CC BY
67
УДК 633.31/37
Е.И. Чекалин, кандидат сельскохозяйственных наук ЦКП «Г енетические ресурсы растений и их использ ование»
А.В. Амелин, доктор сельскохозяйственных наук ФГОУ ВПО Орел ГАУ И.В. Кондыков, кандидат сельскохозяйственных наук ГНУ ВНИИ ЗБК
СОДЕРЖАНИЕ ПИГМЕНТОВ В ЛИСТЬЯХ И ПРИЛИСТНИКАХ У РАЗНЫХ ПО СТЕПЕНИ ОКУЛЬТУРЕННОСТИ СОРТООБРАЗЦОВ ГОРОХА ПОЛЕВОГО
В статье приведены результаты изучения содержания хлорофиллов «а» и «Ь», каратиноидов и антоцианов в листътях и прилистниках растении у сортообразуов гороха поллвого, созданных за период с 1920 по 2005 годы.
Ключевые слова: горох, пелюшка, фотосинтез, ххорофилл, каротиноиды.
В процессе селекции у многих культур активность фотосинтеза не увеличивается, в ряде случаев (пшеница, ячмень, картофель) даже уменьшается [10,
11, 19], рост урожайности в основном достигается увеличением листовой поверхности и продолжительностью ее функционирования. Однако у гороха посевного выявлена обратная тенденция -урожайность обеспечивается повышением активности первичных реакций фотосинтеза при существенном уменьшении у растений листовой поверхности, биометрические параметры которой прибли ились в настоящее время к оптимальному начению во многих зонах производства [1, 2], при выраженном снижении содержания хлорофилла «а» на 25%, «Ь» на 44%. На основании этого сделан вывод, что дальнейший успех селекции гороха посевного в основном будет определяться повышением активности фотосинтез а [2].
Исследования в данном направлении весьма актуальны и для гороха полевого на ерно, селекция которого в последнее десятилетние активно раз вивается в нашей стране [5, 8, 9]. Это обусловлено тем, что у гороха посевного отмечается выраженная нестабильность урожайности по годам из-за снижения устойчивости растений к боле ням и вредителям, в то время как пелюшки отличаются большей устойчивостью к абиотическим и биотическим стрессовым факторам [3, 4].
Материалы1 и методика
Полевые опыты по программе исследований были выполнены в селекционном севообороте ГНУ ВНИИ ернобобовых и крупяных культур, а лабораторные -в Отделе проблемных исследований Орел Г АУ.
Чистую продуктивность фотосинтез а (ЧПФ) и фотосинтетический потенциал (ФП) учитывали по методике, предложенной А.А. Ничипоровичем с сотрудниками [14]. Извлечение хлорофиллов "а" и "Ь" и каротиноидов и тканей органов проводили методом спиртовой (ацетоновой) вытяжки, а их концентрацию находили спектрофотометрически (СФ-26 М) при длине волны 649 (644) и 665 (662) нм, каротиноиды - при 440,5 нм. Средние пробы фомировали и третьего и четвертого листьев сверху. Навеска составляла 100мг в двух повторениях по каждому сорту, объем спирта (ацетона) на повторение - 10 мл [17]. Антоциан извлекали из 2
Results of studies of content of chlorophyll «a» and «b», carotenoids and anthocyanins in leaves and stipules of plants varieties maple pea was created over a period of time from 1920 to 2005 years are present.
Key words: pea, maple pea, photosynthesis, chlorophyll, carotenoids.
тканей вытяжкой этилового спирта и 1% соляной кислоты. Концентрацию определяли на спектрофотометре при длине волны 529 нм по методически указаниям ВИР [15].
Дисперсионный и корреляционный анализы экспериментальных данных проводили на
компьютерах, применяя дисперсионный и корреляционный анализ ы [6].
Результаты исследований и их обсуждение Проведенными исследованиями подтверждено, что к началу массового налива семян современные ерновые сорта гороха полевого как и посевного формируют ФП на 30 % меньше, чем более «старые». В отдельные годы группы сортов по величине этого показателя различались в 1,8 раза (табл. 1).
Таблица 1 - Величина фотосинтетического потенциала и содержание хлорофилла «а+b» (мг/г сухого вещества) в листочках, усиках и прилистниках у сортообразцов гороха разных периодов селекции, в среднем за 2006-2008 гг.
Copтooбpaзeц Удержание xлopoфиллa a+b, мг/г СВ ФП, м2сутки/расте- ние
листочки и усики нрилистники
Пєлюшки сєлєкции 192G-195G гг.
К-1б91 9,59 9,4G 1,71
Фaлeнcкaя 42 8,22 7,27 1,51
среднее 8,90 8,34 1,61
Пєлюшки сєлєкции 197G-198G гг.
Надежда 8,88 7,2б G,75
СЗМ 85 9ДО 8,4З G,68
Малиговка 1G,GG 9,88 2,З8
среднее 9,30 8,52 1,27
Пелюшки селекции 199G-2GGG гг.
Зарянка 7,4б 5,88 1,15
Алла (усатый) З,З9 5,87 G,75
Наташа (усатый) З^ б,92 G,69
98-З9З (усатый) З,57 4,б8 G^
среднее 4,46 5,84 0,88
ropox ш^евтой селекции 199G-2GGG гг.
Opлoвчaнин 5,бЗ 5,4G 1,4G
Шрд (усатый) З,92 б,42 G,82
среднее 4,78 5,91 1,11
При этом у pacтeний существен^ cнижaeтcя и coдepжaниe в лиcтьяx различным нигмєнтов. ^временные зерговые шрта нєлюшки в сравнении с мєнєє oкультуpeнными copтooбpaзцaми coдepжaли xлopoфиллa «а+b» в лиcтoчкax и уcикax в срєднєм на 49% (см. табл. 1), а в пpилиcтникax - на 28% мєньшє,
в том числе за счет хлорофилла «а» - на 49 и 27%, хлорофилла «Ь» - на 44 и 30%.
Содержание же хлорофилла в усиках было почти в 2,5 раза меньше, чем в листочках и прилистниках.
В онтогенезе содержание хлорофилла в листьях растений всех сортообра цов гороха постепенно увеличивалось, достигая максимальных значений к фазам цветения и образования плоских бобов, а затем плавно снижалось (рис. 1, 2).
Во многом схожие экспериментальные данные, полученные и по другим важным пигментам листьев - каротиноидам. По их содержанию в листочках и усиках «старые» сорта пелюшки превосходили современные в среднем на 66%, а по концентрации в прилистниках - на 21%.
Наибольшее количество данных пигментов отмечалось в фазу 7-8 листьев, а с началом генеративного развития растений их содержании снижалось (рис. 3, 4).
Рисунок 1 - Динамика хлорофилла «а+Ь» в листочках у растений гороха, в среднем за 2006-2008 гг.
Рисунок 3 - Динамика каротиноидов в листочках растений гороха
Рисунок 2 - Динамика хлорофилла «а+Ь» в прилистниках растений гороха, в среднем за 2006-2008 гг.
Такой характер изменчивости приз нака в известной степени отражает определенные
адаптивные свойства культуры. При низкой
инсоляции (период вегетативного ра вития - май месяц) увеличение концентрации пигментов «а» и «Ь» положительно сказывается на эффективности усвоения квантов света, тогда как при высокой (июнь-июль месяцы), наоборот, более выгодно их содержание в небольшом количестве. Так как при высокой интенсивности света даже небольшое количество хлорофилла может поглощать достаточно падающих квантов, чтобы свет оставался
насыщенным, а увеличение его концентрации имеет значение только при очень низкой инсоляции [19].
Поэтому у современных сортов гороха, имеющих относительно хорошую светопропускающую
способность посевов, низкое содержание хлорофилла в листьях является положительным фактором для эффективного функционирования фотосинте-
тического аппарата, в частности в условиях Центральных областей России, где интенсивность солнечного освещения в период вегетации растений, по нашим данным, может превышать 80 тыс. люкс.
Рисунок 4 - Динамика каротиноидов в прилистниках растений гороха
Причем по мере ра вития растений снижение содержания каротиноидов у современных сортов пелюшек проходило более быстрыми темпами, чем у более «старых» сортообразцов по времени создания. В частности в период созревания бобов их содержание у пелюшек селекции 20-50-х годов было снижено на 34% в листочках и на 36% - в прилистниках, тогда как у современных сортов в среднем на 44 %, по сравнению с фа ой 7-8 листьев.
По содержанию же антоциана в па ухах прилистников растений достоверных генотипических ра личий выявлено не было. В каждой группе сортообра цов были генотипы как с высоким, так и ни ким содержанием данного пигмента. В среднем на растение его образовывалось в пазухах прилистников до 33,5 мг на грамм сухого вещества.
По литературным данным, каротиноиды и антоциан могут активно участвовать не только в фотосинтезе, но и защищать хлорофилло-белковый комплекс листьев от прямого во действия экстремальных факторов среды, способствуя большей активности и устойчивости фотосинтетического процесса растений [12, 13, 16].
Проведенные исследования показали, что в ходе селекции гороха полевого уменьшение концентрации пигментов в листьях растений сопровождается повышением их функциональной активности. Современные сорта пелюшки к началу массового налива семян (фа а еленой спелости нижних бобов) по ЧПФ превосходили сорта 1920-50-х годов в среднем на 54%, а сорта гороха посевного на 11%. Максимальным значением этого показателя отличался современный усатый сорт Наташа - 9,24 г/м2сутки.
Причем современные высокоурожайные сорта характери овались высокой чистой продуктивностью фотосинте а во все годы исследований, не ависимо от погодных условий вегетации. Очевидно, это обусловлено тем, что у их растений в агрофитоцено е со даются более благоприятные условия для фотосинте а, вследствие повышенной устойчивости их к полеганию, лучшей инсоляции нижних листьев и обеспеченности их СО2.
В настоящее время созданные и внедренные в прои водство сорта гороха с детерминантным типом ра вития и усатым типом листа уже имеют относительно высокие Кхоз, ЧПФ и устойчивость растений к полеганию, ограниченный рост вегетативных органов во время налива семян, оптимальную площадь листьев и продолжительность этапов ра вития, применительно, в частности, к условиям Центрально-Черноземного региона России. Тем не менее, формируемая ими урожайность (3,0...4,0 т/га) еще далека от максимально возможного (7,0...8,0 т/га). Поэтому поиск и вовлечение в скрещивание форм гороха с высокой фотосинтетической активностью не только на уровне листьев, но и хлоропластов имеет актуальное значение и для селекции полевого гороха.
Литература
1. Амелин, А. В. Биологический потенциал гороха и его реали ация на ра ных этапах ра вития культуры [Текст] / А.В. Амелин //Селекция и семеноводство. -1999. - №2-3. - С .15-21.
2. Амелин, А. В. Морфофи иологические основы повышения эффективности селекции гороха: 03.00.12 "Физиология и биохимия растений" [Текст]: автореф. дис. на соиск. уч. степ. д-ра с.-х. наук /Александр Васильевич Амелин; [ОГАУ]. - М., 2001. - 46с. -Библиогр.: с. 43-46.
3. Амелин, А. В. Устойчивость сортов гороха
полевого к абиотическим и биотическим факторам среды [Текст]/ А.В. Амелин, И.В. Кондыков,
Е.И. Чекалин, Г.А. Борзенкова // Экологическая
фи иология и биохимия растений. Интродукция растений. Материалы всероссийской конференции (Петро аводск, 22-27 сентября 2008 г.). Часть 6. -Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2008. -С. 7-10.
4. Амелин, А. В. Фи иолого-биохимические
механи мы устойчивости растений к боле ням у полевого и посевного типов гороха [Текст]/
А.В. Амелин, Н.П. Кораблева, М.А. Проценко,
Г.А. Бор енкова, В.И. Толубеева, Е.И. Чекалин / Вестник ОрелГАУ. - №3(12). - 2008. - С. 11-14.
5. Дебелый, Г. А. Зернобобовые культуры в Нечерноземной зоне РФ. Значение, селекция, исполь ование, смешанные посевы [Текст]/
Г.А. Дебелый. - Mocквa-Heмчинoвкa, НИИСХ ЦРНЗ, 2GG9. - 26G с.
6. Дocпexoв, Б. А. Методика пoлeвoгo omrra (С ocнoвaми статистичесшй oбpaбoтки результатов иccлeдoвaний) [Текст]/ Б. А. Дocпexoв. - Изд.4-е, дoп. и нерераб. - М.: Koлoc, 1979. - 41б с.
7. Жученш, А. А. Ресурсный шугенциал пpoизвoдcтвa зерна в Poccии (тeopия и практика) [Текст]/ А.А. Жученш. - М.: OOO «Издaтeльcтвo Агpopуc», 2GG4. - 111 с.
8. Зелегов, А. H. Селекция ropoxa на вышкую
уpoжaйнocть семянЮбШШ "Селекция и ceмeнoвoдcтвo" [Текст]: дис. в фopмe дoкл. на
coиcк.уч.cтeп.д-pa c.-x. наук / Анатолий Нишлаевич Зелегов; [Брянская ГСХА].- Брянск, 2GG1.- 6Gc.-Библиoгp.: c.55-6G.
9. ^одышв, И. В. Швые аспекты селекции пелюшек в плане расширения aдaптивнoгo н^нциала культуры ropoxa (Pisum sativum) [Текст]/ И.В. Koндыкoв // Швые методы селекции и тоздание адаптивным copтoв ceльcкoxo зя^^венным культур: результаты и перспективы. - Kиpoв, 1998. - С. 14G-141.
1G. Кумашв, В. А. Эвoлюция нoкaзaтeлeй фoтocинтeтичecкoй дeятeльнocти яpoвoй пшеницы в пpoцecce селекции и ю связь с уpoжaйнocтью и биoлoгичecкими ocoбeннocтями растений [Текст]: aвтopeф дис. на тоиск. учен. стен. дис. ... д-ра бшл. наук /В.А. Кумашв. - Л., 1971. - 51 с.
11. Кумашв, В. А. Фoтocинтeтичecкaя деятелыюсть растений в аспекте селекции. Физиoлoгия фoтocинтeзa /
В.А. Кумашв. - М.: Наука, 1982. - С. 283.
12. Ладыгин, В. Г. ^временные представления o функциoнaльнoй poли кapoтинoидoв в xлopoнлacтax зу^р^т [Текст]/ В.Г. Ладыгин, Г.Н. Ширшишва // Журнал oбщeй биoлoгии. - 2GG6. - Т. б7. - С. 1бЗ-189.
13. Лебедева, Т. С. Пигменты растителыюго мира [Текст]/ Т.С. Лебедева, К.М. Сытник. - Киев: Наушва думка, 198б. - 88 с.
14. ^чип^ви!, А. А. Фoтocинтeтичecкaя дeятeльнocть растений в пoceвax [Текст]/ А.А. Hичинopoвич, Л.Е. Cтpoгaнoвa, C.H. Чмopa, M.П.Bлacoвa. - М.: АН СССР, 19б1. - 133с.
15. Определение биoлoгичecки активным веществ семян [Текст]. Meтoдичecкиe указания /Шд ред. Epмaкoвa А.И. Л.: ВИР. - 1984. - 73с.
16. Пeтpoв, К. А. Kapoтинoиды и кopмoвaя цeннocть тpaвяниcтыx растений кpиoлитoзoны [Текст]/ К.А. Пeтpoв, А.А. Чeпaлoв, А.А. Перк // Интенсификация и oптимизaция нpoдукциoннoгo нpoцecca ceльcкoxoзяйcтвeнныx растений / Материалы Meждунapoднoй нaучнo-нpaктичecкoй кoнфepeнции. -Орел: Изд-вo Орел ГАУ, 2GG9. - С. 12G-124.
17. Практикум н физиoлoгии растений [Текст]/ тд ред. H.H.Tpeтьякoвa - М.: Koлoc, 1982. - 271с.
18. Фeдoceeвa, Г. П. Ocoбeннocти структур нoй opгaнизaции и функциoнaльнoй активісти фoтocинтeтичecкoгo аппарата у кapтoфeля разгой степени oкультуpeннocти [Текст]/ Г.П. Фeдoceeвa, Р .И. Бaгaутдинoвa //Ceльcкoxoзяйcтвeннaя биoлoгия. -1977. - Т.12 . - №4 . - С . 545-553.
19. Gabrielsen, E. K. Effects of Different Chlorophyll Concentrations on Photosynthesis in Foliage Leaves [Text]/ E.K. Gabrielsen // Physiologia Plant. - 1948. - V.l. - N.l. -P.5-37.
Вестник
ОрелГАУ
июнь
№3(24)
2010
Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году
Учредитель и издатель: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный Университет»_____________________________________________
Редакционный совет: Парахин Н.В. (председатель) Амелин А.В. (зам. председателя) Астахов С.М.
Белкин Б.Л.
Блажнов А.А.
Бры1кля О.А.
Буяров В.С.
Гуляева Т.И.
Гурин А.Г.
Гущина Т.В.
Дегтярев М.Г.
Зотиков В.И.
Иващук О.А.
Козлов А.С.
Кузнецов Ю.А.
Лобков В.Т.
Лысенко Н.Н.
Ляшук Р.Н.
Мамаев А.В.
Масалов В.Н.
Новикова Н.Е.
Павловская Н.Е.
Попова О.В.
Прока Н.И.
Савкин В.И.
Степанова Л.П.
Хромов В.Н.
Шендаков А.И. (ответств. секретарь) Ермакова Н.Л. (редактор)
Адрес редакции: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69. Телефон: (4862)454037 Факс:(4862)454064 E-mail: nichо[email protected] E-mail: [email protected]
Свидетельство о регистрации ПИ 8ФС77-21514 от 11.07. 2005 г.
Технический редактор Мосина А.И. Сдано в набор 21.06.2010 Подписано в печать 28.06.2010 Формат 60х84/8. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.
Объём 12,5 усл. печ. л. Тираж 300 экз. Издательство Орел ГАУ, 302028, г. Орел, бульвар Победы, 19. Лицензия ЛР8021325 от 23.02.1999 г.
Журнал рекомендован ВАК Минобрнауки России дл! публикаций научных работ, отражающих основное научное содержание кандидатских и докторских диссертаций
Содержание номера
НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЕВОДСТВА
Чекалин Е.И., Амелин А.В., КОНДЫ1КОВ И.В. Содержание пигментов в листьях и прилистниках у разных по степени окультуренности сортообразцов гороха
полевого........................................................................ 2
Пикунова А.В., Корниенко Н.Н., Павловская Н.Е., Князев С.Д. 8Э8-ПААГ
электрофорез запасных белков семян смородины чёрной...............................5
Лысенко Н.Н., Зернова Н.В. Влияние глубины заделки семян и граминицидов на
развитие растений Ауепа fatua.....................................................8
Лякина О.А., Самсонова Н.Е., Новикова Н.Е. Влияние фосфатов пониженной растворимости и кремни! на продуктивность и химический состав
сельскохозяйственных культур.................................................... 12
Мотышева С.М., Резвякова С.В. Влияние цеолита Хотынецкого месторождения на
некоторые физиологические показатели и урожайность крыжовника....................17
Панарина В.И., Амелин А.В. О влиянии погодных условий, ценотического взаимодействи! и морфотипа растений на потенциальное и реальное плодо- и
семяобразование современных сортов гороха....................................... 21
Павленкова Г.А., Догадина М.А. Влияние стимуляторов роста на выход стандартных
саженцев сирени при вегетативном размножении, их дальнейший рост и развитие......25
Кирсанова Е.В., Тиняков Л.А., Злотников А.К. Новые элементы технологии
возделывания многорядного ячменя сорта Вакула в условиях Орловской области.......32
Гнеушева И.А., Павловская Н.Е., Яковлева И.В. Биологическая активность грибов
рода ТгісИоііегта и их промышленное применение.................................. 36
Резвякова С.В. Отбор зимостойких гибридных сеянцев яблони в раннем возрасте......39
Догадина М.А. Влияние нетрадиционных удобрений и биологически активных веществ
на укореняемость зеленых черенков хризантем..................................... 42
Стародубцев В.Н., Степанова Л.П. Коренькова Е.А. Экологическая оценка эффективности действи! различных форм биологически активных веществ на посевные
качества и урожайность яровой пшеницы............................................47
Колбасова Н.И., Решетникова С.Н., Игнатова Т.Д. Сравнительный анализ адаптированности растительных семейств-ценозообразователей в различных фитоценозах Среднего Поволжья....................................................50
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ АГРАРНОГО СЕКТОРА
Воропаев А.И., Петрова А.Н. Земельно-ипотечное кредитование сельского хозяйства... 54 Жиляков Д.И., Зарецкая В.Г. Современные проблемы анализа финансовоэкономического состояния организаций различных сфер деятельности................ 58
Сухорукова Н.В. Совершенствование экономических отношений в молочном
подкомплексе АПК................................................................ 65
Анохин А.А., Мальцева Е.С. Временна! зан!тость несовершеннолетних граждан как фактор социально-экономического развития региона (на примере Орловской области). 70 Фидирко И.А. Современные тенденции формирования качества жизни сельского
населени!....................................................................... 73
Малы1гина Т.Ю. Вопросы формирования рационального землепользования
сельскохоз!йственных организаций................................................ 75
Волобуева Т. А. Экономическое положение и приоритеты развития малого бизнеса на селе............................................................................ 78
АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЖИВОТНОВОДСТВА И ВЕТЕРИНАРИИ
Козлов А.С., Пискунова О.Г., Митин А.Н., Мартышов В.Ю. Эффективная система выращивания ремонтного молодняка - важное условие увеличения производства молока 82 Дедкова А.И., Сергеева Н.Н. Клинико-физиологическое состо!ние свиней на откорме
при уплотненном содержании...................................................... 84
Шадская А.В. Влияние электропунктурной рефлексотерапии на течение острого
асептического синовита у собак.................................................. 88
Самусенко Л.Д., Мамаев А.В. Стимул!ци! репродуктивной функции коров
биоэнергетическими методами..................................................... 92
Дементьев С.В. Вли!ние пробиотиков, тонизирующих препаратов, минеральных
добавок и средств природного происхождения на молочную продуктивность коров..... 95
Учасов Д.С., Ярован Н.И., Сеин О.Б. Влияние пробиотического препарата «Проваген» на физиолого-биохимический статус и продуктивность молодняка свиней............. 97
© ФГОУ ВПО Орел ГАУ, 2G1G
