Способ определения содержания эфирного масла в листьях растений мяты по суммарному объему секреторных желез

Способ определения содержания эфирного масла в листьях растений мяты по суммарному объему секреторных желез

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству и, в частности к селекции, и касается создания экспресс-метода выделения перспективных гибридов и сортов мяты. Известен способ оценки перспективных гибридов и сортов мяты по количеству эфирного масла, выделенного из вегетативной массы листьев и соцветий растения, методом гидродистилляции (метод Клевенджера, модифицированный Лошкаревым (ГОСТ 24027.2-80)). Недостатком данного способа является длительное время экстракции водяным паром (не менее 2 часов), достаточно большое количество сухого материала (не менее 50 г) и сроки отбора анализируемого материала (вторая половина вегетационного периода - фаза бутонизации-массового цветения), поэтому дальнейшая работа с отобранным селекционным материалом возможна только на следующий вегетационный год.

Другими оценочными показателями продуктивности селекционного материала могут бы физиологические и биохимические параметры и их комплексный системный анализ - данный способ широко применяется при прогнозировании потенциальной продуктивности зерновых культур (патент RU 2439873 С2, A01G 7/00, 2009).

Продуктивность эфирного масла мяты определяется железистым аппаратом растения, главным образом численностью 10 - клеточных железок (трихом) сферической формы на поверхности листьев и соцветий.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ отбора высокопродуктивных форм мяты по количеству эфирного масла, приходящегося на I мм² листовой поверхности (Диссертационная работа на соискание кандидата сельскохозяйственных наук Лысяковой Н.Ю., 1984). Этот способ заключается в анализе методом хромотографии суспензии из высечек листовых пластинок растений мяты на ранних сроках вегетации. Недостатком данного экспресс-метода является необходимость наличия высокоточного и дорогостоящего оборудования - газового хроматографа.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание более простого способа прогнозирования продуктивности эфирного масла межвидовых гибридов, внутривидовых клонов и сортов мяты. Поставленная задача решается путем учета количества и морфологических параметров трихом на листьях мяты, отобранных в фазу технической спелости, расчета суммарного объема железистых образований и сопоставления полученных данных с результатами районированных сортов старой селекции мяты. Необходимо наличие только светового микроскопа с видеосистемой Lumenera Infinity 2 или цифровой фотокамерой, линейки для фиксирования масштаба при фотосъемке, или бинокуляра с окулярным микрометром.

Ход работы

У отобранных к оценке растений мяты отбираются 10-30 листьев 5-7 пары 2-3 яруса главного цветоносного побега в фазу технической спелости, т.к. в данную фазу заканчивается формирование эфиромасличных желез и в них наблюдается наибольшее содержание масла.

С помощью видеосистемы или цифровой фотокамеры, присоединенной к световому микроскопу, фотографируются на увеличении ×500 по 10 участков каждого листа с верхней и нижней сторон, поскольку железки зачастую расположены с обеих сторон листа. На полученных снимках с помощью программы Infinity camera V:5.02 подсчитывают число железок в кадре, определяют площадь поверхности листа в кадре в см², количество железок на 1 см² верхней и нижней сторонах листа. Также измеряют их диаметр и вычисляют среднее значение диаметра железок.

Возможно проведение данных расчетов с помощью масштабной линейки, для чего ее фотографируют и учитывают, что 1 мм =100 мкм.

При отсутствии светового микроскопа аналогичные замеры можно проводить с помощью бинокуляра. Учет количества железок в поле зрения, их диаметра и площади поля зрения проводят, используя окулярный микрометр.

Используя полученные данные, вычисляют суммарный объем железок на 1000 см² площади листьев по формулам:

V₁₀₀₀=V_верх+V_низ

V_{верх или низ}=4/3πR³×n×1000, где

V₁₀₀₀ - суммарный объем железок на 1000 см² площади листьев, см³;

V_верх - объем железок на верхней стороне, см₃;

V_них - объем железок на нижней стороне, см₃;

πR=3,14;

R - радиус железок, см;

n - число железок на 1 см² поверхности листа, шт.

Для отбора перспективных селекционных образцов гибридов и сортов мяты рассчитанные суммарные объемы их железок на листьях растений сравнивают с аналогичными данными районированных сортов мяты или растениями старой селекции. В ходе разработки данного экспресс-метода получена положительная корреляция между суммарным объемом железок на 1000 см² площади листьев и сбором эфирного масла с целого растения, что позволяет рассматривать данный признак в качестве показателя продуктивности эфирного масла растений мяты.

Пример 1. Расчет V₁₀₀₀ для сортов мяты старой селекции, районированных для Украины и южных регионов России, выращенных на экспериментальном участке лаборатории в Главном ботаническом саду РАН. На отобранных 30 листьях 5-7 пары 2-3 яруса главного цветоносного побега в фазу технической спелости каждого сорта подсчитаны количество секреторных железок, их диаметр и V₁₀₀₀ (табл.1).

Табл.1.
Суммарный объем желез (V1000) сортов мяты старой селекции, см3.
сорт	кол-во желез на 1 см2 площади листа, шт.	диаметр желез, мкм	V1000.см3
верхняя сторона листа	нижняя сторона листа	верхняя сторона листа	нижняя сторона листа
Краснодарская 2	334	1080	88,58	88,39	0,509
Кубанская 6	590	1252	90,61	85,99	0,646
Симферопольская 200	210	850	106,6	106,2	0,664
Москвичка	655	999	90,44	87,81	0,605
Удайчанка	474	1257	92,21	95,55	0,766
Лекарственная 4	551	895	93,22	90,94	0,583

Как видно из данных таблицы районированные сорта мяты старой селекции имеют V₁₀₀₀ не менее 0,5 см³ (мл). Данная величина (0,5) взята за нижний предел показателя V₁₀₀₀ при отборе перспективных селекционных образцов межвидовых гибридов и внутривидовых клонов растений мяты для дальнейшей селекционной работы.

Пример 2. Расчет V₁₀₀₀ Для межвидовых гибридов, внутривидовых клонов мяты, выращенных на экспериментальном участке лаборатории в Главном ботаническом саду РАН.

На отобранных 30 листьях 5-7 пары 2-3 яруса главного цветоносного побега в фазу технической спелости каждого селекционного образца согласно предлагаемому способу подсчитаны количество секреторных железок, их диаметр и V₁₀₀₀ (табл.2).

Как видно из данных таблицы опытные образцы растений мяты №1, 2, 4, 7 и 8 имеют V₁₀₀₀ больше 0,5 см³, поэтому они были отобраны для дальнейшей селекционной работы.

Табл.2.
Суммарный объем желез (V1000) опытных образцов растений мяты, см3.
№	Внутривидовые клоны, межвидовые гибриды	кол-во желез на 1 см2 площади листа, шт.	диаметр желез, мкм	V1000,см3
верхняя сторона листа	нижняя сторона листа	верхняя сторона листа	нижняя сторона листа
	Внутривидовой
	тетраплоидный клон М.
1	arvensis,	439	785	101,75	93,09	0,573
	Внутривидовой клон М.
2	arvensis (NV-74)	524	1373	87,57	87,79	0,670
	Внутривидовой клон М.
3	arvensis (17-Тайвань)	411	983	87,89	88.68	0,502
	Внутривидовой клон М.
4	arvensis (18-Япония)	385	1148	86,33	88,29	0,541
	Внутривидовой клон М.
5	arvensis (24-Сыктывкар)	218	204	77,78	73,29	0,094
	Внутривидовой клон М.
6	arvensis (19-Крым)	302	1008	86,2	88,06	0,460
7	Межвидовой гибрид М. piperita и М. crispa	539	1320	85,83	85,73	0,611
8	Внутривидовой клон М. crispa (Крым)	550	1741	81,77	86,44	0,745

Таким образом, предлагаемый нами способ определения содержания эфирного масла в листьях растений мяты по суммарному объему секреторных желез отличается простотой и позволяет быстро оценить потенциальную продуктивность селекционных образцов и выбрать перспективные гибриды и клоны растения, дальнейшая селекционная работа с которыми будет экономически оправданна. Источники информации

1. ГОСТ 24027.2-80. Сырье лекарственное растительное. Методы определения влажности, содержания золы, экстрактивных и дубильных веществ, эфирного масла.

2. Лысякова Н.Ю. Некоторые морфо-физиологические особенности межвидовых гибридов мяты, определяющие уровень накопления эфирного масла / Диссертационная работа на соискание кандидата сельско-хозяйственных наук. Симферополь, 1984.

1. Способ определения содержания эфирного масла в листьях растений мяты по суммарному объему секреторных желез, отличающийся тем, что количество и размеры железок на единице площади листьев растений мяты получены с использованием светового микроскопа с видеосистемой Lumenera Infinity 2 с последующей обработкой данных с помощью программы Infinity camera V:5.02.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют световой микроскоп с цифровой камерой и масштабной линейкой.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют бинокуляр с окулярным микрометром.