Мінливість вмісту олеїнової кислоти в олії колекційних ліній соняшнику за різних погодних умов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Мінливість вмісту олеїнової кислоти в олії колекційних ліній соняшнику за різних погодних умов

Вступ

Якісний склад продукції є найактуальнішим напрямом розвитку виробництв. Якість олії соняшнику, а саме її склад, має велике значення як для здорового харчування людей, так і для конкретних технологій виробництва. Відомі зміни складу соняшникової олії були і продовжують отримуватися шляхом застосування мутагенезу (Osorio et al, 1995). Соняшник з підвищеним вмістом олеїнової кислоти в олії має широкий попит. Кожна держава, згідно своїх міркувань, виділяє різні групи рослинної олії з визначеними діапазонами вмісту кислот. Так, в Україні діють стандарти на високоолеїнову оливову олію (CODEX ALIMENTARIUS, 2007) з вмістом олеїнової кислоти 55-80 %. У той же час у США діє розподіл на високоолеїнову (більше 82 %) та середньоолеїнову (65 %) олію (National Sunflower Association USA, 2010). Дослідження мінливості цієї ознаки та генетичного контролю досить широко обговорюється науковцями і має суперечності в отриманих результатах. Так A. Dimitrijevic et al. (Dimitrijevic et al, 2017) використав молекулярний маркер F4-R1 і розподілив зразки соняшнику на низькоолеїнові 15,24-31,28 % та високоолеїнові 62,49-93,82 % та доповів про відсутність моногенного успадкування цієї ознаки. P. Haddadi et al. виявив молекулярний маркер вмісту олеїнової кислоти, якій пояснював 53 % випадків (Haddadi et al, 2011). Я.М. Демурін та О.Борисенко, досліджуючи генетику ознаки вмісту олеїнової кислоти, встановив наявність крім одного домінантного гену ще й гена супрессора (Demurin, Borisenko, 2011).

Дослідниками C. Alberio, L.A.N. Aguirrezabal, N.G. Izquierdo та іншими (Alberio et al, 2018) виявлено два види мутацій з підвищеним вмістом олеїнової кислоти «Pervenets (P)» та «NM1». Ними виявлено, що на холодному температурному фоні мутанти «Р» показують зниження рівня олеїнової кислоти, а мутації «NM1» виявляють більшу стабільність. P. Angeloni та інші вважають, що у сучасному кліматі максимальний рівень олеїнової кислоти показують близько 30 % виробничих гібридів, а при подальшому потеплінні максимуму © К.В. Ведмедєва, А.Ю. Яндола, Т.О. Таранець достигнуть вже 50 % (Angeloni et al, 2016). Вивчення вмісту олеїнової кислоти у олеїнових гібридів соняшнику при різних температурних показниках після цвітіння виявило, що суттєвого зв'язку між температурою та вмістом олеїнової кислоти не виявлено (Maklyak et al, 2015).

Підвищений вміст олеїнової кислоти в олії соняшнику обумовлений одним і тим самим ферментом дельта-12-десатуразою, а його більша активність викликана наявністю інсерції послідовності з регуляторними властивостями (Hongtrakul et al, 1998).

У колекції ліній соняшнику Інституту олійних культур НААН було виділено джерело підвищеного вмісту олеїнової кислоти в олії з використанням праймерів і виявлені два алелі ДНК-маркера 900 п.н., які ідентифікують високоолеїнову лінію соняшнику ЛВО7 (Vedmedeva et al, 2017).

Селекційні та генетичні завдання зі створення високоолеїнових гібридів соняшнику у Інституті олійних культур сприяли створенню нового високоолеїнового вихідного матеріалу та колекції ліній.

Метою дослідження є з'ясування складу олії нових, створених на основі колекції соняшнику ліній, його мінливості та залежності від погодних умов.

Матеріали та методи досліджень

Досліди проводили у селекційній сівозміні Інституту олійних культур у 2011-2018 рр. Обробка ґрунту класична з осінньою оранкою. Попередник - ячмінь. Ґрунтовий гербіцид Харнес. Посів ручними саджалками з густотою 40 тис. рослин на га. Ізолювали рослини індивідуальними нетканими ізоляторами. Насіння збирали вручну, аналіз складу олії проводили з застосуванням газорідинного хроматографа за ДСТУ30418-96 (ГОСТ 30418-96, 1996). Для аналізу використано насіння з кожної рослини окремо у трьох повтореннях від потомства. Кожного наступного року використовували для посіву насіння з проаналізованих рослин попереднього року.

Статистичний обрахунок дослідів проводили за методичними рекомендаціями (Gomez, Gomez, 1984).

Результати досліджень та їхнє обговорення

Лінію соняшнику ЛВО7В досліджували упродовж 8 років, починаючі з 2011 р. Вирахувані середні показники вмісту олеїнової кислоти кожного з років порівняли з умовами липня відповідного року (Таблиця 1). Відомі дослідження вказують, що вплив на вміст олеїнової кислоти має температура під час та після цвітіння. Початок цвітіння лінії ЛВО7 припадав на 19-23 липня. У нашому досліді врахували середньодобові температури місяця липня та третьої декади липня, а також кількість опадів за ці періоди. На нашу думку ці показники повинні характеризувати умови запліднення та формування насіння.

З таблиці видно, що найнижчим вмістом олеїнової кислоти характеризувалась олія з насіння, вирощеного у 2014 та 2012 рр. 2012 рік дійсно мав дуже спекотні і аномальні умови - сильну посуху, яка призвела до зменшення багатьох показників, наприклад висоти рослин практично у два рази. Але наприкінці липня, як раз після цвітіння, спостерігали невеликі опади - перші з квітня. Загалом 2014 рік був не дуже посушливим, але липень виявився жарким та без опадів. Встановлені коефіцієнти кореляції вмісту олеїнової кислоти в олії з кількістю опадів -- +0,16 та температурами липня0,41, з кількістю опадів у третій декаді липня -- +0,02 та середньодобовою температурою у цей період. За цими показниками помірному рівню негативної кореляції відповідає зв'язок між високою середньомісячною температурою та вмістом олеїнової кислоти. Але критерій Стьюдента для коефіцієнту кореляції вмісту олеїнової кислоти в олії з температурами липня склав 1,19, при табличному 2,37, що вказує на недостовірність кореляційного зв'язку.

Таблиця 1 Залежність вмісту олеїнової кислоти в олії лінії соняшнику ЛВО7В від середніх температур та опадів під час цвітіння (2011-2018 рр.)

Абсолютні значення вмісту олеїнової кислоти у гомозиготній лінії ЛВО7В показують досить високий рівень вмісту в усіх випадках більший за 85 %. Розмах мінливості вмісту олеїнової кислоти у лінії спостерігали від 88 % до 94 %. Кодексом Аліментаріус досі встановлено рівень олеїнової кислоти 5585 % для високоолеїнової олії (CODEX ALIMENTARIUS, 2007). Цей документ використовується в Україні, хоча переробники та трейдери вимагають від високоолеїнової олії соняшнику не менш 80 % олеїнової кислоти у більшості країн світу.

У наукових дослідженнях C. Alberio та інші спільно з іншими виявлено два гени підвищеного вмісту олеїнової кислоти (Alberio et al, 2018). З метою встановлення мінливості вмісту олеїнової кислоти у нових селекційних ліній було вивчено склад їх олії у 2016-2018 рр. Результати представлені на рисунку 1.

Три роки досліджень були схожими за погодними умовами під час цвітіння соняшнику і отримані середні значення мають невеликі похибки. Але з рисунку видно, що серед створених ліній наявні дві зі значно меншим вмістом олеїнової кислоти. Про усі наявні лінії слід зазначити, що у процесі їх створення до 2016 року окремі нащадки сильно відрізнялись за вмістом олеїнової кислоти, тобто ми спостерігали розщеплення. Але у дослідження були включені потомки лише з однорідним високим вмістом олії і у 2016-2018 рр. розщеплення серед їх нащадків не спостерігалось. З рисунку видно, що однаковий з лінією ЛВО7В вміст олеїнової кислоти в олії мали чотири з нових ліній: 206, 215, 223, L1988. За результатами випробувань вони мають 100% відновлювальну здатність і будуть використовуватись у подальшому селекційному процесі як батьківські форми.

Установлено не L4093 вже три роки не кожній рослині пока характерний для гетеро один фактор, який об соняшнику. Це покажут Лінія ОМ1 з вмі методом добору з с( трирічними спостереже вмісту олеїнової кислот ніж у інших звичайних 31 % за літературними , У таблиці 2 п спостережень. З даних олії соняшнику (Такта кислоти спостерігаєтьс даними це лінії L4093 високий. Газорідинна х трьох жирних кислот, а доцільно. Використовуючи усі наявні дані за три роки, крім середніх значень та похибок, вирахували коефіцієнти варіації вмісту олеїнової кислоти. З таблиці видно, що в п'яти ліній з високим (близько 90 %) вмістом олеїнової кислоти спостерігали низькі коефіцієнти до 1,02 %. У той час лінії, які характеризувались меншим вмістом, мали більші коефіцієнти -- 4,89 та 11,4 %.

Таблиця 2Склад олії селекційних ліній соняшнику з високим вмістом олеїнової кислоти (2016-2018 рр.)

Коефіцієнти варіації ознаки в окремих лініях до 10 % вказують на стабільність ознаки (Gomez, Gomez, 1984). Тому вважаємо, що досліджені лінії L4093 та ОМ1 стабільні за даним показником і мають свою генетичну основу для цього рівня прояву ознаки. У подальших дослідженнях планується вивчення генетики ознаки шляхом схрещування з іншими лініями з високим та звичайним вмістом олеїнової кислоти в олії.

Висновки

Встановлено мінливість вмісту олеїнової кислоти від 88 % до 94 % у високоолеїнової лінії ЛВО7В. Встановлено відсутність достовірної кореляції ознак високого вмісту олеїнової кислоти в олії і температур та опадів місяця цвітіння рослин.

Вивчено склад олії та його мінливість у 6 нових ліній з підвищеним вмістом олеїнової кислоти. Виділено лінії джерела підвищенного вмісту © К.В. Ведмедєва, А.Ю. Яндола, Т.О. Таранець олеїнової кислоти в олії до 50 % - L4093 та ОМ1, 90 % - L1988, 223, 215, 206 з стабільним її проявом.

Литература

1. Alberio C, Aguirrezabal LAN, Izquierdo NG et al (2018) Effect of genetic background on the stability of sunflower fatty acid composition in different high oleic mutations. JOURNAL OF THE SCIENCE OF FOOD AND AGRICULTURE 98(11): 4074-4084 DOI: 10.1002/jsfa.8924

2. Angeloni P, Mercedes E, Pereyra et al (2016) Fatty acid composition of high oleic sunflower hybrids in a changing environment. FIELD CROPS RESEARCH 202: 146-157 DOI: 10.1016/j.fcr.2016.04.005.

3. CODEX ALIMENTARIUS (2007) FATS, OILS AND DERIVATEDPRODUCTS. Joint FAO / WHO Food Standards Program. World Health Organization Food and Agriculture Organization of the United Nations All World Publishing House Moscow70. www.codexalimentarius.nethttp://www.fao.org/tempref7codex/Publications/Booklets/R U/F ats_Oil_RU.pdf

4. Demurin Y, Borisenko O (2011) Genetic collection of oleic acid content in sunflower seed oil. Helia. 34:69-74. 10.2298/HEL1155069D.

5. Dimitrijevic A, Imerovski I, Miladinovic D et al (2017) Oleic acid variation and marker-assisted detection of Pervenets mutation in high- and low-oleic sunflower cross. CROP BREEDING AND APPLIED BIOTECHNOLOGY 17:235-24 DOI: 10.1590/1984-70332017v17n3a36

6. Gomez KA, Gomez AA (1984) Statistical procedures for agricultural research. New York, 704 (http://pdf.usaid.gov/pdf_docs/PNAAR208.pdf)

7. Haddadi P, Yazdi-samadi B, Berger M et al (2011) Genetic variability of seed-quality traits in gamma-induced mutants of sunflower (Helianthus annuus L.) under water-stressed condition. Euphytica 178:247 https://doi.org/10.1007/s10681- 010-0309-6

8. Hongtrakul V, Slabaugh MB, Knapp SJ (1998) A seed specific Delta-12 oleate desaturase gene is duplicated, rearranged, and weakly expressed in high oleic acid sunflower lines. CROP SCIENCE 38(5):1245-1249 DOI: 10.2135/cropsci1998.0011183X003800050022x

9. National Sunflower Association USA (2010) Sunflower Oil Fatty Acid Profile for four oils: High Linoleic; NuSun or Mid-Oleic; High Oleic; and High Stearic/High Oleic. Bar chart and description included. https://www.sunflowernsa.com/oil/Four-Types-of-Sunflower-Oil/

10. Osorio J, Fernandez-Martinez J, Mancha M et al (1995) mutant sunflowers with high-concentration of saturated fatty-acids in the oil/ Crop science 35(3):739-742 DOI: 10.2135/cropsci1995.0011183X003500030016x

11. Tahmasebi-Enferadi S, Rabiei Z, Turi M, et al (2004) Half-Seed Analysis for Comparing Linolenic Acid Synthesis Between High and Low Oleic Acid Sunflower Inbred Lines. Helia 27, 40:63-72 DOI: 10.2298/hel0440063t

12. Vedmedeva KV, Mahova TV, Solodenko AE (2017) Izuchenie priznaka vyisokogo soderzhaniya oleinovoy kislotyi v masle podsolnechnika i identifikatsiya vyisokooleinovogo genotipa po markeru gena delta-12-desaturazyi. MATERIALELE Conferinta зtiintificа international (Editia a VI-a) „GENETICA, FIZIOLOGIA §I AMELIORAReA PLANTeLoR”CHI§iNвU 9-10 octombrie 2017, SECTIA II. Principii §i procedee de majorare §i cuantificare a variabilitаtii ereditare Moldova166- 169.

13. GOST 30418-96 (1996) Vegetable oils. Method for determination of fatty acid composition Vegetable oils. Method for determination of fatty acid content (http://gostexpert.ru/data/files/30418-96/b 173898a4329be5 f417b8dc1680983eb.pdf)

14. Maklyak EN, Kirichenko VV, Varenik BF et al (2015). The effect of air temperature on the economic characteristics of sunflower hybrids with various types of modification of the composition of fatty acids. Bulletin of the Belarusian State Agricultural Academy, (1),35-40. (https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-temperatury-vozduha-na-hozyaystvennye-priznaki-gibridov-podsolnechnika-s- razlichnym-tipom-modifikatsii-sostava-zhirnyh-kislot)

Размещено на Allbest.ru