CC BY
102
ISSN 0202-5493.МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 2 (151-152), 2012
РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ ПРИЗНАКОВОЙ КОЛЛЕКЦИИ ЛЬНА
С ИЗМЕНЁННЫМ ЖИРНО-КИСЛОТНЫМ СОСТАВОМ МАСЛА
С.В. Скляров,
научный сотрудник
ГНУ ВНИИМК Россельхозакадемии
Россия, 350038, г. Краснодар, ул. Филатова, д. 17
Ключевые слова: лён масличный, жирно-кислотный состав масла, линоленовая кислота.
УДК 631.52:633.854.54:577.115.3
Введение. Лён относят к семейству льновых - Linaceae L. Из 22 родов этого
семейства, основное хозяйственное значение имеет культурный лён (Linum usitatissimum L), точнее евразиатский подвид и его группы: долгунец, кудряш и межеумок. Часто кудряш и межеумок объединяют под общим названием лён масличный [1; 2; 3].
Площади посевов масличного льна в мире около 2,5-3,2 млн. га. Основные площади этой культуры сосредоточены в Канаде, Индии, Китае, США, Аргентине и России. Валовой сбор семян льна колеблется от 1,9 до 2,7 млн. т [3; 6; 8].
Лён является ценной культурой, которая широко используется в промышленности для получения технического масла и растительного белка, для животноводства. В последнее время в мире растет интерес к использованию льняного масла в пищу в связи с его лечебными свойствами, обусловленными высоким содержанием линоленовой кислоты. Доля а-линоленовой кислоты достигает 45-50 % и выше, что делает масло очень неустойчивым к окислению [4; 5; 7; 9]. Поэтому в 1979 г. содружеством по научным и промышленным исследованиям (CSIRO) были начаты исследования по созданию льна с жирно-кислотным профилем масла, пригодного для использования на пищевые цели. В результате этой работы появилась торговая марка Linola с мутацией низкого содержания а-линолено-вой кислоты в масле - около 2 %. Данный продукт был позиционирован как источник пищевого масла [10; 11].
Выведение сортов льна с изменённым жирно-кислотным профилем масла позволит получить дополнительное сырье для перерабатывающей промышленности с целью получения высококачественного пищевого растительного масла и дешевого кормового белка.
Цель этой работы - изучение биологических и хозяйственно ценных признаков низколиноленовых линий и выявление зависимости между содержанием линоле-новой кислоты в масле семян и основными элементами структуры урожая.
В наши задачи входило собрать данные по элементам структуры урожая и жирно-кислотному составу масла низко-линоленовых линий и сортообразцов за годы испытаний признаковой коллекции лаборатории льна ВНИИМК в сравнении с традиционными сортами, и выявить корреляционную зависимость между насыщенными, моно- и полиненасыщенными жирными кислотами в масле семян.
Материал и методы. Исследования проведены на центральной экспериментальной базе ВНИИМК в 2008-2012 гг. Предшественником льна была озимая пшеница, почвы представлены выщелоченными сверхмощными черноземами, легкоглинистого механического состава. Способ посева - рядовой с междурядьями 20 см. Глубина заделки семян - 4-5 см. Норма высева - 8 млн. шт./га всхожих семян. В фазе технической спелости теребили лён ручным способом, вязали в снопы и сушили в поле, затем снопы обмолачивали на комбайне Wintersteiger Classic.
Питомники оценки сортов и линий льна масличного закладывали по принятой во ВНИИМК методике. 230 линий льна были высеяны в 3-кратной повтор-ности на однорядковых делянках длинной 2 м и учётной площадью 0,4 м . Через каждые 9 делянок в качестве контролей высевались сорта ВНИИМК 620 и ВНИИМК 630 с коричневыми и жёлтыми семенами соответственно.
Биохимические анализы семян выполнялись в лаборатории биохимии ВНИИМК с использованием хроматографа «Кри-сталл-2000 М» для определения жирно-кислотного состава масла и ЯМР-анали-затора для определения масличности семян.
Результаты и обсуждение. Работы по созданию сортов с низким содержанием ли-ноленовой кислоты в масле во ВНИИМК были начаты в 2001 г. после обнаружения в селекционном материале образца к-2001, содержащего 5,8 % линоленовой кислоты в масле.
В сравнении с сортом ВНИИМК 620 образец к-2001 имел следующие характе-
ристики: низкую урожайность семян, обусловленную малым числом коробочек на растении; низкую массу 1000 семян; более продолжительный вегетационный период и большую высоту растений (табл. 1).
Таблица 1
Хозяйственно ценные признаки образца льна к-2001
ВНИИМК, 2008-2010 гг.
Признак ВНИИМК 620 st к-2001
Урожай семян, г/м2 175 145
Масса семян с 1 растения, г 1,4 0,8
Число коробочек на 1 растении, шт. 26 15
Масса 1000 семян, г 7,2 5,2
Масличность семян, % 47,9 46,5
Высота растений, см 54 68
Окраска семян коричневая жёлтая
Вегетационный период, сутки 83 90
Жирно-кислотный состав масла образца к-2001 принципиально отличался от традиционного, прежде всего по содержанию линолевой и линоленовой жирных кислот. У сорта ВНИИМК 620 содержание линолевой кислоты составляет 16-17 %, линоленовой 53-54 %, а у образца к-2001 - 68,0 и 5,8 % соответственно (табл. 2).
Таблица 2
Жирно-кислотный состав масла образца льна к-2001
ВНИИМК, 2008-2010 гг.
Сорт, образец Содержание жирных кислот, %
С16:0 С18:0 С18:1 С18:2 С18:3
ВНИИМК 620 st 5,7 4,4 19,8 16,3 53,8
к-2001 6,0 4,4 16,2 68,0 5,8
Образец к-2001 был высеян на инфекционном участке. Взошедшие растения в сильной степени поражались фузариозом (Fusarium oxysporum v. orthoceros f. Lini (Boll) Bilai). Семена устойчивых к патогену растений были высеяны в селекционном питомнике. Потомства этих растений имели существенные различия
не только по комплексу хозяйственно ценных признаков, но и отличались по морфологическим признакам цветка и семян.
Урожайность семян линий варьировала от 90 до 200 г/м2 в 2008 г., от 45 до 188 -в 2009 г. и от 5 до 88 г/м2 - в 2010 г. Наблюдали аналогичное варьирование признаков, являющихся главными компонентами продуктивности: массы семян с 1 растения, количества коробочек на 1 растении, массы 1000 семян, а также мас-личности семян (табл. 3).
Таблица 3
Изменчивость хозяйственно ценных признаков линий, выделенных из образца льна к-2001, (п=193)
ВНИИМК, 2008-2010 гг.
По продолжительности межфазных периодов вегетации линии льна также показали большие пределы варьирования. Продолжительность межфазного периода «всходы-цветение» варьировала от 7 до 20 суток, «цветение-созревание» - от 6 до 31 суток, и «всходы-созревание» - от 6 до 29 суток в зависимости от складывающихся в период вегетации погодных условий (табл. 4).
При этом средние значения продолжительности межфазных периодов в относительно благоприятных по погодным условиям 2008-2009 гг. отличались незначительно, а в экстремальном 2010 г. период «всходы-цветение» сократился в сравнении с 2008-2009 гг. на 11-12 суток,
при этом продолжительность периода «цветение-созревание» увеличилась на 58 суток.
Таблица 4
Продолжительность межфазных периодов (сутки) вегетации линий, выделенных из образца льна к-2001, (п=193)
ВНИИМК, 2008-2010 гг.
Межфазный период 2008 г. 2009 г. 2010 г.
среднее тт-max среднее тт-max среднее тт-max
Всходы-цветение 54 49-60 53 50-57 42 38-58
Цветение-созревание 33 28-39 30 27-33 38 20-51
Всходы-созревание 86 83-89 84 81-87 80 62-91
По признакам окраски венчика цветка и семян у изучаемых линий обнаружены все возможные комбинации окраски семени и лепестков венчика цветка. Абсолютное большинство линий характеризовались жёлтосемянностью в сочетании с цветками голубоватой окраски (табл. 5).
Таблица 5
Количество линий с разным сочетанием окраски венчика и семян, выделенных из образца к-2001, (п=193)
ВНИИМК, 2008-2010 гг.
Окраска семян Окраска лепестков Количество
венчика линии, шт.
Жёлтая Голубая 174
Коричневая Голубая 15
Жёлтая Белая 3
Коричневая Белая 1
Имеющееся разнообразие сочетания окраски семян и лепестков венчика возможно использовать в качестве маркерных признаков сорта или группы сортов специального направления использования.
Изучаемая совокупность линий была условно разделена на 2 группы по признаку содержания линоленовой кислоты в масле: с низким содержанием - <10 %,
Признак 2008 г. 2009 г. 2010 г.
сред- тт-тах сред- тт-тах сред- тт-тах
нее нее нее
Урожай семян, г/м2 155 90-200 116 45-188 44 5-88
Масса семян с
1 растения, г 0,7 0,3-1,3 0,3 0,1-0,5 0,4 0,02-1,2
Число коро-
бочек на 1 рас-
тении, шт. 20 11-36 8 4-25 16 7-35
Масличность
семян, % 45,1 40,1-48,8 43,2 38,6-47,2 42,0 37,6-46,1
Масса 1000
семян, г 5,0 4,0-6,8 4,7 3,3-6,2 5,2 3,0-6,9
Высота
растения, см 74 62-96 58 48-75 49 34-68
куда вошли 144 линии, и средним содержанием - от 11 до 30 % - 49 линий (табл. 6). При этом значительных различий между двумя группами линий льна по содержанию насыщенных и мононенасыщенных жирных кислот в масле не обнаружено.
Таблица 6
Характеристика жирно-кислотного состава масла линий, выделенных из образца льна к-2001, (п=193)
ВНИИМК, 2008-2010 гг.
Содержание линоленовой кислоты Количество линий, шт. Содержание жирных кислот, min-max, %
С16:0 С18:0 С18:1 С18:2 С18:3
Низкое < 10 % 144 4,8-6,3 3,3-5,9 15-24 58-73 1,6-10,0
Среднее 11-30 % 49 4,5-6,1 3,3-5,6 15-21 34-61 10,3-30,0
Так как между соотношением линоленовой и линолевой жирных кислот в масле существует сильная отрицательная корреляция, исследуемые линии по содержанию линоленовой кислоты распределились следующим образом: у большинства линий (122 линии) содержание линоленовой кислоты в масле составило от 1,6 до 5,0 %, оставшиеся (71 линия) по этому показателю линии распределились в интервале от 5 до 30 % (рис. 1).
30 -,-,-,-,
О 10 20 30 40
С о дер жание лини ленов ой кислоты, %
Рисунок 1- Распределение линий, выделенных из образца льна к-2001, по содержанию линоленовой кислоты в масле (и=193), ВНИИМК, 2008-2010 гг.
Характер распределения линий по содержанию линоленовой кислоты в масле свидетельствует о неоднородности образца к-2001, вероятно, по причине биологического засорения, а также по тому, что в оригинале данный образец характеризовался содержанием данной кислоты в количестве 2-3 %.
Изучение зависимости между содержанием линоленовой кислоты в масле и основными хозяйственно ценными признаками позволило установить отсутствие существенного влияния специфического жирно-кислотного профиля масла льна на основные элементы структуры урожая и прочие хозяйственно значимые признаки.
Корреляции средней степени были обнаружены между содержанием линоленовой кислоты и масличностью семян (r = -0,38), и высотой растений (r = 0,46) (табл. 7).
Таблица 7
Корреляции между содержанием линоленовой кислоты, продолжительностью фаз вегетации и хозяйственно ценными признаками линий, выделенных из образца льна к-2001, (n=193)
ВНИИМК, 2008-2010 гг.
Признак Содержание линоленовой кислоты в масле
Масличность семян, % -0,38*
Урожайность семян, г/м2 -0,14
Число коробочек на 1 растении, шт. -0,23
Масса семян с 1 растения, г -0,13
Масса 1000 семян, г -0,04
Высота растения, см 0,46*
Продолжительность межфазных периодов:
всходы-цветение -0,02
цветение-созревание -0,07
всходы-созревание -0,10
*- достоверно на 5 %-ом уровне значимости
Поскольку характерными признаками сортообразцов и линий льна с низким содержанием линоленовой кислоты в масле являются низкая масличность и масса 1000 семян, была изучена зависимость данных показателей от жирно-кислотного профиля селекционных образцов.
Очевидным является отсутствие существенной связи между содержанием ли-ноленовой кислоты в масле в диапазоне варьирования признака от 1,5 до 30 % и масличностью семян у низколиноленовых линий льна.
Низколиноленовые сорта и линии заметно уступают сортам и сортообразцам конкурсного и предварительного испытания ВНИИМК по признаку масличности семян (рис. 2).
О -X -
линии, выделенные из образца к-2001, с содержанием С18:3 < 7 % линии, выделенные из образца к-2001, с содержанием С18:3 >7 %
+ -А
низколиноленовые сорта и линии сорта с обычным жирно -кислотным составом масла
гичное отсутствие зависимости наблюдалось также между содержанием линоле-новой кислоты и массой 1000 семян у сортов с различным жирно-кислотным составом масла. По данному признаку низколиноленовый пул образцов также принципиально отличается от обычных сортов и сортообразцов льна масличного (рис. 3).
О -X -
линии, выделенные из образца к-2001, с содержанием С18:3 <7% линии, выделенные из образца к-2001, с содержанием С18:3 >7%
+ - низколиноленовые сорта и линии А - сорта с обычным жирно-кислотным составом масла
Рисунок 2 - Зависимость между содержанием линоленовой кислоты и масличностью семян образцов льна с различным жирно-кислотным составом масла, ВНИИМК, 2008-2010 гг.
Фактически селекционные сорта льна с традиционным и измененным жирно-кислотным составом масла представляют собой две обособленные группы. Анало-
Рисунок 3 - Зависимость между содержанием линоленовой кислоты и массой 1000 семян образцов льна с различным жирно-кислотным составом масла, ВНИИМК, 2008-2010 гг.
Низкая масличность и масса 1000 семян образцов льна с измененным жирно-кислотным составом масла, а также пределы варьирования данных показателей
свидетельствуют о том, что изучаемый селекционный материал обладает целым набором признаков более близких дол-гунцовой разновидности культурного льна.
Результаты изучения зависимости между соотношением жирных кислот показали наличие высокой силы связи между содержанием линолевой и линоленовой кислот (г = -0,93) в масле линий льна с различным жирно-кислотным составом (табл. 8).
Таблица 8
Коэффициенты корреляции между содержанием жирных кислот в масле низколиноленовых линий льна, (п=193)
ВНИ ИМК, 2008-2010 гг.
Жирная кислота С18:0 С18:1 С18:2 С18:3
Пальмитиновая -0,07 -0,11 0,37* -0,39*
Стеариновая - 0,17 -0,01 -0,05
Олеиновая - - -0,03 -0,11
Линолевая - - - -0,93*
*- достоверно на 5%-ом уровне значимости
В результате многолетней оценки селекционных линий с модифицированным жирно-кислотным профилем масла семян были отобраны 37 линий, которые будут использованы для создания исходного селекционного материала, с целью получения высокопродуктивных сортов льна с пищевым типом масла.
Выводы. 1. За счёт меньшей массы семян с 1 растения, меньшей масличности и массы 1000 семян, образец льна к-2001 с низким содержанием линоленовой кислоты в масле характеризуется низкой продуктивностью.
2. Линии льна с низким содержанием линоленовой кислоты показали широкие пределы варьирования основных хозяйственно ценных морфологических и биохимических признаков, что делает их ценным исходным материалом для селекции на жирно-кислотный состав масла.
3. Установлено отсутствие значительной взаимозависимости между содержанием линоленовой кислоты в масле и
основными хозяйственно ценными признаками льна.
4. Обнаружена высокая, существенная на 5 %-ном уровне значимости, отрицательная корреляция между содержанием линолевой и линоленовой полиненасыщенных жирных кислот (r = 0,93) в низ-колиноленовом льняном масле.
Список литературы
1. Вавилов, Н.И. Центры происхождения культурных растений / Н.И. Вавилов //Тр. по прикл. бот. и сел. - М.-Л., 1926. -Т. 16. - Вып. 2. - 248 с.
2. Рего, Г.Л. Селекция и семеноводство прядильных культур лён и конопля / Г.Л. Рего, А.И. Лаппо. - М.: Сельхозиз, 1932. -232 с.
3. Живетин, В.В. Масличный лён / В.В. Живетин, Л.Н. Гинзбург. - М., 2000. - 94 с.
4. Шпаар, Д. Яровые масличные культуры / Д. Шпаар, Л. Адам, X. Гинапп, Г. Крацш, М. Лесовой [и др.]. - Минск, 1999. - 288 с.
5. Галкин, Ф.М. Лён масличный: селекция, семеноводство, технология возделывания и уборки / Ф.М. Галкин, В.И. Хатнянский, Н.М. Тишков, В.Т. Пивень, В.Д. Шафаростов. - Краснодар, 2008. - 193 с.
6. Лукомец, В.М. Современное состояние производства и научного обеспечения льна масличного / В.М. Лукомец, А.В. Кочегура, Л.Г. Рябенко // Материалы Международного научно-практического семинара. - Тверь, 2012. - С. 34-36.
7. The Régional Institute - The évaluation of linola as a new oilseed crop for Australia. - 1992. - [Электронный ресурс] - Режим доступа URL: http://www.regional.org.au /au/asa/1992/concurrent/new-plants/p-5.htm. (дата обращения 12.10.2012 г.)
8. FAOSTAT Database Results. - 2010, -[Электронный ресурс] - Режим доступа URL: http://apps.fao.org.дата обращения (5.10.2012 г.)
9. Jankauskienè, Z. Pagiriamas iszodis li-nosèklelei (Laudatory to flax seed) / Z. Jankauskienè. - Vilnius, 2003. - 56 p.
ISSN 0202-5493.МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 2 (151-152), 2012
10. WikimediaFoundation, Ins - 2009. -[ Электронный ресурс ] - Режим доступаhttp://en.Wikipedia.org/wiki/Solin_ (crop). (дата обращения 5.10.2012 г.)
11. Dr. Johanna Budwig's, Linola - A new flaxseed (linseed) variety low in alpha-linolenic acid (an Omega 3 fatty acid) -1995 - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.healingcancer natu-rally.com/linola-flaxseed-low-omega3.html. (дата обращения 22.10.2012 г.).
