Способ предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур для синхронизации клеточных делений в корневой меристемеПатент на изобретение №: 2180474 Автор: Нефедьева Е.Э., Хрянин В.Н., Грозенко Н.Г., Розен М.А. Патентообладатель: Городской центр технического творчества Дата публикации: 20 Марта, 2002 Начало действия патента: 9 Октября, 2000 Адрес для переписки: 442962, Пензенская обл., г. Заречный, ул. Конституции, 39а, ГЦТТ Изображения    Изобретение относится к сельскому хозяйству и растениеводству, а именно к физическим методам воздействия на биологические объекты, в частности на семена, и может быть использовано в селекционно-генетической работе, направленной, например, на получение ценных мутантов сельскохозяйственных растений. Способ заключается в однократном воздействии на семена ударной волной в водной среде при 2oС с созданием импульсов 155...554 Н  см-2 с последующим замачиванием семян в воде при данной температуре в течение 12 ч. Использование предложенного способа позволяет увеличить эффект синхронизации клеточных делений и продления фаз митотического цикла для проведения селекционно-генетических работ. 2 табл., 1 ил.
, , , , ,
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУИзобретение относится к сельскому хозяйству и растениеводству, а именно к физическим методам воздействия на биологические объекты, в частности на семена, и может быть использовано в селекционно-генетической работе, направленной, например, на получение ценных мутантов сельскохозяйственных растений. Клетки на разных фазах митотического цикла проявляют неодинаковую чувствительность к мутагенам. Синхронизируя клетки меристемы к чувствительным фазам клеточного цикла и изменяя продолжительность фаз митоза, можно повысить чувствительность клеток к мутагенам, т.е. способствовать увеличению частоты и спектра индуцированных мутаций, что важно для проведения селекционно-генетических работ. Известен способ обработки семян сельскохозяйственных культур, при котором семена помещают в воду и создают ударную волну с давлением фронта 5...40 МПа за счет детонации взрывчатого вещества [1]. Величина давления и время его действия регулируются массой взрывчатого вещества и расстоянием между ним и поверхностью семян. Применение предлагаемого способа позволяет осуществить обработку семян при условии их объемного сжатия в течение короткого промежутка времени, не разрушая семена как биологические объекты. Указанный способ приводит к повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Данное воздействие оказывает стимулирующее влияние на рост растения, однако состояние покоя в меристеме после ударно-волновой обработки является непродолжительным. Известным методом физического воздействия для синхронизации клеточных делений в зародышевой меристеме зерновых культур также является способ обработки семян электромагнитным полем частотой 59,0-62,6 ГГц при плотности потока мощности 100-300 мкВтсм-2 в непрерывном режиме в течение 10-30 мин [2] . Недостатки указанного способа заключаются в относительно невысокой эффективности синхронизации делений (не более 1,5...2,0 раз) и невозможности воздействия на отдельные фазы митотического цикла. Известны также способы синхронизации митозов в меристеме ячменя, состоящие в воздействии 5-аминоурацила (5-АУ) [3], или 5-АУ и колхицина [4] на проростки или замоченные семена с последующей экспозицией объектов в воде при 2oС в течение 12 ч. Указанные вещества могут вызывать отдаленные последствия в генетическом аппарате растений. Данные способы трудоемкие, многостадийные, длительные. Они требуют применения дорогостоящих реактивов и приводят к травмированию при высеве проростков, находящихся в состоянии активного прорастания. Вместе с тем эффект синхронизации при данном способе обработки меньше, чем в предыдущем. Целью изобретения является увеличение эффекта синхронизации клеточных делений и продления отдельных фаз митотического цикла для проведения селекционно-генетических работ. Поставленная цель достигается тем, что сухие семена обрабатывают ударной волной в водной среде при 2oС с созданием импульсов 155...554 Hcм-2 с последующим их замачиванием в воде при данной температуре в течение 12 часов. Величина импульса регулируется массой взрывчатого вещества и расстоянием между ним и поверхностью семян. Последействие обработки сохраняется в течение 30 дней. Сравнение известных решений с заявленным показало, что его отличительным признаком является выдерживание семян при 2oС в течение 12 ч после ударно-волновой обработки с целью усиления стрессовой реакции и состояния покоя для повышения эффективности синхронизации делений клеток в меристемах и продления отдельных фаз митотического цикла. Проведение ударно-волновой обработки в воде при 2oС необходимо для обеспечения стрессовой ситуации в момент прохождения ударной волны. Непродолжительное замачивание при ударно-волновой обработке допускает высушивание семян и их последующее хранение без изменения всхожести. Длительный период последействия является существенным преимуществом заявляемого способа, так как увеличивает время для выбора оптимальных сроков посева и (или) последующего воздействия мутагена на семена. Пример. Сухие семена сельскохозяйственных культур (гречиха) подвергали ударно-волновой обработке в воде при 2oС. Величину создаваемого импульса изменяли в диапазоне от 100...800 Нcм-2. Величину удельного импульса (J, Нсм-2) рассчитывали по формуле [5] J =P , где Р - давление на фронте ударной волны, МПа; характеристическое время, определяющее интенсивность падения давления в данной точке с течением времени.  , где Q - масса заряда взрывчатого вещества, кг; R - расстояние от центра взрыва до поверхности семян, м.  После ударно-волновой обработки семена выдерживали в воде при 2oС в течение 12 ч, что соответствует оптимальным режимам, приводимым в работах [3, 4]. В дальнейшем семена высушивали на воздухе при комнатной температуре до тех пор, пока их масса не станет постоянной. После высушивания отбирали зрелые, выполненные плоды и проращивали их при 25oС во влажной атмосфере. Корни проростков, начиная с возраста 48 ч, фиксировали в уксусной кислоте с этанолом (1:4) в течение 12 ч с интервалом 2 ч. Материал окрашивали в ацетоорсеине. Давленые препараты просматривали при 600-кратном (об. 40х, ок. 15х) увеличении и определяли митотический и фазовый индексы (МИ, ФИ) апикальных корневых меристем. Поскольку были обнаружены значительные изменения среднего МИ, для определения синхронности митозов использовали относительное увеличение максимального МИ по сравнению со средним в каждом варианте опыта и соотносили результаты, полученные на опытных растениях, с контролем. Изменение МИ проростков гречихи в динамике приведены в табл. 1, где отражены данные для импульсов, равных 155...554 Hcм-2. Импульсы от 100 до 155 Нсм-2 не повлияли на клеточные деления, и МИ не отличались от контрольных результатов. Импульсы свыше 554 Нсм-2 оказались губительными для зародышей семени. Результаты, приведенные в табл. 1, показывают, что колебания МИ контрольных проростков гречихи были незначительными. Максимальное значение достигалось в 50 ч и составляло  , а среднее -  . Относительное увеличение максимального МИ равнялось 1,20. При J=155 Нсм-2 среднее значение МИ составило  . Максимальное значение МИ в 52 ч составляло  . Его относительное увеличение по сравнению со средним в данном варианте опыта составило 1,77, то есть синхронность делений превысила контроль на 47,5%. При J=401 Нсм-2 среднее значение МИ составляло  . Максимальное значение МИ возросло до  через 50 ч. Относительное увеличение МИ соответствовало 3,30, что указывало на увеличение синхронности клеточных делений в 2,8 раза по сравнению с контролем. При воздействии J=554 Нсм-2 среднее значение МИ уменьшилось до  , что было на 31% ниже контроля. Максимальное значение МИ соответствовало 88,1%, его относительное увеличение составило 1,57. Синхронность митозов возросла на 30,8% относительно контроля. Отмечены колебания фазовых индексов (фиг. 1,а). У 48-50-часовых контрольных проростков более  клеток находились на стадии профазы, а у 52-56-часовых проростков начали преобладать клетки на стадии мета- и анафазы. Их количество превышало  от общего числа клеток. Количество телофазных клеток начинало увеличиваться у 54-56-часовых проростков и достигло максимума у 58-часовых проростков. Максимум МИ соответствовал 50-52-часовым проросткам, когда или преобладали профазные клетки ( ), или количество клеток в стадии про-, мета-, анафазы было приблизительно одинаково (соответственно 257, 285,  ), а в стадии анафазы - несколько ниже,  (фиг. 1,а). После обработки при J=155 Нсм-2 амплитуда колебаний ФИ (рис.1,б) была более значительной, чем в контроле. Отмечено существенное увеличение числа анафазных клеток (до  ) у 54-часовых проростков, указывающее на задержку большинства клеток на данной стадии. Эти нарушения были временными, так как уже через 56 часов отмечался максимум телофазных клеток ( ). Максимум МИ соответствовал прохождению метафазы и особенно анафазы большинством клеток, что также указывало на изменение в смене фаз митоза. Обработка J=401 Нсм-2 способствовала наиболее значительным изменениям ФИ (фиг. 1,в). Увеличилось количество клеток, находящихся на стадии профазы (48 часов -  , 50 часов -  ) и анафазы (52 часа -  , 54 часа -  ). Первые телофазы появились только через 52 часа, тогда как в контроле они присутствовали постоянно. Под действием J=554 Нсм-2 амплитуда колебаний ФИ также превышала контроль (фиг. 1, г). Характерно увеличение количества метафазных клеток до  через 52 и 54 часа и анафазных клеток до  через 54 часа. Количество профазных клеток 48 часов в опыте соответствовало контролю ( и  соответственно). Первые телофазы появились только через 54 часа, а через 56 часов составляли уже  . При анализе аномалий делений анафазно-телофазным методом во всех вариантах опыта аберраций хромосом (мосты и фрагменты) не было обнаружено. Таким образом, предварительная обработка оказывает влияние на прохождение митотического цикла, но не вызывает повреждений хромосом, то есть сама не вызывает мутагенного эффекта и может быть использована для синхронизации клеточных делений. В специальных экспериментах исследовалось последействие обработки. Семена обрабатывали по описанной методике, 3 партии семян хранили в течение 1, 30 и 40 суток, проращивали и определяли МИ в возрасте 48-58 часов. Данные приведены в табл. 2. Видно, что последействие обработки сохраняется при хранении семян до 30 суток. Как следует из табл. 2, при хранении семян в течение 1 суток после обработки обнаруживается максимальный эффект синхронизации (в 1,47...2,75 раз). При хранении в течение 30 суток эффективность воздействия практически не изменяется. При хранении в течение 40 суток эффект синхронизации митозов снижается и составляет 9-98%. Источники информации 1. Патент РФ 2083073 Способ предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур. Атрощенко Э.С., Хрянин В.Н и др. 2. А. С. 1692408 "Способ предпосевной обработки семян для синхронизации клеточных делений в зародышевой меристеме зерновых культур. Н.Г. Шестопалова, Л.Г. Головина и др. 3. Бендрорайтите Л.П. Цитология и генетика, 1978, т.12, 3 - С.195-199. 4. Артемьева В.В. Автореферат диссертации на соискание уч. степени кан. биол. наук. Л., 1987, 22 с. 5. Пихтовников Р.В., Завьялова В.И. Штамповка листового металла взрывом. М.: Машиностроение, 1964. - С.42-43.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯСпособ предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур для синхронизации клеточных делений в корневой меристеме, включающий однократное воздействие на семена ударной волной в водной среде, отличающийся тем, что ударную обработку семян проводят в воде при 2oС с созданием импульсов 155. . . 554 Нсм-2 с последующим замачиванием семян в воде при данной температуре в течение 12 ч.Популярные патенты: 2495561 Машина лесозаготовительная ... с опорой 27.Предлагаемая конструкция машины лесозаготовительной практически исключает зажим пильного механизма при срезании дерева и его поломку, упрощает конструкцию, снижает время на формирование пачки и повышает эффективность использования машины лесозаготовительной. Формула изобретения 1. Машина лесозаготовительная, включающая самоходное шасси и прицеп, на которых установлено технологическое оборудование, содержащее пильный механизм, размещенный по всей ширине лесозаготовительной машины, механизм сталкивания дерева с пня и кониковые устройства, отличающаяся тем, что самоходное шасси и прицеп соединены устройством, позволяющим им перемещаться относительно друг друга ... 2142696 Способ выращивания цветочных и декоративных растений в тепличных и домашних условиях ... по определенной формуле (RU, 2062555, 1996). Однако известный способ является достаточно сложным. Задачей настоящего изобретения является разработка простого способа питания растений, требующих умеренного или обильного полива в период максимального роста, цветения и плодоношения. Поставленная задача решается описываемым способом выращивания цветочных и декоративных растений в тепличных и домашних условиях, включающих посадку, полив и подкормку с распределением питательных веществ во времени, при этом подкормку осуществляют путем установки в емкость для посадки мембранного корнепитателя КП-5, представляющего собой диффузионно-осмотический дозатор, заключенный в полупроницаемую ... 2435369 Гербицидные композиции ... формулу: Он известен как гербицидный антидот. В общем, гербицидный антидот представляет собой соединение, которое снижает действие гербицида при применении на культурах. Желательно делать вододиспергируемые гранулы, содержащие гербициды. Причина в том, что такие гранулы легки для применения, текут подобно жидкости после смешивания с водой и не образуют или мало образуют пыли в течение применения вододиспергируемых гранул. Однако когда клохинтоцет-мексил вступает в контакт с водой, он легко превращается в его гидрат, который предрасположен к образованию больших кристаллов, что затрудняет его способность к разбрызгиванию и затем его способность работать в качестве ... 2227965 Способ возделывания бахчевых культур и устройство для его осуществления ... используют в качестве направляющей при механизированной уборке плодов (RU, патент №2121254 С1. МПК6 А 01 В 79/02, 49/06. Заявлено 10.12.96; Опубл. 10.11.98).К недостаткам данной технологии, принятой нами в качестве наиближайшего аналога, следует отнести то, что при возделывании растения бахчевых культур не подвергают некорневой подкормке макро- и микроэлементами. Результатами исследований установлено, что последние оказывают существенное влияние на качество урожая и питательную ценность арбуза, дыни, тыквы.Известно устройство для ухода за посевами бахчевых культур, включающее навешиваемые на переднюю и заднюю навески трактора поперечные брусья с опорными колесами, плетеукладчики, ... 2141756 Способ многоуровневого культивирования растений и устройство для его осуществления ... для культивирования 130 вниз из верхнего уровня на средний уровень, когда растения становятся выше, новые подвесные стержневые элементы 150 присоединяют к средним кронштейнам 123 для продолжения культивирования. При таких обстоятельствах вспомогательный кронштейн 124 можно использовать для прикрепления временных поддерживающих мест для подвесных стержневых элементов 150, используемых в верхнем уровне, сразу после перемещения или, если требуется, вспомогательный кронштейн можно использовать для возможности использования подвесных стержневых элементов 150, применяемых в верхнем уровне, до тех пор, пока растение не вырастет до определенной высоты. Конфигурация кронштейнов 123 и ... |
Еще из этого раздела: 2159526 Устройство для навешивания сельскохозяйственных орудий на трактор 2260932 Способ уборки льна и тресты при неблагоприятных погодных условиях 2169462 Улей (варианты), способ его сборки и способ круглогодичного содержания в нем пчел 2080774 Способ изготовления брикетов для выращивания растений и устройство для его осуществления 2251837 Рабочий орган кустореза 2019090 Самонапорная оросительная система 2402211 Способ получения трансгенных кроликов, продуцирующих белки в молочную железу 2455815 Самоходный универсальный комбайн для уборки картофеля и топинамбура 2405306 Способ определения содержания крахмала по содержанию глюкозы с учетом индивидуального коэффициента пересчета в растительном материале 2381650 Синергические фунгицидные комбинации биологически активных веществ и их применение для борьбы с нежелательными фитопатогенными грибами |
Изобретения в сельском хозяйстве
Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах
Посадка, посев, удобрение
Уборка урожая, жатва
Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства
Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство
Новые виды растений или способы их выращивания
Производство молочных продуктов
Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство
Поимка, отлов или отпугивание животных
Консервирование туш животных, или растений или их частей
Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов
Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения
Машины или оборудование для приготовления или обработки теста
Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия
|
|
||