається. Виготовлення зрізів кореня стає непотрібним, оскільки обробку розчином індикатора проводять без руйнування коренів. Інтенсивність забарвлення рослинних тканин встановлюють на основі об'єктивних оптичних характеристик замість суб'єктивної візуальної оцінки. Внаслідок цього забезпечується підвищення достовірності та спрощення визначення металостійкості рослин. Заявлений спосіб здійснюється наступним чином. Одночасно вирощують дослідні рослини в присутності солей металу і контрольні рослини при відсутності цих сполук. Проводять обробку коренів рослин розчином металоіндикатора. Заповнюють тримач для твердих зразків коренями дослідних рослин. Аналогічно готують препарат для контрольних рослин. Вимірюють на спектрофотометрі колориметричні параметри, встановлюють відмінність за кольоровістю препарату дослідних рослин відносно контрольних і при зростанні величини цього показника визначають зниження металостійкості рослин. Приклад 1. Для визначення токсичної дії свинцю пророщували насіння кукурудзи гібриду Кадр 267 MB на 0,5 мМ розчині нітрату свинцю та воді (контроль). По завершенню тестування (7 діб) проводили протягом 30 хвилин обробку коренів 10 рослин кожного варіанта в 40 мл розчину дитизону (35 мг/мл) у суміші ацетон-вода (3:1) із додаванням оцтової кислоти (1 крапля на 6 мл розчину). Корені, оброблені розчином індикатора, промивали водою протягом 10 хвилин. Заповнювали тримач для твердих зразків коренями дослідних рослин. Для порівняння аналогічно готували препарат коренів контрольних рослин. На спектрофотометрі Спекорд М40 з фотометричною сферою і касетою для математичної обробки даних "Color Measurement" 1 UA 91156 U проводили колориметричні виміри. Визначали розраховували кольоровість (С) за виразом: колориметричні коефіцієнти (а, b) і C  a  b  . (1) Встановлювали відмінність за кольоровістю (С) препарату дослідних рослин (Сд) відносно контрольних (Ск) за виразом (2): C  C д  Cк . (2) 12 5 10 Для підтвердження змін фізіологічного стану паралельно визначали індекс толерантності як приріст головного кореня дослідних рослин відносно контрольних (І, %). Результати наведені у табл. 1. Відмінність за кольоровістю дослідних рослин відносно контрольних пов'язана із підвищенням інтенсивності забарвлення внаслідок утворення в тканині кореня комплексу дитизон-Рb. Акумуляція металу в коренях призводить до зниження стійкості рослин, що підтверджено зниженням індексу толерантності. Таблиця 1 Варіант тестування Контроль 2+ 0,5 мМ Рb а b С ΔС І, % 6,69±0,30 15,52±0,38 -19,25±1,03 -21,44±1,95 20,38 26,47 0 6,09 100 32,6 15 Приклад 2. Аналогічно прикладу 1 проводили тестування токсичної дії різних концентрацій нітрату кадмію (0,1 і 1 мМ) на рослини зернового сорго Судзерн 87. Результати наведені у табл. 2. Таблиця 2 Варіант тестування Контроль 2+ 0,1 мM Cd 2+ 1 мМ Cd а b С С І, % 13,53±1,41 5,65±0,83 3,00±0,36 -17,79±1,53 -27,46±2,11 -36,19±2,98 22,35 28,04 36,31 0 5,69 13,96 100 38,1 17,9 20 25 Результати підтверджують діагностичну значимість відмінності за кольоровістю, оскільки підвищення цього показника співпадало із зниженням металостійкості за індексом толерантності. Приклад 3. Аналогічно прикладу 1 визначали стійкість рослин кукурудзи до токсичного впливу нітрату нікелю (0,2 мМ). По завершенні тестування обробку коренів проводили 1 %-вим розчином диметилгліоксиму в 1,5 %-му розчині NaOH, який приготовано на 0,05 мМ розчині бури. Отримані результати наведені у табл. 3. Таблиця 3 Варіант тестування Контроль 2+ 0,2 мМ Ni 30 35 а b С ΔС І, % -2,86±0,21 14,09±1,41 -19,99±1,01 -20,94±2,02 20,08 25,24 0 5,16 100 36,6 Підвищення відмінності за кольоровістю забарвлених тканин кореня дослідних рослин підтвердило зниження стійкості рослинного тест-об'єкту внаслідок ефекту нікелю. Таким чином, наведені приклади підтверджують, що при здійсненні заявленого способу досягнуто підвищення достовірності та спрощення діагностики стійкості рослин до токсичного впливу різних металів на основі тестового показника їх акумуляції в тканині кореня. Джерела інформації 1. Silva I.R., Smyth T.J., Moxley D.F. et al. // Plant Physiol. - 2000. - V. 123. - P. 1547-1554. 2. L'Huillier L., d'Auzac J., Durand M, Michaud-Ferrière N. // Can. J. Bot. - 1996. - V.74. - P. 15471554. 40 2 UA 91156 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб визначення металостійкості рослин, що включає вирощування рослин в присутності та відсутності солей металів, обробку коренів розчином індикатора та діагностику стійкості за інтенсивністю забарвлення рослинних тканин, який відрізняється тим, що встановлюють відмінність за кольоровістю препарату дослідних рослин відносно контрольних і при зростанні цього показника визначають зниження металостійкості рослин. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3