Способ определения жизнеспособности семян злакового растения

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖИЗНЕСПОСОБНОСТИ СЕМЯН ЗЛАКОВОГО РАСТЕНИЯ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Воробей Александр Васильевич Вадецкая Татьяна Николаевна Шуканова Наталия Андреевна Пинчук Сергей Владимирович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Способ определения жизнеспособности семян злакового растения, отличающийся тем, что извлеченные из семян зародыши замачивают в течение 30-40 мин в дистиллированной воде, помещают в амперометрическую ячейку с электродами Кларка и регистрируют в течение 10-15 мин силу тока между электродами при напряжении на электродах 0,6 В, причем если сила тока в ячейке уменьшается, семена считают жизнеспособными. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процентное содержание жизнеспособных семян определяют по формуле(1/2)(М 2/М 1)100,где- процентное содержание жизнеспособных семян 1 и 2 - изменение силы тока в амперометрической ячейке в присутствии зародышей, соответственно, исследуемых семян и семян растений того же сорта, жизнеспособность которых составляет 100 М 1 и М 2 - масса зародышей, соответственно, исследуемых семян и семян растений того же сорта, жизнеспособность которых составляет 100 . Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в растениеводческих хозяйствах, а также в селекционных центрах для быстрого определения жизнеспособности семян злакового растения, претерпевших изменения в процессе сушки и хранения. Известен способ определения посевных качеств семян, включающий определение жизнеспособности отобранных для каждой партии зерна проб путем проращивания семян 11331 1 2008.12.30 в песке или на фильтровальной бумаге 1. Однако этот способ длителен и требует значительных временных и трудовых затрат и приводит к значительной потере зерна. Известен способ определения жизнеспособности семян по концентрации в них свободных радикалов, определяемых на ЭПР-спектрометре 2. Для реализации этого способа необходимо обязательно иметь контрольную пробу из исследуемой партии семян, для которых определена жизнеспособность иным путем, что увеличивает время определения, и,кроме того, в способе используется дорогой и дефицитный прибор, который требует высококвалифицированного обслуживания. Известен способ определения жизнеспособности семян растения, включающий воздействие на семена факторов, вызывающих их биохемилюминесцентное свечение и оценку его интенсивности. В качестве фактора, вызывающего биолюминесцентное свечение,используют свет с длиной волны 400-700 нм, а в качестве показателя биолюминесцентного свечения - интенсивность радикалорекомбинационной люминесценции, причем воздействие оказывают на воздушно-сухие семена 3. Однако в этом способе для определения радикалорекомбинационной люминесценции требуется громоздкая и дефицитная аппаратура,которая серийно не выпускается. Кроме того, изменение влажности семян либо обработка их веществами, способными влиять на радикалорекомбинационную люминесценцию,сильно влияет на точность измерений. Задача изобретения - упрощение способа, повышение точности, повышение производительности труда и сокращение временных затрат при определении жизнеспособности семян растения. Поставленная задача в способе определения жизнеспособности семян злакового растения достигается тем, что извлеченные из семян зародыши замачивают в течение 30-40 минут в дистиллированной воде, помещают в амперометрическую ячейку с электродами Кларка 4 и регистрируют в течение 10-15 мин силу тока между электродами при напряжении на электродах 0,6 вольта, причем, если сила тока в ячейке уменьшается, семена считают жизнеспособными. Процентное содержание жизнеспособных семян определяют по формуле(1/2)(2/1)100 , где- процентное содержание жизнеспособных семян 1 и 2 - изменение силы тока в амперометрической ячейке в присутствии зародышей, соответственно, исследуемых семян и семян растений того же сорта, жизнеспособность которых составляет 1001 и М 2 - масса зародышей, соответственно, исследуемых семян и семян растений того же сорта, жизнеспособность которых составляет 100 . Подобное определение возможно благодаря тому, что нами обнаружена положительная корреляция (коэффициент корреляции - 0,87) между жизнеспособностью семян, определяемой по массе проростков на 5-сутки проращивания семян, и изменением силы тока в амперометрической ячейке выделенными из данных семян зародышами, помещенными в измерительную камеру амперометрической ячейки. Причем, зародыши нежизнеспособных семян не уменьшают силу тока в амперометрической ячейке. Интервал времени замачивания 30-40 мин выбран исходя из того, что за это время стабилизируется скорость уменьшения силы тока в амперометрической ячейке зародышами, помещенными в измерительную камеру амперометрической ячейки. Количество замачиваемых зародышей определяется необходимой точностью измерения в зависимости от цели определения качества семян. Использование способа определения жизнеспособности бактериальных спор амперометрическим методом описано в 5, однако не известно использование данного способа для определения жизнеспособности семян. Способ осуществляют следующим образом с помощью острого скальпеля и препаровальной иглы из зерен злакового растения выделяют 20 зародышей, взвешивают зародыши и помещают на 30-40 мин в амперометрическую ячейку с электродами Кларка, содержащую 2 мл дистиллированной воды. Через указанное время в течение 10-15 мин записывают показатели силы тока между электродами. Падение силы тока в амперометрической 2 11331 1 2008.12.30 ячейке отражает уменьшение содержания кислорода в измерительной камере ячейки(фиг. 1). Падение силы тока за фиксированный промежуток времени (10-15 мин) в амперометрической ячейке прямо пропорционально массе зародышей жизнеспособных семян(фиг. 2). На основании полученных данных определяют величину уменьшения силы тока на единицу массы зародышей семян - удельное уменьшение силы тока в амперах в присутствии зародышей. По заранее полученным значениям удельного уменьшения силы тока в амперах зародышами жизнеспособных семян для каждого вида и сорта растения рассчитывают процент жизнеспособных семян в определяемом образце по следующей формуле(1/2)(2/1)100 , где- процентное содержание жизнеспособных семян 1 и 2 - изменение силы тока в амперометрической ячейке в присутствии зародышей, соответственно, исследуемых семян и семян растений того же сорта, жизнеспособность которых составляет 1001 и 2 - масса зародышей, соответственно, исследуемых семян и семян растений того же сорта, жизнеспособность которых составляет 100 . Прогревание семян (в песке в течение 15 мин) при температуре выше 70 С резко снижает уменьшение силы тока в амперометрической ячейке зародышами этих семян, помещенными в измерительную камеру амперометрической ячейки (фиг. 3). Это уменьшение коррелирует (коэффициент корреляции 0,87 Р 0,001) со снижением массы проростков на 5-й день проращивания семян, подвергнутых прогреванию (фиг. 4), что отражает снижение жизнеспособности семян (семена проращивали в чашке Петри на фильтровальной бумаге в водопроводной воде, на 5-й день зерновку отделяли лезвием и определяли массу проростков). Результаты исследований представлены на чертежах, где Фиг. 1. Зависимость изменения концентрации кислорода в измерительной камере амперометрической ячейки от регистрируемого изменения силы тока в амперометрической ячейке. Фиг. 2. Зависимость уменьшения силы тока в амперометрической ячейке от массы зародышей семян ржи. Время измерения - 10 мин. Фиг. 3. Зависимость удельного снижения силы тока зародышами семян ржи от температуры предварительной обработки семян. Фиг. 4. Зависимость массы проростков (М) (на 5-й день проращивания) семян ржи от температуры предварительной обработки семян. За 100 приняты значения для семян,имеющих 100 -ю жизнеспособность. Заявленный способ позволяет в 1,5-2 раза сократить время при проверке всхожести семян по сравнению с существующей стандартной методикой при той же точности. В случае одновременного применения нескольких амперометрических ячеек и многоканальных самописцев непосредственно в хозяйствах предложенный способ позволит увеличить производительность труда на сортосеменных станциях в 10 раз. Несомненным достоинством способа является также то, что для его осуществления требуется недорогая, выпускаемая серийно амперометрическая приставка к рН-метру. Персонал для работы по заявленному способу можно обучить в течение 1 дня. При сушке семян из-за отклонения режима сушки семена некоторых партий могут потерять всхожесть. Использование предлагаемого способа позволит провести экспрессконтроль жизнеспособности семян и предотвратить засорение семян недоброкачественным материалом. Использование предлагаемого способа позволит сократить затраты при отборе посевного материала из зерна различных сортов или продолжительно хранившихся семян. Для этого извлекают зародыши (порядка 10-15 штук) из каждой партии, помещают в амперометрическую ячейку и определяют снижение силы тока в течение 10 мин. Семена, зародыши которых вызывают наибольшее снижение силы тока, являются наиболее жизнеспособными и их дополнительно проращивают для определения формы высева. 3 11331 1 2008.12.30 Источники информации 1. ГОСТ 24933.2-81. Семена цветочных культур. Методы определения всхожести и энергии прорастания. 2. А.с. СССР 982556, МПК 01 1/02, 1982. 3. А.с. СССР 1131488, МПК 01 1/02, 1984. 4. Шольц Х.Б., Островский Д.Н. Ячейка для амперометрического определения кислорода. Методы современной биохимии. - Сб.-М. Наука.- 1975. - . 52-58. 5. А.с. СССР 1303610, МПК 12 1/00, 1987. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4