Спосіб пророщування насіння рослин роду carex l. cyperaceae juss

Реферат: Спосіб пророщування насіння рослин роду Carex L. Cyperaceae Juss., за яким насінини кладуть у посудину з водою. Як посудину використовують бюкс, де насінини залишають на весь період проростання безпосередньо у товщі води. Бюкс не щільно прикривають кришкою. UA 72283 U (12) UA 72283 U UA 72283 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі біології, а саме - фізіології рослин, та може бути використана у науково-дослідних установах і насіннєвих інспекціях з метою спрощення процесу пророщування насіння. Відомий спосіб пророщування насіння, де як водопоглинаючий елемент, ложе, на якому розміщують насінини для пророщування, використовують гранули перліту. Перліт має властивість поглинати і утримувати вологу у кількості до 400 % від його маси й тому виконує роль мініатюрних резервуарів води [Маджугина Ю.Г., Кузнецов В.В., Шевякова Н.И. Растения полигонов захоронения бытовых отходов мегаполисов как перспективные виды для фиторемедиации // Физиология растений, 55 (3). - Москва, 2008. - С. 453-463]. Один з недоліків способу полягає у тому, що фракції дрібних перлітових гранул можуть спливати і це вимагає насипання поверх них додаткового субстрату. Крім цього, після проростання насіння корені проростків вростають у гранули перліту, що обмежує подальше використання отриманих проростків. Відомий спосіб пророщування насіння, де роль ложа виконує поліуретанове полотно, також здатне поглинати воду [патент РФ 2115783 С1, кл. А01С1/04, 07.07.72]. Але за своїми механічними властивостями поліуританове волокно схоже з гумовими нитками, тому недоліком такого ложа є його досить слабка водоутримуюча здатність, а також одноразовість використання. Відомий спосіб пророщування насіння, в якому як елемент для розміщення на ньому насіння застосовують водопоглинаюче поліпропіленове сепараційне полотно. Таке полотно може бути використаним до 20 разів. З полотна вирізають диски, які вміщують у чашки Петрі. Полотно зволожують водопровідною водою та викладають на нього насіння. Насіння накривають диском із цього ж полотна. Проте, якщо термін проростання насіння становить не 3-4 дні, а кілька тижнів, місяців і навіть років, то виникає необхідність додаткового догляду, а саме - тривалого контролю за рівнем вологості полотна та його багаторазового зволоження. Відомий спосіб пророщування насіння, особливо дрібного, в умовах in vitro [Введення в культуру in vitro рідкісного виду Українських Карпат Gentiana verna L. Н.М. Страшнюк, Н.Б. Кравець, І.І. Конвалюк, М.О. Твардовськав, В.М. Мельник, А.В. Голубенко // Науковий вісник Ужгородського ун-ту, Серія Біологія, Випуск 22.-2008. - С 49-53; Murashige Т., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures // Physiol. Plant.-1962. - V. 15, № 13. - P. 473-497.]. Недоліком способу є те, що виконання техніки мікроклонального розмноження є тривалим, кропітким та досить вартісним процесом, оскільки вимагає добору елементів живлення, фітогормонів і вітамінів для створення агаризованих живильних середовищ; пересаджування насінин на свіжі середовища через їх підсихання; дотримання стерильних умов тощо. Відомий спосіб пророщування насіння, який полягає у тому, що насінини зафіксовують на одному місці шляхом їх розкладання між двома розташованими вертикально у посудині з водою волокнистими смугами, одна з яких - товста, і на ній зроблені отвори, в які вміщують насіння [патент Японії 5558881, М. кл. А01С 1/04// Изобретения стран мира.- 15, 1983]. Цей спосіб є неприйнятним, якщо йдеться про пророщування дрібного насіння, оскільки воно не утримуватиметься між смугами, а надмірне стискання смуг обмежуватиме доступ до насінин кисню. Найближчим за технічною суттю прототипом є стандартний спосіб пророщування насіння, який відповідно до технічних умов Держстандарту України ДСТУ 4138-2002 полягає у використанні водопоглинаючого елемента, ложа, у котрому проростає насіння, за певних, залежних від виду рослини умов вологості, температури і строку пророщування [Національний стандарт України. Насіння сільськогосподарських культур. Методи визначення якості: ДСТУ 4138-2002. - Київ: Держспоживстандарт України, 2003.-178 с.]. Як ложе можуть бути застосовані: фільтрувальний папір чи марля, вкладені у чашки Петрі або Коха у 2-3 шари; фільтрувальний папір, вкладений у 2 шари і насіння поверх накрите шаром фільтрувального паперу; фільтрувальний папір, згорнутий в рулон чи складений у складки і вміщений у місткість з водою на 2-3 см від її нижнього краю; фільтрувальний папір, вистелений на опорну вставку, вміщену в посудину з водою, при цьому рівень води у посудині не повинен перевищувати рівня вставки. В усіх випадках фільтрувальний папір зволожують, уникаючи надлишку вологи на папері. Проте, оскільки поглинальна здатність фільтрувального паперу дозволяє підтримувати необхідний рівень вологості лише протягом нетривалого періоду, а пророщують насіння, термін проростання якого може становити понад 100 діб, то застосування даного способу вимагатиме періодичного зволожування фільтрувального паперу упродовж усього цього часу. Крім цього, 1 UA 72283 U 5 10 15 20 25 30 35 40 оскільки фільтрувальний папір придатний лише для одноразового використання, пророщування насіння даним способом вимагатиме певних матеріальних витрат. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалити спосіб пророщування насіння рослин роду Carex L. Cyperaceae Juss. шляхом пророщування насіння у воді, що дасть змогу значно спростити процес обслуговування й зменшити експлуатаційні витрати. Поставлена задача розв'язується завдяки тому, що згідно з способом пророщування насіння рослин видів роду Carex L. Cyperaceae Juss. насінини кладуть у посудину з водою, де як посудину використовують бюкс, у якому насінини залишають на весь період проростання безпосередньо у товщі води, до того ж бюкс не щільно прикривають кришкою. Вперше пророщування насіння здійснюється не на зволоженому ложі, а безпосередньо у воді. Співставлення з прототипом дозволяє зробити висновок, що спосіб пророщування насіння, котрий заявляється, відрізняється від відомого тим, що у цьому випадку відпадає потреба у ложі. Аналіз інших відомих технічних рішень у цій області (А 01 С) не виявив наявності у них ознаки, за якою цей спосіб пророщування насіння відрізняється від прототипу. Технічний результат від реалізації пропонованої моделі отримується унаслідок того, що насіння рослин досліджених видів роду Carex L. Cyperaceae Juss. зберігає життєздатність і спроможність проростати у воді за екстремально низьких рівнів забезпеченості киснем. Таку особливість передбачали для насіння рослин тих численних видів роду Carex L. Cyperaceae Juss., які є гідро- чи гігрофітами, і їхнє насіння проростає у водному або болотяному середовищі. Проте експериментально встановлено, що спроможністю проростати у воді характеризується й насіння рослин багатьох інших видів цього роду, які існують у мезофільних або ксеромезофільних умовах, наприклад насіння Carex arenaria - ксерофільної рослини чи мезофільних Carexpendula та Carex sylvatica тощо. Здійснення способу можна проілюструвати таким прикладом. Беруть 4 проби по 50 насінин Carex strigosa. Попередньо насіння виводять зі стану спокою шляхом сухої холодної стратифікації, яка полягає у витримуванні насінин упродовж 1-3 місяців за умов низьких температур +3-5 °C [Николаева М.Г. Справочник по проращиванию покоящихся семян / М.Г. Николаева, М.В. Разумова, В.Н. Гладкова. - Л.: Наука, 1985. - С. 92-93; Алексеев Ю.Е. Осоки (морфология, биология, онтогенез, эволюция). - М: АРГУС, 1996.-252 с.]. Перед пророщуванням насіння знезаражують. Для цього його вміщують у бюкси з 30 мл 0,01 % розчину перманганату калію й залишають на 2-3 години. Далі розчин перманганату калію обережно зливають, а у бюкси з насінням вносять по 30 мл водопровідної води. Насіння залишають у бюксах з водою на увесь період проростання. Пророщування насіння здійснюють з дотриманням наступного режиму: темрява - 10 годин, температура 14±1,2 °C; світло - 14 годин, температура 23±2,5 °C. Аналізують лабораторну схожість насіння [Фирсова М.К. Методы исследования и оценка качества семян. - М.: Сельхозиздат, 1955.-376 с.; Фирсова М.К. Жизнеспособность семян. - М.: Колос, 1978.- 415 с.]. Облік пророслого насіння здійснюють через кожних 10 діб упродовж понад 3-х місяців. Встановлено, що за умов експерименту життєздатність насіння рослин С strigosa зберігалася до 89±2 діб, упродовж яких воно проростало. Схожість насіння С. strigosa у воді становила 94±3,1 % (табл. 1). Таблиця 1 Схожість насіння рослин видів роду Сагех L. Сурегасеае Juss. у водному середовищі № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Назва виду С. arenaria С. atrata С. bohemica С. capillaris С. davalliana С. echinata C.flava С. fuliginosa С. leporina С. paniculata Тривалість проростання, діб 51±1,5 не встановлено не встановлено 54±0,7 31±1,1 53±1,5 67±2,0 44±1,3 не встановлено не встановлено 2 Схожість насіння, % 90±4,3 4±0,3 45±5,2 6±0,8 36±4,4 84±3,6 7±1,2 8±0,8 13±2,0 4±0,6 UA 72283 U Продовження таблиці 1 Схожість насіння рослин видів роду Сагех L. Сурегасеае Juss. у водному середовищі № п/п 11 12 13 14 15 16 17 5 10 Тривалість проростання, діб 64±0,5 не встановлено 69±1,6 89±1,3 76±2,1 52±0,8 49±1,6 Назва виду С. Pendula С. pseudocyperus С. sempervirens С. strigosa С. sylvatica С. vesicaria С. vulpina Схожість насіння, % 96±2,4 80±5,6 44±3,3 94±3,1 88±2,8 16±1,5 68±4,1 Відомо, що більшість насіння проростає, якщо в повітрі або ґрунті міститься 10 % кисню. Проте, як засвідчили отримані результати, насіння проаналізованих видів осокових характеризувалося здатністю проростати у водному середовищі, де доступного кисню є лише близько 2 %, при цьому схожість насіння С. pendula становила 96 %, С. arenaria-90 %, С. sylvatica-88 % і т.д. Загалом, схожість насіння рослин 9 видів осок за умов експерименту знаходилася у межах 44-96 % (табл. 1). Для порівняння зі стандартними способами пророщування насіння осокових пророщували і на зволоженому фільтрувальному папері та перліті у чашках Петрі за аналогічних умов освітлення й температури. Результати різних способів пророщування, наприклад насіння С davalliana, представлені у таблиці 2. Таблиця 2 Схожість та енергія проростання насіння рослин Carex davalliana у водному середовищі та на зволожених перліті й фільтрувальному папері Спосіб пророщування На вологому фільтрувальному папері У водному середовищі На вологому перліті 15 20 25 30 Кількість пророслого насіння, % Термін Схожість проростання, На 75 На 85 На 95 На 105 На 115 насіння, % діб добу добу добу добу добу 20±0,7 2±0,03 18±1,0 46±1,2 31±1,0 21±3,2 2±0,01 22±2,1 32±1,4 36±1,3 2±0,04 4±0,6 18±2,0 20±1,7 24±1,5 46±3,6 36±2,0 24±4,6 Встановлено, що насіння С davalliana починає проростати на 75 добу. Енергія проростання насіння була найвищою у випадку його пророщування на зволоженому фільтрувальному папері: упродовж 20 діб проросло до 46±3,5 % насінин, у той час, як за 20 діб пророщування насіння у воді проросло на 12 % насінин менше. За показником схожості перевага пророщування насіння С. davalliana на зволоженому фільтрувальному папері становила 10 %. Проте, пророщування насіння упродовж 95 діб на зволоженому фільтрувальному папері вимагало тривалого догляду: постійного контролю за рівнем зволоженості паперу, щоби не допустити його пересихання; періодичного змочування паперу; кількаразової заміни фільтрувального паперу і перенесення на нього насіння та ін. Догляд за пророщуванням насіння у бюксах з водою полягав лише у кількаразовому контролі можливого забруднення води шляхом потрапляння мікроорганізмів з пилом. У такому випадку воду з бюкса обережно зливали, залишаючи у ньому насіння, та вносили свіжозготовлений розчин перманганату калію, який згодом замінювали водопровідною водою. Порівняння експлуатаційних витрат, яких вимагає пророщування насіння на зволоженому фільтрувальному папері в чашках Петрі відносно витрат, потрібних для пророщування насіння у бюксах з водою, переконливо вказує на переваги пропонованого способу. Також встановлено схожість у воді насіння не лише осок, а, наприклад, насіння рослин іншого виду осокових, зокрема Eleocharis palustris, або ж представника родини складноцвітих Erigeron canadensis (табл. 3). 3 UA 72283 U Таблиця 3 Схожість насіння у водному середовищі № п/п 1 2 5 Назва виду Eleocharis palustris Erigeron canadensis Схожість насіння, % 17±4,2 94±5,5 Отже, спосіб, що заявляється, може бути застосованим для пророщування насіння рослин роду Carex L. Cyperaceae Juss., а також насіння рослин інших родів і родин. Пророщування насіння за цим способом є максимально простим в обслуговуванні та відрізняється мінімальними розмірами матеріальних витрат. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Спосіб пророщування насіння рослин роду Carex L. Cyperaceae Juss., за яким насінини кладуть у посудину з водою, який відрізняється тим, що як посудину використовують бюкс, де насінини залишають на весь період проростання безпосередньо у товщі води, до того ж бюкс не щільно прикривають кришкою. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 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 4