CC BY
36
способность корнеплодов сохранять питательные свойства на второй год жизни при наращивании массы корнеплода.
Для снижения затрат на хранение предложенные сортообразцы скорцонеры можно оставлять в поле под зиму с последующим использованием. Семена хорошего качества лучших сорто-образцов скорцонеры можно получать в местных условиях.
Литература
1. Оробинская В.Н. Использование инулинсодержащих растений в качестве источника биологически активных соединений антиоксидантного типа // Современная наука и инновации. 2016. Вып. 2. С. 87—94.
2. Скиданова М.А., Волкова О.В., Биньковская О.В. Функциональная значимость инулина в продуктах питания //
Инновационные технологии в науке и образовании. 2016. № 2 (6). С. 240-241.
3. Галюк Н.Г. Переработка инулинсодержащего сырья на инулин и его производные / Н.Г. Гулюк, Н.Д. Лукин, Т.С. Пучкова, Д.М. Пихало // Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31. № 8. С. 76-79. http://agroapk.ru/year-2017/110-агсЫуе/08-2017/2178-2017-08-18-ги
4. Мещанинец Н.И., Захарченко В.И. Пребиотики: инулин и олигофруктоза // Альманах мировой науки. 2016. № 4-1(7). С. 35-36.
5. Оробинская В.Н., Писаренко О.Н. Инулин, левулин и олигофруктоза — пребиотики XXI века // Перспективы науки. 2015. № 2 (65). С. 18-23.
6. Уфимцева М.Г. Исследование урожайности, семенной продуктивности и химического состава скорцонеры и сальсифи в Северном Зауралье // Успехи современного естествознания. 2003. № 11. С. 107-109.
7. Луковникова Г.А., Токарева Г.Н. Влияние условий выращивания на содержание сухих веществ и углеводный комплекс скорцонеры и овсяного корня // Научно-технический бюллетень ВИР. 1994. Вып. 233. С. 23-27.
Оценка фитостимулирующей активности химических компонентов паслёна чёрного (Solanum nigrum L.)
Р.К. Нургазиева, магистрант, О.В. Астафьева, к.б.н., М.А. Егоров, д.б.н., профессор, Д.Д. Вилкова, аспирантка, Ю.В. Батаева, к.б.н., Д.К. Магзанова, к.б.н., ФГБОУ ВО Астраханский ГУ
В современном мире растениеводство занимает одно из важных мест в сельском хозяйстве, но качество полученной продукции снижается с каждым годом из-за использования химических препаратов для защиты и роста растений. В настоящее время требуется разработка экологически чистых, не оказывающих отрицательного влияния на биоразнообразие и плодородие почв и безопасных для человека биологических стимуляторов роста растений на основе фитогормонов и гормонопо-добных веществ.
Гормоноподобными свойствами обладают некоторые растительные компоненты, такие, как сапонины. Они обнаруживаются в большом количестве в корнях и клубнях растений, также присутствуют в стеблях. Сапонины в определённых концентрациях оказывают стимулирующее действие на прорастание семян, рост и развитие растений [1].
Растения в биоценозах, как правило, находятся в тесной взаимосвязи друг с другом. В агроценозах на сельскохозяйственные культуры могут оказывать влияние сорные растения путём выделения биологически активных веществ в окружающую среду [2].
Паслён чёрный (Solanum nigrum L.) произрастает на территории Астраханской области как сорное растение, которое почти не изучено в России, но хорошо исследовано в других странах [8]. В исследованиях зарубежных учёных обнаружено, что S. nigrum обладает противомикробным и антибактериальным действием, противоаллергенным свойством [9], противоопухолевой активностью [10].
Целью данной работы является изучение влияния комплексных соединений S. nigrum на ростовые процессы сельскохозяйственных культур.
Материал и методы исследования. Объектом исследования явились комплексные соединения S. nigrum. Растения были собраны на территории Енотаевского района Астраханской области в с. Енотаевка с конца августа по сентябрь, так как в это время в растениях аккумулируется наибольшее количество биологически активных веществ.
Собранное сырьё (корни, стебли) отмывали от земли и высушивали в течение недели или более до полного высыхания на воздухе или в сушильных шкафах. После сушки сырьё измельчали. В дальнейшем сырьё использовали для приготовления водных экстрактов. Для изучения влияния комплексных соединений S. nigrum на ростовые процессы культур использовали 2,5-, 5,0-, 10,0-процентные водные вытяжки [3] из корня и стебля S. nigrum.
Для приготовления 2,5-, 5,0- и 10,0-процентных экстрактов из корня и стебля S. nigrum брали навеску корней и стеблей весом 2,5; 5,0 и 10,0 г соответственно и заливали 100 мл дистиллированной воды. Время экстракции составляло 1 час при температуре 21°С, после чего экстракт фильтровали через ватно-марлевый фильтр.
В качестве тест-объектов для изучения влияния комплексных соединений S. nigrum были выбраны некоторые сельскохозяйственные культуры, широко выращиваемые в Астраханской области и других регионах России: капуста белокочанная (Brassica oleracea L.) сорта Слава 1305, томат обыкновенный (Solanum lycopersicum L.) сорта Альянс, огурец обыкновенный (Cucumis sativus L.) сорта Мальчик-с-пальчик, сельдерей пахучий (Apium graveolens L.) сорта Бодрость.
Фитостимулирующую активность S. nigrum исследовали методом влажных камер [4]. Семена тест-культур в количестве 15 шт. раскладывали на фильтровальной бумаге в чашках Петри, заливали 10 мл экстракта. В качестве контроля использовали дистиллированную воду. Проращивали семена в нормальных условиях при комнатной температуре (24—25°С). Повторность опыта двухкратная. Определяли всхожесть и энергию прорастания семян в процентах. Энергию прорастания определяли на 3-й день, всхожесть — на 7-й день. Также измеряли длину корня и побега.
Были проведены качественные реакции на обнаружение гликозидов, алкалоидов, флавоноидов и сапонинов в экстрактах из корня и стебля паслёна чёрного. Для обнаружения гликозидов была проведена реакция Келлера — Килиани на углеводную часть молекулы. Для обнаружения алкалоидов в экстрактах провели реакцию осаждения Вагнера —Бушарда и реакцию Марки [5]. Для обнаружения сапонинов в экстрактах провели реакцию пенообразования, пробу Лафона и использовали физический метод. Для обнаружения флавоноидов были проведены реакции с хлоридом железа (III) и с раствором аммиака [6].
Статистическую обработку результатов проводили общепринятыми методами математической статистики [7]. При анализе табличных данных была использована статистическая обработка результатов с помощью стандартной программы Microsoft Excel 2007, Статистика.
Результаты исследования. Фитостимулирующую, ингибирующую или нейтральную активность паслёна чёрного определяли, сравнивая энергию прорастания и всхожесть семян, длину корней и стеблей проростков в контрольных и опытных вариантах.
В результате качественных реакций в экстрактах корня и стебля паслёна чёрного не было идентифицировано содержание гликозидов, алколоидов
и флавоноидов. Сапонины были обнаружены как в вытяжке из корня паслёна чёрного, так и в экстракте из стебля (табл. 1).
В результате исследования было обнаружено, что водные экстракты из корня паслёна чёрного обладают разным стимулирующим и ингибирую-щим действием на начальные ростовые процессы в отношении выбранных культур (табл. 2).
На 3-и сут. прорастание семян испытуемых культур наблюдалось в большинстве опытов. Наибольший процесс прорастания семян огурца обыкновенного обнаружен при обработке семян 2,5-процентной вытяжкой из корня паслёна чёрного (93,3%), что превышало контроль на 10%. Прорастание семян сельдерея пахучего при обработке 5- и 2,5-процентными корневыми вытяжками также превышало контроль на 13,3 и 10% соответственно. Семена томата обыкновенного при обработке 10-процентной корневой вытяжкой на 3-и сут. не взошли, что свидетельствует об ингибирующем действии экстрактов из корня паслёна чёрного на семена томата обыкновенного.
На 7-е сут. всхожесть всех испытуемых семян увеличилась. Полученные результаты показали, что наибольшая всхожесть отмечалась у семян сельдерея пахучего при обработке экстрактами в концентрации 5 и 2,5%, которая составляла 100% и превышала контроль на 13,4%. Всхожесть семян огурца обыкновенного, обработанных корневыми вытяжками паслёна чёрного, также превышала контроль. Наименьшая всхожесть семян наблюдалась при обработке 10-процентной вытяжкой из корня паслёна чёрного у томата обыкновенного (табл. 2).
На 7-е сут. замеряли длину корня и стебля проростков выбранных культур. Обработка полученных данных показала, что у капусты белокочанной средняя длина побега проростков при обработке всеми тремя корневыми вытяжками превышала длину в контроле, наибольшая из которых составляла 45,6±3,6 мм в 2,5-процентной вытяжке.
1. Результаты качественных реакций
Качественные реакции Определяемая группа веществ Ожидаемый результат Полученный результат
экстракты, 2,5-процентные
вытяжка из корня вытяжка из стебля
Реакция Келлера - Килиани гликозиды бурое или тёмно-бурое окрашивание, сверху которого возникает сине-зелёный или зелёный слой - -
Реакция пенообразование сапонины не исчезающая в течение 15 сек. пена обильное пенообразование небольшое пенообразование
Проба Лафона при нагревании сине-зелёное окрашивание + +
Реакция осаждения Вагнера - Бушарда алкалоиды бурый осадок - -
Реакция Марки осадок - -
Реакция с хлоридом железа (III) флавоноиды зелёное окрашивание - -
Реакция с раствором аммиака жёлтое окрашивание, переходящее в красно-оранжевое - -
2. Влияние экстрактов корня S. nigrum на всхожесть, рост и развитие семян сельскохозяйственных культур
Тест-объект Проба Энергия прорастания,% Всхожесть, % Средняя длина побега, мм Средняя длина корня, мм
10-проц. 80,0 80,0 44,2±2,4*** 36,2±2,9***
Капуста 5-проц. 56,6 60,0 35,2±2,9*** 17,8±1,9***
белокочанная 2,5-проц. 83,3 90,0 45,6±3,6*** 24,6±3,0***
контроль 90,0 93,3 17,7±1,2 62,7±4,4
10-проц. 0,0 30,0 13,2±3,1 10,7±0,5***
Томат 5-проц. 3,3 33,3 21,9±4,1* 14,5±1,3***
обыкновенный 2,5-проц. 6,6 60,0 20,0±3,7 22,5±2,3
контроль 6,6 73,3 15,1±1,6 23,0±1,5
10-проц. 80,0 90,0 37,6±1,8*** 73,1±5,1
Огурец 5-проц. 80,0 90,0 37,0±1,9** 55,3±3,0
обыкновенный 2,5-проц. 93,3 93,3 38,0±2,3** 66,2±3,1
контроль 83,3 83,3 28,4±1,9 67,8±8,3
Сельдерей пахучий 10-проц. 5-проц. 2,5-проц. контроль 63,3 86,61 83,3 73,3 86,6 100,0 100,0 86,6 14,0±1,1 18,0±0,7* 16,1±0,7 14,5±0,7 8,7±0,8 6,1±0,3 5,5±0,2 17,9±0,9
Примечание: *разница с контролем достоверна при Р<0,05; **при Р<0,01; ***при Р<0,001
3. Влияние экстрактов стебля S. nigrum на всхожесть, рост и развитие семян испытуемых культур
Тест-объект Проба Энергия прорастания, % Всхожесть, % Средняя длина побега, мм Средняя длина корня, мм
10-проц. 30 23,3 27,5±1,7*** 5,0±0,0***
Капуста 5-проц. 73,3 80,0 47,5±3,0*** 39,8±3,2***
белокочанная 2,5-проц. 83,3 83,3 58,2±3,1*** 66,8±5,1
контроль 90,0 93,3 17,7±1,2 62,7±4,4
10-проц. 0,0 0,0 0,0 0,0
Томат 5-проц. 0,0 20,0 9,8±3,,6 12,5±4,1
обыкновенный 2,5-проц. 0,0 53,3 19,6±4,7 21,2±2,2
контроль 6,6 73,3 15,1±1,6 23,0±1,5
10-проц. 46,6 43,3 32,4±5,0 18,5±4,1
Огурец 5-проц. 86,6 86,6 59,5±5,3 65,3±4,8
обыкновенный 2,5-проц. 96,6 96,6 67,3±3,2 111,9±6,6
контроль 83,3 83,3 28,4±1,9 67,8±8,3
Сельдерей пахучий 10-проц. 5-проц. 2,5-проц. контроль 13,3 80,0 93,3 73,3 43,3 100,0 96,6 86,6 1±0 13,0±0,7 20,8±0,5 14,5±0,7 1±0 7,5±0,4 10,1±0,6 17,9±0,9
Примечание: *разница с контролем достоверна при Р<0,05; **при Р<0,01; ***при Р<0,001
В свою очередь средняя длина корня проростков была выше в контроле, чем при обработке корневыми вытяжками из паслёна чёрного.
Средняя длина побега проростков огурца обыкновенного при обработке всеми испытуемыми экстрактами превышала контроль. Наиболее действенной на длину побега проростков огурца обыкновенного оказалась обработка 2,5-процентной вытяжкой из корня паслёна чёрного (38,0±2,3 мм). Наибольшая длина стебля выявлена у проростков, обработанных 10-процентной вытяжкой корня паслёна чёрного.
Обработка семян огурца обыкновенного и сельдерея пахучего 5- и 2,5-процентными вытяжками показали, что энергия прорастания и всхожесть была выше контроля. Всхожесть семян огурца превышала контроль на 3,3 и 13,3% соответствен-
но. Всхожесть сельдерея пахучего при обработке экстрактами c 5-процентной концентрацией была равна 100% и превышала контроль на 13,4%, а при обработке 2,5-процентной вытяжкой — на 10%.
Семена томата обыкновенного на 3-и сут. при обработке экстрактами всех концентраций не взошли. На 7-е сутки взошли семена, обработанные 2,5- и 5-процентными вытяжками из стебля паслёна чёрного, но их всхожесть не превышала контроль. Это говорит о том, что экстракты корня S. nigrum содержат вещества, ингибирующие только рост томата обыкновенного, в то время как БАВ корня паслёна чёрного в отношении других культур обладают стимулирующим действием.
Средняя длина побега капусты белокочанной и огурца обыкновенного при обработке экстрактами всех концентраций была выше контроля, а
средняя длина корня превышала контроль при обработке 5- и 2,5-процентными вытяжками из стебля паслёна чёрного. Средняя длина побега у сельдерея пахучего и томата обыкновенного была выше контроля только при обработке экстрактами 2,5-процентной концентрации.
При обработке семян выбранных культур вытяжками из стебля паслёна чёрного наблюдалось большее ингибирующее действие, чем при обработке вытяжками из корня. Наибольшим стимулирующим действием обладал 2,5-процентный экстракт из корня, а наибольшее ингибирующее действие оказывала 10-процентная вытяжка из стебля. Наибольшие рост и развитие семян наблюдались у сельдерея пахучего, а наименьшие — у томата обыкновенного (табл. 3).
Выводы. Зная из литературных источников, что сапонины обладают гормоноподобным действием и влияют на ростовые процессы, а также локализуются преимущественно в корнях, можно объяснить выраженное ростостимулирующее действие корневых вытяжек наличием в них сапонинов.
На основании полученных результатов планируется дальнейшее исследование состава полученных экстрактов паслёна чёрного (S. nigrum), подбор оптимальных концентраций для большего спек-
тра сельскохозяйственных культур. Полученные данные говорят о возможности разработки биопрепарата на основе БАВ паслёна чёрного.
Литература
1. Шадрин Д.М., Чадин И.В. Распространение, классификация, методы обнаружения и выделения сапонинов из растительного сырья и их биологическая активность // Вестник института биологии. 2010. № 1. С. 15—23.
2. Глубшева Т. Н. Влияние настоя из амброзии полыннолистной на важнейшие сельскохозяйственные культуры // Научные ведомости. Серия «Естественные науки». 2010. № 9 (80). Вып. 11. С. 55-58.
3. Бухаров А.Ф., Балеев Д.Н. Аллелопатическая активность у семян овощных сельдерейных культур // Сельскохозяйственная биология. 2014. № 1. С. 86-90.
4. ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур: методы определения всхожести (с изменениями № 1, 2). М.: ИПК Изд-во стандартов, 2004. 47 с.
5. Георгиевский В.П., Комисаренко Н.Ф., Дмитрук С.Е. Биологически активные вещества лекарственных растений. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1990. 333 с.
6. Астафьева О.В., Баймухамбетова А.С. Практические занятия блока «Технология получения биологически активных веществ» дисциплины «Технология белка и БАВ». Астрахань: Астраханский государственный университет, Издательский дом «Астраханский университет», 2015. 51 с.
7. Козак М.Ф. Биометрия. Астрахань: Волга, 1995. 160 с.
8. Ramya J. Solanum nigrum: Current Perspectives on Therapeutic Properties / J. Ramya S. Anjali S. Gupta I.P. Sarethy R. Gabrani // Alternative Medicine Review. LLC. 2011. Р. 78-84.
9. Anon. The Wealth of India: A Dictionary of Indian Raw Materials and Industrial Products / Anon // Raw Materials Vol. IV: F-G. Council of Scientific and Industrial Research. 1956. P. 194-195.
10. Saijo, R. Studies on the constituents of Solanum plants / R. Sai-jo, K. Murakami, T. Nohara; A. Tomimatsa, A. Saito, at al. // Yakugaku Zasshi. 1982. P. 300-305.
Оценка влияния регуляторов роста цитокининовой группы на морфогенез растений земляники крупноплодной гибрида F1 Всемирный дебют при размножении методом in vitro
С.С. Макаров, аспирант, А.И. Чудецкий, вед. инженер, Центрально-Европейская ЛОС - филиал ФБУ ВНИИЛМ; A.A. Панкратова, к.с.-х.н, ФГБОУ ВО Костромская ГСХА
Земляника крупноплодная (Fragaria х ananassa Duch.) — одна из самых широко распространённых ягодных культур в мире (более 70% мирового ягодного производства) [1]. В России и за рубежом имеется большой опыт выращивания данной культуры с использованием биотехнологических методов [2]. В связи с этим всё более актуальной становится разработка методов клонального размножения различных гибридов и сортов земляники крупноплодной и их оптимизация.
Цель нашего исследования — совершенствование размножения земляники крупноплодной гибрида F1 Всемирный дебют методом in vitro с применением современных росторегулирующих веществ цитокининовой группы.
Материал и методы исследования. Исследование проводили в лаборатории биотехнологии Костромской ГСХА и лаборатории клонально-
го микроразмножения растений Центрально-Европейской лесной опытной станции ВНИИЛМ в соответствии с общепринятыми методиками [3, 4]. Влияние регуляторов роста изучали на этапе собственного микроразмножения. В качестве экс-плантов использовали апексы рожков.
Современная технология размножения земляники крупноплодной путём in vitro основана на выращивании апикальных меристем. Меристема-тические верхушки растений выращиваются на питательной среде Мурасиге - Скуга (MS), содержащей 6-бензиладенин (6-БАП) в концентрации 0,1-0,5 мг/л. На среде с гормонами цитокининовой группы продолжается рост придаточных побегов, а на среде без использования росторегулирующих веществ или с добавлением ауксинов в течение 5-6 недель происходит формирование растений правильной морфологии [5, 6].
Для выращивания растений в условиях in vitro использовали питательную среду MS, в состав которой добавляли препараты 6-БАП и Цито-деф - регуляторы роста цитокининовой группы в нескольких вариантах: I - 6-БАП (0,5 мг/л)
