Генотипические различия биохимического состава плодов кизила настоящего (Cornus mas l.) украинской селекции при интродукции в условиях Беларуси

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГНУ «Центральный ботанический сад НАН Беларуси»

ГЕНОТИПИЧЕСКИЕ РАЗЛИЧИЯ БИОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПЛОДОВ КИЗИЛА НАСТОЯЩЕГО (CORNUS MAS L.) УКРАИНСКОЙ СЕЛЕКЦИИ ПРИ ИНТРОДУКЦИИ В УСЛОВИЯХ БЕЛАРУСИ

Рупасова Ж.А.

Гаранович И.М.

Особое место в ряду интродуцентов, являющихся потенциальными объектами лечебного садоводства в Республике Беларусь, занимает малоизученный декоративный кустарник - кизил настоящий (Cornus mas l.), плоды и вегетативные органы которого издавна используются в пищевых и медицинских целях, благодаря значительному содержанию в них ряда физиологически активных веществ, что делает их весьма привлекательными для комплексного практического использования, особенно в постчернобыльской ситуации. В настоящее время коллекция Центрального ботанического сада НАН Беларуси насчитывает 6 таксонов этого весьма перспективного вида, представленных его природной формой, распространенной на территории республики, а также 5-ю сортами украинской селекции - Владимирский, Выдубецкий, Евгения, Лукьяновский и Радость, выведенных в условиях более теплого относительно Беларуси климата с жарким летом и обилием солнечных дней. С целью выявления таксонов Cornus mas l. с наиболее полной реализацией биологического потенциала в районе интродукции и представляющих интерес для районирования и селекции, особый научный и практический смысл обретает сравнительное исследование их способности к биосинтезу широкого спектра действующих веществ с установлением степени внутривидовых различий по данному признаку. биохимический интродуцированный кизил пектиновый

В результате исследований были установлены следующие диапазоны изменения в таксономическом ряду интродуцентов усредненных в двулетнем цикле наблюдений (2008-2009 г.г.) количественных характеристик биохимического состава плодов, составившие для параметров накопления в их сухой массе свободных органических кислот 14,5-19,2%, витамина С - 302,6-433,9 мг%, фенолкарбоновых кислот - 313,3-388,4 мг%, бензойной кислоты - 1,39-1,74%, растворимых сахаров - 10,08-13,17%, в том числе глюкозы - 4,01-5,04%, фруктозы - 5,20-6,92%, сахарозы - 0,86-1,24%, пектиновых веществ - 6,51-8,41%, в том числе гидропектина - 2,43-2,90%, протопектина -3,98-5,70%, биофлавоноидов -3243,5-4519,3 мг%, в том числе собственно антоцианов -441,4-1174,4 мг%, лейкоантоцианов - 872,6-1536,2 мг%, катехинов - 256,1-347,1 мг%, флавонолов - 1401,6-1743,1 мг%, дубильных веществ - 3,24-4,15%, жирных масел - 1,60-1,90%, тритерпеновых кислот - 1,37-1,64%, азота -0,57-0,76%, фосфора - 0,18-0,22%, калия - 1,23-1,52%, кальция - 0,35-0,40%, магния - 0,11-0,13%, при содержании в их сырой массе сухих веществ 20,2-22,8%. Несопоставимость размеров приведенных диапазонов, обусловленная генотипическими различиями параметров накопления в плодах исследуемых таксонов кизила отдельных химических соединений, косвенно свидетельствует о разной степени генетической детерминированности анализируемых показателей, что позволяет обозначить признаки, обладающие наибольшей и соответственно наименьшей устойчивостью при выведении новых сортов данного вида.

С целью установления внутривидовых различий степени зависимости от генотипа количественных характеристик биохимического состава плодов исследуемых таксонов Cornus mas. L., была дана сравнительная оценка генотипической изменчивости параметров накопления в них соединений разной химической природы в двулетнем цикле наблюдений. Для этого мы ориентировались на значения коэффициентов вариации (V) рассматриваемых признаков, указывающие на уровень их зависимости от генотипа растений, то есть чем выше коэффициент вариации, тем сильнее эта зависимость, а, следовательно, ниже уровень генетической детерминированности признака и наоборот. При этом было принято, что верхняя граница малой изменчивости ряда для рассматриваемых показателей не должна превышать 11%. Соответственно ее средний диапазон характеризовался уровнем вариабельности в пределах 11-20%, а максимальный - свыше 20%.

Анализ данных, приведенных в таблице, выявил весьма широкий диапазон изменений коэффициентов вариации более 30 количественных характеристик биохимического состава плодов, усредненных для ряда исследуемых таксонов Cornus mas. L., как в отдельные годы, так и за период наблюдений в целом. Это свидетельствовало о разном уровне их генетической детерминированности и позволяло обозначить признаки, обладающие наибольшей и соответственно наименьшей степенью внутривидовых различий.

Таблица-Усредненные в таксономическом ряду интродуцентов Cornus mas. L. коэффициенты вариации (V ,%) количественных показателей биохимического состава плодов в годы наблюдений

Большинству показателей биохимического состава плодов исследуемых таксонов Cornus mas. L. в первый год наблюдений был присущ средний (V=11-20%) уровень вариабельности (45% показателей) при примерно одинаковом количестве признаков с ее малым (V<11%) и высоким (V>20%) уровнями (соответственно 29 и 26% показателей). Во второй год наблюдений существенно возросла доля признаков с малым уровнем генотипической изменчивости (до 42%), за счет перехода в данную категорию принятой градации значительной части показателей, характеризовавшихся годом ранее высоким и в меньшей степени средним уровнями вариабельности. Учитывая столь выраженные межсезонные различия генотипической изменчивости рассматриваемых признаков, для получения более объективной картины их распределения по нарастающей, мы сочли целесообразным ориентироваться на усредненные в двулетнем цикле наблюдений значения коэффициентов их варьирования. При этом оказалось, что более половины (55%) показателей биохимического состава плодов исследуемых таксонов Cornus mas. L. обладали средним уровнем вариабельности в генотипическом ряду, тогда как доля признаков с малой изменчивостью составила 29%, с высокой - 16%.

В соответствии с установленными для данного ряда исследуемых объектов усредненными в двулетнем цикле наблюдений коэффициентами вариации анализируемых признаков, была обозначена позиция каждого из них в порядке снижения уровня генетической детерминированности, приведенная в таблице. Согласно данной информации, наименее выраженными внутривидовыми различиями в спектре органических кислот характеризовались параметры накопления в плодах кизила фенолкарбоновых и бензойной кислот, в пуле углеводов - суммарные количества растворимых сахаров и пектиновых веществ, в биофлавоноидном комплексе - показатели накопления флавонолов, среди терпеноидов - параметры накопления жирных масел, в элементном составе плодов - показатели накопления кальция и магния. Соответственно наиболее выраженными внутривидовыми различиями в спектрах рассматриваемых классов химических соединений были отмечены параметры накопления в плодах кизила аскорбиновой кислоты, соотношения содержания моноз, фракций пектиновых веществ и значения сахаро-кислотного индекса, а также содержание в плодах антоциановых пигментов, тритерпеновых кислот и азота. В целом же наименее выразительными генотипическими различиями в плодах исследуемых таксонов Cornus mas. L. обладали параметры накопления сухих веществ, кальция, магния, фосфора, жирных масел, бензойной и фенолкарбоновых кислот, а также общих количеств растворимых сахаров и пектиновых веществ. Соответственно наибольшими генотипическими различиями характеризовались параметры накопления в плодах антоциановых пигментов, а также соотношения в них содержания моноз, фракций пектиновых веществ и значения сахаро-кислотного индекса.

Работа выполнена при финансовой поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (грант Б08-057).

Резюме

На основании сравнительного исследования усредненных в двулетнем цикле наблюдений коэффициентов вариации количественных показателей биохимического состава плодов интродуцированных в условиях Беларуси таксонов кизила настоящего (Cornus mas. L.) - его дикорастущей природной формы и 5 сортов украинской селекции - Владимирский, Выдубецкий, Евгения, Лукьяновский и Радость, установлено, что наименее выразительными генотипическими различиями обладали параметры накопления в них сухих веществ, кальция, магния, фосфора, жирных масел, бензойной и фенолкарбоновых кислот, а также суммарных количеств растворимых сахаров и пектиновых веществ. Соответственно наибольшими генотипическими различиями характеризовались параметры накопления в плодах антоциановых пигментов, а также соотношения в них содержания моноз, фракций пектиновых веществ и значения сахаро-кислотного индекса.

On the basis of a comparative study of averaged two-year observation of variation quotients of quantitative parameters of biochemical composition of fruits of Cornus mas. L. introduced in Belarus Ї its wild natural form and 5 sorts of Ukrainian selection Ї Vladimirsky, Vydubetsky, Evgenia, Lukianovsky and Radost it has been determined that the least significant genotypic differences are observed in parameters of accumulation of dry substances, calcium, magnesium, phosphorus, fatty oils, benzoic and phenolcarbonic acids, as well as general numbers of soluble sugars and pectic substances. Correspondingly, the greatest genotypic differences are characteristic of parameters of accumulation of anthocyanin pigments, and the quantity proportion of monose, pectic substances fractions content and saccharic acid index.

Размещено на Allbest.ru