CC BY
76
УДК 635.342.531.011:577.164.2:678.746.47:661.691:634.73:581.192
Н.А. Голубкина, М.С. Антошкина, Я.В. Косенок, А.А. Кошеваров, О.В. Кошелева, С.М. Надежкин
МЕЖСОРТОВЫЕ РАЗЛИЧИЯ В БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЯХ И НАКОПЛЕНИИ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ КАПУСТОЙ БЕЛОКОЧАННОЙ
Селекция сельскохозяйственных растений на повышенное содержание антиоксидантов может приобрести ключевое значение в улучшении здоровья населения. Выбор наиболее перспективных путей селекции требует знаний как межсортовых различий в аккумулировании важнейших антиоксидантов: аскорбиновой кислоты, полифенолов, селена, так и особенностей взаимосвязей между последними. Целью исследования явилась оценка межсортовых различий в биохимических показателях и накоплении микроэлементов капустой белокочанной. На 16 сортах и гибридах ранне-, средне- и позднеспелой капусты показана прямая корреляция между уровнями накопления селена и полифенолов и обратная между селеном - витамином С и селеном - цинком. Максимальные уровни накопления селена и полифенолов были характерны для позднеспелых сортов, аскорбиновой кислоты и цинка - для раннеспелых. Наибольшей способностью в накоплении селена и полифенолов отличились средне- и позднеспелые сорта Подарок, SK8-116 и F1 Снежинка Л-2, витамином С и цинком - раннеспелые Июньская 3200 и Зарница.
Ключевые слова: капуста белокочанная, аскорбиновая кислота, полифенолы, селен, железо, цинк, марганец, медь.
Введение
Капуста белокочанная - широко распространенная сельскохозяйственная культура высокой пищевой ценности. Круглогодичное использование ее в пище определяет важность селекции на повышенное содержание биологически активных соединений. Среди последних группа антиоксидантов, в том числе витамина С, полифенолов и производных селена - привлекает особое внимание как соединения, способные повысить уровень защиты организма человека от различных форм оксидантного стресса, в частности, хронических заболеваний, таких как сердечно-сосудистые и рак, а также от воздействия тяжелых металлов [1].
Se - эссенциальный микроэлемент для человека, определяет в значительной степени защиту организма от лидирующих хронических заболеваний века: сердечнососудистых и онкологических [2]. Расчеты показывают, что около 15% населения земного шара, или 800 миллионов человек, испытывает недостаток потребления этого микроэлемента. Россия в этом отношении не исключение - низкие уровни обеспеченности зарегистрированы на всем протяжении страны от востока до запада.
Являясь первым звеном пищевой цепи переноса селена из почвы в организм растения могут обеспечить повышение как селенового, так и общего антиоксидантного статуса человека. Представители рода Brassica отличаются способностью накопления сравнительно высоких концентраций серы - природного аналога селена, что предполагает перспективность селекции на повышенное содержание микроэлемента, легко замещающего серу в природных соединениях: белках, углеводах, низкомолекулярных соединениях [3]. Тем не менее, следует отметить лишь единичные исследования, посвященные межсортовым различиям в аккумулировании селена сельскохозяйственными культурами [4]. Взаимосвязь селена с вторичными метаболитами, участвующими в антиоксидантной защите, до настоящего времени изучена фрагментарно.
© Голубкина Н.А., Антошкина М.С., Косенок Я.В., Кошеваров А.А., Кошелева О.В., Надежкин С.М., 2016
Цель работы - исследование межсортовых особенностей накопления полифенолов и аскорбиновой кислоты, а также селена, железа, цинка, меди и марганца капустой белокочанной отечественной и зарубежной селекции.
Материалы и методы Объектами настоящего исследования явились 16 сортов и гибридов капусты белокочанной, относящихся к разным группам спелости (табл. 1).
Таблица 1
Происхождение сортов и гибридов капусты белокочанной, использованных в работе
Название сорта, гибрида Происхождение
Раннеспелые (100-120 сут)
Июньская 3200 Россия
Номер первый Грибовский 147 Россия
F1 Аврора Россия
F1 Parel Нидерланды
Ditmarsher Fruer Нидерланды
Зарница Россия
Среднеспелые (125-150 сут)
Парус Россия
SK8-116 Япония
Подарок Россия
Белорусская 455 Россия
F1 Gretania Швеция
Слава 1305 Россия
Позднеспелые (более 150 сут)
Амагер 611 Россия
F1 Снежинка Л-2 Россия
F1 Атрия Нидерланды
F1 Predena Нидерланды
Растения выращивали через рассаду в защищенном грунте с апреля. Рассада высаживалась в открытый грунт в первой декаде июня. Агротехника общепринятая. Удержание гумуса в почве составило 2,05%, Р2О5 - 450 мг/кг, К2О - 357 мг/кг, щелоч-но гидролизуемого азота - 108 мг/кг, рН - 6,8, сумма обменных оснований - 95,2%. Содержание селена в почве было в интервале концентраций от 180 до 220 мкг/кг.
Учитывая, что уровень аккумулирования макро- и микроэлементов капустой зависит от размера кочана [5], в работе использовали образцы сходной массы (1,0 ± 0,2 кг).
Содержание витамина С определяли методом визуального титрования экстрактов витамина в 6%-ном растворе трихлоруксусной кислоты 2,6-дихлорофенол индофеноля-том натрия [6].
Общее содержание полифенолов устанавливали спектрофотометрически с помощью реактива Фолина [7] на спектрофотометре Unico, результаты определения рассчитывали в мг-эквивалентах галловой кислоты на кг сухой массы.
Содержание селена анализировали микрофлуорометрическим методом [8]. Сухие гомогенизированные образцы подвергали мокрому сжиганию в смеси азотной -хлорной кислот, восстанавливали Se + 6 до Se + 4 действием 6N HCl, образовывали комплекс Se + 4 с 2,3-диаминонафталином и рассчитывали концентрацию селена по величине флуоресценции пиазоселенола в гексане при X эмиссии 519 нм и X возбуждения 376 нм. Каждое определение осуществлено в трех повторностях. Достоверность результатов устанавливали, используя в каждом определении референс-стандарт с известным содержанием селена - лиофилизованную белокочанную капусту (150 мкг/кг).
Содержание железа, марганца, цинка и меди выявлено атомно-абсорбционным методом на спектрофотометре Shimatsu 7000.
Содержание золы установлено сжиганием высушенных образцов при 500оС.
Уровень водорастворимых минералов определяли в водных вытяжках с помощью кондуктометра TDS-3.
Статистический анализ осуществляли, используя статистическую программу Microsoft Excel 2010 и t-критерий Стьюдента. Все анализы проведены в трехкратной повторности, для каждого сорта в анализе использовано не менее 5 образцов.
Результаты исследований При сравнении биохимических показателей белокочанной капусты зафиксировано: уровень сухого вещества возрастает в ряду: раннеспелые < среднеспелые < позднеспелые сорта (табл. 2). Показательно, что коэффициент вариации также возрастает от 2,7% у раннеспелых до 5,45% у среднеспелых и 7,57% - у позднеспелых сортов. Обратную картину можно наблюдать для уровня накопления сахаров: их наибольшее содержание характерно для раннеспелых сортов, наименьшее - для позднеспелых, а коэффициент вариации найденных средних значений (CV) наименьший для позднеспелых сортов и наибольший - для раннеспелых. Минимальное содержание сухого вещества установлено для сорта Июньская 3200 (6,74%), наибольшее - для гибрида F1 Atria (9,84%). Показатели содержания сахаров в целом хорошо соответствовали описанным в литературе [9] и были минимальными у сорта Амагер (2,95%) и максимальными - у гибрида F1 Аврора (5,97%) (табл. 2). Коэффициент корреляции между содержанием сухого вещества и сахаров составил 0,447 (P < 0,05).
Таблица 2
Биохимические характеристики капусты белокочанной Brassica oleracea var capitata L.
Сорт и гибрид Сухое вещество, % Сахара, % Витамин С, мг/100 г Полифенолы, мгГК/г с.м.
Раннеспелые
Июньская 3200 6,74 4,85 45 20,3
Номер первый Грибовский 147 6,75 5,35 36 25,6
F1 Parel 7,08 3,90 32 26,7
Ditmarsher Fruer 7,08 4,91 35 25,2
F1 Аврора 7,23 5,97 35 24,1
Зарница 7,34 3,44 46 26,8
M ± SD 7,04 ± 0,19 4,74 ± 0,71b 38,17 ± 4,89е 24,78 ± 1,72
CV, % 2,7 15,0 12,8 6,9
Интервал конц. 6,74-7,34 3,44-5,97 32-46 20,3-26,8
С реднеспелые
Парус 8,05 3,62 36 26,9
Подарок 8,12 3,38 24 47,9
SK8-116 8,42 4,21 25 44,3
F1 Gretania 8,53 3,78 29 31,2
Белорусская 455 9,21 3,95 29 36,2
Слава 1305 9,46 5,14 37 39,0
M ± SD 8,63 ± 0,47а 4,01 ± 0,44b 30 ± 4,33е 37,58 ± 6,15d
CV, % 5.45 11.0 14.4 16.4
Интервал конц. 8,05-9,46 3,38-5,14 24,00-37,00 26,90-47,90
Позднеспелые
Амагер 611 8,52 2,95 35 37,2
F1 Снежинка Л-2 8,52 3,25 35 43,4
F1 Atria 9,84 3,57 30 36,6
F1 Predena 9,56 3,34 30 40,8
M ± SD 9,11 ± 0,69а 3,28 ± 0,20 32,50 ± 4,13е 41,70 ± 7,90d
CV, % 7,57 6,10 12,71 18,94
Интервал конц. 8,52-9,84 2,95-3,57 30,00-5,00 36,60-50,80
Примечание. Значения в столбцах с одинаковыми индексами статистически не различаются (P > 0,05).
Из соединений антиоксидантного действия мы исследовали содержание аскорбиновой кислоты и полифенолов. Витамин С - один из важнейших низкомолекулярных антиоксидантов, контролирующих жизненно важные физиологические процессы: деление клеток, рост, передачу сигналов, фотосинтез и биосинтез гормонов [10; 11]. Являясь водорастворимым соединением, АК - важнейший редокс-буфер, а также кофактор нескольких ферментов. Вместе с другими антиоксидантами аскорбиновая кислота -в первой линии защиты организма от активных форм кислорода и клеток от различных абиотических и биотических стрессов [12].
Среди ранне-, средне- и позднеспелых сортов для первых характерен наибольший уровень накопления витамина С, как и для большинства растений в весенний период [13]. Среди раннеспелой группы наибольшие уровни накопления витамина С у сортов Зарница и Июньская 3200 (45-46 мг/100 г). Наименее богат витамином С сорт Подарок (24 мг/100 г).
Известно, что аскорбиновая кислота осуществляет регулирование процесса окисления полифенолов, в одних случаях активируя, в других ингибируя активность поли-фенолоксидазы [14, 15]. Анализ содержания полифенолов в 16 сортообразцах капусты выявил существование обратной корреляции между этими параметрами (г = -0,675; P < 0,001) (рис. 1).
Действительно, как видно из данных табл. 3 и рис. 1, наименьшие уровни полифенолов зарегистрированы у раннеспелых сортов с наиболее высоким уровнем витамина С. В качестве важнейших вторичных метаболитов полифенолы обеспечивают растения мощной защитой от вредных насекомых, микробов, вирусов, выступают в роли сигнальных соединений для привлечения опылителей, а также выполняют функции ан-тиоксидантов [16]. Принимая во внимание, что аскорбиновая кислота и полифенолы -важнейшие антиоксиданты растений, следует предположить: основную защитную функцию в белокочанной капусте выполняют полифенолы летом и осенью, витамин С -весной.
в о л о н
е ф
и л о п е и н а
аж р
е
едо
О
50
45
40
г
0 35
0
1
К 30
25
20
15
0,93 т + 64,911 R2 = 0,4554
20 25 30 35 40 45
Содержание аскорбиновой кислоты, мг/100 г
50
Рис. 1. Взаимосвязь между содержанием аскорбиновой кислоты и полифенолов
в капусте белокочанной
Селен является еще одним антиоксидантом, участвующим в защите растений от разных форм оксидантного стресса: инфекций, вредных насекомых, засухи, подтопления, засоления, воздействия тяжелых металлов [3]. Являясь природным аналогом серы, этот элемент легко ее замещает в природных соединениях: белках, аминокислотах, са-харах, гликозинолятах и низкомолекулярных соединениях. Отличаясь от других растений способностью накапливать значительные количества серы, растения рода Brassica, в частности, белокочанная капуста, проявляют устойчивость к высоким концентрациям селена, относясь к группе вторичных аккумуляторов микроэлемента [17].
При оценке уровней накопления селена изученных сортов и гибридов белокочанной капусты выявлен широкий интервал концентраций микроэлемента: от 25 (раннеспелый сорт DitmarsherFruer) до 125 мкг/кг (позднеспелый сорт Снежинка) (табл. 3).
Таблица 3
Содержание селена в капусте белокочанной (мкг/кг с.м.)
Раннеспелые Среднеспелые Позднеспелые
Июньская 3200 40 Парус 63 Амагер 611 114
Fl Parel 34 Подарок 111 F1 Снежинка Л-2 125
Fl Аврора 29 Белорусская 455 50 F1 Predena 61
Номер 1 Грибовская 147 42 Слава 1305 55 F1 Atria 79
Зарница 35 F1 Gretania 65
Ditmarsher Fruer 25 SK8-116 93
M ± SD 34,17 ± 4,83 M ± SD 73,67 ± 18,89а M ± SD 75,5 ± 30,23а
CV, % 14,1 CV, % 25,6 CV, % 40,0
Интервал концентраций 25-42 Интервал концентраций 50-113 Интервал концентраций 41-114
Примечание. Значения в ряду с одинаковыми индексами статистически не различаются (Р > 0,05).
Уровень накопления микроэлемента повышался в ряду раннеспелые < среднеспелые < позднеспелые сорта. Так, средний уровень содержания селена в раннеспелых сортах - 34 мкг/кг при наименьшем коэффициенте вариации (CV = 14%). Из сред -неспелых наибольшее содержание селена характерно для сорта Подарок (111 мкг/кг), из позднеспелых - для гибрида А1 Снежинка Л-2 (125 мкг/кг). Средне- и позднеспелые сорта капусты отличались высокими межсортовыми различиями, это свидетельствует о перспективности селекции капусты белокочанной по этому показателю. Минимальные уровни накопления селена (25-29 мкг/кг) характерны для раннеспелого сорта Ditmarsher Fruer зарубежной селекции и отечественного гибрида F1 Аврора.
Наибольшая межсортовая вариабильность в накоплении селена характерна именно для позднеспелых сортов, в то время как этот показатель у сортов раннеспелых был в 2,8 раза ниже. В целом сравнение межсортовых коэффициентов вариации уровней накопления селена отдельными сельскохозяйственными культурами свидетельствует о наибольшей вариабильности показателя для капусты белокочанной. В самом деле, коэффициент вариации (CV) для Brassica oleracea var capitata L. был в 5 раз выше, чем у гороха, в 3 раза выше, чем у шпината и редиса, и в 2 раза выше, чем у лука репчатого и фасоли (табл. 4).
Таблица 4
Межсортовые различия в аккумулировании Se некоторыми сельскохозяйственными культурами [4]
Наименование Число сортов М ± 8Б СУ, % Интервал концентраций
Горох 17 119 ± 11,5 9,7 99-152
Шпинат 9 140,7 ± 21,0 14,9 114-195
Редис 11 70,4 ± 11,1 15,8 49-90
Фасоль 17 87,6 ± 19,4 22,1 47-173
Лук репчатый 22 31,4 ± 7,9 25,2 15-49
Капуста белокочанная 16 59,8 ± 29,8 49,8 25-114
Тесная взаимосвязь между природными антиоксидантами в системе антиокси-дантной защиты растений подтверждается существованием прямой корреляции между уровнем накопления селена и полифенолов (рис. 2). Аналогичная взаимосвязь установлена ранее на пшенице [18].
Полученные результаты на белокочанной капусте свидетельствуют о большем уровне накопления микроэлемента позднеспелыми сортами (рис. 2, табл. 3).
Представляется очевидным, что модуляция антиоксидантного статуса организма осуществляется в тесном взаимодействии компонентов антиоксидантной защиты. Так, если между содержанием селена и полифенолов существует сильная прямая корреляционная взаимосвязь, то коэффициент корреляции между уровнем накопления селена и витамином С оказывается отрицательным (г = -0,529; Р < 0,02). Для белокочанной капусты отрицательная корреляционная взаимосвязь характерна также между полифенолами и витамином С. Механизм таких взаимосвязей мало изучен, можно предположить, что его основное регулирующее звено - фитогормоны. Отдельные факты свидетельствуют в пользу такой гипотезы. Как основные регуляторы всех биохимических процессов в растениях фитогормоны влияют как на уровни накопления витамина С, так и полифенолов и селена. Известно, что витамин С участвует в биосинтезе этилена и гиббереллинов [19]. Усиление аккумулирования полифенолов отмечено при обработке винограда комплексным препаратом фитогормонов [20]. Установлено, что селен влияет на выработку стрессовых гормонов у растений [21].
Содержание полифенолов, мг ГК/100 г
Рис. 2. Взаимосвязь уровня накопления селена и полифенолов белокочанной капустой
В окислительно-восстановительных процессах, протекающих в растениях, помимо селена, аскорбиновой кислоты и полифенолов, принимает участие также ряд элементов, в частности, железо, цинк, марганец и медь.
У человека, растений и животных железо входит в состав гемового комплекса, участвующего в окислительно-восстановительных реакциях и транспорте кислорода. Железо также в составе многочисленных ферментов, таких как нитро- и гидрогеназы, и участвует в переносе электронов в процессе фотосинтеза и дыхания, восстановления и ассимиляции нитратов и сульфатов.
Цинк входит в состав многих ферментов, таких как карбоксипептидаза, алкоголь дегидрозеназа и карбонил ангидраза, которая также участвует в образовании листьев и синтезе ауксина. В настоящее время цинк причисляют к нейротрансмиттерам. Его дефицит у человека вызывает выпадение волос, дерматит, диарею, потерю памяти, ослабление зрения, а также ухудшение восприятия вкуса и запаха.
Медь входит в состав активного центра цитохромоксидазы, пластоцианина, Си/2п-супероксид дисмутазы и многих других ферментов и белков. Участвует также в метаболизме углеводов и биологической фиксации азота.
Марганец является кофактором многочисленных ферментов, таких как Мп-супероксид дисмутаза, оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы, лигазы, а также входит в состав лектинов и интегринов.
Известно, что уровни аккумулирования элементов растениями подвержены влия -нию многочисленных взаимозависимых факторов: географического, климатического, гормонального, взаимного влияния элементов, характеристики почвы и других, а также специфических генов. Сортовые различия в уровнях аккумулирования микроэлементов для растений, выращенных в одинаковых условиях вегетации, отражают генетические особенности организма. Как видно из представленных в табл. 5 данных, средние уровни накопления элементов в капусте белокочанной убывают в ряду: Fe > Мп > 2п > Си. Предполагают, что в растениях Zn связан преимущественно с растворимыми низкомолекулярными белками и в меньшей степени присутствует в виде фитатов и нерастворимых комплексов [22].
Средние уровни содержания золы в капусте исследованных сортов достигали 7%, около половины этого количества минералов составляли водорастворимые формы с наибольшей биологической активностью (табл. 5). Особое внимание в связи с этим привлекают сорта с высоким содержанием минералов (содержание золы) и водорастворимых форм элементов: сорт 1 первый Грибовский 146 и гибрид F1 Аврора - среди раннеспелых форм, сорта Подарок и Белорусская 445 - среди среднеспелых форм.
Установлена прямая корреляция между содержанием золы и концентрацией цинка (г = +0,457; Р < 0,05).
В биологических системах селен - антагонист цинка, что проявилось в отрицательном коэффициенте корреляции между этими микроэлементами (г = -0,461; Р < 0,02). Аналогичная отрицательная взаимосвязь зарегистрирована ранее при некорневом об о-гащении пшеницы селеном в условиях засухи [23].
С другой стороны, в отличие от лука репчатого [24], мы не наблюдали корреляционных взаимосвязей между содержанием в капусте железа и марганца и меди и марганца. Максимальные уровни железа и меди зарегистрированы у сорта Амагер; цинка -у БктагеЬег Бгиег и номер 1 Грибовский 147; марганца - у сорта Подарок.
Таблица 5
Элементный состав капусты белокочанной Brassica oleracea var capitata L.
Сорт и гибрид Зола, % Водораст. минералы, % Содержание микроэлементов, мг/кг с.м.
Fe Zn Mn Cu
Раннеспелые сорта
Июньская 3200 8,70 53,9 53,18 14,03 19,3 1,09
Fl Parel 8,50 48,0 48,99 13,05 19,38 0,99
Fl Аврора 8,24 57,2 53,94 15,01 20,72 1,15
Номер 1 Грибовская 147 8,01 57,0 60,43 15,5 16,41 1,49
Зарница 7,99 51,9 61,76 14,99 24,89 1,86
Ditmarsher Fruer 5,83 54,8 65,03 15,85 18,03 1,07
M ± SD 7,88 ± 0,68а 53,8 ± 2,57b 57,22 ± 5,19е 14,74 ± 0,80 19,79 ± 2,01е 1,28 ± 0,27g,h
CV, % 8,6 4,8 9,1 5,4 10,2 21,1
Интервал конц. 5,83-8,70 48-57,2 48,99-65,03 13,05-15,85 16,41-24,89 0,99-1,86
Среднеспелые
Парус 6,80 50,8 47,03 10,87 26,67 1,02
Подарок 6,52 61,6 62,04 11,12 24,87 0,95
Белорусская 455 6,13 60,8 63,02 13,78 19,52 0,91
Слава1305 5,90 38,8 65,62 8,47 16,75 1,33
Fl Gretania 5,63 60,3 64,78 11,02 19,68 1,53
SK8-116 4,94 64,3 57,21 12,20 12,66 1,15
M ± SD 5,99 ± 0,50 56,1 ± 7,53b 59,95 ± 5,22е 11,24 ± 1,16d 20,02 ± 3,83е 1,15 ± 0,19g
CV, % 8,3 13,4 8,7 10,3 19,1 16,5
Интервал конц. 5,63-6,8 38,8-61,6 47,03-65,62 8,47-13,78 16,75-26,67 0,91-1,53
Позднеспелые
Амагер 611 7,97 55,4 77,24 14,22 21,22 1,91
F1 Снежинка Л-2 7,51 31,8 49,98 14,96 17,76 1,64
Fl Predena 6,52 45,9 35,77 7,77 13,14 1,51
Fl Atria 6,27 51,8 49,88 13,67 15,51 1,41
M ± SD 7,07 ± 0,81а 46,2 ± 10,4b 53,22 ± 17,35е 12,66 ± 3,30d 16,91 ± 3,44е 1,62 ± 0,22h
CV, % 11,5 22,5 32,6 26,1 20,3 13,6
Интервал конц. 6,27-7,97 31,8-55,4 35,77-77,24 7,77-14,96 13,14-21,22 1,41-1,91
M ± SD 6,97 ± 1,02 52,77 ± 6,30 57,24 ± 7,75 12,91 ± 2,00 19,16 ± 2,98 1,31 ± 0,27
CV, % 14,6 11,9 13,5 15,5 15,6 20,6
Интервал конц. 5,63-8,70 31,8-61,7 35,77-77,24 7,77-15,85 13,14-26,67 0,99-1,91
Примечание. Значения в столбцах с одинаковыми индексами статистически не различаются (Р > 0,05).
Среднее потребление этих элементов с 300 г капусты в % от адекватного уровня потребления составило: 14,1% - для железа, 23,4% - для марганца, 2,6% - для цинка и 3% - для меди.
Выводы
Оценка биохимических характеристик ранне-, средне- и позднеспелых сортов капусты позволяет выделить наиболее перспективные для селекции на повышенный уровень антиоксидантной активности: средне - и позднеспелые сорта - для получения капусты с повышенным содержанием селена и полифенолов (Подарок, SK 8-116 и F1 Снежинка Л-2), раннеспелые сорта - с повышенным содержанием витамина С и высоким содержанием цинка (Июньская 3200, Зарница).
N.A. Golubkina, M.S. Antoshkina, J.V. Kosenok, A.A. Koshevarov, O.V. Kosheleva, S.M. Nadezhkin
Intervarietal differences in biochemical characteristics and trace elements content
in Brassica Oleracea var Capitata L.
Selection of agricultural crops on elevated levels of antioxidants may become a key point in improving human health. Determination of the most prospective direction of selection needs the data of intervarietal differences in accumulation levels of the most important antioxidants: ascorbic acid, polyphenols and selenium and evaluation of the interactions between the latter. The aim of the present study was evaluation of intervarietal differences in biochemical characteristics and trace elements accumulation by white cabbage. A direct correlation between selenium - polyphenols and indirect ones between selenium - ascorbic acid and selenium - zinc were revealed on 16 cultivars and hybrids of Brassica Oleracea var Capitata L. The highest levels of selenium and polyphenols accumulation were typical for late ripe varieties, ascorbic acid and zinc - for early ripe cultivars. The highest ability to accumulate selenium and polyphenols was demonstrates for late ripe varieties: Podarok, SK8-116 and F1 Sneginka, vitamin C and Zn - for early ripe varieties: June 3200 and Zarnitsa.
Keywords: Brassica oleraceavar capitata L, selenium, iron, zinc, manganese, copper, polyphenols, ascorbic acid.
Список литературы
1. Глобальный экологический кризис. Проблемы и решения / Н.А. Голубкина [и др.]. - М. : ВНИИССОК, 2014.
2. Голубкина Н.А. Селен в питании. Растения, животные, человек / Н.А. Голубкина, Т.Т. Папазян. - М. : Печатный город, 2006.
3. Pilon-Smith E.A.H. Selenium in plants // in U. Luttge, W. Beyschlag (eds.), Progress in Botany. 2015. - Vol. 76. - P. 93-103 DOI 10.1007/978-3319-08807-5.
4. Голубкина Н.А. Обогащение сельскохозяйственных растений селеном / Н.А. Голубкина, П.А. Полубояринов // Биогеохимические чтения памяти Ковальского. - 2016. - ГЕОХИ. -С. 466-475.
5. Singh B.K. Genetic variability, inheritance and correlation for mineral - contents in cabbage (Brassica Oleracea Var. Capitata L.) / B.K. Singh, S.R. Sharma, B. Singh // J. Hort. Res. - 2013. -Vol. 21(1). - P. 91-97.
6. Руководство по методам оценки качества биологически активных добавок к пище. -М. : Минздрав, 2004.
References
1. Global 'nyj jekologicheskij krizis. Problemy i reshenija / N.A. Golubkina [i dr.]. - M. : VNIIS-SOK, 2014.
2. Golubkina N.A. Selen v pitanii. Rastenija, zhivotnye, chelovek / N.A. Golubkina, T.T. Pa-pazjan. M. : Pechatnyj gorod, 2006.
3. Pilon-Smith E.A.H. Selenium in plants // in U. Luttge, W. Beyschlag (eds.), Progress in Bo-tany. 2015. - Vol. 76. - P. 93-103 DOI 10.1007/978-3319-08807-5.
4. Golubkina N.A. Obogashhenie sel'skoho-zjajstvennyh rastenij selenom / N.A. Golubkina, P.A. Polubojarinov // Biogeohimicheskie chte-nija pamjati Koval'skogo. - 2016. - GEOHI. -S. 466-475.
5. Singh B.K. Genetic variability, inheritance and correlation for mineral - contents in cabbage (Brassica Oleracea Var. Capitata L.) / B.K. Singh, S.R. Sharma, B. Singh // J. Hort. Res. - 2013. -Vol. 21(1). - P. 91-97.
6. Rukovodstvo po metodam ocenki kachestva biologicheski aktivnyh dobavok k pishhe. - M. : Minzdrav, 2004.
7. Sagdic O. Evaluation of the phenolic content and antiradical, antioxidant, antimicrobial activities of different floral sources of honey / O. Sagdic, S. Silici., L. Ekici // Int J Food Prop-2011. -Vol. 16. - P. 658-666.
8. Alfthan G. A micromethod for the determination o-f selenium in tissues and biological fluids by single-test-tube fluorimetry / G. Alfthan // Anal Chim Acta. - 1984. - Vol. 65. - P. 187-194.
9. Гинс В.К. Содержание флавоноидов в листьях белокочанной капусты / В.К. Гинс, Е.Г. Добруцкая, М.С. Лимонт // Картофель и овощи. - 2007. - № 2. - С. 21.
10. Noctor G. Ascorbate and glutathione: keeping active oxygen under control / G. Noctor, C.H. Foyer // Annu Rev Plant Physiol. - 1998. -Vol. 49. - P. 239-279.
11. Gallie D.R. Ascorbic acid a multifunctional molecule supporting plant growth and development / D.R. Gallie // Scientifica. - 2013. -P. 1-24.
12. Exploring the impact of wounding and jasmonates on ascorbate metabolism / W.P. Suza [i dr.] // Plant Physiol Biochem - 2010. - Vol. 48. -P. 337-350.
13. Ягодин Б.А. Агрохимия / Б.А. Ягодин, Ю.П. Жуков, В.И Кобзаренко. - М. : Колос, 2005.
14. Takahama U. Regulation of peroxidase-dependent oxidation of phenolics by ascorbic acid: Different effects of ascorbic acid on the oxidation of coniferyl alcohol by the apoplastic soluble and cell wall-bound peroxidases from epicotyls of Vigna an-gularis / U. Takahama // Plant Cell Physiol. - 1994. -Vol. 34. - Р. 809-817.
15. Ingraham L.L. Effect of ascorbic acid on polyphenol oxidase / L.L. Ingraham // J.Am Chem Soc. - 1956. - Vol. 78(19). - P. 5095-5097.
16. Lattanzio V.M. Role of phenolics in the resistance mechanisms of plants against fungal pathogens and insects / V.M. Lattanzio, T. Lattan-zio, A. Cardinali // in Phytochemistry: Advances in Research, Ed Filippo Imperato, 2006. -P. 23-67.
17. Pilon-Smits E.A.H. Selenium Metabolism in Plants / E.A.H. Pilon-Smits, C.F. Quinn Springer // R. Hell, R.R. Mendel (eds.), Cell Biology of Metals and Nutrients, Plant Cell Monographs 17. - Verlag Berlin Heidelberg. - 2010.
18. Content of phenolic antioxidants and selenium in grain of einkorn (Triticum monococcum), emmer (Triticum dicoccum) and spring wheat (Triticum aestivum) varieties / J. Lachman [i dr.] // Plant Soil Environ. - 2011. - Vol. 57 (5). -P. 235-243.
7. Sagdic O. Evaluation of the phenolic content and antiradical, antioxidant, antimicrobial activities of different floral sources of honey / O. Sagdic, S. Silici., L. Ekici // Int J Food Prop-2011. -Vol. 16. - P. 658-666.
8. Alfthan G. A micromethod for the determination o-f selenium in tissues and biological flu-ids by single-test-tube fluorimetry / G. Alfthan // Anal Chim Acta. - 1984. - Vol. 65. - P. 187-194.
9. Gins V.K. Soderzhanie flavonoidov v list'jah belokochannoj kapusty / V.K. Gins, E.G. Dob-ruckaja, M.S. Limont // Kartofel' i ovoshhi. - 2007. -№ 2. - S. 21.
10. Noctor G. Ascorbate and glutathione: keeping active oxygen under control / G. Noctor, C.H. Foyer // Annu Rev Plant Physiol. - 1998. -Vol. 49. - P. 239-279.
11. Gallie D.R. Ascorbic acid a multifunctional molecule supporting plant growth and development / D.R. Gallie // Scientifica. - 2013. -P. 1-24.
12. Exploring the impact of wounding and jasmonates on ascorbate metabolism / W.P. Suza [i dr.] // Plant Physiol Biochem - 2010. - Vol. 48. -P. 337-350.
13. Jagodin B.A. Agrohimija / B.A. Jagodin, Ju.P. Zhukov, V.I. Kobzarenko. - M. : Kolos, 2005.
14. Takahama U. Regulation of peroxidase-dependent oxidation of phenolics by ascorbic ac-id: Different effects of ascorbic acid on the oxidation of coniferyl alcohol by the apoplastic soluble and cell wall-bound peroxidases from epicotyls of Vigna an-gularis / U. Takahama // Plant Cell Phy-siol. -1994. - Vol. 34. - R. 809-817.
15. Ingraham L.L. Effect of ascorbic acid on polyphenol oxidase / L.L. Ingraham // J.Am Chem Soc. - 1956. - Vol. 78(19). - P. 5095-5097.
16. Lattanzio V.M. Role of phenolics in the resistance mechanisms of plants against fungal pathogens and insects / V.M. Lattanzio, T. Lattan-zio, A. Cardinali // in Phytochemistry: Advances in Research, Ed Filippo Imperato, 2006. -P. 23-67.
17. Pilon-Smits E.A.H. Selenium Metabolism in Plants / E.A.H. Pilon-Smits, C.F. Quinn Springer // R. Hell, R.R. Mendel (eds.), Cell Biology of Metals and Nutrients, Plant Cell Monographs 17. - Verlag Berlin Heidelberg. - 2010.
18. Content of phenolic antioxidants and selenium in grain of einkorn (Triticum monococcum), emmer (Triticum dicoccum) and spring wheat (Triticum aestivum) varieties / J. Lachman [i dr.] // Plant Soil Environ. - 2011. - Vol. 57 (5). -P. 235-243.
19. Smirnoff N. Ascorbic acid in plants: biosynthesis and function / N. Smirnoff, G.L. Wheeler // Crit Rev Biochem Mol Biol. - 2000. - Vol. 35(4). -P. 291-314.
20. Gougoylias N. Effect of some phytohor-mones on polyphenols content and antioxidative activity of grape Mavrud variety (Vitis vinifera L.) / N. Gougoylias, L. Masheva // Oxidation communications. - 2011. - Vol. 34 (1). - P. 155-162.
21. New insights into the roles of ethylene and jasmonic acid in the acquisition of selenium resistance in plants / M. Tamaoki [i dr.] // Plant Signal Behav. - 2008. - Vol. 3. - P. 865-867.
22. Kabata-Pendías A. Trace Elements in Soils and Plants / A. Kabata-Pendías, H. Pendías. -3rd Edition, CRC Press LCL, Boca Raton. - 2001. -P. 127-145.
23. Effect of selenium foliar spray on physiological and biochemical processes and chemical constituents of wheat under drought stress / F. Nawaz [i dr.] // Ecotoxicol Environ Saf. - 2015. - Vol. 113. -P. 191-200.
24. Элементный статус лука репчатого коллекции ВНИИССОК / Н.А. Голубкина [i dr.] // Вестн. Ульяновской ГСХА. - 2015. - Т. 3. -C. 11-17.
Голубкина Надежда Александровна, д-р с.-х. наук, гл. науч. сотр., ВНИИССОК, [email protected]; Антошкина Марина Сергеевна, канд. с.-х. наук, ст. науч. сотр., ВНИИССОК, [email protected]; Косенок Яна Викторовна, лаборант-исследователь, ВНИИССОК, [email protected]; Кошеваров Андрей Александрович, науч. сотр., ВНИИССОК; Кошелева Ольга Васильевна, науч. сотр., Институт питания, [email protected]; Надеж-кин Сергей Михайлович, руководитель лабора-торно-аналитического центра, ВНИИССОК, [email protected].
19. Smirnoff N. Ascorbic acid in plants: biosynthesis and function / N. Smirnoff, G.L. Wheeler // Crit Rev Biochem Mol Biol. - 2000. - Vol. 35(4). -P. 291-314.
20. Gougoylias N. Effect of some phytohor-mones on polyphenols content and antioxidative activity of grape Mavrud variety (Vitis vinifera L.) / N. Gougoylias, L. Masheva // Oxidation communications. - 2011. - Vol. 34 (1). - P. 155-162.
21. New insights into the roles of ethylene and jasmonic acid in the acquisition of selenium resistance in plants / M. Tamaoki [i dr.] // Plant Signal Behav. - 2008. - Vol. 3. - P. 865-867.
22. Kabata-Pendías A. Trace Elements in Soils and Plants / A. Kabata-Pendías, H. Pendías. -3rd Edition, CRC Press LCL, Boca Raton. - 2001. -P. 127-145.
23. Effect of selenium foliar spray on physiological and biochemical processes and chemical constituents of wheat under drought stress / F. Nawaz [i dr.] // Ecotoxicol Environ Saf. - 2015. - Vol. 113. -P. 191-200.
24. Jelementnyj status luka repchatogo kollekcii VNIISSOK / N.A. Golubkina [i dr.] // Vestn. Ul'ja-novskoj GSHA. - 2015. - T. 3. - C. 11-17.
Golubkina Nadezhda Alexandrovna, Dr.
Agr. Sci., Leading Researcher, All-Russian Institute of Vegetable Breeding and Seeds Production, [email protected]; Antoshkina Marina Sergeevna, Cand. Agr. Sci., Senior Researcher, All-Russian Institute of Vegetable Breeding and Seeds Production, [email protected]; Kosenok Jana Viktorovna, Laborant-Researcher, All-Russian Institute of Vegetable Breeding and Seeds Production, [email protected]; ^shevarov Andrey Alexan-drovich, Researcher, All-Russian Institute of Vegetable Breeding and Seeds Production; ^sheleva Olga Vasilievna, Researcher, Institute of Nutrition, [email protected]; Nadezhkin Sergei Michailo-vich, Dr. Biol. Sci., Lead of Agrochemical Research Center, All-Russian Institute of Vegetable Breeding and Seeds Production, [email protected].
