192695. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gazdasági növényfajták és vonalak minősítésére és szelektálására
3 192695 4 A találmány tárgya eljárás haszonnövényfajták és vonalak minősítésére és szelektálására, valamint azok adott esetben műtrágya szükségletének meghatározására, káli— umhasznosltásuk alapján. A növénytermesztésben megkívánt, hogy a termesztési célra kijelölt területen a talajt megfelelően előkészítik, és ennek során ásványi tápanyag-tartalmát szükség szerint módosítsák. Ezen műveletek közé tartozik a kálium utánpótlása. Ezt általában különböző szervetlen káliumsók, elsősorban káliumklorid, káliumszulfát esetleg káliumnitrát adagolásával oldják meg. Bár a növények kálium felvételének pontos molekuláris mechanizmusa még nem ismeretes. Ismert azonban, hogy a kálium aktív felvételéért egy finoman szelektáló és szabályozottan adagoló mechanizmus felelős. Ebben fehérjetermészetű anyag, a membránhoz kötött transzport-ATPáz játszik szerepet. Normális környezetű feltételek mellett a növény életének legnagyobb részében ez a mechanizmus működik. A káliumfelvétel emellett passzív módon is létrejöhet, idős növényeknél, káliummal tultáplált növények, vagy környezeti stressz hatására. E fenti mechanizmusokat ismertetik a Plant Physiol. 58, 33-37 (1976) és a Physiol. Plant. 42, 207-213 (1978) és 60, 81-85 (1984) cikkei. Az enzim- vagy karrier-medíélt aktív káliumfelvétel a növény számára rendkívül hasznosan kettős szabályozás alatt áll: indukció figyelhető meg a kálium-szegény körülmények között a hatékonyabb káliumellátás érdekében, majd negatív visszacsatolásos gátlás jön létre, amikor a belső káliumtartalom bizonyos szintet már elért. Ez az aktív káliumhasznositás nemcsak a növény száméra előnyös, mivel a fiziológiaihoz legközelebb álló káliumellátást biztosítja, hanem egyben a leghatékonyabb műtrágyahasznositást ezáltal a leggazdaságosabb műtrágyafelhasználást is eredményezi. Ez a mechanizmus azonban csak viszonylag alacsony külső káliumkoncentrációk mellett működik jól. Növelve az adagolt kálium mennyiségét passzív káliumfelvétel jön létre a gyökér és környezete között, ezáltal a talajban nagy mennyiségű felhasználatlan kálium marad vissza. Nagyobb káliumkoncentráció esetén hiánybetegségek is felléphetnek, Így például szőlő esetén a magas káliumkoncentráció relatív magnéziumhiányt okoz, amely kocsánybénuláshoz, és ezáltal termésveszteségekhez vezet. Meglepő módon úgy találtuk, hogy legkülönbözőbb növények esetében előfordulhat az aktív szabályozott káliumfelvétel képességének elvesztése, vagy ezen képesség csökkenése. Hasonló módon úgy találtuk, hogy azonos fajon belül különböző egyedek káliumfelvevő képessége jelentősen változhat. A találmány szerinti eljárás a fenti felismerésen alapul. A találmány szerint úgy járunk el, hogy nemesitési műveletek indítása előtt, magtermesztés, palántanevelés, vegetativ mikroszaporítás vagy oltványok előállításának megkezdése előtt valamely arra alkalmas módszerrel ellenőrizzük a termesztésre szánt növényt, képes-e' kielégítő mértékű aktiv káliumfelvételre. Ennek ismereteben kiválasztható a megfelelő faj, fajta, illetve vonal, illetve mivel azonos fajtán belül a tulajdonság károsodása vagy elvesztése esetinek mutatkozik, megfelelő számú egyed vizsgálásával az adott fajtán belül a kedvezőbb egyed választható ki. A káliumhasznosítás mérószámaként használhatunk abszolút vagy a fajon, illetve fajtán belül érvényes relatív egységeket, mely szerint a vizsgált fajok, fajták, illetve vonalak vagy egyedek káliumigényük szerint rangsorolhatók. Nyilvánvaló, hogy jónak, elsősorban azok az egyedek tekinthetők, melyeknél az aktív káliumfelvétel alacsony káliumkoncentráció esetén aktiválódik. A találmány szerinti eljárás tehát minősítő elővizsgálatként alkalmazható nemesítéshez, hibridizáláshoz használt szülői anyag, kapott hibridnövény vagy mag, vagy más módon nemesített növény, nemes oltóanyag, alany, vagy oltvány vizsgálatára. Ugyanakkor ellenőrző vizsgálatként is alkalmazható már termesztésben tartott növény esetében egyrészt annak várható növekedési tulajdonságainak, másrészt a termesztéshez szükséges műtrágya-utánpótlás megállapítására. Segítségével jelentősen csökkenthető a pótlandó kálium mennyisége, mely egyben a bevitt aminok mennyiségét is csökkenti, így környezetvédelmi szempontból is előnyös. A találmány szerint úgy járunk el, hogy a vizsgált valamely fenti objektum aktiv káliumfelvevő képességét határozzuk meg. Ez a mérés történhet célszerűen fitotronban előnevelt növények “Rb-al jelzett káliumfelvételének meghatározásával, történhet ezenkívül az aktív káliumfelvételben résztvevő ATP-áz enzim aktivitásának meghatározásával, vagy bármely más alkalmas módszerrel. Amennyiben az aktív káliumfelvevó képességét a kálium (^Rb) felvétel mérésével határozzuk meg, előnyösen a növényi minta előgyőkereztetését és a mérést azonos, a növény számára komplett de alacsony kálium-konceritrációjú tápközegben végezzük. Az alaptápközeg bármely teljes értékű, de káliummentesre módosított tápoldat lehet, melybe a cél szerinti különböző mennyiségű kálium bevitelét káliumklorid adagolásával végezzük. A káliumfelvétel mérésének ideje 1 és 8 óra között választott azonos érték lehet, a rádióaktív jelzés mértéke célszerűen 20- -50 kBq/100 jumól K4. Végezhető az aktív káliumfelvétel mérése az ATP-áz aktivitás meghatározásával, illetve az előző két módszer kombinációjával is, lényeges, hogy az ATP-áz aktivitás meghatározásánál a kéliumindukált értéket vessük ösz-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
