CC BY
27
УДК 630.165.62+631.527
ИЗМЕНЧИВОСТЬ СОСНЫ КЕДРОВОЙ СИБИРСКОЙ ПО УРОЖАЙНОСТИ И СОДЕРЖАНИЮ В СЕМЕНАХ АМИНОКИСЛОТ
Р.Н. Матвеева, Н.П. Братилова, О.Ф. Буторова, И.В. Карпухина, Ю.Е. Щерба
ФГБОУ ВО «Сибирский государственный технологический университет», г. Красноярск, пр. Мира, 82, е-mail: [email protected]
Приведены данные об изменчивости сосны кедровой сибирской по образованию шишек и содержанию в семенах свободных аминокислот. Установлено, что деревья, в семенах которых было определено содержание аминокислот, за 30-летний период образовали шишки от 156 шт. (дерево Та-85 танзыбейского происхождения) до 418 шт. (Би-8-27 бирю-синского). Наибольшее содержание свободных аминокислот в семенах отмечено у деревьев Би-8-27 бирюсинского и Ку-1 алтайского (ур. Курли); наименьшее - на дереве Че-8 черемховского происхождения. Сделан вывод о целесообразности проведения отбора деревьев с учетом образования шишек и содержания в семенах аминокислот для их вегетативного размножения с целью создания орехопродуктивных плантаций повышенной генетической ценности.
Ключевые слова: сосна кедровая сибирская, урожайность, шишки, семена, аминокислоты.
There are information about the variability of formation Pinus sibirica cones and content of free amino acids in seeds.
It is established that trees with have been determined by the amino acid content in seeds, for a 30-year period formed cones from 156 pieces (in the tree Ta-85 of tanzybejsky origin) to 418 units (Bi-8-27 birjusinsky).
The highest content of free amino acids observed in the seeds of trees Bi-8-27 birjusinsky and Ku-1 Altay (natural boundary the Kurli); the smallest - Che-8 cheremhovsky origin.
The conclusion about the feasibility of selecting the trees with a large formation of cones and amino acids in seeds for their vegetative propagation with the aim of creating a harvest plantations of high genetic value.
Keywords: Pinus sibirica, yield productivity, cones, seeds, amino acids. ВВЕДЕНИЕ
О полезных свойствах кедровых орехов имеется много литературных источников. Семена содержат белки, углеводы, жиры, аминокислоты, макро-, микроэлементы, витамины и широко используются в пищевой промышленности, медицине и др. (Руш, 1974; Матвеева и др., 2009, 2012; Титов, 2009 и др.). Недостаток потребления незаменимых аминокислот (суточная доза каждой из которых составляет от 1 до 5 г) снижает синтез белка, гормонов и других биологически активных веществ. Так, глутаминовая кислота является единственной аминокислотой, которая окисляется в тканях мозга и служит энергетическим источником для деятельности нейронов (Меркушева и др., 1995). Глицин и серин способствуют выработке гормонов, ответственных за улучшение работы иммунной системы (Ленинждер, 1985).
Проведение селекционной оценки деревьев с последующим вегетативным размножением лучших экземпляров будут способствовать созданию высокоурожайных плантаций сосны кедровой сибирской с орехами повышенной ценности.
Целью проведения исследований явилось изучение изменчивости деревьев по содержанию свобод-
ных аминокислот в семенах и образованию шишек с 20- до 50-летнего возраста.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Для определения содержания и качественного состава свободных аминокислот использовали семена, собранные в начале августа. Навеску 5,0 г из ядер кедрового ореха фиксировали в кипящем 80 %-м этаноле, гомогенизировали, фильтровали, упаривали на роторном испарителе RVO-64 до сухого остатка. Содержание свободных аминокислот определяли на аминокислотном анализаторе ААА-881, их качественный состав - на анализаторе Т-339 методом ионной хроматографии (Козаренко и др., 1981).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Отселектированные на плантациях деревья сосны кедровой сибирской разного географического происхождения существенно отличались по количеству образованных шишек (таблица 1).
Таблица 1 - Образование шишек на деревьях 20-50-летнего возраста, шт.
Географическое происхождение
Номер дерева
Возраст, лет
Итого
20-40
41-45
46-50
% к Хср.
Бирюсинское Би-8-27 170 120 128 418 151,6
Алтайское (ур. Курли) Ку-1 127 39 185 351 127,3
Черемховское Че-8 86 33 59 178 64,5
Танзыбейское Та-85 43 27 86 156 56,6
Среднее значение 106,5 54,8 114,5 275,8 100,0
Р.Н. Матвеева, Н.П. Братилова и др. Изменчивость сосны кедровой сибирской по урожайности и содержанию в семенах аминокислот
Максимальное количество шишек за 30-летний период отмечено у дерева Би-8-27 бирюсинского, минимальное - Та-85 танзыбейского происхождения. Различие составило 2,7 раза. Выделены многошишечные формы сосны кедровой сибирской, образовавшие по 4-7 шишек на побеге (рисунок 1).
Рисунок 1 - Многошишечная форма сосны кедровой сибирской
Таблица 2 - Содержание свободных аминокислот в семенах сосны кедровой сибирской по группам
Номер дерева
Би-8-27
Ку-1
Че-8
Та-85
мг/г
Хср.
мг/г
% к Хср.
, % к , мг/г мг/г
Хср.
Среднее
-значение,
к мг/г
Хср.
Глутаминовая (глутамин, глутаминовая кислота, пролин) 2,072 121,1 2,420 141,4 0,995 58,2 1,358 79,4 1,711
Орнитина (аргинин, гистидин) 0,502 73,2 0,692 100,9 0,417 60,8 1,134 165,3 0,686
Серина (серин, глицин) 0,251 143,4 0,256 146,3 0,071 40,6 0,120 68,6 0,175 Аспарагиновая (аспарагиновая кислота, лизин, треонин) 0,861 182,0 0,320 67,7 0,356 75,3 0,354 74,8 0,473 С разветвленной цепью (аланин, валин, изолейцин, лейцин) 0,296 137,0 0,308 142,6 0,128 59,3 0,130 60,2 0,216
Ароматическая (тирозин, триптофан, фенилаланин) 0,087 88,8 0,141 143,9 0,081 82,7 0,083 84,7 0,098 Метионин
0,040 235,3 0,011 64,7 0,009 52,9 0,007 41,2 0,017 Итого
4,109 121,7 4,148 122,9 2,057 60,9 3,186 94,4 3,375
Содержание в семенах свободных аминокислот также варьировало в больших пределах (таблица 2).
Установлено, что суммарное содержание свободных аминокислот в семенах сравниваемых деревьев варьирует от 2,057 до 4,148 мг/г. Наибольшее их количество отмечено у деревьев Би-8-27 и Ку-1. Значительно отличается данный показатель от семян дерева Че-8 черемховского происхождения, составляя 60,9 % от среднего значения (рисунок 2).
Семена дерева Би-8-27 отличаются значительным превышением ряда групп аминокислот: глутамино-вой, серина, аспарагиновой, с разветвленной цепью. Семена дерева Ку-1 имеют превышение по содержанию глутаминовой группы, серина, с разветвленной цепью, ароматической. Семена дерева Та-85 на 65,3 % превышают среднее значение по содержанию аминокислот группы орнитина.
1 3
га з *
о.
Щ
сс
и 2
■■1
Би-8-27
Ьгг-
т.
ш.
Ку-1 Че-8
Номер дергва
Та-85
Группа
□ Глутаминовая
□ Орнитина
□ Серина
□ Аспарагиновая
ЙС разветвленной цепью ■ Ароматическая
Рисунок 2 - Содержание аминокислот в семенах сосны кедровой сибирской
Согласно классификации А. Уайта и др. (1981), кедровой сибирской преобладают заменимые амино-свободные аминокислоты разделяют на заменимые и кислоты (глутаминовая кислота, пролин, глутамин, незаменимые. Анализ показал, что в семенах сосны аспарагин). В группе незаменимых аминокислот
наибольшее содержание приходится на аргинин, ги-стидин. Аминокислоты глутаминовой группы (заменимые) преобладают в семенах дерева Ку-1, группы орнитина (незаменимые) - у дерева Та-85.
ВЫВОДЫ
В результате проведенных исследований была установлена изменчивость деревьев по урожайности и содержанию аминокислот в семенах. Выделены деревья бирюсинского происхождения Би-8-27, произрастающие на плантации «Метеостанция» и алтайского (урочище Курли) Ку-1 - «Известковая», образовавшие за 30-летний период наибольшее количество шишек, в семенах которых преобладали свободные аминокислоты, важные для жизнедеятельности человека.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Козаренко, Т.Д. Ионнообменная хроматография аминокислот: теоретические основы и практика / Т.Д. Козаренко, С.Н. Зуев, Н.Ф. Муляр.- Новосибирск: Наука, 1981. - 158 с.
Ленинджер, А. Основы биохимии / А. Ленинджер. - М.: Мир, 1985. - Т.1. - 367 с.
Матвеева, Р.Н. Изменчивость сосны кедровой сибирской по семеношению, содержанию в семенах свободных аминокислот и жиров в географических плантационных культурах зеленой зоны г. Красноярска / Р.Н. Матвеева, А.М. Пастухова, И.В. Карпухина.- Красноярск: Сиб-ГТУ, 2009. - 162 с.
Матвеева, Р.Н. Науюж дослиження, яю проводяться на об'эктах кафедри селекцп та озеленення СибДТУ (Швдень Середньогу Сибiру) / Р.Н. Матвеева, О.Ф. Буторова, Н.П. Братилова // Науюж пращ: Лiсiвничоi академп наук Украши. - Львiв: НЛТУ Украши, 2012.-Вип. 10. - С. 111-114.
Меркушева, М.Г. Содержание и состав аминокислот пойменных разнотравно-злаковых травостоев в зависимости от уровня минерального питания / М.Г Меркушева, Л.Л. Убугунов // Агрохимия. - 1995. - № 5. - С. 26-32.
Руш, В.А. Биохимическая характеристика семян кедровых сосен / В.А. Руш // Биохимия семенного размножения хвойных Западной Сибири. - Новосибирск: Наука, 1974. - С. 180-184.
Титов, Е.В. Орехопродуктивная плантация кедра сибирского повышенной генетической ценности в Республике Алтай / Е.В. Титов // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений. - Красноярск: СибГТУ, 2009. - С. 120-123.
Уайт, А. Основы биохимии / А. Уайт [и др.]. - М.: Мир, 1981. - Т.2 - 617 с.
Работа выполнена при поддержке Госпрограммы Минобрнауки России.
Поступила в редакцию 8.12.15 Принята к печати 10.05.16
