CC BY
65
ВЛИЯНИЕ МЕТОДОВ ОТБОРА НА СОДЕРЖАНИЕ РИЦИНОЛЕВОЙ КИСЛОТЫ В МАСЛЕ СЕМЯН КЛЕЩЕВИНЫ
А.А. Свиридов,
доктор сельскохозяйственных наук
Л.Р. Овчарова,
кандидат сельскохозяйственных наук
ГНУ ВНИИМК Россельхозакадемии
Россия, 350038, г. Краснодар, ул. Филатова, д. 17
Ключевые слова: клещевина, сорт, рицинолевая кислота, отбор
УДК 633.853.55:631.52
Введение. Клещевина (Ricinus communis L.) высокомасличная техническая культура. Семена клещевины содержат 43-57 % масла, известного под названием касторовое.
Специфичность касторового масла обусловлена тем, что в нём преобладают триглицериды (81-86 %) рицинолевой (рицинолеино-вой) кислоты (С18Н34О3). Рицинолевая кислота не встречаются в маслах других растений, в том числе растений семейства молочайные: тунг, молочай лекарственный [1,5].
Благодаря своему строению рицинолевая кислота (оксикислота) чрезвычайно активна в химическом отношении. Ей свойствены реакции полимеризации и конденсации, термической дегидратации (пиролиза) и гидролиза. Продукты, полученные в результате этих реакций, глифталивая олифа, лаки, эмали, искусственные смолы, особо прочные пластмассы и другие продукты технологического производства. Касторовое масло является незаменимым сырьём для химической, фармацевтической, кожевенной, мыловаренной, текстильной, полиграфической, металлообрабатывающей промышленности, используется в волоконной связи и других отраслях [8; 7; 2].
Как отмечают Т. Хилдич и П. Уильямс (Hildich, 1964), в тропических странах имеются формы клещевины, синтезирующие масло, в котором отсутствует олеиновая кислота, а содержание рицинолевой возрастает до 95 %. Это значит, что существует значительный резерв для повышения содержания рицинолевой
кислоты в масле семян клещевины методами селекции и довольно высокий, как минимум 10%. Заводской выход рицинолевой кислоты из касторового масла составляет 75 % [4; 11].
Сорт клещевины является перекрёстно -опыляемой гибридной популяцией, склонной к частичному самоопылению, которая характеризуется наличием генотипов разных групп спелости, различающиеся по высоте растений и штамба, количеству боковых кистей, крупности и масличности семян, содержанию рицинолевой кислоты в масле семян и другими признаками.
Метод внутрисортового отбора в популяциях, особенно с оценкой по потомству, широко применяется как в селекционной, так и в семеноводческой работе с клещевиной для выведения и улучшения сортов по комплексу признаков. Его используют для выбраковки из сортовых популяций семей с низкой продуктивностью, позднеспелостью, высокорослых, с растрескивающимися коробочками, рыхлыми кистями, низкой масличностью и другими нежелательными признаками. Дублянская Н. Ф. на основании своих исследований отметила, что качественный состав клещевинного масла, хотя и в небольшой степени, но изменяется в зависимости от сортовых особенностей [3].
Цель исследований - сравнить эффективность методов массового и индивидуального отбора при выделении из сортовых популяций клещевины генотипов с высоким содержанием рицинолевой кислоты.
Материал и методы. В 2004-2007 гг. на сорте клещевины ВНИИМК-420 проведены два цикла массового и индивидуального отбора. Первый цикл начат с отбора в 2004 году индивидуальных растений в количестве 180 штук. Отбор осуществляли путем взятия семян только с центральных кистей. Отобранные семена анализировали по признакам: число семян в кисти, масса 1000 семян и содержание рицинолевой кислоты в масле. Последний показатель определяли в отделе биохимии ВНИИМК методом газожид- костной хроматографии согласно ГОСТ 51483-99 в модификации Харченко [9; 10]. Для дальнейшего изучения отобрали 85 лучших индивидуальных растений по комплексу признаков и прежде всего по содержанию рицинолевой кислоты в масле. Семена каждого
индивидуального растения разделили на две части, одну из которых использовали для посева в 2005 г. в питомнике оценки потомств, вторую оставили в резерве.
Оценку потомств отобранных растений (семей) проводили на однорядковых делянках площадью 5,9 м2 без повторностей с размещением исходного сорта (контроля) ВНИИМК-420 через каждые 4 делянки. Семена, полученные с делянок питомника оценки потомств, анализировали по процентному содержанию рицинолевой кислоты в масле.
При анализе данных усредненные показатели содержания рицинолевой кислоты по всем семьям питомника оценки потомств представляли как результат массового отбора, а данные по конкретным лучшим семьям -эффективность индивидуального отбора.
Для проведения второго цикла отбора в 2006 и 2007 гг. использовали семена резервов, которые высеяли на пространственно изолированном участке. Отбор индивидуальных растений и принципы оценки семей в питомнике оценки потомств осуществляли аналогично первому циклу отбора.
Результаты и обсуждение. Чтобы определить, что собой представляет исходная популяция клещевины сорта ВНИИМК 420 по содержанию рицинолевой кислоты, был проведён анализ урожая семян, полученных с делянок сорта-контроля. Установлено, что популяция сорта ВНИИМК 420 не выровнена по содержанию рицинолевой кислоты. В ней имеются генотипы как с низким, так и с высоким её содержанием. Это означает, что для выделения генотипов, превышающих исходную популяцию по содержанию рицинолевой кислоты, необходимо отобрать лучшие по этому показателю потомства элитных растений, сравнивая их с ближним контролем по этому признаку. Результаты приведены в таблице 1.
Показано, что при массовом отборе в отобранной популяции клещевины имеются генотипы как с высоким содержанием рицинолевой кислоты (86-95 %), так и с более низким (71-85 %). В массовый отбор были включены все семьи питомника оценки потомств, где определили среднее содержание рицинолевой кислоты, которое составило 87,2 %, что всего лишь на 1,3 % в среднем превысило значение стандарта. Фактически с помощью массового отбора не произошло значительного повышения содержания рицинолевой кислоты в создаваемой популяции клещевины, но тенденция всё-таки прослеживается.
Слабая эффективность массового отбора объясняется тем, что сама популяция сорта ВНИ-ИМК-420 имеет в среднем высокое содержание рицинолевой кислоты в масле семян (85,9±1,15 %), хотя в ней имеются генотипы и с более высоким проявлением этого признака (86-95 %).
С целью выделения из популяции сорта генотипов с высоким содержанием рицинолевой кислоты, проведён индивидуальный отбор. Взято всего 9 потомств пятой и шестой групп содержания рицинолевой кислоты у которых в среднем составило 91,0 ± 0,68 %, что на 5,1 % достоверно выше сорта контроля (табл. 2).
Таблица 2 — Влияние методов отбора на содержание рицинолевой кислоты в масле семян
клещевины (1-й цикл отбора) _________ЦЭБ ВНИИМК, 2004-2005 гг.
Метод отбора Всего се- мей, шт. Содержание рицинолевой кислоты, % Коэффициент, %
тІП- тах среднее X ± 8 X % варьирования, V вырав- нен- ности, В
Исходный материал (сорт ВНИИМК 420 -контроль) 22 70,8 -90,2 85,9 ± 1,15 6,3 93,7
Массовый отбор 85 74.4 - 96.4 87,2 ± 0,47 5,0 95,0
Индивидуальный отбор 9 90,0 -96,4 91,0 ± 0,68 2,2 97,7
Статистическая обработка опытных данных подтвердила достоверность полученных результатов, при этом отбор генотипов с более высоким содержанием рицинолевой кислоты позволил снизить коэффициент варьирования этого признака с 6,3 до 2,2 %, а коэффициент выравненности у отбираемого материала - повысить от 93,7 до 97,7 % по этому признаку. Это подтверждает эффективность проведения индивидуального от-
Таблица 1 - Содержание рицинолевой кислоты в масле
семян клещевины при разных методах отбора (1-й цикл отбора)
____________________________ЦЭБ ВНИИМК, 2004-2005 гг.
Метод отбора Всего семей, шт. Г руппы содержания рицинолевой кислоты, % Среднее X ± 8 X %
I < 70 II 71- 75 III 76- 80 IV 81- 85 V 86- 90 VI 91- 95
Исходный материал (сорт ВНИИМК 420 -контроль) 22 1 1 3 3 14 - 85,9 ± 1,15
Массовый отбор 85 - 6 5 14 58 2 87,2 ± 0,47
Индивидуальный отбор 9 - - - - 7 2 91,0 ± 0,62
бора из популяции сорта с оценкой по потомству в селекционном питомнике.
Затем резервы семян потомства девяти семей с наиболее высоким проявлением признака содержания рицинолевой кислоты в 2006 г. были высеяны на пространственно изолированном участке для размножения и проведения второго цикла отбора с целью получения константного по этому признаку селекционного материала. В 2007 г. был заложен селекционный питомник оценки потомств из 203 отобранных на пространственно изолированном участке размножения в 2006 г. растений в изучаемой популяции сорта клещевины ВНИИМК-420, для проведения второго цикла отбора.
Результаты опыта за 2007 г. по второму циклу отбора представлены в таблице 3. Экспериментальные данные 2007 года полностью подтвердили результаты, полученные в 2005 г.: популяция сорта ВНИИМК-420 не выравнена по содержанию рицинолевой кислоты.
Посредством массового отбора нам также не удалось повысить содержание рицинолевой кислоты в популяции сорта клещевины ВНИИМК-420 (табл. 4)
Напротив индивидуальный отбор позволил выделить биотипы с содержанием рицинолевой кислоты в масле семян на 4,3 и 4,8 % выше контроля и массового отбора соответственно. Статистическая обработка опытных данных, сравнения эффективности массового и индивидуального методов отбора по этому признаку подтвердила достоверность полученных результатов за 2007 год. Индивидуальный отбор позволяет снизить варьирование материала по этому признаку до 2,5 % и повысить вырав-ненность его до 99 %.
Резервы семян 16 семей, лучших по содержанию рицинолевой кислоты в масле семян клещевины, объединили для высева на пространственно изолированном участке для создания высокорицинолевой популяции.
Вывод. Исследования показали, что с помощью индивидуального отбора с оценкой по потомству можно достоверно повысить содержание рицинолевой кислоты в масле семян клещевины в популяции сортов на 5,1% за один цикл отбора.
Список литературы
1. Борковский, В.Е. Частная селекция масличных культур / В.Е.Борковский. -М., 1933. - Л., - 201 с.
2. Бухатченко, С.Л. Перспективы селекции клещевины на повышенное содержание в масле рицинолевой кислоты / С.Л. Бухатченко // Бюл. НТИ по масличным
культурам. - Краснодар,1969 (июнь). - С. 59-61.
3. Дублянская, Н.Ф. Биохимия масличных растений / Н.Ф. Дублянская, А.Г. Малышева, Г.С. Попова // Бюл. НТИ по масличным культурам. - Краснодар, 1967. -Вып. юбилейный. - С. 57-61.
4. Мошкин, В.А. Клещевина / В.А.Мошкин // Руководство по селекции и семеноводству масличных культур. - М., 1967. - С. 45120.
5. Мошкин, В.А. Ботанические и биологические особенности клещевины / В.А. Мошкин // Клещевина. - М.: Колос, 1980. - С. 20-80.
6. Рушковский, С.В. Простые методы исследования
Таблица 4 — Влияние методов отбора на содержание рицинолевой кислоты в масле семян клещевины (2-й цикл отбора)
____________________________________ЦЭБ ВНИИМК, 2005-2007 гг.
Методы отбора Всего семей, шт. Содержание рицинолевой кислоты, % Коэффициент, %
тіп-тах среднее X ± Б X % варьи- рования, V вырав- ненности, В
Исходный материал (сорт ВНИИМК 420 - контроль) 51 72,5-91,1 86,7 ± 0,42 3,5 96,5
Массовый отбор 203 70,6-93,2 86,2 ± 0,23 3,8 96,2
Индивидуальный отбор 16 90,1-93,2 91,0 ± 0,23 1,0 99,0
Таблица 3 — Содержание рицинолевой кислоты в масле семян клещевины при разных методах отбора (2-й цикл отбора)
______________________________________ЦЭБ ВНИИМК, 2006-2007 гг.
Метод отбора Всего семей, шт. Группа содержания рицинолевой кислоты, % Среднее X ± Б X %
I < 70 II 71- 75 III 76- 80 IV 81- 85 V 86- 90 VI 91- 95
Исходный материал (сорт ВНИИМК 420 - контроль) 51 - - 3 8 38 2 86,7 ± 0,42
Массовый отбор 203 - 5 6 65 119 8 86,2 ± 0,23
Индивидуальный отбор 16 - - - - 8 8 91,0 ± 0,23
качества масла при селекции и сортоиспытании льна / С. В. Рушковский // Сб. Масличные культуры. - Краснодарское краевое газетнокнижное изд. «Советская Кубань». - 1945. -Вып. 1. - С. 60-65.
7. Рушковский, В.С. Биохимия клещевины /
В.С. Рушковский, Н.Ф. Дублянская // Сб.: Биохимия и физиология масличных растений. -Майкоп, 1967. - Вып. 2. - С. 29-71.
8. Тютюнников, Б.Н. Химия жиров / Б.Н. Тютюников. - М.: Пищевая промышленность, 1966. - С. 26, 181,401-403.
9. Харченко, Л.Н. Определение жирнокислотного состава растительных масел методом газожидкостной хромотографии / Л.И. Харченко // Масложировая промышленность. - 1968. -№ 12. - С. 12-14.
10. Харченко, Л.Н. Использование метода газожидкостной хромотографии для массовых анализов жирнокислотного состава масла / Л.Н. Харченко // Методы биохимических исследований в селекции масличных культур. -Краснодар, ВНИИМК, 1973. - С.16-18.
11. Щербаков, В.Г. Химия и биохимия переработки масличных семян / В.Г. Щербаков. -М.: Пищевая промышленность, 1979. - 330 с.
12. Hildich, T.P. The chemical constitution of natural fats / T.H. Hildich, P. N. Williams. - London, 1964. - P. 207.
