Белково-углеводный обмен в онтогенезе различных по скороспелости сортов гороха

Яроватая, Марина Анатольевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Белково-углеводный обмен в онтогенезе различных по скороспелости сортов гороха
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Белково-углеводный обмен в онтогенезе различных по скороспелости сортов гороха"

На правах рукописи

ЯРОВАТАЯ МАРИНА АНАТОЛЬЕВНА

БЕЛ КОВО-УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН В ОНТОГЕНЕЗЕ РАЗЛИЧНЫХ ПО СКОРОСПЕЛОСТИ СОРТОВ ГОРОХА

03.00.12. - физиология и биохимия растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Воронеж - 2004

Работа выполнена в Орловском государственном университете

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Павловская Нинэль Ефимовна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Епринцев Александр Трофимович; кандидат биологических наук Соколенко Галина Григорьевна

Ведущая организация: Институт биохимической физики

им. Н.М Эмануэля РАН

Защита диссертации состоится 2004 г.

в «часов на заседании диссертационного совета Д212.038.02. Воронежского государственного университета по адресу: 394006 Воронеж, Университетская площадь, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежского государственного университета.

Автореферат разослан 2004 г.

«алфыЛ!

Ученый секретарь диссертационного совета

Брехова ЛИ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Технологические достоинства семян и зерна закладываются при его созревании, поэтому стадии зрелости позволяют выделить компоненты, формирующие качественный состав и физиологическую ценность сельскохозяйственной продукции. Основными классами запасных веществ зернобобовых культур и, в частности, гороха, являются белки и полисахариды.

Протеин зернобобовых является хорошим источником незаменимых аминокислот. Так, по содержанию лизина в протеинах (5,5...7,5%) зернобобовые приравниваются к кормам животного происхождения.

Бобовые культуры особенно богаты углеводами, до 60%, в основном, крахмалом. Углеводы представляют источник энергии, эквивалентный по калорийности углеводам зерновых культур.

Однако специалистам в области питания, пищевой промышленности и селекции растений нужно быть готовыми к тому, что продукты, получаемые из бобовых, могут содержать те или иные токсичные компоненты: лектины, ингибиторы гидролаз, входящие в состав запасных белков, и трисахариды — рафи-нозу, вербаскозу и стахиозу, снижающие пищевую ценность продуктов.

Наличие и соотношение запасных компонентов семян зависят от генотипа и формируются в конкретных условиях среды. Основным фактором при этом является генотип, который определяет длину вегетационного периода (или скороспелость), урожайность и устойчивость к биотическим и абиотическим факторам.

Проблема скороспелости связана, во-первых, с формированием качества и, во-вторых, с получением ранних урожаев. Однако проблеме скороспелости несправедливо уделяется мало внимания, что в какой-то степени нам удалось восполнить.

Северные районы, Сибирь и регионы с частыми летними засухами остро нуждаются в раннеспелых сортах. Трудность создания раннеспелых сортов заключается в требовании производства формировать за короткий срок урожай семян на уровне среднеспелых и не уступающих им по качеству.

Целью настоящего исследования явилось исследование белково-углеводного комплекса гороха группы сортов, различающихся длиной вегетационного периода в онтогенезе и формирующихся семенах.

В задачи исследования входило:

1. Изучить изменчивость содержания сырого протеина и фракционного состава запасных белков в процессе созревания семян гороха.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ

БИБЛИОТЕКА СПс О»

2. Исследовать нитратредуктазную активность в листьях и корнях гороха в онтогенезе и установить ее связь с накоплением запасных белков в семенах.

3. Изучить активность ингибиторов протеиназ и лектинов в процессе развития семян гороха.

4. Исследовать углеводный обмен в различных органах гороха в онтогенезе.

5. Выявить динамику накопления крахмала и амилозы в семенах гороха.

6. Установить соотношение запасных форм углеводов и белков в семенах различных по скороспелости сортов гороха.

Научная новизна, Впервые изучена взаимосвязь белкового и углеводного обмена в семенах гороха различных по скороспелости сортов в онтогенезе. Работа вносит вклад в развитие представлений о зависимости формирования качества семян от длины вегетационного периода растений и условий выращивания.

Практическая ценность работы. Выявленные закономерности формирования белково-углеводного комплекса в семенах различных по скороспелости сортов гороха могут быть положены в основу дифференциации сырья в зависимости от потребностей производства.

Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертационной работы докладывались и обсуждались на Ш-ей Международной научной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2003); V съезде ОФР «Физиология растении - основа фитобиотехнологии» (Пенза, 2003); на XII Международном симпозиуме «Нетрадиционное растениеводство. Эниология. Экология и здоровье» (Алушта, 2003); научной конференции, посвященной памяти А. А. Землянухина (Воронеж, 2003, 2004); 68-й Межвузовской научной конференции (Курск, 2003); на научной конференции «Вклад земляков-орловцев в развитие и становление российской науки, культуры и образования: «Хирургические науки в России: история, современность и перспективы, к 120-летию научной деятельности П.И. Дьяконова» (Орел, 2003), научной конференции аспирантов и студентов «Биохимические основы современной агрономии» (Орел, 2004), научной конференции «Физиологические аспекты продуктивности растении» (Орел, март 2004).

Публикации результатов исследовании. По материалам диссертации опубликовано: 8 статей, 3 тезиса, 1 статья находится в печати.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальных глав, заключения, выводов,

библиографического списка и приложения. Работа изложена на 140 страницах машинописного текста, включает 24 таблицы и 9 рисунков. Список литературы состоит из 180 наименований работ, из которых 60 - зарубежные авторы.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Качество запасных веществ семян гороха формируется в процессе их развития и зависит от генотипа, длины вегетационного периода и погодных условии года выращивания.

2. Содержание сырого протеина, фракционный состав и активность антиалиментарных компонентов (ингибиторов протеиназ и лектинов) зависят от степени зрелости и скороспелости генотипа гороха.

3. Различие в накоплении запасных форм углеводов в зрелых семенах гороха заключается в скорости использования отдельных Сахаров в период созревания семян в зависимости от длины вегетационного периода.

4. Раннеспелые сорта гороха накапливают в семенах больше крахмала, а позднеспелые - белка. Белок раннеспелых сортов гороха по фракционному составу и низкому содержанию токсичных компонентов имеет большую биологическую ценность, чем средне- и позднеспелые сорта.

Объект и методы исследования.

Исследованы три группы сортов гороха, различающиеся длиной вегетационного периода, подготовленные и переданные к.с.-х.н. старшим научным сотрудником лаборатории селекции гороха, фасоли и чечевицы ГНУ ГНЦ ВНИИЗБКГГитенок T.C.I Раннеспелые сорта с длиной вегетационного периода 60-70 дней (Шустрик, Орпела, Д-8, Л-1069); среднеспелые сорта с длиной вегетационного периода 70-80 дней (Орлус, Срловчанин, Kalle, Алла); позднеспелые сорта, созревающие за 80 и более дней (Л-1658, Немчиновский 817, Электрон, Тройка). Кроме этих сортов исследовали овощной горох из коллекции ВИР: NZ-30I, Paramacent и кормовой горох: Омский-8, Орловчанин-2, Штамбовый Мальцева, Штамбовый 603, Filby, Wavoi, Pant-5, Atiroy.

Экспериментальная работа проводилась на базе кафедры фармакологии и биохимии ОГУ и лаборатории биохимии ГНУ ГНЦ ВНИИЗБК, материал выращен на опытном поле того же института (учетная площадь делянки 10 м2). Средняя проба листьев, стеблей и генеративных органов составлялась из 10 случайно выбранных растений гороха, которые отбирали на протяжении всего периода развития. Повторность трехкратная.

Содержание сырого протеина определялось по Кьельдалю, содержание белка по Лоури, определение гемагтлютинирующей активности (по Алексидзе и др., 1983), активность ингибиторов протеиназ - (по Мельниковой, 1982 и Бенкен, 1983), идентификацию сортов гороха проводили на пластинах из поли-акриламидного геля в ЭФ-камере фирмы «Хеликон» методом Конарева и др.

(2000). Нитратредуктазную активность - по Плешкову (1985). Общее количество моно- и дисахаридов определяли по (Ермакову, 1987), выделение и определение крахмала и амилозы - по Рихтеру и др. (1975).

Статистическую обработку данных проводили по Доспехову (1979).Наименьшую существенную разницу (HCPo.oj) рассчитывали для 5% уровня значимости на основании дисперсионного анализа:

HCPo,os=to,o5xSd,

гце t для 5% уровня значимости брали из соответствующей стандартной таблицы Критериев Стьюдента, а среднюю ошибку разницы Sd с предварительным расчетом обобщенной ошибки среднего Sx - посредством вычисления компоненты дисперсионного анализа - остаточной дисперсии (о2«^.).

Математические расчеты производили посредством ПЭВМ и ЭВМ МК-52 с использованием соответствующих стандартных программ (статистические параметры, критерии Стьюдента - достоверность различий, элементы дисперсионного анализа для НСР и т.д.) (Соколов, 1987).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ИЗМЕНЧИВОСТЬ СОДЕРЖАНИЯ СЫРОГО ПРОТЕИНА И ЗАПАСНЫХ БЕЛКОВ В ПРОЦЕССЕ СОЗРЕВАНИЯ СЕМЯН ГОРОХА

Химический состав зрелого семени определяется, прежде всего, запасными веществами, которые в зависимости от вида семян содержатся главным образом в эндосперме или семядолях зародыша. Содержание белка в семенах бобовых, по сравнению со всеми другими источниками растительного происхождения, очень велико и составляет от 20 до 40%.

Наши данные показывают (табл. 1), что в процессе созревания семян гороха содержание сырого протеина снижается от фазы молочной спелости к фазе полной спелости у всех исследованных сортов. Содержание сырого протеина у раннеспелых сортов составляет 24,24...25,64%, у среднеспелых -22,26...26,86% и у позднеспелых - 24,50...28,79%. Такая закономерность наблюдается и во все последующие фазы развития. В семенах полной спелости раннеспелых сортов гороха содержание «сырого белка» составляет 21,70...22,92%, у среднеспелых - 21,00...26,34%, у позднеспелых -21,00...27,91%. Самым высоким содержанием протеина отмечен сорт Тройка, у которого эта величина равна приблизительно 28,00%, а содержание протеина 21,00% отмечено у всех трех групп гороха. Таким образом, низкое содержание сырого протеина может наблюдаться в семенах гороха с различной длиной вегетационного периода, но его высокое содержание свойственно, в основном, позднеспелым сортам и среднеспелому сорту гороха - Kalle.

Исследование полиморфизма запасных белков методом электрофореза в полиакриламидном геле показало, что количество субъединиц на электрофо-реграммах не зависит ни от скороспелости, ни от морфотипа гороха. Так, у раннеспелых сортов гороха число субъединиц - от 21 до 25, среднеспелых и позднеспелых - от 17 до 27. Однако имеются генотипы с ограниченным числом субъединиц. Так, у формы Wavai - 9 субъединиц, а у Штамбового 603 -всего 6. Различия между различными сортами гороха заключаются только в скорости синтеза белков и связаны с генотипическими особенностями.

Таблица 1

Содержание сырого протеина в семенах различных по скороспелости сортов гороха в процессе созревания, (%)

№ п/п Сорт Длина вегетационного периода, дни Молочная спелость Восковая спелость Полная спелость

1 Шустрик 60-70 24,24 23,71 22,92

2 Д-8 25,38 22,14» 22,84

3 Орпела 25,64 23,54 21,70

4 Л-1069 24,94 24,24 22,05

НСР005 1,2 1,2 1,1

5 Орловчанин 70-80 23,19 21,88 21,00

6 Орлус 24,06 23,01 21,26

7 Kalle 26,86 26,69 • 26,34

8 Алла 22,26 22,03 21,61

HCPW 1,2 ia 1,1

9 Л-1658 более 80 ■ 24,50 22,05 21,00

10 Электрон 26,34 26,08 . 25,38

11 Немчииовский 817 26,78 26,69 26,51

12 Тройка 28,79 28,64 27,91

HCPoof Iß

ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ БЕЛКОВ СЕМЯН В ОНТОГЕНЕЗЕ

Питательную ценность семян определяет не столько содержание белков, сколько соотношение фракций и незаменимвгх аминокислот. Белки семян зернобобоввгх культур многокомпонентны и при экстрагировании распределяются по следующим фракциям: водо-, соле- и щелочерастворимые. Следовательно, ввшвление генетических источников, способный изменить соотношение белковвгх фракции в сторону увеличения наиболее ценнвк по аминокислотному составу, является одной из основнвк задач селекции по созданию высококачественных сортов.

Белки семян гороха состоят из водо-солерастворимой (76...83%), ще-лочерастворимой (8... 10%) и остальных фракций. Наибольшее количество незаменимых аминокислот сосредоточено в водо-солерастворимой фракции, включающей альбумины и глобулины. Как показано нашими исследованиями, отложение запасных белков в семенах гороха, различающихся по скороспелости, происходит в разное время и с различной скоростью (табл. 2).

Установлено, что раннеспелые сорта гороха уже к фазе восковой спелости формируют альбуминовую фракцию, которая по сравнению с более поздними сортами, имеет меньше белков. У средне- и позднеспелвк сортов гороха содержание белков в водорастворимой фракции практически одинаково. Однако, глобулиновая фракция у раннеспелвгх сортов гороха по сравнению с другими самая значительная и меньше всего таких белков - у позднеспелых сортов. Глютелиновая фракция у различнвк сортов различна, в среднем - наивысшая у позднеспелых форм.

Отдельные сорта по питательной ценности, связанной с водо-солерастворимой фракцией, можно выделить из всех трех групп. Так, раннеспелая форма гороха Орпела содержит 88,5% хорошо переваримого белка высокой биологической ценности и только 11,5% - глютелиновой фракции. Среди среднеспелых сортов у гороха сорта Орловчанин - 82,4% - водо-солерастворимых белков и 17,6% - глютелинов, а у позднеспелвгх сортов практически все семена содержат 80% - водо-солерастворимых белков и 19,3% -глютелинов. Исключением является сорт гороха Немчиповский 817 с большим проце!ггом труднопереваримого белка.

Отсюда, можно предположить, что зрелые семена раннеспелых форм гороха имеют более высокую биологическую ценность запасных белков, чем более поздние, и предпочтительнее для пищеввгх и кормоввгх целей. Сорт гороха Орпела может служить исходным материалом для создания новых форм с высоким качеством белка.

Таблица 2

Фракционный состав белков семян различпых по скороспелости сортов гороха, (%)

№ Сорт Молочная спелость Восковая спелость Полная спелость

п/п Альб- Глобу- Глют- Альб- Глобу- Глют- Альб- Глобу- Глюте-

умины лины елины умины лины елины умины лины лины

1 Орпела 83 65,2 26,5 8,7 70,6 20,7 93 793 из

2 Шустрик 7,9 68^ 23,8 8,5 71,2 203 9,4 73,6 17,0

3 Д-8 6,9 66,2 26,9 6,9 69,3 23,8 7,4 70,6 21,9

4 Л-1069 8,3 68,1 23,6 93 70,3 203 9,7 70,8 193

5 Орлус 8,0 61,1 30,9 10,6 70,2 193 103 71,0 183

6 Орловчанан 10,2 69,7 20,1 11,0 70,1 18,9 11,0 71,4 17,6

7 Кя11е 12,1 64,4 233 10,4 66,7 22,9 9,9 683 21,9

8 Алла 9,6 64,0 26,4 10,8 683 21,0 11,0 69,6 19,4

9 Л-1653 9,6 64,0 26,4 10,8 68,2 21,0 11,0 69,6 19,4

10 Немчнновс-кий817 10,9 61,2 27,9 ИЗ 62,7 26,0 ИЗ 64,0 24,7

II Электрон 9,6 68,0 22,4 10,1 693 20,7 103 703 193

12 Тройка 9,9 65,9 24,2 11,0 67,4 21,6 11,6 693 193

НИТРАТРЕДУКТАЗНАЯ АКТИВНОСТЬ В ЛИСТЬЯХ И КОРНЯХ ГОРОХА В

ОНТОГЕНЕЗЕ

Ключевым ферментом в ассимиляции азота растениями является нит-ратредуктаза, подверженная сложным регуляторным воздействиям со стороны других метаболических путей. Изучение характера изменений, происходящих с растениями гороха в онтогенезе, показало, что нитратредуктазная активность в надземных органах и корнях менялась в процессе вегетации, при этом наибольший уровень ее активности отмечался в корнях.

Установлено (табл. 3), что нитратредуктазная активность (НР) в корнях растении гороха увеличивается постепенно от фазы 2-го листа до 4-го от 9,0..Л 1,0 до 22,0 нмольМОг'/г. В период 2-3-х листьев нитратредуктазная активность несколько выше у раннеспелых сортов: у растений с 2-мя листьями от 10,3 до 15,5 нмольЫОг'/г; в стадии 3-го листа - от 12,3 до 16,1 нмольЫСЬ"/г.

У среднеспелых сортов соответственно: в стадии 2-го листа 8,5... 10,5 нмoльNC)!2*/г, в стадии 3-го листа - от 10,9 до 1нм&1Ь$СЫУг,, У позднеспелых - в стадии 2-го листа 7,9...9,6 нмольМЭг"/!; в стадии 3-го листа 10,3-12,2 нмольЫОг'/г.

Таблица 3

Активность нитратредуктазы в корнях различных генотипов __гороха, (нмольЕЮа'/г)_

№п/п Сорта гороха Фаза развития

2 лист 3 лист 4 лист 5 ЛИСТ цвете иие молочная спелость

1 Орпела 10,3 12,5 20,9 147,4 10,8 7,1

2 Шустрик 15,5 16,1 22,4 156,8 123 8,1

3 Д-8 11,8 12,3 21,7 130,0 10,0 6,4

4 Л-1069 103 12,9 22,7 145,2 9,4 7,9

НСРд.о 0,60 0,68 1,10 7,20 0,53 0,37

5 Орлус 8,8 10,9 20?7 144,3 юз 73

6 Алла 84 12,1 22,9 152,0 11,7 6,7

7 Орловчанин 9,4 11,8 22,7 149,4 9?9 8,0

8 Kalle 10,5 12,6 21,9 150,5 10,0 6,4

НСР|.ц 0,47 0,60 1,10 7,45 0,52 0,36

9 Л-1658 8,8 10,3 22,3 151,3 17,6 8,7

10 Электрон 9,2 12,2 22,5 148,9 143 63

11 Тройка 9,6 11,0 21,6 156,2 16,9 5,5

12 Немчиновский 817 7,9 10,5 20,9 154,5 14,1 6,9

НСР»„< 0,42 0,55 1,09 7,65 0,78 0,34

В стадии 4-го листа активность НР выравнивается по всем сортам гороха. Фаза 5-го листа (закладка репродуктивных органов) характеризуется резкой активизацией нитратредуктазной активности и составляет у раннеспелых сортов в среднем 143,6 нмольЫОг'/г, у среднеспелых - 149,0 нмоль ЫОг'/г, у

позднеспелых - 152,7 нмоль N02*/г. Этот период связан с качественной перестройкой, изменением фитогормонального статуса на переход от ювенильной фазы к репродуктивной. Вместе с тем именно в этот период наблюдается максимальное завязывание клубеньков и повышение усвоения молекулярного азота бактериями КЫгоЬшт. С момента цветения и до начала развития бобов гороха нитратредуктазная активность падает до первоначальных величин и ниже.

Нитратредуктазная активность в листьях гороха значительно ниже, чем в корнях, но закономерность ее изменения по фазам развития соответствует данным, полученным в корнях.

Прослеживается некоторая тенденция положительной связи между более высокой нитратредуктазной активностью и содержанием белка у позднеспелых сортов гороха в фазу 5-го листа (г=О,58).

ТРИПСИНИНГИБИРУЮШАЯ И ХИМОТРИПСИНИНГОБИРУЮЩАЯАК-ТИВНОСТЬ В СЕМЕНАХ ГОРОХА

Среди белков-ингибиторов наиболее распространенными и в наибольшей степени изученными являются ипгибиторы протеолитических ферментов. Большое количество белковых ингибиторов протеиназ обнаружено в семенах и других запасающих органах растений, где их уровень может достигать 5-10% от общего содержания водорастворимых белков. По нашим данным, уровень активности белков-ингибиторов в семенах гороха зависит от фазы созревания.

Активность ингибиторов трипсина (ТИА) и химотрипсина (ХИА) увеличивается от фазы молочной спелости до полной спелости. Различия активности ТИА по фазам связаны лишь с временными особенностями различных по длине вегетационного периода сортов гороха.

Активность ингибиторов химотрипсина в семенах гороха выше в 1,5 раза и также увеличивается по мере созревания семян: в фазу молочной спелости у раннеспелых сортов ее активность составляет 0,45...0,80 мг/г; у среднеспелых - 0,30...0,96 мг/г; у позднеспелых - 0,50...0,91 мг/г. В фазу восковой спелости ХИА составляет у раннеспелых сортов гороха 1,32. ..1,65 мг/г; у среднеспелых - 1,06...1,51 мг/г, у позднеспелых— 1,20..Л,30 мг/г. В фазу полной спелости ХИА у раннеспелых сортов составила 1,57...3,27 мг/г, у среднеспелых - 1,76...2,23 мг/г, у позднеспелых- 1,92...2,72 мг/г.

Таким образом, активность ингибиторов протеиназ может характеризовать только степень созревания семян различных сортов гороха, но не их скороспелость. Вместе с тем, семена гороха сорта Шустрик отличаются самой высокой активностью ТИА и ХИА, а среднеспелый сорт Алла самой низкой ТИА и ХИА, что характеризует их различную биологическую ценность.

гемагглютинирующая активность лектинов семян гороха

Известно, что токсичность семян некоторых растении для животных и человека связана с наличием фитогемаггпютининов, или лектинов, вызывающих агглютинацию эритроцитов. Из-за наличия этой группы веществ семена бобовых обладают очень низкой питательной ценностью.

Наши исследования показали, что активность лектинов в семенах гороха зависит от группы крови и колеблется от 3,2 до 28,6 ГАЕ мг/г белка.

По всем группам крови (кроме четвертой) прослеживается тенденция большей гемагглютинирующей активности лектинов в семенах позднеспелых сортов гороха, по сравнению с ранне- и среднеспелыми формами.

Из данных таблицы 4 следует, что молочная и восковая стадии созревания семян гороха характеризуются значительно более высокими показателями ГАЕ, чем полная спелость. При этом у раннеспелых сортов в фазу молочной спелости ГАЕ составляет 36,5...47,3 мг/гбелка; у среднеспелых сортов соответственно 44,5...54,6 мг/г, а у позднеспелых - 30,7...54,0 мг/г белка. В фазу восковой спелости у раннеспелых сортов активность лектинов снижается до 23,1...28,6 MI/Г; у среднеспелых возрастает до 44,1...57,3 мг/г и у позднеспелых - 48,1...54,6 мг/г. В фазу полной спелости семян у раннеспелых сортов гороха ГАЕ составляет 13,8...28,5 мг/г; у среднеспелых-7,8... 16,8 М1/ГИ у позднеспелых - 16,1...38,2 мг/г белка. Самой высокой гемагглютинирующей активностью в ранние сроки созревания характеризуются среднеспелый сорт Орловчанин и позднеспелый сорт Тройка, у которого высокая активность ГАЕ сохраняется до полной спелости семян.

Исходя из полученных данных, прослеживается следующая закономерность: молочная спелость раннеспелых семян гороха, молочная и восковая спелость среднеспелых форм и восковая спелость позднеспелых сортов гороха характеризуются наиболее высокой активностью лектинов. При максимальных значениях ГАЕ, а также в семенах полной спелости позднеспелые сорта гороха имеют самую высокую активность лектинов по сравнению с другими сортами. Исключение составляет позднеспелый сорт гороха Электрон, у которого ГАЕ в зрелых семенах составляет всего 16,1 мг/г, то есть на уровне среднеспелых форм. У раннеспелых сортов, кроме Орпелы, активность лектинов зрелых семян выше, чем у среднеспелых.

Таблнца4

Гемагглютннирующая активность (ГАЕ мг/г белка) (по второй группе крови) в процессе созревания семян гороха

№ Назвапие сорта Фаза спелости семян

п/п молочная восковая полная

1 Шустрик 473 28,6 28,5

2 Орпела 38,2 23,1 13,8

3 Д-8 36,5 30,2 243

4 Орловчанин 54,6 573 16,8

5 Орлус 45,1 44,1 7,8

6 Алла 44,5 50,0 12,5

7 Тройка 54,0 54,6 38,2

8 Электрон 30,7 45,1 16,1

9 Л-1058 31,6 48,4 37,1

НСРГ .05 2,01 2,12 1,09

Таким образом, зрелые семена позднеспелых сортов гороха имеют наибольшую гемагглютинирующую активность лектинов по сравнению с другими формами, но значительно ниже, чем эти же сорта, а также среднеспелые - в фазу восковой спелости.

УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН РАЗЛИЧНЫХ ПО СКОРОСПЕЛОСТИ СОРТОВ

ГОРОХА

У большинства однолетних растеши известны формы, которые цветут намного раньше, чем другие. Как правило, позднеспелые формы характеризуются более длительной фазой ювенильности, чем раннеспелые. Проблемы скороспелости и ювенильности связаны между собой неразделимо (Бернье и др., 1985).

Установлено (табл. 5), что в процессе созревания семян гороха от молочной до полной восковой спелости происходит снижение содержания суммы всех Сахаров: у раннеспелого сорта Шустрик от 218,1 мг/гдо 75,7 мг/г; у среднеспелого сорта Орловчанин от 206,3 мг/г ДО 74,4 мг/г и у позднеспелого сорта Тройка от 230,8 мг/г до 81,6 мг/г. В эти периоды сахара представлены глюкозой, фруктозой и сахарозой. Наибольшее количество Сахаров представлено в виде сахарозы, содержание которой в семенах раннеспелого сорта по фазам составляет: 105,8 мг/г, 72,3 мг/г, 43,5 мг/г. У среднеспелого сорта соответственно: 100,3 мг/г, 62,3 мг/г, 39,8 мг/г и у позднеспелого сорта: 124,3 мг/г; 86,2 мг/г; 52,6 мг/г. Из моносахаридов: глюкоза и фруктоза находятся в семенах молочной спелости в соотношении по скороспелому сорту 65,7/46,6 мг/г, по среднеспелому - 62,7/ 43,3 мг/г; по позднеспелому - 58,3/48,2 мг/г. В фазу восковой спелости соотношение меняется и составляет по раннеспелому сорту 25,0/49,8 мг/г, по среднеспелому - 31,2/48,3 мг/г, по позднеспелому - 15,2/ 31,5 мг/г.

Полная восковая спелость семян гороха характеризуется значительной убылью моносахаров. У раннеспелого сорта исчезает фруктоза, у средне- и позднеспелых сортов фруктоза находится в количестве около 15,3... 16,8 мг/г. Между тем, в фазу полной восковой спелости у раннеспелых и среднеспелых сортов появляется трисахарид рафиноза, который у позднеспелого сорта идентифицирован только в семенах технической зрелости. В этот период в семенах сортов, различающихся по скороспелости, исчезает фруктоза, но за счет рафи-нозы общее количество Сахаров увеличивается: у скороспелого сорта до 106,8 мг/г, у среднеспелого - 87,5 мг/г, у позднеспелого - 114,0 мг/г. Не выявлено какой-либо закономерности в накоплении Сахаров в зрелых семенах различных сортов гороха. Различие заключается лишь в скорости использования отдельных Сахаров в период созревания семян в зависимости от длины вегетационного периода и темпов накопления запасных форм углеводов.

Таблица 5

Содержание углеводов в семенах гороха в процессе созревания, (мг/г абсолютно сухого вещества)

Сахара Молочная спелость Восковая спелость Полная спелость Зрелые семена

Раннеспелый сорт Шустрик

глюкоза 65,7 25,0 10,2 6,8

фруктоза 46,6 49,8 0,0 0,0

сахароза 105,8 72,3 43,5 42,4

рафкноза 0,0 0,0 22,0 58,4

сумма Сахаров 218,1 147,1 75,7 106,8

Среднеспелый «орт Орловчаиин

глюкоза 62,7 31,2 9,0 8,8

фруктоза 43,3 48,3 153 од

сахароза 100,3 623 39,8 343

рафнноза 0,0 0,0 103 44 Д

сумма Сахаров 206,3 141,8 74,4 87,5

Позднеспелый сорт Т ройка

глюкоза 583 15,2 12,2 10,0

фруктоза 48,2 31,5 16,8 0,0

сахароза 124,3 86,2 52,6 46,2

рафиноза 0,0 0,0 0,0 57,8

сумма Сахаров 230,8 132,9 81,6 114,0

СИНТЕЗ КРАХМАЛА В СЕМЕНАХ ГОРОХА

Запасной формой углеводов в семенах гороха является крахмал, который в зависимости от генотипа составляет 13...65%. Синтез крахмала начинается в хлоропластах листьев, и расходуется растением по мере необходимости. Его содержание в листьях не превышает 5...7% по весу сухого вещества.

Установлено, что по мере развития растений гороха содержание крахмала в листьях разных сортов гороха медленно снижается, по различия между ними не существенны.

Скорость накопления крахмала в семенах у различных сортов гороха зависит от их скороспелости. У раннеспелых сортов уже в фазу молочной и восковой спелости содержание крахмала около 40,0%, а у позднеспелых сортов эти фазы характеризуются содержанием крахмала вдвое меньшим (20,0...25,7%), чем у первой группы. Среднеспелые сорта имеют промежуточные величины содержания крахмала (27,5...40,0%). Зрелые семена гороха позднеспелых сор-

тов накапливают меньше крахмала (42,0%), чем раннеспелые и среднеспелые (47,5%) (рис. 1).

Большое внимание, уделяемое в последнее время крахмалу из гороха в Европе, связано с высоким содержанием амилозы в некоторых сортах, особенно овощных. Однако в России горох в недостаточной степени используют как источник получения крахмала из-за его слабой изученности.

Наши исследования показывают (табл. 6), что содержание амилозы в крахмале семян овощных генотипов гороха (NZ-301, Paramacent, Durana) на 10...20% выше, чем в крахмале зерновых генотипов. Накопление амилозы происходит на протяжении всех фаз созревания. В фазу молочной спелости содержание амилозы у зерновых сортов гороха составляет 14,0... 16,2%, в фазу восковой спелости- 20,0...26,2% и в семенах технической спелости-27,2...35,6%. У овощных сортов гороха накопление амилозы начинается от 21,2...32,4% в фазу молочной спелости, 38,4...47,5% - в фазу восковой спелости и 47,0...50,4% - в фазу полной спелости.

У скороспелых и среднеспелых сортов зерновых генотипов гороха в семенах технической спелости содержание амилозы находится в пределах 27,2...31,4%, а у позднеспелых сортов - 34,8...35,6%.

Таблица б

Содержание амилозы в крахмале гороха, (%)

№ п/и Название сорта < Фаза созревания семян

молочная восковая полная

Зерновые

1 Шустрик 14,0 223 273

2 Орпела 15,5 20,7 303

3 Орловчанин 163 20,0 31,4

4 Орлус 16,2 26,2 303

5 Немчиновскнй 817 123 16,5 35,6

б Тройка 15,5 193 34,8

HCPe.es 0,7 1,1 1,6

Овощные

7 N£-301 213 47,5 50,4

8 Рагатасеп( 28,0 38,4 47,0

9 Оогапа 32,4 40,0 483

ЯС7>,,, 1,4 2,1 2,4

СООТНОШЕНИЕ ЗАПАСНЫХ ФОРМ УГЛЕВОДОВ И БЕЛКОВ В СЕМЕНАХ

ГОРОХА

Фотосинтез влияет не только на количественную сторону метаболизма азота, усиливая скорость образования аминокислот и белков, но также существенно изменяет направленность этого процесса и может приводить к созданию веществ, имеющих большое физиологическое значение.

Изменяя состав продуктов фотосинтеза под влиянием различных факторов внешней среды, можно управлять ссинтетическими процессами растения и направлять их в нужную для практики и сельского хозяйства сторону.

Таким образом, соотношение белковых веществ и углеводов может меняться как в процессе онтогенеза, так и под влиянием внешней среды, что, скорее всего, отразится в накоплении запасных веществ при формировании семени. Известен факт (Конарев и др., 1993), что содержание белка и крахмала в семенах находится в обратной корреляционной зависимости. Нередко процент белка в зерне повышается при неблагоприятных условиях формирования урожая (например, при недостатке света) за счет недостаточного накопления крахмала.

В семенах растений, в зависимости от принадлежности к определенным семействам, накапливается различное соотношение азот-и углеродсодержащих

запасных веществ. Так, в семенах злаковых, процент углеводов, а именно крахмала, составляет 70...78%, а белка всего - 20...25%. В семенах бобовых растений, содержание крахмала составляет 40...60%, а белка -25...35%.

По нашим данным, в фазе молочной спелости заметно увеличивается содержание крахмала у среднеспелых сортов, в то время как у раннеспелых и позднеспелых сортов этот показатель меняется незначительно.

Соотношение содержания крахмала к белкам у гороха раннеспелого сорта Шустрик составляет 1,62; у сорта Орпела -1,98. У среднеспелых сортов Ор-ловчанин и Орлус эти показатели составляют соответственно - 1,24 и 1,14. У позднеспелых сортов гороха Тройка и Немчиновский 817 данные - 0,69 и 0,84 соответственно. В фазу восковой спелости заметно увеличивается содержание крахмала у среднеспелых сортов, в то время как у раннеспелых и позднеспелых сортов этот показатель меняется незначительно (табл. 7).

В фазу восковой спелости у раннеспелых сортов гороха Шустрик и Орпе-ла соотношение крахмала к протеину составляет 1,71 и 1,72 соответственно. У среднеспелых сортов Орловчанин и Орлус - 1,51 и 1,74. У позднеспелых сортов Тройка и Немчиновский 817 соответственно - 0,70 и 0,96.

К моменту созревания семян у всех трех групп сортов гороха крахмал преобладает над протеином. Содержание протеина постепенно снижается (рис. 2).

Рис. 2. Содержание крахмала н сырого протеина в семенах различных сортов гороха в фазу полной спелости, (%) (г=-0,79)

□ Крахмал Я Сырой протеин

Зрелые семена гороха характеризуются следующими показателями соотношения крахмала и протеина: у раннеспелых сортов Шустрик и Орпела -2,16 и 2,07; у среднеспелых сортов - Орловчанин и Орлус - 2,27 и 2,23; у позднеспелых сортов Тройка и Немчиновский 817 - 1,43 и 1,65.

Таким образом, выявлена интересная закономерность (табл. 7). Раннеспелые сорта гороха накапливают больше крахмала, чем протеинов и эта тенденция сохраняется на протяжении всего периода созревания. У позднеспелых сортов гороха накопление запасных веществ формируется значительно позже по времени, но накопление белка происходит интенсивнее, чем крахмала. Эта тенденция сохраняется до фазы полной спелости. Среднеспелые сорта занимают промежуточное положение, но крахмала в них накапливается больше, чем у позднеспелых форм.

Отсюда, если требуется получить больше крахмала, то следует использовать скороспелые формы гороха, если требуется повысить выход сырого протеина, желательно повысить производство позднеспелых сортов гороха.

Высокое содержание крахмала в раннеспелых сортах растений объясняет их более высокую энергию прорастания, чем у более поздних сортов, так как гидролиз крахмала обеспечивает растение основными субстратами дыхания — углеводами, которые в виде фосфатных эфиров вступают в синтетические процессы.

Таблица 7

Соотношение крахмала и протеина в семенах гороха в процессе

созревания

№ Сорта Молочная Восковая спе- Полная спе-

п/п спелость лость лость

1 Шустрик 1,62 1,71 2,16

2 Орпела 1,58 1,72 2,07

3 Орловчанин 1*24 1,51 2,27

4 Орлус 1,14 1,74 2,23

5 Тройка 0,69 0,70 1,43

6 Немчиновский 817 0,84 0,96 • 1,65

Данные колебания содержания в семенах запасных белков и углеводов в зависимости от генотипа представлены на рисунке 3.

Рис. 3. Колебание содержания запасных белков и углеводов в семенах гороха в зависимости от генотипа

ВЫВОДЫ

1. Накопление белков в семенах и углеводов в различных органах гороха носит динамичный характер и зависит от генотипа, длины вегетационного периода и года выращивания.

2. В процессе созревания семян гороха содержание «сырого» протеина снижается от фазы молочной спелости к фазе полной спелости у всех исследованных сортов. В семенах полной спелости раннеспелых сортов эта величина составляет 21,70...22,92%, среднеспелых - 21,00...26,34%, позднеспелых -21,00...27,91%. Низкое содержание «сырого белка» не зависит от длины вегетационного периода, но высокое - свойственно, в основном, позднеспелым и среднеспелым сортам.

3. Установлен полиморфизм белков семян гороха в процессе их созревания. Количество субъединиц может составлять от 9 до 27. Процесс созревания семян связан с усложнением электрофоретических спектров белка, но не зависит от длины вегетационного периода. Различия заключаются только в скорости синтеза белков и связаны с генотипическими особенностями сорта.

4. В процессе созревания семян гороха соотношение фракций белка меняется незначительно. В зрелых семенах содержание альбуминов у раннеспелых сортов составляет 7,4...9,7%, у среднеспелых - 10,5., .11,0% и у позднеспелых -10,5...11,6%. Содержание глобулинов у раннеспелых сортов составляет -70,6...79,3%, среднеспелых - 68,2...71,4% и позднеспелых - 64,0...70,2%. Глю-телиновая фракция у раннеспелых сортов гороха составляет 11,5. ..21,9%, среднеспелых - 17,6...21,9%, у позднеспелых - 19,2...24,7%. Белки раннеспелых сортов гороха имеют большую биологическую ценность. Выявлены наиболее ценные по питательным достоинствам сорта гороха. Так, раннеспелая форма Орпела содержит 88,5% хорошо переваримого белка высокой биологической ценности и только 11,5% - глютелиновой фракции.

5. У гороха выявлена невысокая нитратредуктазная активность в листьях, увеличивающаяся к фазе 5-го листа (период закладки репродуктивных органов) (12,4...14,4 НМОЛьТМОг'/г) и резко снижающаяся к фазе цветения (1,6...2,2 НМОЛьЫОг'/г). В корнях ИИЩШ'редукгазная активность значительно выше и максимальные величины (143,3... 152,7 нмольМОг'/г) отмечены также в стадии 5-го листа. Прослеживается положительная тенденция между накоплением белков в зрелых семенах гороха и нитратредуктазной активностью в корнях позднеспелых сортов в фазу 5-го листа (г=О,58).

6. К запасным белкам относятся токсичные протеины - ингибиторы гидролаз и лектины. Установлено, что ТИА и ХИА увеличиваются в семенах гороха от фазы молочной до полной спелости - от нулевых значений до 1,57...3,27 мг/г. Активность ингибиторов протеиназ может характеризовать

только степень созревания семян различных сортов гороха, но не их скороспелость. Выявлены раннеспелый сорт гороха Шустрик с самой высокой ТИЛ и ХИА и среднеспелый сорт Алла с самой низкой активностью ингибиторов, что характеризует их различную биологическую ценность.

7. Гемагглютинирующая активность в зрелых семенах гороха максимальна по второй группе крови и составляет от 12,2 до 28,6 ГАЕ мг/г белка, независимо от длины вегетационного периода. Исключением является сорт гороха Орлус, у которого значительно более низкая активность лектинов (6,8 мг/г). Наивысшая активность ГАЕ отмечена у позднеспелого сорта Тройка (15,4...28,6 мг/г белка) в зависимости от группы крови. В процессе налива семян гороха гемагглютинирующая активность значительно снижается к моменту полной спелости, но остается самой высокой у позднеспелых сортов.

8. В различных органах гороха выявлены моно-, дисахариды и крахмал. В листьях, стеблях и корнях в ювенильный период обнаружены глюкоза, фруктоза, мальтоза и сахароза, сумма которых в листьях (прилистниках) составляет 6,43... 10,60 мг/г; в стеблях-5,80...7,05 мг/г; в корнях-6,60... 15,10 мг/г. В фазу бутонизации содержание растворимых углеводов снижается. Наибольшее содержание углеводов отмечено в листьях (прилистниках), а наименьшее в генеративных органах. Обнаружена четкая положительная связь между скороспелостью растений гороха и содержанием углеводов в листьях (или прилистниках).

9.Отмечена средняя и сильная положительная корреляционная связь между снижением содержания простых Сахаров в процессе созревания семян гороха и гемагглютинирующей активностью (г=0,45...0,99).

10. В процессе созревания семян гороха от фазы молочной до полной восковой спелости происходит снижение содержания суммы простых Сахаров, но появляется трисахарид рафиноза, который у позднеспелого сорта идентифицирован только в семенах технической зрелости. Различие в накоплении их в зрелых семенах гороха заключается в скорости использования отдельных Сахаров в период созревания семян в зависимости от длины вегетационного периода.

11. Интенсивность накопления крахмала в семенах различных сортов гороха зависит от их скороспелости. Зрелые семена гороха позднеспелых сортов накапливают меньше крахмала (42,0%), чем раннеспелые и среднеспелые (47,5%). Установлено, что содержание амилозы в крахмале семян овощных генотипов гороха на 10...20% выше, чем в крахмале зерновых генотипов и составляет в зависимости от условий года 47,0...55,0%. В крахмале зерновых сортов гороха содержание амилозы находится в пределах 27,2...35,0% и мало зависит от скороспелости.

12. Установлено определенное соотношение между накоплением крахмала к белкам. Раннеспелые сорта гороха накапливают больше крахмала, чем белков, и эта тенденция сохраняется на протяжении всего периода созревания. У позднеспелых сортов гороха накопление белка происходит интенсивнее, чем крахмала. У раннеспелых сортов гороха соотношение крахмала и протеина в фазу полной спелости составляет 2,07...2,16; у среднеспелых - 2,23...2,27; у позднеспелых -1,43... 1,65.

13. Белок раннеспелых сортов гороха по фракционному составу и низкому содержанию токсичных компонентов имеет большую биологическую ценность, чем средне- и позднеспелые сорта. Выявлены сорта Алла и Орлус, имеющие наиболее высокую биологическую ценность.

14. Накопление крахмала и белка в семенах гороха зависит от погодных условий года. В условиях засушливого лета накапливается больше крахмала, а в условиях влажного - белка.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для промышленного получения растительного белка предпочтительны средне- и позднеспелые сорта гороха, а для получения крахмала - раннеспелые сорта.

2. Среднеспелые сорта гороха (Алла, Орлус) отличаются высокой биологической ценностью и являются предпочтительными для промышленного производства продуктов питания и корма для животных.

Список работ, опубликованных по теме диссертации;

1. Яроватая МЛ. Фракционный состав белков и активность протеолитиче-ских ферментов в процессе созревания семян гороха. / Павловская НЕ., Корниенко НН // Сборник материалов Ш-Международной научной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений». Рост и морфогенез у растений, природные и синтетические регуляторы роста, биотехнология. - Беларусь, Минск, 8-10 октября 2003. - с. 144.

2. Яроватая М.А. Токсичные вещества белкового комплекса зернобобовых культур. / Павловская НЕ., Монахова НА., Гагарина И.Н. // Материалы V съезда общества физиологов России. - Пенза, 15-20 сентября 2003. - с.220-221

3. Яроватая М. А Активность нитратредуктазы растений и накопление белка в процессе созревания семян гороха./Павловская НЕ., китенок Т. С 1//Ма-териалы Съезда общества физиологов России. -Пенза, 15-20 сентября 2003. -с.420

4. Яроватая М. А. Синтез углеводов в созревающих семенах гороха. / Павловская НЕ. // Материалы XII Международного симпозиума «Нетрадиционное

растениеводство. Эниологая. Экология и здоровье». Генетика. Селекция. Семеноводство и плем. дело. Поев. 140-летию осн. учения о биосфере В. И. Вернадского, 105-летию бот.-сел. КВ. Цицина. -Крым, Алушта, 7-14 сентября 2003. - с.27-30

5. Яроватая МА Нитратредуктазная активность в листьях и корнях гороха в онтогенезе. / Павловская Н.Е. // Межрегиональный сборник научных работ «Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов», посвященный памяти А А Землянухина. ВГУ. - 2004. - №6. - с. 92-95

6. Павловская НЕ. Взаимосвязь накопления белка в семенах гороха с нит-ратредуктазной активностью. / Яроватая МА // Межрегиональный сборник научных работ «Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов», посвященный памяти АА Землянухина. ВГУ. - 2004. - №6. - с. 39-41.

7. Павловская НЕ Онтогенетические изменения содержания белка и крахмала в семенах различных по скороспелости сортов гороха. / Яроватая МЛ.// Аграрная наука. - Москва. - 2004. -№6. - с. 13-14.

8. Яроватая М. А Фракционный состав белков семян различных по скороспелости сортов гороха // Материалы научной конференции аспирантов и студентов «Биохимические основы современной агрономии». - Орел ОГАУ, апрель 2004. - с. 120-124.

9. Яроватая М. А Лектины зернобобовых культур в биотехнологии. / Гагарина И.Н., Мирошникова М.П, Павловская Н.Е. // Материалы 68-й межвузовской конференции студентов и молодых ученых. - Курск, 22-23 апреля 2003. -с.68.

10. Яроватая М.А Роль компонентов белкового комплекса зернобобовых культур в лечении злокачественных заболеваний. / Гагарина И.Н., Мирошнико-ва М.П., Павловская Н.Е. // Сборник работ Всероссийской научно-практической конференции «Вклад земляков-орловцев в развитие и становление российской науки, культуры и образования». Хирургические науки в России: история, современность и перспективы, к 120-летию науч. деят. П.И. Дьяконова. - Т.5., часть 2. - Орел, 18-19 декабря 2003. - с.62-63.

11. Яроватая М. А Формирование белково-углеводного комплекса в процессе развития семян различных по скороспелости сортов гороха. / Павловская Н.Е., Кондыков И.В., [Тигенок Т.С.1 // Материалы научно-методической конференции в 2-х ч., ч.1. «Физиологические аспекты продуктивности растений». -Орел, март 2004. - с. 233-238.

р-7742

Издатель Александр Воробьев Лицензия ИД №00283 от 1 октября 1999 г., выдана Министерством РФ по делам печати, телерадиовещания и средств массовых коммуникации.

Отпечатано с готового оригинал-макета. Подписано в печать 09.04.2004 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 026.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Яроватая, Марина Анатольевна

Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1 Зернобобовые культуры в балансе пищевого и кормового белка.

1.2 Белковый комплекс семян гороха.

1.2.1.Фракционный и аминокислотный состав семян гороха.

1.2.2. Антиалиментарные факторы зернобобовых культур.

1.2.3. Ингибиторы протеолитических ферментов.

1.2.4. Лектины и гемагглютинирующая активность растений.

1.3 Углеводы зернобобовых культур и их роль в жизнедеятельности растений и значение для получения промышленной продукции.

1.3.1.Роль сахарозы.

1.3.2. Роль крахмала.

1.4 Белково-углеводный комплекс семян в онтогенезе растений.

1.4.1. Формирование белкового комплекса семян.

1.4.2. Онтогенетические изменения синтеза углеводов.

1.5 Селекция раннеспелых сортов гороха.

Глава 2. Объект и методы исследования.

2.1. Объект исследования.

2.2. Методы исследования.

2.2.1. Определение сырого протеина (общего азота).

2.2.2. Определение запасных белков.

2.2.3 .Электрофорез белков.

2.2.4. Определение нитратредуктазной активности.

2.2.5.Определение суммарной активности протеолитических ферментов.

2.2.6. Определение активности ингибиторов протеиназ.

2.2.7. Определение гемагглютинирующей активности.

2.2.8. Определение моно- и дисахаридов.

2.2.9. Выделение и определение крахмала и амилозы.

2.2.10. Статистическая обработка данных.

Глава 3. Экспериментальная часть.

3.1. Изменчивость содержания сырого протеина и запасных белков в процессе созревания семян гороха.

3.2. Полиморфизм белков семян гороха в процессе их созревания.

3.3. Фракционный состав белков семян в онтогенезе.

3.4. Активность нитратредуктазы в листьях и корнях гороха в онтогенезе.

3.5. Взаимосвязь накопления белка в семенах гороха с активностью нитратредуктазы.

3.6. Активность ингибиторов трипсина и химотрипсина в семенах гороха.

3.7.Гемагглютинирующая активность гороха.

3.8. Углеводный обмен различных по скороспелости сортов гороха.

3.9. Синтез крахмала в семенах гороха.

3.10. Соотношение запасных форм углеводов и белков в семенах гороха.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Белково-углеводный обмен в онтогенезе различных по скороспелости сортов гороха"

Любой живой организм, включая человека, формируется за счет белков растительного и животного происхождения. Они входят в состав соединительных и костных тканей, выполняют динамическую, опорную функцию, обеспечивают взаимосвязь всех органов, их механическую целостность и защиту (Попов, 1997). Недостаток белка в пище человека вызывает физиологические и функциональные расстройства организма — задержку в росте и развитии, быструю физиологическую и, особенно, умственную утомляемость.

Источником пищевого и кормового белка являются зернобобовые культуры. Они находят широкое применение в качестве продуктов питания, корма для скота и сырья для промышленности. Актуальность проблемы обеспечения полноценным пищевым белком населения Российской Федерации подчеркнуто в «Концепции государственной политики в области здорового питания и безопасности питания населения России на период до 2005 года». Бобовые культуры особенно богаты углеводами, до 60%, в основном крахмалом, а также тиамином, никотиновой кислотой, Са и Fe. Углеводы бобовых хорошо всасываются и используются организмом. Они представляют собой источник энергии, эквивалентный (по калорийности на единицу сухой массы) углеводам зерновых культур.

Вместе с тем специалисты в области питания, пищевой промышленности и селекции растений должны быть готовы к тому, что новые продукты питания могут содержать те или иные токсичные компоненты (ингибиторы протеиназ, лектины, трисахариды и др.). Этот вопрос приобретет особую актуальность, когда человечество столкнется с проблемой ограничения выбора источников пищевого белка, большая часть которых будет растительного происхождения.

Основной зернобобовой культурой нашей страны является горох. В зерне гороха в зависимости от сорта и условий выращивания содержится 9-15% воды, 18-35% белка, 46-60% безазотистых экстрактивных веществ, в том числе 2050% крахмала, 4-10% Сахаров, 0,6-1,5% жира, 2-10% клетчатки, 2-4% золы. Бо- , гаты витаминами незрелые семена (зеленый горошек), а также свежая зеленая масса гороха.

Одним из путей решения белковой проблемы является получение белковых изолятов из растительных компонентов. Белковые изоляты используются в качестве пищевых ингредиентов или же функциональных добавок в составе разнообразных пищевых продуктов, включая продукты детского, диетического и лечебного питания, а также в качестве сухих пищевых ингредиентов (забели-ватели для кофе, сухие смеси для приготовления напитков и т.п.) (Толстогузов, 1978, 1986, 1987; Steinke at al, 1992).

Сырьем для получения продуктов питания, корма для скота и сырья для промышленности являются различные сорта зернобобовых культур и, в частности, гороха. Содержание и соотношение составляющих сырье компонентов зависит от генотипа, условий выращивания и способов переработки, что определяет качество получаемой продукции.

Решающее значение для формирования качества семян гороха как источника полноценного белка и крахмала, а также продуктов самого разнообразного назначения играет изучение протеин-углеводных взаимоотношений в процессе развития растений. С целью управления этими процессами требуются сравнительные исследования биохимических особенностей различных по скороспелости сортов гороха пищевого и кормового назначения.

Диссертация посвящена исследованию белково-углеводного комплекса гороха группы сортов, различающихся длиной вегетационного периода в онтогенезе и формирующихся семенах.

В задачи исследования входило:

3. Изучить активность ингибиторов протеиназ и лектинов в процессе развития семян гороха.

4. Исследовать углеводный обмен в различных органах гороха в онтогенезе.

5. Выявить динамику накопления крахмала и амилозы в семенах гороха.

Научная новизна.

Впервые изучена взаимосвязь белкового и углеводного обмена в семенах гороха различных по скороспелости сортов в онтогенезе. Работа вносит вклад в развитие представлений о зависимости формирования качества семян от длины вегетационного периода растений и условий выращивания.

Практическая ценность работы.

Выявленные закономерности формирования белково-углеводного комплекса в семенах различных по скороспелости сортов гороха могут быть положены в основу дифференциации сырья в зависимости от потребностей производства.

Апробация работы.

Результаты исследований по теме диссертационной работы докладывались и обсуждались на Ш-ей Международной научной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2003); V съезде ОФР «Физиология растений - основа фитобиотехнологии» (Пенза, 2003); на XII Международном симпозиуме «Нетрадиционное растениеводство. Эниология. Экология и здоровье» (Алушта, 2003); научной конференции, посвященной памяти А.А. Землянухина (Воронеж, 2003, 2004); 68-й Межвузовской научной конференции (Курск, 2003); на научной конференции «Вклад земляков-орловцев в развитие и становление российской науки, культуры и образования: «Хирургические науки в России: история, современность и перспективы, к 120-летию научной деятельности П.И. Дьяконова» (Орел, 2003), научной конференции аспирантов и студентов «Биохимические основы современной агрономии», (Орел, 2004), научной конференции «Физиологические аспекты продуктивности растений» (Орел, март 2004).

Публикации результатов исследований.

По материалам диссертации опубликовано: 8 статей, 3 тезиса, 1 статья находится в печати.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальных глав, заключения, выводов, библиографического списка и приложения. Работа изложена на 140 страницах машинописного текста, включает 24 таблицы и 9 рисунков. Список литературы состоит из 180 наименований работ, из которых 60 — зарубежные авторы.

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Яроватая, Марина Анатольевна

112 Выводы

2. В процессе созревания семян гороха содержание «сырого» протеина снижается от фазы молочной спелости к фазе полной спелости у всех исследованных сортов. В семенах полной спелости раннеспелых сортов эта величина составляет 21,70.22,92%, среднеспелых - 21,00.26,34%, позднеспелых — 21,00.27,91%. Низкое содержание «сырого белка» не зависит от длины вегетационного периода, но высокое — свойственно, в основном, позднеспелым и среднеспелым сортам.

4. В процессе созревания семян гороха соотношение фракций белка меняется незначительно. В зрелых семенах содержание альбуминов у раннеспелых сортов составляет 7,4.9,7%, у среднеспелых - 10,5. 11,0% и у позднеспелых — 10,5. 11,6%. Содержание глобулинов у раннеспелых сортов составляет — 70,6.79,3%, среднеспелых - 68,2.71,4% и позднеспелых - 64,0.70,2%. Глю-телиновая фракция у раннеспелых сортов гороха составляет 11,5.21,9%, среднеспелых — 17,6. .21,9%, у позднеспелых — 19,2. .24,7%. Белки раннеспелых сортов гороха имеют большую биологическую ценность. Выявлены наиболее ценные по питательным достоинствам сорта гороха. Так, раннеспелая форма Орпела содержит 88,5% хорошо переваримого белка высокой биологической ценности и только 11,5% - глютелиновой фракции.

5. У гороха выявлена невысокая нитратредуктазная активность в листьях, увеличивающаяся к фазе 5-го листа (период закладки репродуктивных органов)

12,4.14,4 HMtwibNCV/r) и резко снижающаяся к фазе цветения (1,6.2,2 нмо-льМ02"/г). В корнях нитратредуктазная активность значительно выше и максимальные величины (143,3.152,7 нмольК027г) отмечены также в стадии 5-го листа. Прослеживается положительная тенденция между накоплением белков в зрелых семенах гороха и нитратредуктазной активностью в корнях позднеспелых сортов в фазу 5-го листа (г=0,58).

6. К запасным белкам относятся токсичные протеины — ингибиторы гид-ролаз и лектины. Установлено, что ТИА и ХИА увеличиваются в семенах гороха от фазы молочной до полной спелости — от нулевых значений до 1,57.3,27 мг/г. Активность ингибиторов протеиназ может характеризовать только степень созревания семян различных сортов гороха, но не их скороспелость. Выявлены раннеспелый сорт гороха Шустрик с самой высокой ТИА и ХИА и среднеспелый сорт Алла с самой низкой активностью ингибиторов, что характеризует их различную биологическую ценность.

7. Гемагтлютинирующая активность в зрелых семенах гороха максимальна по второй группе крови и составляет от 12,2 до 28,6 ГАЕ мг/г белка, независимо от длины вегетационного периода. Исключением является сорт гороха Орлус, у которого значительно более низкая активность лектинов (6,8 мг/г). Наивысшая активность ГАЕ отмечена у позднеспелого сорта Тройка (15,4.28,6 мг/г белка) в зависимости от группы крови. В процессе налива семян гороха гемагтлютинирующая активность значительно снижается к моменту полной спелости, но остается самой высокой у позднеспелых сортов.

8. В различных органах гороха выявлены моно-, дисахариды и крахмал. В листьях, стеблях и корнях в ювенильный период обнаружены глюкоза, фруктоза, мальтоза и сахароза, сумма которых в листьях (прилистниках) составляет 6,43. 10,60 мг/г; в стеблях - 5,80.7,05 мг/г; в корнях - 6,60. 15,10 мг/г. В фазу бутонизации содержание растворимых углеводов снижается. Наибольшее содержание углеводов отмечено в листьях (прилистниках), а наименьшее в генеративных органах. Обнаружена четкая положительная связь между скороспелостью растений гороха и содержанием углеводов в листьях (или прилистниках).

9,Отмечена средняя и сильная положительная корреляционная связь между снижением содержания простых Сахаров в процессе созревания семян гороха и гемагглютинирующей активностью (г=0,45.0,99).

11. Интенсивность накопления крахмала в семенах различных сортов гороха зависит от их скороспелости. Зрелые семена гороха позднеспелых сортов накапливают меньше крахмала (42,0%), чем раннеспелые и среднеспелые (47,5%). Установлено, что содержание амилозы в крахмале семян овощных генотипов гороха на 10.20% выше, чем в крахмале зерновых генотипов и составляет в зависимости от условий года 47,0.55,0%. В крахмале зерновых сортов гороха содержание амилозы находится в пределах 27,2.35,0% и мало зависит от скороспелости.

12. Установлено определенное соотношение между накоплением крахмала к белкам. Раннеспелые сорта гороха накапливают больше крахмала, чем белков, и эта тенденция сохраняется на протяжении всего периода созревания. У позднеспелых сортов гороха накопление белка происходит интенсивнее, чем крахмала. У раннеспелых сортов гороха соотношение крахмала и протеина в фазу полной спелости составляет 2,07.2,16; у среднеспелых — 2,23.2,27; у позднеспелых — 1,43. 1,65.

Практические рекомендации

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Яроватая, Марина Анатольевна, Орел

1. Акбашева О.Е., Вельский Ю.П., Вельская А.В., Панова Т.И. Активность протеолитических ферментов и их ингибиторов в процессе пролиферации клеток мастоцитомы р-815 in vitro / Труды 4 съезда акушеров-гинекологов РСФСР. — М. — 1977. — с.619-621.

2. Алексидзе Г.Я., Королев Н.П., Семенов И.Л., Выскребенцева Э.И. Выделение лектинов и их возможных рецепторов из корнеплода сахарной свеклы // Физиология растений. 1983. - Том 30, вып. 6. - с. 1069-1075.

3. Андреева Т.Ф. Фотосинтез и азотный обмен листьев. М.: Наука. — 1969. — 163с.

4. Андреев Н.Р., Баранова Л.Н., Гончаров В.Д. Эффективность производства сахаристых продуктов из кукурузы // Пищевая промышленность. — 1989. №1.-с.46-48.

5. Андреев Н.Р., Лукин Н.Д., Медведева Л.Н. Прогнозные оценки развития крахмалопаточного производства // Пищевая промышленность. — 1999. №12.-с.34-35.

6. Андреев Н.Р. Основы производства нативных крахмалов. — М.: Пшцепромиз-дат.-2001.-278с.

7. Антоний А.К., Пылов А.П. Зернобобовые культуры на корм и семена. Л.: Колос. - 1980.-221с.

8. Антонов Ю.А. Белки листьев растений: исследования структуры и взаимодействий с полисахаридами. / В сб. растительный белок: новые перспективы. М.: Пищепромиздат. 2000. - с. 167-179.

9. Аронов С. Изотопные методы в биохимии / Перевод с английского А.А. Баева. — М.: Иностранная литература, 1959. — 394с.

10. Арора С.К. Химия и биохимия бобовых растений. М.: Агропромиздат. — 1986.-335с.

11. Бенкен И.И. Белки-ингибиторы протеолитических ферментов в защитной реакции растений // Бюлл. ВИР. 1983. вып. 136. - с.74-78.

12. Бенкен И.И., Томилина Т.Б. Антипитательные вещества белковой природы в семенах сои // Бюлл. ВИР. 1989. - Т.149. - с.3-10.

13. Бернье Ж., Кинс Ж.-М., Сакс Р. Факторы цветения. Том 1., М.: Агропромиздат.- 1985.-с. 192.

14. Бернье Ж., Корбезье JL, Перийё К. Процесс цветения: поиск регуляторных факторов у Sinapis alba // Физиология растений. 2002. - 49. - №4. — с.500-506.

15. Борисова Н.Н., Выскребенцева Э.И. Субмитохондриальное распределение лектиновой активности в осевых органах проростков кормовых бобов разного возраста // Физиология растений. 1977. - Т.44. - №3. -с.317-331.

16. Браудо Е.Е., Даниленко А.Н., Дианова В.Т., Кроха Н.Г. Альтернативные подходы к получению растительных белковых продуктов / Растительный белок: новые перспективы. М.: Пищепромиздат. 2000. — с.6-23.

17. Брей С.М. Азотный обмен в растениях. -М.: Агропромиздат. 1986. - 199с.

18. Букин В.И., Иванов В.П., Тарковский М.И. Физиология орошаемой люцерны. М.: Наука и техника. 1984. - 184с.

19. Вавилов Н.Н., Посыпанов Г.С. Бобовые культуры и проблема растительного белка. — М.: Россельхозиздат. — 1983. —256с.

20. Валуева Т.А., Мосолов В.В. Белки-ингибиторы протеолитических ферментов у растений // Прикладная биохимия и микробиология. — 1995. — Т.31. №6. - с.579-589.

21. Володин В.И., Масалова В.И. Фракционный и аминокислотный состав высоко- и низкобелковых линий гороха // Научные труды, Т.З. — Орел. — 1971. — с.413-421.

22. Володин В.И., Гуринович О.И. Гетерогенность альбуминовых и глобулино-вых фракций белков зернобобовых культур // Растительные белки и их биосинтез. М.: Наука. - 1975. - с. 122-126.

23. Володин В.И. Качество белков семян зернобобовых культур с точки зрения аминокислотного состава // Биохимия в решении проблем сельскохозяйственного производства: Тез. докл. биохим. конференции. — Орел, 1981. — с.31-32.

24. Володин В.И. Биологически неполноценные ингредиенты белкового комплекса семян зернобобовых культур как фактор его качества // Биохимия в решении проблем сельскохозяйственного производства: Тез. докл. биохим. конференции. Орел, 1981. - с.28.

25. Володин В.И. Биохимические аспекты управления белковым комплексом // Биохимия в решении проблем сельскохозяйственного производства: Тез. докл. биохим. конференции. Орел, 1981. - с.37-39.

26. Володин В.И. Белки как маркеры хозяйственно-ценных признаков зернобобовых культур // Селекция, семеноводство и технология возделывания зернобобовых культур. Орел, 1985. — с. 12-16.

27. Волынец А.П., Прохорчик P.A. Физиология плодообразования люцерны. М.: Наука и техника. 1989. - 208с.

28. Гаджиев Г.С. Ингибиторы протеиназ в лечении больных туберкулезом и другими заболеваниями // 7 Национальный Конгресс по болезням органов дыхания. Москва, 2-5 июля 1997.

29. Гиренко А.П., Ливенский А.И., Демиденко К.П. Продуктивность и питательность сортов укосно-кормового гороха в зависимости от продолжительности вегетационного периода // Бюл. ВНИИ кукурузы. — 1980. №4. — с59-62.

30. Гумилевская Н.А. Синтез белка в созревающих и прорастающих семенах // Растительные белки и их биосинтез. — М.: Наука, 1975.

31. Гуринович О.И. Фитогемагглютинины семян зернобобовых культур // Биохимия в решении проблем сельскохозяйственного производства: Тез. докл. биохим. конференции, Орел. 1981, с.26-28.

32. Гюльвердиева Г.Г, Миронова А.В., Глянько А.К. Изменение нитратредук-тазной активности в органах гороха в течение вегетации и в зависимости от температуры в зоне корней // Агрохимия. 1994. - №9. — с.30-38.

33. Даффус К., Даффус Дж. Углеводный обмен растений. М.: Агропромиздат, 1987.- 176с.

34. Дебелый Г.А. и др. Перспективные сорта-мутанты гороха и яровой вики / Дебелый Г.А., Бежанидзе О.И., Калинина Л.Б., Пташенчук В.Н. // Химический мутагенез и создание сортов интенсивного типа. — М., Наука. — 1977.

35. Дебелый Г.А., Бежанидзе О.И., Рыжков Г.Ф. Индуцированные мутанты в селекции гороха на белковость и аминокислотный состав // Сб. научн. трудов «Селекция полевых культур на качество» НИИ с.-х. центральных районов Нечерноземной зоны. 1978. - Вып. 44.

36. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. — М.: Колос. — 1979. — с.256-261.

37. Епихов В.А., Пронина Е.П. Наследование признака скороспелости в первом поколении гибридов от сложных скрещиваний овощного гороха // Сб. научн. трудов / ВНИИ Селекции и семеноводства овощных культур. — 1984. — В.18. -с.3-8.

38. Ермаков А.И. Методы биохимического исследования растений / под ред. А.И. Ермакова. — Л.: Агропромиздат.- 1987.

39. Жеруков Б.Х. Энергосберегающие экологически чистые технологии производства растительного белка. Нальчик: Эльбрус. - 1996. - 91с.

40. Жушман А.И., Карпов В.Г. Применение экструзии для получения модифицированных крахмалов / Термопластическая экструзия: научные основы, технология, оборудование. М.: Ступень, 1994 —с.75-95.

41. Зайцев Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. М.: Наука. 1984. - с.286-308.

42. Зеленов А.Н. Селекция гороха на высокую урожайность семян // Авторефер. докт. дис. Брянск. -2001, — 50с.

43. Иванов Н.Н. Биохимия культурных растений. Том: VIII. Проблема растительных веществ. М.-Л.: ОГИЗ. Сельхозгиз. 1948. - 707с.

44. Игнатов В.В. Углеводузнающие белки-лектины./ Internet, file// с:\ Windows. Статьи Соросовского Образовательного журнала в текстовом формате. 14.11.2002.

45. Изимбергенов Н.И., Форафонова Л.Н., Мантаев А.К., Шпак З.А. Оценка эффективности действия ингибиторов и цитостатиков в комплексном лечении острого панкреатита / Здравоохранение Казахстана, 1989. - №4 . — с.49-54.

46. Имбе Б.С., Жукова Л.Е. Протеиновая полноценность некоторых зернобобовых // Фииолого-биохимические особенности зернобобовых культур. — Орел, 1973. с.135-138.

47. Калинин Ф.Л., Лобов В.П., Жидков В.А. Справочник по биохимии. — Киев: Наукова думка, 1971. — 1012с.

48. Клименко В.Г. Белки семян бобовых растений // Растительные белки и их биосинтез. М.: Наука, 1975. - с.97-115.

49. Комарова Э.П. Лектины стеблей апексов рудбекии и периллы в процессе перехода к цветению под воздействием фотопериодической индукции // Прикладная биохимия и микробиология. 1998. -Т.34 . -№1. - с.108-114.

50. Комиссарова Ю.В. Гетерогенность и полиморфизм ингибиторов протеаз из семян сои и гороха // Автореф. дисс. С.-Питербург: ВИР. 1998.

51. Конарев В.Г. Молекулярно-генетические аспекты оценки исходного материала на белок // Тр. по прикладной ботанике, генетике и селекции. — 1975. — Т.54. №1. - с.163-172.

52. Конарев В.Г., Гаврилюк И.П., Губарева Н.К. и др. Молекулярно-генетические аспекты прикладной ботаники, генетики и селекции / Под ред. В.Г.Конарева. М.: Колос, 1993. - 447с.

53. Конарев А.В. Использование молекулярных маркеров в работе с генетическими ресурсами растений / Сельскохозяйственная биология. 1998. — 5. — с.З-25.

54. Конарев В.Г., Гаврилюк И.П., Губарева Н.К. и др. Идентификация сортов и регистрация генофонда культурных растений по белкам семян. С.-П.: 2000. — с.98-123.

55. Корниенко Н.Н., Павловская Н.Е., Зеленов А.Н. Паспортизация сортов гороха по белковым формулам // Тезис, докл. на V съезде ОФР России, Пенза, 1521 сентября 2003. с. 115.

56. Королева О.С. и др. Аминокислотный состав глобулинов различных сортов и форм гороха / Королева О. С., Пелагенчик Т.Я., Уралевская Е.Р., Мироненко А.В. // Весци АН БССР. Серия биологических наук. 1991. - №6. - с. 103-106.

57. Короткая А.П., Кучерова И.А., Беликов И.Ф. Некоторые фазоспецифические особенности запасных белков семян культурной сои // Физиолого-биохимические особенности зерновых и бобовых культур. — Орел, 1973.

58. Красильников В.Н., Гаврилюк И.П. Перспективы производства белковых нутрицевтиков / Растительный белок: новые перспективы. М.: Пищепромиздат. — 2000. — с.24-39.

59. Кретович В.Л. Биохимия растений. — М.: Высшая школа, 1986. — 503с.

60. Костромичева А.П. Ингибиторы протеиназ семян бобовых растений, их выделение и некоторые свойства // Бюлл. н.-т. информации ВНИИЗБК. — Орел,1978. №5. — с.53-57.

61. Кувшинов Н.Н. и др. Деградация ДНК и хроматина в клетках лимфоидных органов мышей после облучения и введения ФГА // Радиобиология. — 1985. — Т.25 . —вып.2.- с.264-267.

62. Ларионова Н.И., Гладышева И.П., Тихонова Т.В., Казанская Н.Ф. Ингиби-рование катепсина д и эластазы гранулоцитов человека множественными формами соевого ингибитора типа Боумана-Бирка // Биохимия, 1993. — 58. — с. 14371444.

63. Левицкий А.П. Методы определения ингибиторов трипсина. / В сб.: Биохимические методы исследования селекционного материала — Одесса: ВСГИ.—1979.

64. Ленинджер А. Основы биохимии. В 3-х т. / под ред. В.А. Энгельгардта, Я.М. Варшавского. М.: Мир, 1987.

65. Лепехин Е.А. Распределение и активность лектинов в субклеточных фракциях корней проростков кукурузы // Физиология растений. — 1987. — Т.34. — Вып.1. с. 134-160.

66. Литвич Л.И. О возможном участии лектинов в узнавании патогенов растения // Успехи биологической химии. — 1979. — Т.20. — с.71-74.

67. Макашева P.X. Горох // Зернобобовые культуры. Часть 1. Л.: Колос, 1979. — 321с.

68. Марков Е.Ю., Хавкин Э.У. Лектины растений: предполагаемые функции // Физиология растений. 1983. - Т.ЗО. - Вып.5. - с.852-867.

69. Мельникова И.О. Методы экстракции ингибиторов трипсина и химотрипси-на из семян гороха // Сборник научных трудов ВСГИ. 1982, с.70-71.

70. Моссе Дж., Пернолле Дж. К. Запасные белки семян бобовых / Химия и биохимия бобовых растений. — М.: Агропромиздат. — 1986. — c.l 11-192.

71. Мосолов В.В. Растительные белки-ингибиторы ферментов / Растительные белки и их биосинтез. М.: Наука. — 1975. — с.172-184.

72. Мосолов В.В. Белковые ингибиторы как регуляторы процессов протеиназ. — М.: Наука, 1983.-40с.

73. МосоловВ.В., Валуева Т.А. Растительные белки-ингибиторы протеолитических ферментов. М.: Из-во ВИНИТИ, 1993. - 20с.

74. Ничипорович А.А. Продукты фотосинтеза и физиологическая роль фотосинтетического аппарата растений / Тр. Ин-та физиологии растений им. К.А. Тимирязева АНСССР. М.: 1953. - №8, вып.1, с.З.

75. Новикова Н.Е. О зависимости между урожайностью и содержанием белка в семенах у гороха // Селекция и семеноводство. —1996. №1-2. - с.15-18.

76. Осборн Т.Б. Растительные белки. — М.-Л.: Из-во биологической и медицинской литературы, 1935.

77. Павлов А.Н. Закономерности накопления белка в зерне пшеницы и их значение для селекции на качество урожая // Физиология растений в помощь селекции. М.: Наука, 1974. - с. 178-193.

78. Павлов А.Н. Физиологические основы регуляции накопления белка в зерне и его состава у злаковых культур / 2-ой съезд ВОФР., М., 1990 . — с.71.

79. Павловская Н.Е. Окислительно-восстановительные процессы при оплодотворении и развитии семян хлопчатника / Дис. на соиск. уч. ст. к.б.н. — Ташкент, 1969. 150с.

80. Павловская Н.Е., Голышкин JI.B. Идентификация и характеристика крахмала коллекционных и селекционных образцов гороха / Тез. докл. Межвузовской конференции преподавателей физиологии и биотехнологии растений. М.: МТСХА. 1997. - с.42-43.

81. Павловская Н.Е., Шумилин И.П., Задорин А.Д., Правдюк З.Н., Шалимова О.А. Белковый комплекс зернобобовых культур и пути повышения его качества. Орел: Орел ГАУ, 2003. - 216с.

82. Плешков Б.П. Практикум по биохимии растений. М.: Колос, 1985. — 254с.

83. Попов Е.М. Структурная организация белка. Т.З // Проблема белка. В 5-ти томах. М.: Наука, 1996. - 604с.

84. Применение ингибиторов протеолитических ферментов в клинической практике (методические рекомендации). — М.- 1977. — 15с.

85. Прокофьев А.А. Формирование семян как органов запаса. XXVII Тимирязевские чтения, 1968.

86. Прянишников Д.Н. Азот в жизни растений и земледелии СССР. М.: АН СССР.-1945.-45с.

87. Пыльнева П.Н., Шеремет А.М. Активность ингибитора трипсина у обычных и высокобелковых форм ячменя // Протеолитические ферменты и их ингибиторы в семенах зерновых и зернобобовых культур. Сб. науч. трудов. Одесса: ВСГИ.- 1982. -с.51-54.

88. Рихтер М., Аугустат 3., Ширбаум Ф. Избранные методы исследования крахмала. М.: Пищевая промышленность. 1975 . - 420с.

89. Романенко В.Г., Тютюнник А.И. Корма. М.: РАСХН, 1977. - с.8-9.

90. Рядчиков В.Г. Улучшение зерновых белков и их оценка. — М.: Колос, 1978. -368с.

91. Сафонов В.И., Сафонова М.П. Анализ белков растений методом вертикального микроэлектрофореза в ПААГ / Физиология растений. — 1969. — Т. 16., Вып.2., с.350.

92. Сидорова К.К., Годовикова В.А., Столярова С.Н. Исследование нитроге-назной и нитратредуктазной активности у мутантов гороха // Генетика. — 1988. -Т.24. -№1. —с.136-140.

93. Соколов И.Д. Применение программируемых калькуляторов «МК-52» и «МК-61» для обработки результатов сельскохозяйственных экспериментов // Сельскохозяйственная биология. №9. — 1987. — с.112-120.

94. Тарлаковская A.M. Идентификация сортов гороха по электрофоретическим спектрам глобулинов // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. — 1987. Т.114. — с. 100-106.

95. Терехов А.И. Сравнительная экономическая оценка зерновых, зернобобовых и крупяных культур. — Орел, 1982. — 213с.

96. Титов У.В., Соколова О.С., Володарский А.Д. Распределение лектинов по тканям винограда // Физиология растений. — Т.39. — Вып. 1. — 1992. — с.40-41.

97. Толстогузов В.Б. Искусственные продукты питания. — М.: Наука. — 1978. — 231с.

98. Толстогузов В.Б. Экономика новых форм производства пищевых продуктов. М.: Экономика, 1986.

99. Толстогузов В.Б. Новые формы белковой пищи. — М.: Агропромиздат. -1987.-303с.

100. Тощевикова А.Г., Мансурова А.Ф. Динамика накопления веществ в семенах скороспелого и позднеспелого сортов хлопчатника в процессе созревания. //Тр. САГУ. 1957.-Т.26.-116 с.

101. Тутельян В.А. Природные токсины медицинские приоритеты / Материалы Научного форума 1-го Всероссийского съезда токсикологов. М. — 1998.

102. Цитленок С.И., Петухова Н.Б. Эмбриологические особенности скороспелых мутантов гороха // Цитология и генетика. 1979. T.XIII - №5. — с.381-386.

103. Черненькая Р.Ф. К изучению белковых фракций семян гороха // Биохимия в решении проблем сельскохозяйственного производства / Тезисы докл. био-хим. конф. Орел. - 1981. - с.22-23.

104. Чикаловец И.В. Новые лектины из морских беспозвоночных как диагностические свойства / Internet, E-mail: pabluk@piboc. marine.su. 2002.

105. Шевелуха B.C., Калашникова Е.А., Дегтярев С.В. и др. Сельскохозяйственная биотехнология / Учеб. — М.: Высшая школа, 1998. 416с.

106. Шеллард Э. Количественная хроматография на бумаге и в тонком слое. / Под ред. А.Н. Ермакова. М.: Наука, 1971.

107. Шестакова Ж.А., Вакар А.Б. Изменение гордеина и глютелина в созревающем зерне ячменя / Прикладная биохимия и микробиология. Т. XIII. Вып.5. -1977. — с.738-743.

108. Юрьев В .П., Богатырев А.Н. Физико-химические основы получения экс-трузионных продуктов на основе растительного сырья // Вестник с.-х. науки, 1992, 2, с.43-51.

109. Barratt D. H. P. Cultivar identification of Vicia faba L. by sodium dodecyl sul-phate-polyacrylamide gel electrophoresis of seed globuline //1. Sc. Food Art. — 1980. — V.31. №8. — p.813-819.

110. Belitz A. D., Fuchs A., Nichs G., Al-Siltan T. Proteinasen inhibitoren aus Phaseolus vulgaris var. nanus: isolirung und vergleich mit inhibitorung anderer Phaseolus // Anten. Z. Lebensmittel-Unsersuch und Forsch. b. — 1972. —V.150. №4. -p.216-220.

111. Barnier G., Kinet J.-M., Sachs R.M. The Physiology of Flowering V.I. and II Boca Raton: CRC, 1981.

112. Billings P. St., Clair W., Maki P., Kennedy A. Distribution of the Bowman-Birk protease inhibitar in mice following oral administation // Cancer lett. — 1992. 62. — p.191-197.

113. Bogracheva T. Pia starch and its functional properties in food and not-food uses / Grain legumes. 1998. - №20, p. 19.

114. Boulter D. Breeding for protein yield and quality // Nature. — 1975. — 256. -№5514. -p.168-169.

115. Boulter D. The formation of storage proteins in the developing legume seed / Cell differential, mieroorg. Plants and Animals. 1977. - p.507-523.

116. Boulter D., Derbishire E., Cra R. Structure and function of the storage proteins of some economically important legume seeds / Abh. Akad. Wiss. DDR. Abt. Math. Naturwiss. Techn. 1978, №4. - p. 11-20.

117. Bovsum Mara. AIDS virum can elude drugs detection for half century or more // Biotechnol Newswatch. 1999. - №17 may. - p.7-8.

118. Bowles D.J., Lis H., Sharon H. Distribution of lectins in membranes of soybean in food, shood and leaf tissues at different states of growth. // Planta. — 1979. — V.145, №2. p.193.

119. Burstrom H., Uber die Verarbeitung von Nitras-in Weizenpflanzer / Lantbruk-shongskolane ann. 1938. — V. 6. — p. 1-10.

120. Campbell W.H. Nitrate reductase structure, function and regulation. // Ann. Rev. Plant Physiol. Plant molec. Biol. 1999. - V.50. - p.277-303.

121. Chavan S.R., Chavan P.D. Physiological studies in metabolism // Acta bot. Hung., 1995. V.39. - №3/4. - p.363-368.

122. ChildressC.C., Steen H.J. Oxidative and phosphorylative activities of mitochondria isolate from pea root tissues // Plant Physiol. 1965. - V.40, №4. - p.752-756.

123. Chrispeels Maarten J., Bollini Roberto, Harris Nick. Biosynthesis, accumulation and catabolism of reserve proteins in legume seeds // Ber. Dtsch. bot.les. — 1980. 92, №2-3. — p.535-551.

124. Craid Stuard. Structural aspects if protein accumulation in developing legume seeds // Biochem. andPhyusiol. Pflfnz. 1988,. 183, № 2-3. -p. 159-171.

125. Danjo Jsutomu. Studies on the carbohydrate metabol in ripening and germinating stages of paddy rice seeds / Mem. Вас. Agric. Univ. Miyazaki. — 1965. — 4. №1. — p.7-20.

126. Eilrich G.L., Hageman R.H. Nitrate reductase activity and its relationship to accumulation of vegetative and grain nitrogen in wheat (Triticum assefivum L.) // Grop. Sci. 1973. - V.13. - №1. -p.59.

127. Endo Masami, Minamikawa Jakao, Jamauchi Daisuke, Mutsuhashashi Wataru. Nitrogen mobilization and peptidase activities in pods of maturing Phaseolus vul-garies fruits // J. Exp. Bot. 1987. - 38. - №197. - p. 1988-1995.

128. Erlander S.R. Starch Biosynthesis. 3: The Glycogen Precurcor Mechanism Using Phosphorylase in the Production of the Precursor Glycogen // Starch / Starke. — 1998/-V.50.-p.319-330.

129. Frenkel K., Chrzan K., Ryan C.A., Wisner R., Troll W. Chymotrypsinspecific protease inhibitors decrease H2O2 formation by activated human polymorphonucerear leukocytes // Carcinogenesis. 1987. -8. -p.1207-1212.

130. Friedman M. Dietary impact of food processing // Annu. Rev. Nurt. — 1993. -12. -p.l 19-137.

131. Giaquinta R.T. .Translocation of sucrose and oligosaccharides in The Biochemistry of Plants, 1980, V.3 (P.K. Stumpf and E.E. Conn, eds). Academic Press: New York.

132. Gresshoff P.M., Day D.A., Delves A.S. et al. Plant host genetics of nodulation and symbiotic fixation research progress / Eds Evans H.Y., Bottomley P. J., Newton W.E. Dordrecht: Martinus HijhoffPubl., 1985. p. 19.

133. Gueguen J., Cerletti P. In: New and Developing Sources of Food Proteins / Ed. by B.J. F. Hudson. Chapman and Hall. London et al. - 1994. - p. 145.

134. Gueguen J.,Collin S., Melcion J.P., Mangavel C. Legumeproteins in non-food uses / Grain Legumes. 1998. - №20, p. 18.

135. Gueguen J. Overview on functional properties of grain legume components / Grain legumes. 1998. - №20, p. 13-14.

136. Hussain A., Ali-Khan S.T., Bushuk W. Electrophoretic analysis of field pea cul-tivars // Pisum Newsletter Geneva; NS. 1998. - V.20. - p. 16-19.

137. Jegge G. Starke and Starkederivate. Detmold: Behr's Verlag. - 1984. - p.24-27.

138. Kakade M.L., Raskes J.J.,Mc. Ghee J.E., Puski G. Determination of tripsin inhibitor activity of soy products / A collaborative analysis of an improved procedure / Gereal. Ghem. 1974. - V.5. - №3. -p.378-382.

139. Kauss H., Bowles D.L. Some properties of carbohydrat protein (lectins) solubi-lizeid from cell wall of Phaseolis aureus // Planta. 1976. - V. 130. - №2. - p. 169214.

140. Kilpatrie D.S.,Jlomen M.M., Gould A.R. Tissue and subullular distribution of the lectin from Datura stamonium (thorn apple) // Biochem. — J. 1979. - V.184. -№2.-p.215.

141. Licner J.E. Heat-Labile antimitritional factors // Jn: «Abvances in lequme scince». England. - 1980. - V. 1. - p. 157-170.

142. Lieserl J.F., Rivenbark W.L., Hageman R.H. Nitrate reductace activity, protein content and yield of maize hubrids at varying plants populations. Crop. Sci. — 1963. — V.3. - № 1. — p.27-32.

143. Mateus V.M., Hrier F.T. A trypsin and chymotrupsin inhibitor from partial blac Keyed pea (Vigna Sinensis). Purification and partial characterization / An. Acad, bra-sil ciens. 1966. - 38. - №4-9. - p.553-556.

144. Murray D.R. A storage role for albumins in pea cotyledons // Plant. Cell and Environ. 1979. - V.2. - №3. -p.221-226.

145. Murray David R. Ayre David Hoenzymes from hulls and seeds of developing pea fruits // J. Plant Physiol. 1987. - V.127. - №3-4. - p.193-201.

146. Owosu-Ansah Y.J., Mc. Curdy S.M. Food Rev. Intern. 1991.- p.7-103.

147. Pate Y.S. Jransport and parpititioning of nitrogen solutes // Annu. Rev. Plant Physiol. 1980. - V.31p.313.

148. Rackis J.J., Wolf W.J., Baker E.C. Protease inhibitors in plant foods: content and inactivation. In: Nutritional and Toxicological Significance of Enzyme Inhibitors in Food. Plenum Press. New - York, 1986, p.299-347.

149. Shaner D.L., Boyer Y.S. Nitrate reductase activity in maize (Zea mays L.) leaves. 1. Regulation by nitrate flux // Plant Physiol. 1976. - V.58. - №4. - p.499.

150. Smart J., Winfield P.J. Strategy for the improvement of protein quality in pulses by breeding // Euphytuca. 1975. - V.24. - №24. - p.447-451.

151. Smith O.B. Extrusion Cooking / New Protein Foods Ed. A.M. Altschus. London: Academic Press, 1976, V.2, p.86-121.

152. Sosulski F.M. In: Vegetable Protein Utilization in Human Foods and Animal Feedstuffs / Ed. by Т.Н. Applewhite. American Oie Chemists' Sosiety. — Champaign, Illinois.-1989.-p.553.

153. Stahlhut R., Hymowitz T. Variation of the low molecular wheight proteinase inhibitors of soybeans // Crop Science. 1983. - 23. - p.766-769.

154. Steinke F.H., Waggle D.H., Volgarev M.N. New Protein Foods in Human Health: Nutrition, Prevention and Therapy. CRC Press: Boca Raton, Ann Arbor. -London, 1992.

155. Thomson J.A., Schroede H.E., Tassic A. Cotyledonaiy storage proleens in Pisum sativum V. Furthes studies on molecular heterogeneity in the vicilin series of holoproteins // Anstral J. Plant Physiol. 1980. - V.7. - №3. - p. 271-282.

156. Uzzan A. In: Developments in Food Proteins — 6/Ed. by B.Y.F. Hudson Elsevier Applied Science. London and New York. — 1988. -p.73.

157. Vasilieva G., Mironova N., Glyanko A. Low above-zero temperature effect in the room zone //1. Plant Nutrit, 1999. V.22. - №6. - p.967-976.

158. Wang T.L., Bogracheva T.Y., Hedley C.L. Starch: as simple as A,B,C // Journal of Experimental Botany. -1998. V.49. -№3. -p.320, 481-502.

159. Whistler R.L., Be Miller J.N., Pashall E.F. Starch chemistry and technology. -2nd End. New York: Academic Press. - 1984. - 718p.

160. Wursburg O.B. Intraduction. Modified starches: Propertices and uses. — Florida: CRS press, Inc. Boca Raton. 1981. -p.23-51.

161. Yavelow J., Collins M., Birk Y., Troll W., Kennedy A.R., Nanomolar concentrations of Bowman-Birk soybean protease inhibitor suppress X-rayinduced transformation in vitro, Proc. Nate. Acad. Sci. USA, -1985. 82. -p.5395-5399.

162. Yeremias Kurt. Uber die jahresperiodisch bediugten Veranderunger der Ab-lagerungs from der Kohlenhydrate in vegetativen Pflanzenteilen unter besonder Beriichsichtigung der Zucker der Raffinose Gruppe / Bot stadien. 1964. - №15. - ф. 965.

163. Yuryev V.P. et al. Thermodynamic Properties of Barley Starches with Different Amylose Content / Yuryev V.P., Kalistratova E.N., Van Soest J.J.G. fiid C. Niemann // Starch / Starke. 1998. - V.50. - p.463-466.зрелое зернодвудольный зародыш 1 1,5 мм

164. Молочная спелость (мягкое зерно, 7дней)

165. Восковая спелость (твердеющее зерно, 10 дней)-о

Информация о работе

Яроватая, Марина Анатольевна
кандидата биологических наук
Орел, 2004
ВАК 03.00.12

Диссертация

Белково-углеводный обмен в онтогенезе различных по скороспелости сортов гороха - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы