CC BY
5УДК 632.3:632.4
ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДА СТЕРИЛИЗАЦИИ СЕМЕННОГО МАТЕРИАЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФИТОПРОТРАВИТЕЛЯ.
БОГДАНОВА КСЕНИЯ ОЛЕГОВНА
Научный сотрудник Национальной научной лаборатории коллективного пользования, лаборатория биологии и биотехнологии растений НАО «ВКУ имени
Сарсена Аманжолова» Усть-Каменогорск, Казахстан
ДОЛАНБАЕВА ГСЛСАЙЫН ТОЙКЕЩЫЗЫ
Научный сотрудник Национальной научной лаборатории коллективного пользования, лаборатория биологии и биотехнологии растений НАО «ВКУ имени
Сарсена Аманжолова» Усть-Каменогорск, Казахстан
НИКОЛАЕВА ВАЛЕНТИНА НИКОЛАЕВНА
Научный сотрудник Национальной научной лаборатории коллективного пользования, лаборатория биологии и биотехнологии растений НАО «ВКУ имени
Сарсена Аманжолова» Усть-Каменогорск, Казахстан
ВНОРОВСКАЯ ЕЛЕНА ВЛАДИМИРОВНА
Младший научный сотрудник Национальной научной лаборатории коллективного Пользования НАО «ВКУ имени Сарсена Аманжолова» Усть-Каменогорск, Казахстан
Аннотация. Фитопатологический анализ семян растений зерновых и зернобобовых культур требует тщательной подготовки проб, главным этапом которой является стерилизация семенного материала. Этот процесс необходим для предотвращения ложных результатов, обусловленных загрязнением экзогенными патогенами, присутствующими на поверхности семян, и позволяет точно оценить возможное внутреннее заражение образцов. Одними из перспективных дезинфицирующих средств для обработки, являются составы, содержащие четвертичные аммониевые соединения, такие как АБДАХ (алкилбензилдиметиламмоний хлорид). Фитобезопасность и влияние АБДАХ на прорастание и рост семян растений является приоритетной задачей данного исследования, т.к. экологические аспекты использования химических соединений для обработки семян могут нанести вред и отрицательно влиять на растения. Сравнительный анализ прорастаемости обработанных и необработанных семян позволил определить оптимальные условия стерилизации семенного материала сои и подсолнечника для дальнейшего их использования в фитопатологической экспертизе.
Ключевые слова: фитопатологическая экспертиза, экзогенные патогены растений, фитопротравитель, алкилбензилдиметиламмоний хлорид, всхожесть семян, дезинфекция.
В фитопатологической экспертизе важно не только выявление возбудителей заболеваний растений, но и точное их определение и локализация (экзогенная или эндогенная), так как это влияет на всю дальнейшую стратегию борьбы с патогенами и вызываемыми их заболеваниями. Экзогенные патогены могут маскировать наличие внутренних инфекций, что может привести к неправильной диагностике и неэффективным мерам борьбы с болезнями растений [1, с. 445]. Использование дополнительных методов дезинфекции семян перед фитопатологическим анализов позволяет получать более
достоверные данные и уменьшить погрешность в расчетах при идентификации типов локализации патогенов растений [2].
Алкилбензилдиметиламмоний хлорид или АБДАХ — это четвертичное аммониевое соединение с выраженным антимикробным действием, широко применяемое в повседневной жизни, поскольку он входит в состав шампуней, мыла, дезинфицирующих средств и т.д. Четвертичные аммониевые соединения, относительно безопасны для окружающей среды при правильном применении и соблюдении нормативов по утилизации остатков растворов. Действие АБДАХ направлено на уничтожение бактерий, грибков и вирусов, что делает его идеальным выбором для стерилизации семян перед фитопатологическим анализом.
Выявление влияния АБДАХ на рост и развитие растений необходимо провести на первых этапах использования его как фитопротравителя, в виду того что определение фитотоксичности растворов алкилбензилдиметиламмония хлорида повлияет на дальнейшее использование его при обработке семян и тканей растений перед фитопатологическим анализом. В связи свыше изложенным данное исследование направлено на установление воздействия растворов на растение под влиянием разных концентраций.
Этапы стерилизации семян сои и подсолнечника с использованием растворов АБДАХ начинались с отбора и подготовки образцов в необходимом количестве для эксперимента. Раствор разводился в 5 разных концентрациях (от 0,1% до 1%) Семена сои и подсолнечника помещались в растворы на экспозицию в 10 минут каждый. Положительный контроль замачивался в дистиллированной воде на то же время. Так же производилась обработка группы семян стандартной методикой с применением мыльного раствора и перманганата калия. После выдержки в растворе семена тщательно промывались в дистиллированной воде для удаления остатков дезинфицирующего средства, чтобы предотвратить его влияние на результаты анализа.
Семена высушивались и раскладывались в чашки Петри на фильтровальную бумагу с добавлением небольшого количества дистиллированной воды. Образцы проращивались в культивационном помещении при 24оС и 16-часовом фотопериодизме.
Контроль всхожести семян и временем их первого прорастания производился каждый день на протяжении 2 недель. Всхожесть семян растений вычислялась по методике [3, с. 1922]. В таблице 1 представлены основные данные в среднеарифметическом значении проб в трех повторностях.
Таблица 1 - Выявление влияния АБДАХ на всхожесть и эффективность стерилизации семенного материала растений._
Назван ие культуры Концентр ация раствора, % Перви чное прорастание , дни Количе ство проросших, % Количес тво незаражённы х семян, % Коли чество заражённ ых семян,%
0,1 1 93,3 76,7 23,3
0,3 2 90,0 93,3 6,7
0,5 1 96,7 90,0 10,0
0,8 2 76,7 96,7 3,3
Подсол 1,0 2 66,7 93,3 6,7
нечник Положит
ельный 1 33,3 16,7 83,3
контроль
Стандарт ная обработка 1 66,7 66,7 33,3
Соя 0,1 2 90,0 60,0 40,0
0,3 3 83,3 80,0 20,0
0,5 3 86,7 83,3 16,7
0,8 3 70,0 90,0 10,0
1,0 3 66,7 96,7 3,3
Положит
ельный 3 23,3 3,3 96,7
контроль
Стандарт ная обработка 2 76,7 76,7 23,3
У подсолнечника наибольший процент проросших семян составляет 96,7% при концентрации 0,5%, что также сопровождалось высоким уровнем стерильности семян в 90%. При концентрации раствора 0,8% достигнута максимальная стерильность в рамках эксперимента - 96,7%, но количество проросших семян подсолнечника снизился до 76,7%. Вместе с тем у концентрации 0,1% прорастаемость была высокой - 93,3%, однако заражённость семян поднялась до 23,3% (рисунок 1) [4, с. 261-264]. Контрольная группа (положительный контроль) показала самый низкий процент прорастания - 33,3% и высокий уровень заражённости в 83,3%. Стандартная обработка дала результаты значительно хуже по сравнению с оптимальными концентрациями АБДАХ.
i)
Рис. 1 - Пророщенные семена подсолнечника в чашках Петри (1 - концентрация АБДАХ 0,1% (1:1000); 2 - стандартная обработка).
Наилучший процент прорастания сои составил 90% и был достигнут при самой низкой концентрации в 0,1% раствора, но уровень заражённости оставался высоким - 40%. Оптимальная концентрация для сои — 1,0% (рисунок 2), при которой было наибольшее количество незаражённых семян - 96,7%, тем не менее процент прорастания снизился до 66,7%.
Рис. 2 - Пророщенные семена сои в чашках Петри (1 - концентрация АБДАХ 1% (1:100); 2 - контроль).
Положительный контроль продемонстрировал лишь 23,3% проросших семян и почти полное заражение, составившее 96,7%. Стандартная обработка получила удовлетворительные результаты в прорастании и стерильности - 76,6%, что указывает на большую продуктивность обработки семян концентрациями на основе АБДАХ.
На основе данных проведен анализ эффективности стерилизации семенного материла с помощью различных концентраций АБДАХ и представлены на рисунке 3.
100 90 80 70
so OS
, 60 ^
5 50 о
а 40 С
30 20 10
illlth
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
0,1
0,3
0,5
0,8
1 Контроль Станд.обр
Обработка семенного материала
Количество незаражённых семян, % Количество заражённых семян,% Количество проросших,%
Рис. 3 - Эффективность стерилизации семян с помощью АБДАХ
Концентрация 0,5% является оптимальной для достижения максимального прорастания семян (92%) и обладает высокой стерильностью (87% незаражённых семян). Концентрация 0,8% и 1,0% обеспечивают лучшую стерильность (до 95% незаражённых семян), но снижают процент прорастания. Контрольная группа продемонстрировала крайне низкий процент прорастания (28%) и высокий уровень заражённости (90%), что подтверждает необходимость обработки семян перед фитопатологическим анализом. Стандартная обработка оказалась менее эффективной по сравнению с использованием АБДАХ: процент прорастания и уровень стерильности ниже, чем при концентрации 0,3% и 0,5%.
0
0
Исходя из исследования по эффективности стерилизации АБДАХ можно сделать вывод, что для подсолнечника наилучшие результаты достигнуты при концентрации 0,5%, обеспечившей высокий процент прорастания (96,7%) и относительно низкую заражённость (10%). Концентрация 0,8% также показала отличные результаты по стерилизации (96,7% незаражённых семян) при умеренном снижении прорастания (76,7%). Для сои наиболее эффективной является концентрация 1,0%, которая обеспечила высокий уровень стерильности семян (96,7% незаражённых) при адекватном уровне прорастания (66,7%).
Изучение влияния концентрации раствора АБДАХ на семенной материал растений выявило, что с увеличением концентрации наблюдается уменьшение заражённости семян, но при этом может снижаться процент прорастания. Это особенно заметно при высоких концентрациях (0,8 - 1,0%), когда стерильность увеличивается до 93-96%, но процент проросших семян падает до 66-73%. При низких концентрациях (0,1- 0,3%) наблюдаются высокие показатели прорастания до 92%, но степень заражённости остаётся выше, особенно у подсолнечника.
Уровень заражённости в контрольных группах достигал 83-96%, что указывает на необходимость обработки семян для обеспечения фитосанитарной чистоты. Стандартные методы обработки оказались менее эффективными по сравнению с фитопротравителями на основе АБДАХ, что свидетельствует о преимуществе данных средств в борьбе с патогенами. Таким образом, использование дезинфицирующего средства на основе АБДАХ обеспечивает наилучший баланс между прорастаемостью и стерильностью семян.
1. Попкова К.В. Общая фитопатология / К.В. Попкова, В. А. Шкаликов, Ю. М. Стройков, др.// учебник для вузов.- М.: Дрофа - 2005. -С. 445
2. ГОСТ 12044-93 Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения зараженности болезнями.
3. Богданова К.О. Исследование влияния активатора роста на всхожесть семян с истекшим сроком годности/ К.О. Богданова, Д.А. Нурдыбекова, Е.Е. Ергали Г.Т. Доланбаева, В.Н. Николаева // International scientific journal «Global science and innovations 2024: Central Asia» Astana, Kazakhstan, - April 2024, - С. 19-22
4. Мерк Л.Б. Фитопатологическая оценка семян подсолнечника в условиях Восточного Казахстана / Л.Б. Мерк , Г.Т. Доланбаева, К.О. Богданова, Е.В. Вноровская, В.Н. Николаева, С.В. Жаркова // Сборник материалов XVIII Международной научно-практической конференции. В 2-х книгах. Том Книга 1. Барнаул - 2023 - С. 261-264.
ЛИТЕРАТУРА
