CC BY
31СОРТОВИВЧЕННЯ ТА СОРТОЗНАВСТВО
Особенности аромата цветков абрикоса (Armeniaca vulgaris Lam.) и алычи [Prunus cerasifera Ehrh.)
В.М. Горина, кандидат УДК 634.21+634.22:633.814:581.46
сельскохозяйственных наук
пакппо/л пиук ^
Особенности аромата
Никитский ботанический сад - На- П О Г' /Ш *
анальный научный центр наан цветков абрикоса {Armeniaca
Б.А. Виноградов, Г \
НаЦщнГьЗститут винограда vulgaris Lam.) и алычи [Prunus
и вина «Магарач» НААН ♦ Г rv С С 1
cerasifera Ekm.)
У компонентному склад1 летких речовин, як1 зумовлюють аромат квток copmie абрикоса, алич'1 та ei6pudie Prunus brigantiaca Vill. x Armeniaca vulgaris Lam., переважають 36 вищих вуглевoднiв i бензальдег'д. В аpoмаmi квток copmiв алич1, пopiвнянo з абрикосом i гiбpuдамu, присутня менша кльк.сть речовин, що в.днаджують бджл (бензальдегд). Водночас, умст трикозану, пентакозану, доказану, хенейкозану, ейкозану та нонадекану, якi, можливо, при-наджують бджл, у квтках алич'1 бльший, нж в аpoмаmi квток абрикоса й гiбpuдiв. Середнй врожай за 3 роки у рослин алич'1 (Нктська Жовта 10,7 i Салгipcька Рум'яна 28,5 т/га) вищий, нжу абрикоса (Recolte de Schatene 0,3; Роднк 2,9; Ананасний Цюрупнський 7,4 т/га) та гiбpuдiв (8110-5,2; 8098 - 6,4 т/га), що можливо пояснити кращим запиленням квток i зав'язуванням плoдiв. Пpoаналiзoванo nеpеважаючi компоненти аромату квток цих рослин та 'Ынш можливий зв'язок iз врожайнстю розглянутих об'ект'в.
Ключовi слова:
сорти абрикоса, аличЬ гибриди Prunus brigantiaca Vill. x Armeniaca vulgaris Lam., летк сполуки квток
Введение. Цветки привлекают внимание не только человека, но и многих насекомых, которые являются переносчиками пыльцы. Флавоны и флавонолы -УФ-поглощающие пигменты, ответственные за белую или кремовую окраску цветков, хорошо видимы для насекомых. Такая окраска привлекает пчёл для опыления растений и сбора нектара [1].
В нектаре цветков различных представителей семейства Rosaceae: Malus sylvestris (L.) Mill., Crataegus monogyna Jacq., Pyrus communis L. были выявлены следующие углеводы: сахароза - 36,7%; 36,5%; 38,8%, глюкоза - 32,9; 33,3; 25,7, фруктоза - 30,3; 29,6; 33,7, сорбитол - 0,2; 0,5; 1,6% от суммы углеводов соответственно. В цветках Prunus armeniaca L., Prunus persica (L.) Batsch, Prunus salicina Lindl., Cotoneaster dammeri Schneid., Chaenomeles speciosa (Sweet) Nakai эти углеводы содержались
в другом соотношении: сахароза - 2,0; 3,6; 8,6; 4,0 i 1,9%, глюкоза - 39,7; 36,5; 41,4; 43,4; 48,7, фруктоза - 57,7; 59,8; 49,7; 50,1; 44,0, сорбитол - 0,6; 0,2; 1,6; 2,4; 5,3% от суммы углеводов. Сорбитол в цветках образуется при восстановлении d-глюкозы, d-фруктозы или l-сорбозы [2, 3]. У представителей Pomoideae, Prunoideae, Spiraeoideae большинство видов образуют сор-битол в листьях, тогда как в плодах он доминирует у Sorbus и Crataegus [4, 5].
Постановка проблемы. Обширное количество взаимосвязей между растениями и насекомыми основано на присутствии и выделении цветками растений различных летучих углеводородов. Например, линалоол - типичный компонент запаха цветков, привлекающий пчёл [6].
В аромате цветков Lecythis, активно посещаемых пчелами при сборе нектара, присутствовали производные гексанола и
цис-3-гексанола [7]. Бензальде-гид, входящий в состав аромата цветков различных растений, является репеллентом для некоторых видов насекомых [8].
Цель работы - изучить химический состав летучих углеводородов цветков сортов абрикоса, алычи и гибридов Prunus brigantiaca Vill. x Armeniaca vulgaris Lam.
Материалы и методы исследований. Работу проводили на образцах абрикоса, представленных под номерами: 1 - Родник (сорт селекции НБС-ННЦ), 2 -Ананасный Цюрупинский (выделен из местных образцов юга Украины), 3 - Recolte de Schatene (интродуцент из Франции); алычи: 4 - Никитская Желтая (выделен из местных крымских образцов), 5 - Салгирская Румяная (селекции НБС - ННЦ); гибридов P. brigantiaca x A. Vulgaris: 6 -8098, 7 - 8110 (получены в НБС -ННЦ). Данные сорта и гибриды не дают плодов от самоопыле-
_СОРТОВИВЧЕННЯ ТА СОРТОЗНАВСТВО_
Особенности аромата цветков абрикоса [Armeniaca vulgaris Lam.) и алычи [Prunus cerasifera Ehrh.)
ния и нуждаются в пчёлах для осуществления перекрёстного опыления.
Выделение комплекса летучих соединений осуществляли методом гидродистилляции. Собранные цветки, пробами по 220 г смешивали с дистиллированной водой (2 л), гидродистиллят пропускали через 5-8 мл пентана и собирали в делительную воронку объёмом 250 мл. Затем проводили трехкратную экстракцию пентаном с последующим его концентрированием в токе гелия. Концентрат (0,5 мл) запаивали в стеклянные ампулы и хранили при температуре минус 8-10°С [9].
Пентановый экстракт летучих соединений цветков (объемом 1,0 мкл) анализировали с помощью хроматографа Agilent Technology 6890 с масс-спектрометрическим детектором 5973 для компьютерной идентификации и количественной оценки. Колонка НР-1 длиной - 30 м; внутренний диаметр -0,25 мм. Температуру термостата программировали от 50°С до 250°С со скоростью 4°/мин. Температура инжектора - 250°С. Газ носитель - гелий, скорость потока 1мл/мин. Переход от газового хроматографа (ГХ) к масс-спектрометру (МС) прогревали до 230°С. Температуру источника поддерживали 200°С. Электронную ионизацию проводили при 70 eV в ранжировке масс m/z 29 до 450. Идентификацию выполняли на основе сравнения полученных масс-спектров с данными библиотеки NIST05-WILEY 2007(около 500000 масс-спектров).
Результаты исследований и их обсуждение. Данные, представленные в табл. 1, свидетельствуют о том, что изученные образцы на протяжении трех лет (2005-2007 гг.) характеризовались примерно одинаковой ин-
тенсивностью цветения. Цветение продолжалось, как правило, в две недели. Средняя урожайность за 3 года у сортов алычи (10,7-28,5 т/га) была существенно выше, чем у сортов абрикоса (0,3-7,4 т/га) и межвидовых гибридов (5,2-6,4 т/га).
Принимаем во внимание тот факт, что состав углеводородов аромата цветков растений абрикоса, алычи и межвидовых гибридов, посещаемых пчелами, обеспечивающими их опыление, сопоставим с таковым, выявленным в тканях некоторых видов пчёл.
В экстракте мандибулярной (челюстной) железы двух видов рабочих пчёл Тпдопа spinipes и БсарШпдопа аА. depilis присутствовали различные летучие углеводороды (31 и 27 компонентов) - нонаналь, бензальде-гид, 2-тридеканон, 2-тридека-нол, 2-гептанол и другие. При-
чем 2-тридеканол и 2-гептанол преобладали в сумме углеводородов у обоих видов пчёл, их количество превышало 10% от суммы идентифицированных компонентов, тогда как у Scaptotrigona aff. depilis доминировали бензальдегид, 2-гепта-нол и 2-тридеканол, а у Trigona spinipes - нонаналь [8].
Сообщалось, что различные углеводороды - алканы выполняют роль сигнальных феромонов для определенных видов насекомых. Например, тридекан и пентадекан привлекают представителей Formicinae, нонан-2-он - Hymenoptera, а-пинен и терпинолен - Isoptera, лимонен -Isoptera и Myrmicinae, тогда как бензальдегид, обычно является компонентом системы защиты в отношении объектов Millipede и Centipede [10]. Запах цветков различных видов орхидей обусловлен преобладанием тех или
Таблица 1
Сроки цветения и урожайность растений абрикоса, алычи и гибридов
Сорт, гибрид Год Степень цвет., балл Даты цветения Урожайность*
начало конец кг/дер. т/га
Родник 2005 5,0 11.04 14.04 5,2 2,6
2006 5,0 06.04 18.04 11,6 5,8
2007 4,8 30.03 17.04 0,4 0,2
Ананасный 2005 4,0 12.04 18.04 12,1 6,1
Цюрупинский 2006 5,0 05.04 18.04 23,0 11,5
2007 5,0 24.03 11.04 9,1 4,6
Recolte de Schatene 2005 5,5 04.04 14.04 0,2 0,1
2006 5,0 04.04 21.04 1,1 0,6
2007 5,0 23.03 10.04 0,5 0,3
Никитская Желтая 2005 5,0 08.04 16.04 25,4 12,7
2006 5,0 04.04 19.04 29,5 14,8
2007 4,5 16.03 01.04 9,1 4,6
Салгирская 2005 5,0 06.04 13.04 52,3 26,2
Румяная 2006 5,0 01.04 14.04 88,4 44,2
2007 5,0 13.03 01.04 30,2 15,1
8098 2005 5,0 12.04 17.04 12,6 6,3
2006 4,5 19.04 01.05 18,8 9,4
2007 5,5 12.04 25.04 7,1 3,6
8110 2005 4,0 21.04 28.04 11,2 5,6
2006 5,0 16.04 30.04 16,8 8,4
2007 2,0 22.04 02.05 3,2 1,6
Примечание: * Схема посадки 5 х 4 м.
_СОРТОВИВЧЕННЯ ТА СОРТОЗНАВСТВО_
Особенности аромата цветков абрикоса [Armeniaca vulgaris Lam.) и алычи [Prunus cerasifera Ehrh.)
иных алканов, что можно связать с биологическими особенностями определенных видов насекомых-опылителей [11].
Содержание бензальдегида в аромате цветков сортов алычи в 1,2-1,6 раза меньше, чем в таковом абрикоса. Уровень накопления нонадекана, эйкозана и хенейкозана в углеводородном комплексе цветков алычи в 7,4-8,0; 3,0-4,6; 2,2-2,7 раза больше, чем у сортов абрикоса. Содержание доказана, трико-зана и пентакозана в аромате цветков алычи также в 2,1-2,5; 2,5-3,3; 1,6-2,0 раза больше, чем в аромате цветков абрикоса. Аналогичная закономерность характерна и для летучих углеводородов цветков межвидовых гибридов (табл. 2, рис. 1-3).
В цветках сортов алычи, по сравнению с таковыми абрикоса и гибридов присутствует меньшее количество веществ отпугивающих пчёл (бензальде-гид). В то же время содержание трикозана, пентакозана, доказана, хенейкозана, эйкозана и нонадекана, возможно привлекающих пчёл, в цветках алычи больше, чем в аромате цветков абрикоса и гибридов. Можно предположить, что эти летучие соединения обусловливают более активное посещение пчёлами растений алычи, лучшее опыление и, таким образом, большую их урожайность (табл. 1).
Данное предположение связано с биологическими особенностями исследуемых культур. Известно, что практически все сорта и формы алычи являются перекрестно опыляемыми, тогда как среди сортов и форм абрикоса много самоплодных [12-14]. По-видимому, процессы эволюции были направлены на создание ароматобразующих веществ в цветках алычи, которые наиболее активно привле-
Таблица 2
Химический состав летучих соединений цветков абрикоса, алычи и гибридов Prunus brigantiaca Vill. x Armeniaca vulgaris Lam. (%)
Компонент Т мин. Абрикос Алыча Гибриды
1 2 3 4 5 6 7
2007 2007 2008 2007 2008 2007 2008
Гексанол 4.75 0,09 0,04 0,05 0,07 0,05 0,09 0,07
Гептаналь 5.48 0,20 0,21 0,12 0,02 0,02 0,18 0,12
Бензальдегид 7.44 55,15 70,49 61,03 41,94 44,66 66,81 70,01
Октаналь 8.86 0,18 0,12 0,12 0,06 0,07 0,16 0,11
Бензиловый спирт 9.65 0,12 0,04 0,22 0,06 0,04 0,15 0,22
Салицилов. альдегид 9.71 0,05 0,02 0,02 0,01 0,08 0,05 0,11
Октанол 10.68 0,26 0,14 0,14 0,17 0,16 0,17 0,16
Метилбензоат 11.43 0,13 0,16 0,02 0,11 0,12 0,16 0,15
Нонаналь 11.58 0,76 0,54 0,61 0,86 1,09 1,76 0,99
Линалоол 11.76 3,70 0,17 2,22 0,28 2,18 0,18 0,25
Транс-2-ноненаль 13.51 0,16 0,04 0,07 0,02 0,02 0,06 0,11
Бензилацетат 13.72 0,09 0,09 0,06 0,02 0,02 0,33 0,22
Терпинен-4-ол 14.13 0,09 0,10 0,03 0,09 0,02 0,03 0,07
а-Терпинеол 14.60 0,19 0,03 0,04 0,17 0,10 0,03 0,09
Додекан 14.75 0,11 0,07 0,06 0,06 0,06 0,04 0,06
Деканаль 15.03 0,16 0,16 0,13 0,04 0,08 0,10 0,11
Бензойная кислота 15.54 0,20 0,77 0,66 0,07 0,16 0,18 0,10
Транс-2-деценаль 16.89 0,11 0,09 0,12 0,09 0,02 0,08 0,04
Тридекан 18.08 0,08 0,10 0,13 0,04 0,04 0,05 0,11
Ундеканаль 18.39 0,34 0,24 0,22 0,05 0,06 0,21 0,16
Тетрадекан 21.30 0,18 0,07 0,14 0,12 0,17 0,16 0,19
Додеканаль 21.61 0,13 0,51 0,38 0,11 0,08 0,02 0,04
Гексадекан 23.27 0,86 0,61 1,43 0,98 0,90 0,32 0,67
Тридеканаль 24.75 0,39 0,25 0,17 0,09 0,10 0,25 0,21
Гептадекан 28.78 0,91 0,60 0,62 0,26 0,33 0,49 0,25
Бензилбензоат 29.91 2,16 0,47 2,33 0,24 0,19 2,22 2,37
Гексагидрофарнезил ацетон 30.88 2,30 1,21 2,67 1,79 1,81 1,11 1,63
Нонадекан 31.51 2,17 1,01 1,80 9,68 8,03 1,92 1,17
Эйкозан 32.56 0,37 0,37 0,26 0,90 0,76 0,35 0,18
Октадеканаль 32.85 1,72 0,89 0,60 0,13 0,19 0,09 0,11
Хенейкозан 33.67 7,43 3,43 5,39 10,53 7,45 5,20 2,94
Фитол 33.78 1,69 1,38 2,35 2,13 2,64 2,49 2,77
Докозан 34.55 0,61 0,24 0,33 0,68 0,60 0,32 0,30
Трикозан 35.45 8,19 5,99 6,33 16,49 15,10 6,18 4,96
Пентакозан 37.13 3,77 3,36 4,61 5,54 6,94 2,84 3,25
Гептакозан 38.63 1,75 1,12 1,68 1,55 1,94 0,95 1,31
Холест-5-ен-3-ол 42.19 2,28 1,36 1,39 1,55 1,35 2,03 2,99
Холест-3,5-диен-7-он 43.10 0,91 3,48 1,43 2,99 2,34 2,19 1,41
Всего 100 100 100 100 100 100 100
Примечание: 1 - Родник, 2 - Ананасный Цюрупинский, 3 - Recolte de Schatene, 4 - Никитская Желтая, 5 - Салгирская Румяная, 6 - 8098, 7 - 8110.
кают насекомых-опылителей. Эволюционная связь растений и насекомых основана на том, что многие ароматические вещества цветков обладают антибактериальными, антигрибковыми и противонематодными
свойствами. Кутикуларные углеводороды играют роль защитного барьера против болезнетворных микроорганизмов. Они также являются веществами, привлекающими насекомых для опыления растений [15].
СОРТОВИВЧЕННЯ ТА СОРТОЗНАВСТВО
Особенности аромата цветков абрикоса (Armeniaca vulgaris Lam.) и алычи (Prunus cerasifera Ehrh.)
Рис. 1. Состав летучих веществ цветков абрикоса Ананасный Цюру-пинский.
Рис. 2. Состав летучих веществ цветков алычи Никитская Желтая.
Рис. 3. Состав летучих веществ цветков гибрида 8098 (Prunus brigantiaca Vill. x Armeniaca vulgaris Lam.).
Выводы. В компонентном составе летучих веществ, обусловливающих аромат цветков сортов абрикоса, алычи и гибридов Prunus brigantiaca Vill. x
Armeniaca vulgaris Lam., преобладают 36 высших углеводородов и бензальдегид. В аромате цветков алычи по сравнению с образцами абрикоса и гибридов
содержится меньшее количество бензальдегида и большее нонадекана, эйкозана, хенейко-зана, доказана, трикозана и пен-такозана.
_СОРТОВИВЧЕННЯ ТА СОРТОЗНАВСТВО_
Особенности аромата цветков абрикоса (Armeniaca vulgaris Lam.) и алычи (Prunus cerasifera Ehrh.)
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Бриттон, Г. Биохимия природных пигментов / Г. Бриттон. - М.: Мир, 1986. - 422 с.
2. Bieleski, R.L. Sorbitol metabolism in nectaries from flowers of Rosaceae / R.L. Bieleski, R.J. Redgwell // Aust. J. Plant Physiol. - 1980. - V. 7, N. 1. - P. 15-25.
3. Bieleski, R.L. Sorbitol versus sucrose as photosynthesis and translocation products in developing apricot leaves / R.L.Bieleski, R.J. Redgwell // Aust. J. Plant Physiol. - 1985. - V. 12, N. 6. - P. 657668.
4. Bieleski, R.L. Accumulation of sorbitol and glucose by leaf slices of Rosaceae / R.L. Bieleski // Aust. J. Plant Physiol. - 1977. - V. 4, N. 1. - P. 11-24.
5. Bieleski, R.L. Synthesis of sorbitol in apricot leaves / R. L. Bieleski, R.J. Redgwell // Aust. J. Plant Physiol. -1977. - V. 4, N. 1. - P. 1-10.
6. Kesselmeier, J. Biogenic volatile organic compounds (VOC): An overview on emission, physiology
and ecology / J. Kesselmeier, M. Staudt // J. of Atmospheric Chemistry. - 1999. - V. 33. - P. 23-88.
7. Knudsen, J.T. Floral scents and pollination in Neotropical Lecythidaceae / J.T. Knudsen, S.A. Mori // Biotropica - 1996. - V. 28, N. 1. - P. 42-60.
8. Schorkopf, D.L. Mandibular gland secretions of meliponine worker bees: further evidence for their role in interspecific and intraspecific defence and aggression and against their role in food source signaling / D.L. Schorkopf, M. Hrncir, S. Mateus [et al.] // J. Exp. Biol. - 2009. - V. 212, N. 8. - P. 1153-1162.
9. Горина, В.М. Помологические и биохимические особенности плодов алычи (Prunus cerasifera Ehrh.) сортов, относящихся к различным подвидам рода Prunus L. / В.М. Горина, О.А. Гребенникова, Б.А. Виноградов [и др.] // Сортовивчення та охоро-
на прав на сорти рослин. - 2010. - № 1 (11). - С. 65-71.
10. Regnier, F.E. Semipchemicals-Structure and function / F.E. Regnier // Ecology of reproduction. - 1971. - V. 4. - P. 309-326.
11. Schiestl, F.P. Evolution of sexual mimicry in the orchid subtribe orchidinae: the role of preadaptations in the attraction of male bees as pollinators / F.P. Schiestl, S. Cozzolino // BMC Evolutionary Biology. - 2008. - V. 8, N.27. - P. 1-10.
12. Горина, В.М. Генофонд абрикоса и перспективы его использования / В.М. Горина, В.К. Смыков, А.А. Рихтер // Труды Никит. ботан. сада. - 2010. - Т. 132. - С. 95-106.
13. Горина, В.М. Оценка коллекции алычи в условиях южного берега Крыма / В.М. Горина, В.К. Смыков, А.А. Рихтер // Труды Никит. ботан. сада. - 2010. - Т. 132. - С. 106-115.
14. Еремин, Г.В. Отдаленная гибридизация косточковых плодовых растений / Г.В. Еремин. - М.: Агро-промиздат, 1985. - 280 с.
15. Steiger, S. The origin and dynamic evolution of chemical information transfer / S. Steiger, T. Schmitt, M. Schaefer // Proc. R. Soc. B. - 2011. - V. 278, N. 1708. - P. 970-979.
