Биологические ресурсы видов рода Fagopyrum Mill. (Гречиха) на российском Дальнем Востоке

Клыков, Алексей Григорьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Биологические ресурсы видов рода Fagopyrum Mill. (Гречиха) на российском Дальнем Востоке
ВАК РФ 03.02.14, Биологические ресурсы

Автореферат диссертации по теме "Биологические ресурсы видов рода Fagopyrum Mill. (Гречиха) на российском Дальнем Востоке"

На правах рукописи

005051681 fad'

Клыков Алексей Григорьевич

БИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ ВИДОВ РОДА FAGOPYRUM MILL. (ГРЕЧИХА) НА РОССИЙСКОМ ДАЛЬНЕМ ВОСТОКЕ (ТАКСОНОМИЯ, ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, КУЛЬТИВИРОВАНИЕ)

03.02.14 - биологические ресурсы 03.02.08-экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

11 апр т

Владивосток - 2013

005051681

Работа выполнена в ГНУ Приморском научно-исследовательском институте сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (РАСХН) и ФГБУН Тихоокеанском институте биоорганической химии им. Г.Б. Елякова Дальневосточного отделения РАН

Научные консультанты: доктор биологических наук, профессор,

академик РАН Гороеой Петр Григорьевич

доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Моисеенко Людмила Михайловна

Зориков Петр Семенович

доктор биологических наук, профессор, ФГБУН Горнотаежная станция им. B.J1. Комарова Дальневосточного отделения РАН, директор

Денисов Николай Иванович

доктор биологических наук, профессор, ФГБУН Ботанический сад-институт Дальневосточного отделения РАН, главный научный сотрудник

Бойко Эльвира Васильевна

доктор биологических наук, доцент, ФГБУН Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова Дальневосточного отделения РАН, ведущий научный сотрудник

Ведущая организация: Дальневосточный государственный аграрный

университет (г. Благовещенск)

Защита состоится «24» апреля 2013 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 005.005.02 в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Тихоокеанском институте биоорганической химии им. Г.Б. Елякова Дальневосточного отделения РАН по адресу: 690022, г. Владивосток, проспект 100 лет Владивостоку, 159, ТИБОХ ДВО РАН. Тел.: 8(423) 231-14-09, факс 8(423) 231-40-50

С диссертацией можно ознакомиться в филиале Центральной научной библиотеки ДВО РАН (г. Владивосток, проспект 100 лет Владивостоку, 159, ТИБОХ ДВО РАН).

Официальные оппоненты:

Автореферат разослан « 1-0 » 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат химических наук, доцент Н.А. Командрова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Виды рода Fagopyrum Mill, обладают ценными пищевыми и лекарственными свойствами. Гречиха съедобная (Fagopyrum esculentum Moench) - важная крупяная и медоносная культура, широко культивируемая во многих странах мира. Основными производителями зерна гречихи в мире являются Китай, Россия, Украина^ В ряде стран Юго-Восточной Азии (Китай, Индия) F. tataricum (L.) Gaertn., и F. cymosum Meissn. используются в качестве пищевой и лекарственной культуры. Растения вида F. esculentum широко применяются в народной медицине. В качестве лекарственного сырья используются верхушки цветущих побегов и листья (Шретер, 1970; Синяков, 1999;Hinneburg, Neubert, 2005; Kreftet al., 2006; Yu, Li, 2007). Представители рода Fagopyrum перспективные источники флавоноидов, основным среди которых является З-О-рутинозид кверцетина (рутин или витамин Р), обладающий антиоксидантными, ангиопротекторными, антибактериальными, гепатопротекторными свойствами (Киселев и др., 1985; Машковский, 1997; Куркин, 2007). В качестве лекарственного средства рутин входит во многие препараты: «Рутин», «Венорутон», «Аскорутин», «Профилактин С», «Компливит».

В России для получения рутина используются бутоны и цветки софоры японской (Sophora japónica L.), которые закупают в Китае (Растения ..., 1996). В ряде стран (Россия, Канада, Украина,. Япония) для производства рутина получены специальные сорта гречихи с повышенным его содержанием (Алексеева, 2002; Сабитов, 2007; Черников, Соколов, 2009). В связи с этим вид Fagopyrum esculentum является перспективным отечественным источником получения рутина для фармацевтической промышленности.

Флавоноиды играют важную роль в устойчивости растений к изменяющимся экологическим условиям, процессах роста, развитии, репродукции, энергетическоом обмене, защите от болезней, вирусов и в других жизненно важных функциях растительного организма (Harborne, 1972; Минаева, 1978; Запрометов, 1993; Высочина, 2004; Загоскина и др., 2005; Храмова, 2010; Волынец, 2010).

На территории Дальнего Востока гречиха выращивается в различных экологических условиях, поэтому необходимы сорта адаптированные к абиотическим и биотическим факторам среды. Сложность селекции при работе с гречихой состоит в том, что вид F. esculentum, имеет узкий генетический потенциал устойчивости к действию стрессовых факторов. Поэтому улучшение существующих сортов F. esculentum и создание новых с высоким содержанием рутина, адаптированных к условиям произрастания, болезням и вредителям, делают необходимым вовлечение в селекционный процесс разнообразного генофонда культурных и дикорастущих видов.

30 % (от массы зерна). Солома, как правило, измельчается и остается на полях или сжигается. Шелуха используется крупозаводами как топливо, а в последнее время применяется в качестве наполнителя для подушек. Наиболее перспективным, нам представляется, вовлечение вторичных ресурсов в качестве дополнительного источника сырья для фармацевтической промышленности с целью получения рутина и микроудобрений, а также для решения проблемы защиты окружающей среды от загрязнения отходами.

Это обуславливает необходимость разработки технологии культивирования гречихи с целью получения в промышленных масштабах растительного сырья с максимальным содержанием рутина. Актуальность проведения комплексных исследований биологических ресурсов, представителей рода Fagopyrum, как пищевых, медоносных и лекарственных растений на Дальнем Востоке России несомненна

Цель работы. Обоснование возможностей комплексного использования гречихи и разработка технологии её культивирования на Дальнем Востоке для получения сырья с высоким содержанием рутина. Задачи исследований:

1) исследовать биологические особенности трех видов рода Fagopyrum: Fagopyrum esculentum Moench (гречиха съедобная), F. tataricum (L.) Gaertn. (гречиха татарская), F. cymosum Meissn. (гречиха полузонтичная) различного эколого-гсографического происхождения;

2) выявить влияние экологических условий выращивания на содержание рутина в надземной массе районированных сортов F. esculentum;

3) изучить динамику накопления рутина в различных органах растений трех видов рода Fagopyrum Mill, в процессе онтогенеза и выявить наиболее перспективные виды и сорта гречихи для селекции и промышленного получения рутина;

4) определить возможность использования окраски органов растений как диагностического признака в селекционных исследованиях для отбора адаптированных форм гречихи с высоким содержанием рутина;

5) изучить влияние различных условий культивирования (срок посева, норма высева, дозы удобрений, микроэлементов, биологически активных веществ) на накопление рутина в растениях гречихи;

6) исследовать возможности использования вторичных ресурсов (солома, плодовые оболочки) в качестве сырья для получения продуктов различного назначения и оценить экономическую эффективность производства рутина из зеленой массы и соломы гречихи.

Научная новизна. Изучены морфологические признаки и биологические особенности трёх видов рода Fagopyrum различного эколого-географического происхождения и проведена оценка содержания рутина в культурных и дикорастущих растениях семейства Polygonaceae. Изучена динамика накопления рутина и обоснованы оптимальные сроки заготовки сырья. Разработана модель нового сорта F. esculentum, адаптированного к условиям Дальнего Востока, с повышенным содержанием рутина. Исследовано влияние экологических условий на содержание рутина в надземной массе F. esculentum культивируемой

в Приморском крае. Теоретически обоснована и подтверждена практическими результатами возможность использования окраски цветков и стеблей в качестве диагностического признака в селекции для отбора адаптированных форм гречихи с высоким содержанием рутина. Выявлены условия культивирования (срок посева, норма высева, дозы удобрений, микроэлементов, биологически активных веществ), влияющие на содержание рутина в гречихе. Изучена возможность использования вторичных ресурсов (солома, плодовые оболочки) в качестве источника сырья для получения рутина и микроудобрений. Разработан способ отбора растений гречихи на устойчивость к полеганию. Впервые исследовано влияние виресценозида А и суммы гликозидов из морского гриба Acremonium striatisporum КММ 4401 на содержание рутина в гречихе.

Практическая ценность. Выявлены перспективные виды и сорта гречихи для селекции и промышленного получения рутина. Разработаны рекомендации культивирования /•'. esculentum с высоким содержанием рутина и выяснена возможность использования вторичных ресурсов (солома, плодовые оболочки) в качестве сырья для получения продуктов различного назначения. Способы отбора высокорутинных растений гречихи, устойчивых к абиотическим и биотическим факторам среды, включены в план НИР Приморского научно-исследовательского института сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук по теме 04.05.05.02 «Выделить селекционный материал для создания среднеспелого сорта гречихи для районов Дальнего Востока» и используется при создании новых сортов, адаптированных к условиям произрастания. Определена экономическая эффективность производства рутина из зеленой массы и соломы F. esculentum. Материалы диссертации использованы для подготовки научных, учебно-методических пособий и рекомендаций для получения рутина в фармацевтической промышленности, в селекционной работе по гречихе, а также для специалистов в области биологических ресурсов, экологии, и студентов сельскохозяйственных и биологических факультетов высших учебных заведений.

Защищаемые положения

1. Накопление рутина в различных органах и фазах развития видов рода Fagopyrum Mill, зависит от генотипа и экологических условий произрастания.

2. Сроки посева, норма высева, удобрения, микроэлементы, биологически активные вещества влияют на накопление рутина в растениях гречихи.

3. Высокое содержание рутина характерно для цветков и листьев гречихи.

4. Селекция F. esculentum проводится для создания адаптированных сортов с высоким содержанием рутина, устойчивых к абиотическим и биотическим факторам среды.

института растениеводства им. Н.И. Вавилова «Перспективы использования геноресурсов в селекции сельскохозяйственных культур Дальнего Востока» (Владивосток, 2004); Дальневосточной научно-практической конференции молодых ученых (пос. Тимирязевский, Приморский край, 2005); научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 100-летию аграрной науки в Дальневосточном регионе «Биологические и агротехнические исследования - сельскохозяйственному производству Дальнего Востока» (Благовещенск, 2008); III международном симпозиуме «Пищевые биотехнологии: проблемы и перспективы в XXI веке» (Владивосток, 2008); Дальневосточной научно-практической конференции «Актуальные направления исследований молодых учёных в Дальневосточном регионе» (Хабаровск, 2009); региональной научно-методической конференции «Актуальные проблемы защиты растений» (Уссурийск, 2009); III международной научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы технологии живых систем» (Владивосток, 2009); XI международном симпозиуме по гречихе (Орел,

2010); на краевой ярмарке научно-технических идей и законченных научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок в сельском хозяйстве, пищевой и перерабатывающей промышленности (пос. Тимирязевский, 2010); международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Новые технологии переработки сельскохозяйственного сырья в производстве продуктов общественного питания» (Владивосток, 2010); Дальневосточной научно-практической конференции молодых ученых «Агротехнические и биологические исследования в сельскохозяйственном производстве Дальнего Востока» (Благовещенск, 2010); I междисциплинарной молодежной научной конференции «Современные методы научных исследований» (Владивосток,

2011); XIV Всероссийской молодежной школе-конференции по актуальным проблемам химии и биологии (Владивосток, 2012); I Всероссийской научной конференции «Современные исследования в биологии» (Владивосток, 2012).

Личный вклад автора. Экспериментальные исследования и теоретические обобщения выполнялись лично автором и совместно с другими исследователями. Диссертант принимал непосредственное участие в постановке цели и задач исследования, выполнении экспериментальной части, проведении полевых исследований, обобщении и интерпретации полученных результатов, подготовке научных публикаций. Отдельные фрагменты работы выполнялись совместно: с Тихоокеанским институтом биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН (г. Владивосток), Институтом химии ДВО РАН (г. Владивосток), Дальневосточным федеральным университетом (г. Владивосток), Дальневосточным научно-исследовательским институтом защиты растений (пос. Камень-Рыболов, Приморский край).

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликованы 82 работы, из них 23 в российских научных журналах, включённых в список ВАК Минобрнауки РФ, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата наук, 2 статьи в зарубежных журналах, монография (в соавторстве) «Гречиха на Дальнем Востоке», получены 2 патента.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 372 страницах машинописного текста, состоит из введения, 9 глав, выводов, предложений и практических рекомендаций, библиографического списка, включающего 805 цитируемых работ, в том числе 338 - иностранных авторов. Работа содержит 76 таблиц, 81 рисунок.

Автор выражает искреннюю благодарность научным консультантам -академику РАН, доктору биологических наук, профессору П.Г. Горовому и доктору сельскохозяйственных наук JI.M. Моисеенко за ценные консультации и постоянное внимание к работе. Особую признательность автор выражает заслуженному деятелю науки РФ, академику РАСХН, доктору сельскохозяйственных наук, профессору А.К. Чайка, доктору сельскохозяйственных наук, профессору A.A. Моисеенко, доктору биологических наук, профессору М.М. Анисимову, а также кандидату сельскохозяйственных наук, доценту В.А. Чувилиной, старшему научному сотруднику Ю.С. Капустину, сотрудникам лаборатории селекции зерновых и крупяных культур Приморского научно-исследовательского института сельского хозяйства, лаборатории хемотаксономии и лаборатории биоиспытаний и механизма действия биологически активных веществ Тихоокеанского института биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН за помощь при выполнении данной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 1. БИОРЕСУРСНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ВИДОВ РОДА FAGOPYRUM MLLL. В РОССИИ

1.1. История изучения, возделывания и распространения гречихи на Дальнем Востоке России

В разделе приводится обзор работ современных отечественных и зарубежных исследователей о происхождении, распространении и истории изучения гречихи на Дальнем Востоке России. Археологические исследования на территории Дальневосточного региона показывают, что население, проживающее в этих местах в VII—VIII веке, выращивало F. esculentum.

1.2. Таксономический обзор рода Fagopyrum

В работах В.Л. Комарова, E.H. Коблуковой-Алисовой (1931), В.Н. Ворошилова (1966, 1982, 1985), в «Определителе растений Приморья и Приамурья» (Воробьев и др., 1966), сводке «Сосудистые растения советского Дальнего Востока» (Цвелев, 1989) приводится два вида рода Fagopyrum для территории Дальнего Востока - F. esculentum Moench (гречиха съедобная) и F. tataricum (L.) Gaertn. (гречиха татарская).

В последние годы японскими исследователями (Ohnishi, 1991, 1995, 1998; Ohnishi, Matsuoka, 1996; Yasui, Ohnishi, 1998; Ohsako, Ohnishi, 2000; Ohsako, Yamane, Ohnishi, 2002) в районах восточного Тибета и юго-западного Китая

найдено, описано и изучено шесть новых видов Fagopyrum, в том числе предковый подвид F. esculentum ssp. ancestrale гречихи съедобной (F. esculentum).

О. Ohriishi (1995, 1998) предложил новый видовой состав (16 видов) рода Fagopyrum: F. esculentum Moench, F. tataricum (L.) Gaertn., F. homotropicum Ohnishi, F. gilesii (Hemsl.) Hedberg, F. callianthum Ohnishi, F. capillatum Ohnishi, F. gracilipes Hemsl., F. leptopodum Diels, F. lineare Sam., F. macrocarpum Ohnishi, F. pleioramosum Ohnishi, F. rubifolium Ohsako et Ohnishi, F. giganteum Krotov, F. cymosum Meissn., F. statice (Levi) Gross, F. urophyllum (Bur. et Franch) Gross.

1.3. Химический состав и пищевая ценность гречихи

В разделе дана характеристика химического состава зерна, ростков и муки гречихи. Показана возможность применения гречихи для разработки функционально новых продуктов питания.

1.4. Фенолъные соединения (распространение, биосинтез, функции в растениях) и экологические факторы, влияющие на их накопление в растениях видов рода Fagopyrum

Основные сведения, содержащие характеристику фенольных соединений и, в частности, самой обширной группы — флавоноидов (классификация, биогенез, распространение и функции в растениях) приведены в работах зарубежных и отечественных исследователей (Geissman, 1962; Harborne, 1967; Harborne et al., 1975; Минаева, 1978; Запрометов, 1977, 1993; Высочина, 2004).

Проведенный нами анализ отечественных и зарубежных литературных источников показал, что к настоящему времени выявлено более 730 видов растений, содержащих рутин (Растительные..., 1984, 1986-1988, 1990, 1991, 1993, 1994, 1996; Geissman, 1962; Hegnauer, 1962-1964, 1969, 1973, 1986, 1990; Gibbs, 1974; Клышев, Бандгокова, Алюкина, 1978; Максимов, Кулеш, Горовой, 2002).

Изучены многие факторы, влияющие на содержание рутина в гречихе. ÍL Blaim, Н. Maliszewska-Blaim (1963) установили, что с увеличением длины дня в гречихе возрастает содержание рутина. J. Naghski, В. Brice, С. Krewson (1952), D. Wagenbreth, Н. Hagels, Н. Schilcher (1996), S. Kreft, M. Knapp, I. Kreñ, (1999) P. Jiang et al. (2007) отмечают, что содержание рутина в гречихе зависит от эколого-географических и почвенных условий.

1.5. Возможности использования гречихи в различных отраслях промышленности (фармацевтической, химической, пищевой)

В разделе приведены сведения о комплексной переработке гречихи: цветки, листья (для получения рутина), зерно (крупа, мука), солома, плодовые оболочки (рутин, пищевой краситель, микроудобрения).

1.6. Сортовые ресурсы и продуктивность Fagopyrum еБсЫеШит в некоторых районах Дальневосточного экорегионапьного комплекса

Проанализировано производство гречихи в мире. Основными производителями зерна гречихи являются Китай, Россия, Украина. Ежегодно в этих странах производится 75-80 % от мирового валового сбора гречихи. Показано, что в настоящее время в России допущено к возделыванию 45 сортов гречихи К евсхйепШт. Одной из важных задач является обеспечение населения страны гречневой крупой собственного производства. Проведен анализ продуктивности Р. езсикмит за 1988-2011 годы в некоторых районах Дальневосточного экорегионального комплекса.

ГЛАВА 2. КЛИМАТИЧЕСКИЕ И ПОЧВЕННЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Климат

Среди многочисленных факторов, влияющих на продуктивность надземной массы и содержание рутина, важная роль принадлежит метеорологическим условиям в период вегетации гречихи.

Анализ температуры воздуха, проведенный на агрометеостанции «Тимирязевский» (Уссурийский район, Приморский край) с 1911 по 2011 гг., показывает, что в период вегетации гречихи (июнь-сентябрь) произошли изменения среднемноголетней температуры. Рост среднедекадной температуры воздуха на 0,3-0,5°С зафиксирован за 100 лет (1911-2011 гг.) в июне. Отмечено, наибольшее увеличение среднемноголетней температуры воздуха на 0,6-0,9°С в последние годы (1980-2011 гг.) по сравнению с 1911-1980 гг. В июле, наоборот, в третьей декаде произошло снижение среднедекадной температуры воздуха на 0,1°С. Повышение средней температуры воздуха в июне, августе, сентябре и понижение в июле в дальнейшем могут повлиять на сроки посева и период вегетации гречихи.

В Приморском крае сумма активных температур (выше 10°С) в межфазный период гречихи посев-всходы составила 136 (1983 г.) - 22ГС (2010 г.), в межфазный период всходы-цветение 542,5 (1986 г.) - 694,4°С (1997 г.), в фазу цветение-созревание 1036,8 (1980 г.) - 1205,1°С (1994 г.). В среднем за 1980-2011 гг. общая сумма активных температур в период вегетации гречихи составила 1764-2086,5°С.

Увлажненность региона определяется количеством выпадающих осадков, расходом влага на испарение и сток. Важным показателем увлажненности местности и влагообеспеченности является гидротермический коэффициент (отношение суммы осадков к сумме температур воздуха выше 10°С, уменьшенной в 10 раз). Значение гидротермического коэффициента (ГТК) соответствует: 0,4 - сухо; 0,4-0,7 - очень засушливо; 0,7-1,0 - засушливо; 1,01,5 — влажно; более 1,5 - избыточно влажно (Селянинов, 1930).

При анализе ГТК (1980-2011 гг.) в период вегетации гречихи установлено, что 17 лет бьгли избыточно влажные, 12 лет влажные, два года (1999 и 2003 гг.)

засушливые и только 1997 г. - очень засушливый. Максимальное значение ГТК отмечено в 1987 году - 3,1- Многолетняя динамика ГТК в период вегетации гречихи показывает изменение линии тренда, особенно в последние годы (20062011 гг.), что свидетельствует об уменьшении числа лет с избыточно влажными условиями в период вегетации гречихи.

Проведенный нами анализ агрометеорологических показателей подтверждает, что благоприятному прохождению фенофаз гречихи часто препятствуют значительные отклонения их от оптимума.

Неблагоприятные условия отмечаются в годы с избытком влаги (высоким значением ГТК), особенно в периоды посев-всходы и цветение-созревание, что усугубляется в значительной степени нижележащим водонепроницаемым горизонтом почвы, вызывающим сильное переувлажнение, ухудшение водно-воздушного и пищевого режима для роста и развития растений гречихи. В связи с этим необходимо создание сортов, обладающих высокой экологической пластичностью к изменяющимся условиям произрастания.

2.2 Почвы

Опытные участки располагались в Уссурийском районе Приморского края, в окрестностях пос. Тимирязевский (43° 73' с.ш., 131° 84' в.д.). Агрохимические свойства лугово-бурой отбеленной почвы характеризовались (в среднем) содержанием гумуса (3,0^4,2 %), фосфора (7,6-18,4 мг/100 г почвы) и калия (8,7-18,8 мг/100 г почвы), общего азота (0,22-0,37 %), нитратного азота - 8,5-18,1 мг/кг почвы, кислотностью (pHKci 4,5-6,0), гидролитической кислотностью (1,8-6,9 мл-экв./100 г почвы), содержанием магния (4,8-6,9 %), кальция (11,5-17,5 %).

ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 1997-2012 гг. в Приморском научно-исследовательском институте сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (Приморский НИИСХ) и в Тихоокеанском институте биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН. В качестве объекта исследования использовались представители семейства Polygonaceae Juss: культивируемые виды рода Fagopyrum Mill. (Fagopyrum esculentum Moench, Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn., Fagopyrum cymosum Meissn.) и дикорастущие виды родов: Aconogonon (Meissn.) Reichenb. (A. weyrichii (Fr. Schmidt) Hara), Fallopia Adans. (F. convolvulus (L.) A. Love), Reynoutria Houtt. (R. sachalinense (Fr. Schmidt) Nakai). Выбор данных видов семейства Polygonaceae Juss. в качестве объектов исследований обусловлен тем, что они являются перспективными источниками рутина.

Материалы для исследований состоят из трех групп: 1 - сорта гречихи, районированные на Дальнем Востоке и созданные в лаборатории селекции зерновых и крупяных культур; регенерантные линии, полученные в лаборатории сельскохозяйственной биотехнологии Приморского НИИСХ; 2 -

образцы гречихи отечественного и зарубежного происхождения (семена получены из мировой коллекции Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н.И. Вавилова РАСХН (г. Санкт-Петербург); 3 -сорта гречихи инорайонного происхождения, полученные из научных учреждений (Башкирского НИИСХ, г. Уфа; Татарского НИИСХ, г. Казань; Всероссийского научно-исследовательского института зернобобовых и крупяных культур, г. Орел; Сибирского научно-исследовательского института селекции и растениеводства, г. Новосибирск).

Растения видов Aconogonon weyrichii и Reynoutria sachalinense для химического исследования собраны в окрестностях г. Южно-Сахалинск (Сахалинская область). Образцы растений Fallopia convolvulus собраны нами в окрестностях п. Тимирязевский, Уссурийского района, Приморского края.

Изучение представителей рода Fagopyrum Mill, проводилось в интродукционном питомнике, конкурсном сортоиспытании в соответствии с методическими указаниями по изучению образцов мировой коллекции Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н.И. Вавилова (1965), методическими указаниями по селекции гречихи (1972). Морфологические особенности изучались по классификатору рода Fagopyrum Mill. (Кротов, Афанасьева, Апезджанов, 1974). При определении видов использовали «Определитель растений Приморья и Приамурья» (Воробьев и др., 1966), «Определитель растений советского Дальнего Востока» (Ворошилов, 1982). Названия видов и синонимы приведены по С.К. Черепанову (1995).

Определение количества рутина в вегетативных органах растений и семенах проводилось хроматоспеюрофотометрическим методом, разработанным Г.И. Высочиной в Центральном сибирском ботаническом саду СО РАН (1987). Идентификацию исследуемого вещества проводили с использованием метода 'Н-ЯМР спектроскопии (Bruker АС-250) и сопоставлением с индивидуально чистым рутином, произведенным в Чехии (Chemopol).

Полевые опыты по изучению влияния технологических приемов на содержание рутина и продуктивность гречихи проведены в соответствии с «Методикой полевого опыта» (Доспехов, 1985). Математическая обработка экспериментальных данных проведена методами дисперсионного, вариационно-статистического и корреляционного анализов с использованием персонального компьютера (программное обеспечение - Statistica 6.0, Microsoft Office 2010).

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА СОДЕРЖАНИЕ РУТИНА В НАДЗЕМНОЙ МАССЕ FAGOPYRUM ESCULENTUM

Исследования показали существенное различие в содержании рутина в надземной массе F. esculentum в зависимости от гидротермического коэффициента (ГТК) и окраски растений (зеленой, красно-зеленой и темно-красной). Анализ метеорологических условий за годы исследований показал,

что в жаркую и сухую погоду (ГТК 0,8-1,0) растения Г. езЫеМит накапливают рутина больше (21,5-25,7 мг/г), чем в дождливую и прохладную (18,9-23,3 мг/г) при ГТК 2,5-3,0. Наибольшее содержание этого флавоноида (27,6 мг/г) в надземной массе в фазу плодообразования с темно-красной окраской растений отмечено в годы с наличием количества тепла и влаги соответствующего ГТК 1,5-2,0 (рис. 1).

О Зеленые И Красно-зеленые □ Темно-красные

Рис. 1. Гидротермический коэффициент' и содержание рутина в надземной массе К езси1епШт в фазу плодообразования у растений с различной окраской (различия достоверны между растениями с зеленой и темно-красной окраской при р < 0,05)

Анализ содержания рутина в надземной массе К езсЫеШит в зависимости от продолжительности солнечного сияния и количество осадков в фазу массового цветения позволил выявить прямую положительную корреляцию между содержанием рутина и количеством осадков - (г=0,84) и с продолжительностью солнечного сияния (г=0,86).

Максимальное количество рутина в надземной массе Р. еэси1епШгп в фазе массового цветения отмечено в 2008 г. (31,5 мг/г), минимальное в 2007 г. (26,1 мг/г). Значительное воздействие на образование рутина в растениях К еяси1епЫт, в фазе массового цветения оказывает продолжительность солнечного сияния и количество осадков (рис. 2). Так, продолжительность солнечного сияния и сумма осадков в 2008 г., когда происходило интенсивное накопление флавоноидов, составило соответственно - 480 часов и 216,4 мм, несколько ниже в 2006 г. (462,5 часов и 140,3 мм) и самая низкая в 2007 г. (375,3 часов и 100,1 мм).

В период созревания гречихи в сентябре (при понижении температуры воздуха) отмечено, что одни растения гречихи съедобной (Г. еясикпШт) не меняют морфотип и остаются зелеными, цветки белыми, а другие меняют окраску - стебли и листья заметно приобретают красноватый оттенок (четко выраженный антоциановый цвет), а цветки розовый. Такое же действие

солнечного света и пониженной температуры воздуха на окраску растений можно наблюдать в период уборки гречихи.

-- 36 30 25 -- 20 -- 15 " 10 5 -- 0

2006 г 2007 г 2008 г

-■- Продопкительность солнечного сияния, час -♦—Осадки, мм -Ж-Рутин, мг/г

Рис. 2. Метеорологические факторы за период всходы-цветение и содержание рутина в надземной массе Т7. езайепШт (различия достоверны при р < 0,05)

Сравнительный анализ растений Т7. еясЫепШт, отобранных во второй декаде (17.09.2007 г., 14.09.2008 г., 13.09.2009 г.) и в третьей декаде (27.09.2007 г., 24.09.2008 г., 23.09.2009 г.) сентября с темно-красной и зеленой окраской на содержание рутина в надземной массе, показал, что наибольшее количество рутина (15,9 мг/г) выявлено у растений с темно-красной окраской при отборе в третьей декаде сентября, когда средняя температура воздуха за сутки составила 12,8 °С, максимальная (днем) 25,1°С, минимальная (ночью)- 1,3°С (рис. 3).

II декада сентября III декада сентября

Л Содержание рутина в растениях с зеленей скраской, мг/г

□ Содержание рутина в растениях с темно-красной окраской, мг/г Л Продолжительность сотечного сияния в сутки, час

□ Максимальная температура воздуху С

□ Средняя температура воздуха, С

□ Мтимальная температура воздуху С

Рис. 3. Климатические показатели и содержание рутина в надземной массе /\ ехсиЫпШт в фазе созревания (различия достоверны между растениями с зеленой и темно-красной окраской при р < 0,05)

При кратковременном низкотемпературном воздействии (несколько суток) происходит накопление рутина в надземной массе Р. еясикпШт и интенсивность накопления этого флавоноида увеличивается в основном за счет минимальной температуры воздуха.

Можно предположить, что даже относительно непродолжительное время действия низких температур повышает устойчивость растений к стрессам за счет активации флавоноидного биосинтеза в гречихе.

Возможно, в результате адаптации растений к пониженной температуре происходит также усиление экспрессии генов, ответственных за синтез ферментов флавоноидного метаболизма.

ГЛАВА 5. ВОЗМОЖНОСТИ СЕЛЕКЦИИ ГРЕЧИХИ ПРИ СОЗДАНИИ СОРТОВ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ РУТИНА

5.1. Внутривидовой и внутрисортовой полиморфизм Fagopyrum &>си1епШт и перспективы использования рутина в качестве диагностического признака в селекции

В настоящее время практически все сорта К еэсиЫпШт представляют собой сложные гетерозиготные популяции с широким генофондом признаков. Наши исследования показали, что внутрисортовые изменения по окраске растений имеют широкий спектр (красные, красно-зеленые, зелено-красные и зеленые) и обусловливаются не только генотипом сорта, но и в значительной степени изменчивостью, проявление которой зависит от различных факторов: срок посева, минеральные удобрения, норма высева, способ посева (Клыков, 2011). В результате химического анализа растений гречихи, отобранных по окраске, установлено, что растения с красной окраской стеблей содержат больше рутина по сравнению с растениями, имеющими зеленую, зелено-красную и красно-зеленую. На основе полученных данных нами разработан способ отбора растений гречихи с высоким содержанием рутина в надземной массе (патент № 2255466 РФ. Бюл. № 19. опубл. 10.07.2005 г.). Отбор растений гречихи проводится по окраске стеблей в фазу плодообразования, с выделением растений с темно-красной (антоциановой) окраской.

По нашему мнению, признак антоциановой окраски стеблей - хороший диагностический признак, который можно использовать для целенаправленного отбора растений гречихи с высоким содержанием рутина в надземной массе. Растения независимо от сорта различались по степени проявления окраски стеблей, коэффициент вариации по содержанию рутина у всех изученных групп был высокий. Наибольшее варьирование по содержанию рутина в надземной массе отмечено у сорта При 7, он возрастает в сторону проявления на растениях антоциановой окраски, а максимальное количество этого вещества выявлено у растений с красной окраской стеблей (рис.4). Установлена высокая положительная корреляционная связь (г=0,87) между содержанием рутина в надземной массе и окраской растений. Эти данные можно использовать в

селекции для целенаправленного получения сортов Р. еяси1епШт с высоким содержанием рутина.

Выделение сортов с мощной корневой системой, которые сохраняют свою физиологическую активность до конца периода вегетации, является важной задачей в селекции на устойчивость к полеганию.

Красные

-О-Изумруд -в-При 7

Рис. 4. Содержание рутина (мг/г) в надземной массе F. esculentum с различной окраской растений (различия достоверны между растениями с зеленой и красной окраской при р < 0,05)

К настоящему времени очень слабо изучено содержание рутина в корнях видов Fagopyrum Mill, и его роль в селекции гречихи на полегаемость. В связи с этим, нами проведено изучение динамики нарастания надземной и корневой массы, корнеобеспеченности, содержания рутина в корнях у P. esculentum и F. tataricum (табл. 1).

В результате исследований установлены существенные корреляционные связи у F. tataricum между содержанием рутина в корнях с надземной (г=0,92) и корневой массой (г=0,93), и корнеобеспеченностью (г=0,89). У F. esculentum интенсивное нарастание массы корней происходит до фазы бутонизации, затем наблюдается замедление роста и к фазе плодообразования уменьшение. Это связано с тем, что происходит старение и отмирание части корней. Для F. tataricum отмечено нарастание корневой массы на протяжении всей вегетации.

Вьивлено, что растения F. esculentum, устойчивые к полеганию, содержат 6 мг/г рутина в корнях (светлая окраска корневой системы), а неустойчивые - 3 мг/г (темно-коричневая окраска корней).

По-видимому, растения, устойчивые к полеганию в фазу плодообразования, имеют физиологически активную корневую систему (жизнеспособную), что непосредственно влияет на интенсивное накопление рутина, по сравнению с неустойчивыми. Выявленная нами связь между содержанием рутина, окраской корневой системы, корневой массы послужила

основанием для разработки способа отбора растений гречихи на устойчивость к полеганию (патент № 2201075 РФ. Бюл. № 9, опубл. 27.03.2003 г.).

Таблица 1. Динамика нарастания надземной и корневой массы,

содержание рутина у е.чси1епШт и Г. ¡аШпсит

Фаза развития Надземная масса, г/растение (сух. вещество) Корневая масса, г/растение (сух. вещество) Корнеобеспе-ченность* Содержание рутина в корнях, мг/г

К е$си1еп(ит (Изумруд, Россия)

Начало вегетации Бутонизация Начало цветения Массовое цветение Плодообразо вание 0,33±0,01 0,80±0,02 1,22±0,10 2,38±0,12 3,84±0,19 0,02±0,001 0,16+0,01 0,17±0,01 0,26±0,02 0,24+0,02 0,06 0,20 0,14 0,11 0,06 5,3+0,1 6,8+0,2 5,2+0,1 5,0+0,1 3,1+0,1

К шапсит (к-62, Канада)

Начало вегетации Бутонизация Начало цветения Массовое цветение Плодообразо вание 0,19±0,01 ио±о,о1 1,61±0,11 3,01±0,16 4,00±0,23 0,01±0,001 0,11±0,01 0,16±0,01 0,33±0,02 0,40±0,02 0,08 0,09 0,10 0,11 0,10 3,2+0,1 3,1+0,1 6,5+0,2 8,7+0,2 8,5+0,2

Примечание (*) - соотношение корневой и надземной массы

В этом способе предусмотрен отбор форм гречихи по трём показателям: 1) окраске корневой системы; 2) корнеобеспеченности; 3) содержанию рутина в корнях. На первоначальном этапе селекционной работы визуальный отбор с учетом данных показателей будет способствовать повышению эффективности выделения образцов с высокой устойчивостью к полеганию.

5.2. Возможности создания высокорутинных сортов Fagopyrum &^си!епШт, адаптированных к условиям произрастания

Селекционная работа с гречихой в Приморском НИИСХ ведется с использованием гибридизации, индивидуального отбора, химического и физического мутагенеза, культуры тканей для создания ценного исходного материала с высокой продуктивностью, повышенным содержанием рутина, устойчивостью к абиотическим и биотическим факторам среды.

Проведенный анализ сортов К еясикпШт конкурсного сортоиспытания, полученных данными методами, показал, что наиболее эффективными в получении сортов с высоким содержанием рутина в плодах являются индивидуальный отбор и химический мутагенез, которые позволяют повысить в потомстве отобранных популяций данный признак.

Содержание рутина в плодах и надземной массе у сортов конкурсного сортоиспытания составило 0,03-0,12 мг/г и 15-36 мг/г соответственно (Клыков, 2011). Исследованиями установлено, что для получения сортов с высоким содержанием рутина в плодах наиболее эффективен индивидуальный отбор (от

0,06 до 0,12 мг/г); в надземной массе - метод культуры тканей и химического мутагенеза (от 23 до 36 мг/г), индивидуального отбора (от 15 до 28 мг/г) и гибридизации (от 16 до 28 мг/г). Наибольшее содержание рутина в плодах было отмечено у сорта Приморская 309 (0,12 мг/г) и Приморская 335 (0,10 мг/г).

Из сортов, полученных методами химического мутагенеза, представляет интерес Приморская 280, с содержанием рутина 36 мг/г в надземной массе и наибольшим сбором этого флавоноида (86 кг/га). Установлено, что сорта гречихи Приморская 313 и Приморская 326, полученные с использованием метода культуры тканей, имеют высокое содержание рутина в надземной массе (соответственно 32 и 30 мг/г).

5.3. Характеристика модельного сорта Fagopyrum esculentum, с повышенным содержанием рутина, адаптированного к абиотическим и биотическим факторам среды

При создании сортов гречихи с новым морфобиотипом и повышенным содержанием рутина, используется внутривидовая гибридизация с применением насыщающих скрещиваний и многократного негативного отбора растений по морфологическим признакам с биохимической оценкой их по потомству.

На первый план при этом выдвигается подбор родительских пар, характеризующихся высоким содержанием рутина. Целесообразно уже на первых этапах проводить браковку гибридного материала по окраске цветков, листьев, стеблей, что подтверждается прямой корреляцией с содержанием рутина. В связи с отсутствием модели сорта F. esculentum на Дальнем Востоке, нами предпринята попытка создания её с учетом оптимальных параметров по 60 морфологическим, биологическим, биохимическим и хозяйственно ценным признакам.

Модель нового сорта предполагает увеличение содержание рутина в плодах до 5 мг/г, в надземной массе - 80 мг/г, цветках - 140 мг/г, листьях - 100 мг/г, проростках - 30 мг/г, корнях - 15 мг/г, стеблях - 50 мг/г, в соломе - 25 мг/г и плодовых оболочках - 3 мг/г (рис.5).

Цветки

Cor гнь

Плоды Надземная масса

Листы ¡те 6л и

Пр , >ie оболочки

» Показатели

районированных сортов -и— Модель сорта

Рис.5. Основные параметры модели сорта Т7. езси1епШт с повышенным содержанием рутина для Дальнего Востока России, %

Параметры сорта предусматривают повышение потенциальной урожайности до 3,0-4,0 т/га, массы 1000 семян 32-40 г. Морфотип модельного сорта должен быть красноцветковым, черноплодным, с периодом вегетации 6075 суток, адаптированным к условиям произрастания на Дальнем Востоке.

ГЛАВА 6. СОДЕРЖАНИЕ РУТИНА В РАСТЕНИЯХ СЕМЕЙСТВА POL YGONA СЕАЕ JUSS.

6.1. Виды семейства Polygonaceae как источники получения рутина

Содержание рутина зависит от рода, вида и сорта (Ярош и др., 1967; Алексеева, Кириленко, 1978; Киселев и др., 1985; Горькова, 2002; Chai Yan et al., 2007; Yu, Li, 2007; Павловская и др., 2010).

Нами исследовано содержание рутина и продуктивность надземной массы у различных образцов трех видов Fagopyrum. Полученные данные показывают, что высокое количество рутина в надземной массе было у F. esculentum (сорт Изумруд) - 38,1 мг/г, F. tataricum (образец к-62 из Канады) -44,5 мг/г, F. cymosum (к-4231 из Индии) - 41,2 мг/г (табл.2).

Таблица 2. Продуктивность надземной массы в фазе массового цветения и содержание рутина у выделившихся образцов трех видов рода Fagopyrum

Сорт, номер по каталогу ВНИИР, происхождение Зеленая масса, кг/м2 Сухое вещество, кг/м2 Ругин, мг/г Выход рутина, г/м

lim lim lim lim X±Sx

F. esculentum

Изумруд (Россия, Приморский край) 2,1-2,8 2,5±0,1 0,28-0,35 0,32+0,02 34-42 38,1+0,1 9,5-14,7 12,1=Ю,1

Приморская местная (Россия, Приморский край) 1,8-2,4 2,2i0,l 0,25-0,32 0,28+0,01 29-35 32,3+0,1 7,2-11,2 5,2J0,1

При 7 (Россия, Приморский край) 1,9-2,5 2,3±0,1 0,27-0,34 0,30±Q02 28-34 31,2+0,1 7,6-11,6 9,6Ю,1

F. tataricum

к-6 (Германия) 1,7-2,6 2,0i0,l 0,25-0,30 0,28+0,02 37-44 41,2+0,2 9Д-13,2 11Д±0,1

к-8 (Франция) 2,0-2,4 2,210,1 0,22-0,28 0,25+0,02 39^6 41,4+0,2 8,6-12,9 10,7±0,1

к-17 (Китай) 2,5-2,8 2,6+0,1 0,28-0,34 0,31 ±0,02 32-48 42,3+0,2 8,9-16,3 12,6±0,1

к-62 (Канада) 2,4-3,2 2,7+0,1 0,26-0,33 0,29±0,01 36-50 44,5+0,1 9,4-16,5 12,9±0,1

F. cymosum

к-4231 (Индия) |l,8-2,4 | 2,0±0,1 |0,19-0,24| 0,22±0,01| 32-44141,2+0,1| 6,1-10,618,3+0,1

По продуктивности надземной массы и сухого вещества выделялись образцы Р. /а1апсит - к-17 (Китай), к-62 (Канада), Т7. еясикпШт - сорт Изумруд (Россия, Приморский край) и К сутояит - к-4231 (Индия). Заготовка сырья

сырья целесообразна, когда максимальная концентрация рутина совпадает с пиком роста фитомассы.

Для Приморского края продолжительность периода вегетации имеет существенное значение, так как осенью во второй половине сентября растения видов Fagopyrum могут попасть под отрицательную температуру воздуха (заморозок). Исследуемые виды рода Fagopyrum в условиях края проходят полный цикл развития: вегетативный (всходы - цветение), генеративный (цветение - плодообразование). В целом продолжительность периода вегетации видов Fagopyrum составляет 72-90 дней. Фенологическими наблюдениями отмечено, что вегетативный период более продолжительный у образцов Г. гмапсит и Р. сутозит (от 33 до 52 дней), чем у сортов Р. еяси1епШт (24-26 дней). Продолжительность генеративного периода у образцов Р. Гагапсит составила от 32 до 46 дней, К сутозит - 38, у сортов Р. еясикпШт 48-49. Наибольший период вегетации отмечен у К сутояит (к-4231 из Индии - 90 дней), наименьший у образца Р. ШШпсит (к-6 из Германии), у сортов р. еьсиЫпШт он составил от 72 до 75 дней.

Содержание рутина было изучено в дальневосточных видах Aconogonon \veyrichii и ЯеупоШпа хаскаПпепхе (табл.3).

Таблица 3. Содержание рутина у видов Aconogonon \veyrichii и Яеупоыпа .■¡аскаИпете в фазу цветения, мг/г__

Вид Надземная часть Листья Стебли Цветки

Aconogonon weyrichii 11,1+0,2 12,3+0,2 4,5+0,1 16,1 ±0,2

Reynoutria sachalinense 4,3+0,1 7,4+0,1 2,2+0,1 8,5+0,1

Высокое содержание рутина у изученных видов было в цветках (16,1 и 8,5 мг/г), несколько меньше в листьях (12,3 и 7,4 мг/г) и минимальное в стеблях (4,5 и 2,2 мг/г). Наибольшее количество рутина во всех органах растения отмечено у A. weyrichii.

Исследование динамики содержания рутина в различных органах Fallopia convolvulus, показало, что наибольшее содержание рутина в репродуктивных органах и листьях (13,4-13,2 мг/г) отмечено в фазу бутонизации (табл.4).

Таблица 4. Динамика содержание рутина в различных органах Fallopia convolvulus, мг/г

Фаза вегетации Орган, часть растения

репродуктивные органы (цветки, зеленые плоды) листья стебли надземная ' часть

Вегетативная - 6,1 ±0,1 4,1+0,1 4,7+0,1,

Бутонизация 13,4+0,2 13,2+0,2 4,3+0,1 6,1+0,1.

Цветение 12,4+0,2 10,5+0,2 4,4+0,1 5,3+0,1

Плодоношение 2,7+0,1 4,2+0,1 3,2±0,1 3,4+0,1

Сравнение полученных данных по содержанию рутина у видов F. tataricum, F. cymosum и F. esculentum с видами Aconogonon weyrichii, Reynoutria sachalinense, Fallopia convolvulus показало, перспективность видов Fagopyrum как источников данного флавоноида.

6.2. Динамика накопления рутина в различных органах растений трех видов рода Fagopyrum в процессе онтогенеза

Содержание рутина в вегетативных, генеративных органах, корнях F. esculentum (сорт Изумруд из России), F. tataricum (образец к-62 из Канады) и F. cymosum (образец к-4231 из Индии) в течение вегетации изменяется, с ранних этапов развития растений (рис. б).

Наибольшее количество рутина у всех изученных образцов обнаружено в цветках (47-63 мг/г), значительно меньшее - в стеблях (6-14 мг/г) и минимальное в корнях (3-8 мг/г). Максимальное количество рутина в листьях у F. esculentum отмечено в фазу бутонизации (46 мг/г), у F. tataricum - в начале цветения (48 мг/г), минимальное - в период плодообразования (28 мг/г), а также в начале вегетации и в период плодообразования (30 и 31 мг/г соответственно).

Содержание рутина в стебле у изученных видов составило не более 14 мг/г, и динамика его изменения в течение вегетации выражена слабо. Минимальное содержание рутина (6 мг/г) отмечено в стеблях F. cymosum в начале вегетации, максимальное (13-14 мг/г) в стеблях - F. esculentum и F. tataricum в эту же фенофазу.

Установлено, что содержание рутина в надземной части изученных видов рода Fagopyrum было 19-41 мг/г и заметно изменялось в течение периода вегетации. Наибольшее количество отмечено в фазу массового цветения у F. esculentum (38 мг/г) и F. cymosum (37 мг/г) и в фазу начала цветения у F. tataricum (41 мг/г).

Для установления оптимального срока сбора сырья, в который можно получить наибольшее количество рутина из надземной массы изучаемых видов, был проведен расчет выхода рутина (табл. 5).

Максимальное количество рутина (1170,7 г/100 м2) можно получить из надземной массы F. tataricum в фазу массового цветения. Содержание рутина в сухом сырье в эту фенофазу достаточно высокое (39 мг/г), а урожайность сухой надземной массы в этот период составила 300,2 г/м2.

Близкие показатели выхода рутина отмечены в эту же фазу развития для F. cymosum (1154,7 г/100 м2) и F. esculentum (1094,7 г/100 м2).В период плодообразования растений также обнаружен высокий выход рутина в надземной массeF. tataricum (1040,7 г/100 м2) и F. cymosum (1082,6 г/100 м ).

Таким образом, заготовку сырья (надземной массы) у изученных видов Fagopyrum целесообразно проводить в фазу массового цветения растений и в этот период можно получить наибольшее количество рутина.

60 50 40 30 20 10 0

К езаЛепшт

—*— Стебель —в—Листья

—¿¡,— Репродуктивные органы —н— Надземная часть —Ж— Корни

60 50 40 30 -20 10 О

Фаза вегетации

К 1Шагкит 63"

Фаза вегетации

К суто5ит

—*— Стебель —■—Листья

—А Репродуктивные органы —к— Надземная часть —ж— Корни

- Стебель

- Листья

- Репродуктивные органы

- Надземная часть

- Корни

Фаза вегетации

1 - начало вегетации; 2 — бутонизация; 3 - начало цветения; 4 - массовое цветение; 5 - плодообразование

Рис. 6. Динамика содержания рутина в различных органах трех видов Раррругит (* -различия достоверны при р < 0,05 по сравнению с фазой начало вегетации; ** - различия достоверны в репродуктивных органах при р < 0,05 по сравнению с фазой бутонизация)

Таблица 5. Урожайность надземной массы и выход рутина у трех видов Разору гит в разные фазы развития растений

Вид Фаза развития Урожайность надземной массы, г/ м2 Рутин, г/100 м2

начало вегетации 48,1+8,0 120,2+1,8

К е$си1епШт бутонизация 84,3+4,2 252,9+2,6

начало цветения 168,2+10,3 622,3+5,0

массовое цветение 288,1+13,4 1094,7±7,1

плодообразование 382,1+16,2 840,6+5,4

начало вегетации 36,5+2,9 83,9+0,9

бутонизация 144,2+10,1 461,4+4,2

К Ш1апсит начало цветения 180,1+11,4 738,4+5,4

массовое цветение 300,2+15,2 1170,7+8,3

плодообразование 400,3+17,6 1040,7+8,1

начало вегетации 24,7+2,1 46,9+0,6

бутонизация 228,2+12,3 661,7+5,8

К сутозит начало цветения 288,1+13,9 1008,3+7,3

массовое цветение 312,1+14,8 1154,7+8,3

| плодообразование 492,1+18,7 1082,6+7,9

6.3. Влияние способов сушки и сроков хранения на содержание рутина

Нашими исследованиями выявлено изменение количества рутина в надземной массе К е.чси1епШт и Т7. гагапсит при разных способах сушки. В свежих растениях содержится наиболее высокое количество рутина (рис.7).

0 \--------—-—.--'

1 2 з

Р. езси1епЫт -е- Я ?а(ап'сиш

1 - контроль (свежие растения), 2 - воздушно-солнечная сушка, 3 - воздушно-теневая сушка

Рис. 7. Влияние способа сушки на содержание рутина в надземной массе двух видов Fagopyrum (* - различия достоверны при р < 0,05 по сравнению с контролем)

При воздушно-теневой сушке в проветриваемом помещении содержание рутина снижается у растений К ехсикпШт до 36 мг/г, у Р. 1аСапсит до 39 мг/г, а наибольшее его снижение отмечено при воздушно-солнечной сушке. В производственных условиях для сушки больших объемов лекарственного сырья используют напольные или туннельные сушилки активного вентилирования (Терехин, Вандышев, 2008).

ГЛАВА 7. ВЛИЯНИЕ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ НА СОДЕРЖАНИЕ РУТИНА В НАДЗЕМНОЙ МАССЕ РАСОРУШ/М ЕБС иЬЕИТиМ И РАвОРПШМ ТАТАЫСиМ В УСЛОВИЯХ ПРИМОРСКОГО КРАЯ

7.Р Влияние технологических приемов культивирования на содержание рутина в надземной массе Fagopyrum esculentum и Fagopyrum tataricum

Создание новых сортов F. esculentum с высоким содержанием рутина и разработка технологии их культивирования, обеспечивающей увеличение надземной массы и количества этого ценного флавоноида, даст возможность создать устойчивую сырьевую базу для производства отечественного экономически выгодного лекарственного сырья. Поэтому изучение разных технологических приемов, влияющих на накопление рутина, представляет практический интерес.

В наших исследованиях (1997-2000 гг.) посев F. esculentum проводился 30 мая, 15 и 30 июня, 15 и 30 июля. Максимальное количество рутина (37 мг/г) отмечено при посеве 15 июля, а при посеве 30 июля его содержание не превышало 34 мг/г (рис.8).

38 37 36

37*

15 июня 30 июня 15 июля

Срок посева

30 июля

Рис. 8. Влияние сроков посева на накопление рутина в надземной массе Р. е5си1епШп1 в фазу массового цветения (* - различия достоверны при р < 0,05 по .сравнению с вариантом 30 мая)

Высокая урожайность зеленой массы (2,2 кг/м2) и сухого вещества (300 г/м2) формируется при посеве 30 июня. Поэтому в условиях Приморского края посев Р. еьсиЫтит с целью использования в качестве сырья для получения рутина целесообразно проводить с 30 июня по 15 июля. У Р. езси1егиит отмечено, что наибольшее количество растений с преобладанием красной окраски формируется в широкорядных посевах с междурядьем 45 см при норме высева 1,0 и 1,5 млн. шт./га (рис.9).

100 90 -80 70 60 50 40 30 20 10 О

ЮС

100

100 100

10С

Окраска стебля В зеленая СИ красно-зеленая □ зелено-красная

1.5 2 2.5 3 рядовой (15 см)

1 1,5 2 2,5 3 широкорядный (45 см)

норма высева

Рис. 9. Соотношение окраски растений Р. ехсиЫыит (сорт Изумруд) при разных способах посева и норме высева семян

Выявлено, что красную окраску имеют растения только хорошо освещенной части посевов, а в загущенных посевах с междурядьями 15 см, нормой высева 2,0-3,0 млн. всхожих семян на гектар, растения были с зелено-красной и зеленой окраской, что сопровождалось снижением содержания рутина в надземной массе Р. е$си1егйит. Можно полагать, что одним из факторов, влияющим на образование флавоноидов (рутина), является свет. Все это свидетельствует о важном значении экологических факторов (освещенности, комплекса агрометеорологических условий при разных сроках посева) для накопления рутина в тканях растений.

Минеральные удобрения оказывают существенное влияние на содержание рутина в надземной массе у Р. еяси1еп1ит и Р. IШапсит (рис.10).

С увеличением доз азотных удобрений на фоне РбоКбо снижается содержание рутина. Максимальное содержание рутина у К ЮШпсит (45 мг/г) и Р. еэсиЫпШт (39 мг/г) отмечается в растениях на фоне ИзоРбоКбО, минимальное - при Ы90РбоК<о (34 и 33 мг/г соответственно). В зеленой массе гречихи минеральное питание в дозе Ы30 на фоне Р6оК6о положительно сказывается на концентрации рутина в течение всего периода вегетации.

В фазе цветения, когда особенно усиливается полифенольный обмен под влиянием минерального питания, в надземной массе Р. еэсиЫгИит и Р. Iагапсит заметно возрастает содержание рутина. Увеличение доз азотных удобрений на' фоне фосфорных и калийных повышает продуктивность зеленой массы и

сухого вещества. Между содержанием рутина в надземной массе и азотом, внесенным в повышенных дозах N60 и N90 с минеральными удобрениями, установлена отрицательная корреляционная связь (г=-0,63).

50 45 40

35 -1 30

5 25 йГ 20

15 10 5 О

Контроль N30P60K60 N60P60K60 N90P60K60

□ F. esculeritum 0 F. tataricum

Рис. 10. Дозы минеральных удобрений и содержание рутина в надземной массе F esculentum и F. tataricum (* - различия достоверны при р < 0,05 по сравнению с контролем)

Это указывает на снижение биосинтеза рутина под действием повышенных доз азота. Вероятно, это обусловлено уменьшением потока фенилаланина из ишкиматного пути в направлении флавоноидов из-за повышенного использования его в биосинтезе белков (Маргна и др., 1978, 1980).

Влияние микроэлементов (бор, медь, марганец, кобальт) на содержание рутина в надземной массе F. esculentum и F tataricum показало, что наибольшее его количество (40 мг/г) отмечено у F. esculentum при обработке растений 0,05 %-ным раствором кобальта, у F. tataricum (43 мг/г) при обработке 0,05 %- ным раствором марганца (рис. 11).

44 43 42 41 J 40 X 39

Í 38 37 36 35 -

34 -1-------1—- 1 1

Контроль Медь Кобальт Бор Марганец

—F. esculentum и F tataricum

Рис. 11. Влияние микроэлементов на накопление рутина в надземной массе F. esculentum и F. tataricum (* - различия достоверны при р<0,05 по сравнению с контролем)

Внекорневые подкормки кобальтом и бором обеспечивают более интенсивный рост и увеличение биомассы и сухого вещества у F. esculentum, а у F. tataricum медью и марганцем.

Применение кобальта увеличивает активность полифенолоксидазы и пероксидазы, катализирующих образование и окисление хлорогеновой кислоты, которая используется в биосинтезе флавоноидов (Гриневич и др., 1973; Саблина, 1983).

7.2. Влияние биологически активных веществ на морфологические признаки и содержание рутина у Fagopyrum esculentum

Применение природных, экологически чистых биопрепаратов в сельском хозяйстве позволяет не только повысить продуктивность, защитить растения от болезней, но и получить экологически чистую, безопасную продукцию (Анисимов и др., 2005, 2007). Сведения о действии этанольных экстрактов морских водорослей и отдельных метаболитов водорослей на рост растений F. esculentum отсутствуют.

Исследования влияния биологически активных веществ (БАВ) из морских грибов и водорослей на продуктивность, морфологические признаки и содержание рутина у Fagopyrum esculentum проводились в 2005-2012 гг. За этот период было изучено 20 БАВ, полученных в Тихоокеанском институте биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН.

Установлена сортовая специфичность F. esculentum по отношению к биологически активным веществам. Максимальное содержание рутина в проростках F. esculentum (сорт Изумруд) - 2,03 % по сравнению с контролем (1,44 %) было при действии виресценозида А из морского гриба Acremonium striatisporum КММ 4401 в концентрации 10~15 М. Наибольшее содержание рутина в надземной массе F. esculentum (сорт Изумруд) в фазе созревания (1,28 %, в контроле 1,20 %) было отмечено при опрыскивании растений суммой гликозидов из морского гриба Acremonium striatisporum КММ 4401 в концентрации 10~! М. При обработке семян и опрыскивании всходов этанольным экстрактом из Costaría costata (сем. Laminariaceaé) содержание рутина в надземной массе F. esculentum по сравнению с контролем увеличилось на 0,2 % и 0,3 % соответственно.

7.3. Культивирование Fagopyrum esculentum для получения надземной массы с повышенным содержанием рутина на юге Дальнего Востока

Технология культивирования должна способствовать максимальной реализации потенциала культуры, повышать качество продукции, путем создания благоприятных условий для роста и развития растений. В работе представлена технология культивирования F. esculentum с включением элементов и приемов технологии (срок посева, норма высева, минеральные удобрения, микроэлементы, биологически активные вещества) с целью

получения сырья с высоким содержанием рутина в надземной массе. Полученные результаты исследований могут найти практическое применение при культивировании F. esculentum для получения рутина на юге Дальнего Востока

ГЛАВА 8. АСПЕКТЫ МНОГОПЛАНОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ FAGOPYRUM ESCULENTUM

8.1 Медоносные ресурсы Fagopyrum esculentum на Дальнем Востоке России

Среди возделываемых сельскохозяйственных культур F. esculentum является одним из важных медоносов. Сбор гречишного меда на Дальнем Востоке России с учетом площадей может составлять до 1248,9 тонн и более. За годы изучения высокая нектаропродуктивность выявлена у сорта Изумруд (содержание сахара в нектаре 100 цветков составила - 8,6 мг). На выделение нектара растений F. esculentum влияют сортовые особенности (окраска цветков) и предшественники в севообороте. Наибольшее количество сахара отмечено в цветках F. esculentum, посеянной после клевера лугового (Trifoliumpratense L.).

8.2. Возможные способы получения рутина в фармацевтической промышленности

Растения рода Fagopyrum широко распространены, имеют достаточные сырьевые ресурсы, и, несмотря на проведенные ранее химико-фармакологические исследования, они не внедрены в официальную медицинскую практику (Анисимова, 2011). Приводятся сведения о возможных способах получения рутина в фармацевтической промышленности.

В работе представлены результаты исследований двух способов получения рутина из надземной массы F. esculentum (экстракция сырья 60 %-ным этиловым спиртом и водой). В результате экспериментов установлено, что максимальное извлечение рутина достигается экстракцией сырья 60 %-ным этанолом.

8.3. Перспективы использования отходов производства Fagopyrum esculentum

В процессе переработки зерна F. esculentum в крупу образуются отходы в виде плодовых оболочек (шелуха), которые в настоящее время сжигаются в котельных крупоперерабатывающих предприятий, что позволяет без использования покупного топлива практически полностью обеспечить технологическую потребность производства паром. Выход золы в среднем составляет около 2 %. Как показали результаты наших исследований, в золе содержится около 20 макро- и микроэлементов (калий, натрий, медь, серебро, кальций, магний, цинк, алюминий, марганец, железо, никель, хром, фосфор),

необходимых для жизнедеятельности растений (Земнухова и др., 2004; 2ашшкЬоуа й а1., 2004).

Исследованиями установлено, что использование золы из плодовых оболочек К СБайеЫит в качестве микроудобрений в количестве 10 кг/ц при предпосевной обработке семян увеличивает урожайность зерна гречихи в среднем на 20 % по сравнению с контролем. Зола из плодовых оболочек К езси1епШт может найти практическое применение в качестве удобрения, и её можно использовать при производстве новых видов калийных или комплексных удобрений.

В последние годы в качестве пивоваренного сырья стали рассматривать гречиху, как в соложеном, так и в несоложеном виде. Перспективы ее использования связаны с уникальным химическим составом зерна, высокой биологической ценностью белков, почти полным отсутствием глютеновой фракции белка, высоким содержанием рутина. Все это позволяет создать на её основе продукты питания специального назначения, в том числе напитки.

Нами исследовано изменение амилолитической активности зерна в процессе солодоращения у сортов К етси/еи/юи (Изумруд, При 345) при разной влажности зерна. Установлено, что высокая амилолитическая активность при 15°С отмечена в зерне сортов Изумруд и При 345 через 3 суток проращивания при периодическом орошении зерна с влажностью на уровне 56-59 %. Визуально о степени проращивания зерна гречихи можно судить по длине ростков. При максимальном уровне амилолитической активности (3-суток проращивания) размер ростка был соизмерим с размером зерна. Этот визуальный критерий можно использовать для определения момента завершения процесса солодоращения гречихи (Троценко и др., 2010; 2012). Также в процессе изучения пригодности К езси1епШт к солодоращению установлено, что в весенне-летний период способность к прорастанию выше, чем в осенне-зимний.

ГЛАВА 9. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА РУТИНА ИЗ ЗЕЛЕНОЙ МАССЫ И СОЛОМЫ РАСОРУШМ ЕЭС иЬЕЫТиМ МОЕМСН

Одним из основных социально-экономических вопросов, решаемых на государственном уровне, является проблема обеспечения страны продуктами отечественного лекарственного производства, так как из всего объема поступающих лекарственных препаратов, более 90 % занимают препараты иностранного производства (Шишкова, 2007).

Результаты наших исследований надземной массы К езси1епШт являются предпосылкой к использованию данного вида не только как пищевой культуры, но и как источника рутина - главной составляющей флавоноидной субстанции поливитаминных и других лекарственных средств. Результаты выполненных расчетов по экономической эффективности производства рутина из надземной массы езси1епЫт представлены в табл. 6. В производстве лекарственной растительной продукции основными показателями

экономической эффективности являются производительность труда, себестоимость и рентабельность производства.

Таблица 6. Экономическая эффективность производства рутина из зеленой массы /\ езсикЫит

Показатель Числовое значение

Урожайность зеленой массы, ц/га 208,0

Урожайность сухой массы, ц/га 28,8

Содержание рутина, мг/г 35,9

Производственные затраты по выращиванию зеленой массы гречихи, руб.

на 1 га 16250,12

на 1 тонну зеленой массы 781,26

на 1 кг сухой массы 5,64

Производственные затраты по сушке зеленой массы гречихи (с использованием туннельных сушилок), руб.

на 1 тонну зеленой массы 2845,51

на 1 кг сухой массы 20,55

Дополнительные затраты по затариванию в мешки и складированию высушенной массы (на 1 кг сухой массы) 3,42

Итого затрат по выращиванию и сушке зеленой массы гречихи (на 1 кг высушенной массы), руб. 29,61

Расчет себестоимости производства 1 кг рутина

Годовой объем высушенной зеленой массы гречихи, тонн 224,31

Годовое производство рутина (использование линии в 2 смены), га- 5642,74

Затраты на годовой объем производства рутина, руб.

Выращивание и сушка зеленой массы гречихи 6641759,88

Расходные материалы (спирт этиловый - 70 %, дихлорэтан) 2305297,68

Электроэнергия 918870,70

Заработная плата с начислениями 1300000,00

Амортизация (нормативный срок - 10 лет) 450000,00

Прочие затраты (5 % от суммы прямых затрат) 558296,41

Итого затрат 12174224,67

Себестоимость 1 кг рутина (технология обеспечивает 70 % извлечение рутина), руб. 2157,50

Рыночная иена субстанции ругина при поставках в Россию из Китая (в качестве сырья используется софора японская с высоким содержанием ругина), руб. 2600

Уровень рентабельности производства рутина, % 20,51

Себестоимость 1 кг ругина (при содержании рутина 42 мг/г в сухой массе -для красностебельной формы с красными цветками и 70 % извлечении ругина) 1844,15

Уровень рентабельности производства рутина (для красностебельной формы гречихи), % 40,99

Расчеты показали, что суммарные производственные затраты по выращиванию и сушке зеленой массы Р. еэси/еШит составляют 29,61 рублей (на 1 кг высушенной массы). Себестоимость производства 1 кг рутина (с извлечением 70 % рутина) составила 2157,50 рублей. В настоящее время

средняя рыночная цена фармацевтической субстанции «Рутин» при поставках в Россию из Китая - 2600 рублей. В структуре затрат при производстве рутина наибольший удельный вес приходится на выращивание и сушку зеленой массы

- 54,56 % и расходные материалы - 18,94 %.

Уровень рентабельности производства рутина составил 20,51 %. Сроки окупаемости затрат не превышают 4 года. Полученные результаты свидетельствуют о возможности использовать для получения рутина в качестве сырья зеленую массу F. esculentum.

При использовании в качестве сырья красностебельной, красноцветковой формы F. esculentum, имеющей более высокое содержание рутина в надземной массе (42 мг/г), себестоимость 1 кг рутина снижается до 1844,15 рублей, а уровень рентабельности повышается до 40,99 %. При выращивании F. esculentum на зерно в поле остаются отходы в виде соломы (содержание рутина

- 12 мг/г), которая может стать дополнительным источником сырья в производстве рутина. Расчеты показывают, что производственные затраты в расчете на 1 тонну составляют 846,41 рублей. Себестоимость 1 кг рутина получаемого из соломы составляет 2725,08 рублей, что выше рыночной стоимости рутина на 125,08 рублей (за 1 кг), уровень рентабельности при этой цене отрицательный (-4,59 %).

Расчет экономической эффективности показал, что применение предпосевной обработки семян золой из плодовых оболочек F. esculentum имеет высокую экономическую эффективность в сравнении с контролем (без обработки), увеличивая прибыль до 1731,57 руб./га.

Таким образом, полученные в работе результаты исследований и экономическая эффективность производства рутина из зеленой массы F. esculentum позволяют рекомендовать гречиху, выращиваемую на российском Дальнем Востоке в качестве перспективного промышленного источника Р-витаминного сырья.

ВЫВОДЫ

1. Содержание рутина в надземной массе Fagopyrum esculentum зависит от эколого-географических условий; растения в фазу плодообразования накапливают максимальное количество рутина в надземной массе при гидротермическом коэффициенте 1,5-2,0 (22,2-27,6 мг/г), низкотемпературный стресс в третьей декаде сентября увеличивает содержание рутина в красностебельных растениях F. esculentum.

2. Исследованные виды Aconogonon weyrichii, Reynoutria sachalinense, Fallopia convolvulus, Fagopyrum tataricum, F. cymosum и F. esculentum содержат наибольшее количество рутина в цветках (8,5-63 мг/г) и листьях (7,4-48 мг/г), минимальное - в стеблях (2,2-14 мг/г); перспективными источниками рутина являются F. esculentum (сорт Изумруд из России - 38,1 мг/г), F. tataricum (образец к-62 из Канады - 44,5 и образец к-17 из Китая - 42,3 мг/г).

3. Способы сушки влияют на содержание рутина в надземной массе F. tataricum и F. esculentum. В свежих растениях содержится наибольшее количество рутина (F. tataricum - 46 мг/г, F. esculentum - 41 мг/г); при воздушно-теневой сушке содержание рутина снижается у растений F. esculentum до 39 мг/г, у F. tataricum - 36 мг/г.

4. Модель нового сорта F. esculentum с повышенным содержанием рутина, адаптирована к экологическим условиям Дальнего Востока.

5. Сроки посева F. esculentum влияют на содержание рутина в надземной массе; максимальное количество рутина (37 мг/г) отмечено при посеве F. esculentum 15 июля.

6. Исследования показали, что растения F. esculentum (с высоким содержанием рутина) имеют красную окраску в посевах с хорошей освещенностью (с междурядьями 45 см), а в загущенных посевах (с междурядьями 15 см) при меньшей освещенности, растения имеют зелено-красную и зеленую окраску, что свидетельствует о снижении содержания рутина и указывает на значимость экологических факторов для накопления флавоноидов в тканях растений.

7. В надземной массе F. esculentum и F. tataricum наибольшее количество рутина выявлено при норме высева 1,5 млн. всхожих семян/га на фоне минеральных удобрений N30P6oK.6o; между содержанием рутина и повышенной дозой азота (N90), установлена отрицательная корреляционная связь (г =-0,63).

8. Применение микроэлементов (Си, В, Со) повышает содержание рутина в надземной массе F. esculentum и F. tataricum; максимальное содержание рутина в надземной массе у F. esculentum отмечено при опрыскивании растений 0,05 % -ным раствором кобальта.

9. Сорт Изумруд имеет высокое содержание рутина в проростках (2,04 %) и надземной массе (1,28 %) в фазу созревания при действии виресценозида А и суммы гликозидов из морского гриба Acremonium striatisporum КММ 4401 в концентрации 10"15М.

10. На выделение нектара растениями F. esculentum влияют сортовые особенности; у сорта Изумруд посеянного после Trifolium pratense, отмечена наибольшая нектаропродуктивность.

11. При исследовании содержания рутина в плодовых оболочках отмечены сортовые различия. Наибольшее содержание рутина в плодовой оболочке (2 мг/г) и выход его с гектара (35,7 кг) выявлен у сорта Приморочка.

12. Предпосевная обработка семян золой из плодовых оболочек F. esculentum обеспечивает повышенную продуктивность зерна (до 20 %) по сравнению с контролем и может найти практическое применение в качестве микроудобрений.

13. Расчеты экономической эффективности производства рутина из зеленой массы F. esculentum показали, что использование в качестве сырья для получения рутина новой перспективной красностебельной, красноцветковой формы F. esculentum обеспечивает снижение себестоимости 1 кг рутина с 2157,50 до 1844,15 рублей, при уровне рентабельности 40,99 %.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для формирования условий, способствующих повышению содержания рутина в надземной массе F. esculentum, предлагается использовать разработанную технологию культивирования для Дальнего Востока.

2. В селекции F. esculentum на адаптивность к экологическим факторам среды, высокое содержание рутина целесообразно применять диагностические признаки по окраске растений (стеблей и цветков), отдавая предпочтение новым красностебельным, красноцветковым формам с повышенным содержанием данного флавоноида.

3. Сорт Изумруд, широко культивируемый на юге Дальнего Востока России, предлагается в качестве перспективного источника сырья для получения рутина.

4. Для увеличения продуктивности зерна (до 20 %) рекомендуется применять предпосевную обработку семян золой из плодовых оболочек F. esculentum.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, входящих в Перечень российских рецензируемых журналов, в которых должны быть опубликованы

основные научные результаты диссертаций на соискание учёной

степени доктора и кандидата наук, рекомендованный ВАК РФ

1. Моисеенко Л.М., Барсукова E.H., Клыков А.Г., Педоченко В.Ф. Перспективы селекции гречихи на Дальнем Востоке // Вестник Россельхозакадемии. 2001. № 4. С. 23-26.

2. Клыков А.Г., Моисеенко JI.M., Горовой П.Г. Сезонная динамика содержания рутина и продуктивность надземной фитомассы у трёх видов Fagopyrum Mill., выращиваемых в Приморском крае // Растительные ресурсы.

2003. Вып. 3. С. 77-82.

3. Земнухова Л.А., Томшич C.B., Шкорина Е.Д., Клыков А.Г. Полисахариды из отходов производства гречихи // Журнал прикладной химии.

2004. Т. 77. Вып. 7. С. 1192-1196.

4. Моисеенко АА., Моисеенко Л.М., Клыков А.Г. Совершенствование технологии выращивания гречихи в Приморском крае // Аграрная наука. 2004. № 12.С. 15-16.

5. Моисеенко A.A., Моисеенко Л.М., Клыков А.Г., Тимошинов Р.В. Роль отдельных приемов выращивания гречихи в формировании ее урожая в Приморском крае //Вестник Россельхозакадемии. 2007. № 1. С. 44-46.

6. Моиоеенко JI.M., Клыков А.Г., Педоченко В.Ф., Тимошинов Р.В. Селекция гречихи в Приморском НИИСХ // Достижения науки и техники АПК. 2008. № 6. С.10-12.

7. Моисеенко A.A., Клыков А.Г., Тимошинов P.B. Особенности получения кондиционных семян гречихи сорта Изумруд с учетом изменения метеорологических факторов в Приморье // Сиб. вестн. с.-х. науки. 2008. № 12. С. 19-25.

8. Моисеенко Л.М., Клыков А.Г., Педоченко В.Ф., Тимошинов Р.В, Анисимов М.М., Чайкина E.H. Особенности использования биологически активных веществ и регуляторов роста растений на гречихе // Вестник Россельхозакадемии. 2009. № 3. С. 53-55.

9. Клыков А.Г. Биологическая и селекционная ценность исходного материала гречихи с высоким содержанием рутина // С.-х. биология. Сер. Биология растений. 2010. № 3. С.49-53.

10. Троценко A.C., Танашкина Т.В., Корчагин В.П., Клыков А.Г. Проблемы и перспективы использования гречихи в пищевой биотехнологии // Вестник ТГЭУ. 2010. № 2. С. 104-116.

11. Моисеенко Л.М., Клыков А.Г., Педоченко В.Ф. Выделение сортов-доноров гречихи для селекциошюй работы // Сиб. вестн. с.-х. науки. 2010. № 9. С. 17-21.

12. Клыков А.Г. Влияние биопрепаратов на содержание рутина и морфологические признаки гречихи // Сиб. вестн. с.-х. науки. 2010. № 11. С. 1216.

13. Анисимов М.М., Чайкина Е.Л., Герасименко Н.И., Клыков А.Г. Влияние этанольных метаболитов бурой водоросли Costaria costata на рост проростков гречихи // Доклады Россельхозакадемии. 2010. № 6. С. 13-15.

14. Чайкина Е.Л., Герасименко Н.И., Клыков А.Г., Анисимов М.М. Влияние экстрактивных веществ бурой водоросли Laminaria cichorioides на рост проростков и продуктивность растений гречихи // Агрохимия. 2011. № 3. С. 5155.

15. Клыков А.Г. Элементы технологии возделывания гречихи в условиях Приморского края // Земледелие. 2011. № 3. С. 32-34.

16. Клыков А.Г. Изучение внутрисортовой изменчивости и возможности её использования в отборе биотипов гречихи с определенными качественными показателями // Доклады Россельхозакадемии. 2011. № 2. С. 12-14.

17. Клыков А.Г., Тимошинов Р.В., Моисеенко Л.М. Эффективность применения в селекции гречихи отбора растений по морфологическим и биохимическим признакам // Вестник Россельхозакадемии. 2011. № 5. С. 49-50.

18. Троценко A.C., Танашкина Т.В., Корчагин В.П., Медведева A.A., Клыков А.Г. Особенности технологии свежепроросшего гречишного солода // Хранение и переработка сельхозсырья. 2012. № 4. С. 10-13.

19. Кузнецова A.B., Клыков А.Г. Эффективность химических и биологических препаратов в борьбе с гречишным долгоносиком II Сиб. вестн. с.-х. науки. 2012. № 3. С. 25-29.

20. Кузнецова A.B., Клыков А.Г., Тимошинов Р.В., Моисеенко Л.М. Вредоносность гречишного долгоносика (Rhinoncus sibiricus Faust) в Приморском крае //Доклады Россельхозакадемии. 2012. № 5. С. 35-38.

21. Троценко A.C., Танашкина Т.В., Корчагин В.П., Приходько Ю.В., Клыков А.Г. Влияние режимов сушки на амилолитическую активность гречишного солода // Хранение и переработка сельхозсырья. 2012. № 5. С. 34-37.

22. Клыков А.Г., Моисеенко Л.М., Коршенко Л.О., Каленик Т.К., Педоченко В.Ф., Чижикова О.Г. Хозяйственная и биохимическая характеристика зерна гречихи, произрастающей в Приморском крае // Вестник ТГЭУ. 2012. №3. С. 111-117.

23. Клыков А.Г., Моисеенко Л.М. Влияние климатических факторов на содержание рутина в надземной массе Fagopyrum esculentum Moench // Научное обозрение. 2012. № 6. С. 67-70.

Патенты на изобретение

24. Клыков А.Г., Моисеенко Л.М. Способ отбора растений гречихи на устойчивость к полеганию: пат. 2201075 РФ: МПК7 А 01 Н 1/04; заявитель и патентообладатель Приморский НИИСХ. - 2000131746/13; заявл. 18.12.2000; опубл. 27.03 .2003. Бюл..№ 9.

25. Клыков А.Г., Моисеенко Л.М. Способ отбора растений гречихи с высоким содержанием рутина в надземной массе: пат. 2255466 РФ: МПК А 01 Н 1/04.-2003108308/12; заявл. 25.03.2003; опубл. 10.07.2005. Бюл. № 19.

Монография, учебное пособие, методические указания

26. Моисеенко A.A., Моисеенко Л.М., Клыков А.Г., Барсукова E.H. Гречиха на Дальнем Востоке: монография / Россельхозакадемия, ДВНЦ, Примор. НИИСХ. - М.: Росинформагротех. 2010. 272 с.

27. Рыженко В.Х., Клыков А.Г. Полевые и кормовые культуры Приморского края: учеб. пособие / ФГОУ ВПО ПГСХА. Уссурийск, 2009. 382 с.

28. Клыков А.Г., Рыженко В.Х. Методические указания к учебной практике по селекции и семеноводству / Примор. ГСХА. Уссурийск, 2005. 27 с.

29. Илюшко М.В., Клыков А.Г. Методические указания к практическим занятиям и самостоятельной работе по дисциплине «Селекция и семеноводство полевых культур» для студентов очной и заочной формы обучения по специальности 110201 «Агрономия» / Примор. ГСХА. Уссурийск. 2009. 91 с.

30. Клыков А.Г., Илюшко ÍM.B. Методические указания по прохождению учебной практики по дисциплине «Селекция и семеноводство полевых культур» для направления подготовки 110400.62 «Агрономия» / Примор. ГСХА. Уссурийск. 2012. 28 с.

Статьи в зарубежных журналах

31. Anisimov М.М., Chaikina E.L., Afíyatullov Sh.Sh., Klykov A.G. Influence alkaloids from the marine-derived strain of the fungus Aspergillus fumigatus Fresen, on the growth of seedling roots of buckwheat (Fagopyrum

esculentum Moench) // International Journal of Research and Review in Applied Science.-2012.-Vol. 13, N 1. - P. 326-329.

32. Anisimov M. M„ Chaikina E. L., Afiyatullov Sh. Sh., Zhuravleva О. I., Klykov A.G., Kraskovskaja N. A., Aminin D.L. Decumbenones A-C from marine fungus Aspergillus sulphureus as stimulators of the initial stages of development of agricultural plants // Agricultural Sciences. - 2012. - Vol. 3, N 8. - P. 1019-1022.

Статьи в сборниках и других изданиях

33. Моисеенко Л.М., Педоченко В.Ф., Угнивенко З.И., Клыков А.Г. Новый сорт гречихи Изумруд в производстве: информ. листок / ПримЦНТИ. Владивосток. 1999. №21.3 с.

34. Клыков А.Г., Моисеенко Л.М. Перспективы использования гречихи в качестве источника рутина // Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур - основа подъема сельского хозяйства Дальневосточного региона: сб. науч. тр. / Россельхозакадемия, ДВ НМЦ, ПримНИИСХ. Новосибирск. 2000. С. 60-64.

35. Моисеенко Л.М., Клыков А.Г. Расширение генетического потенциала различных признаков гречихи // Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур - основа подъема сельского хозяйства Дальневосточного региона: сб. науч. тр. / Россельхозакадемия, ДВ НМЦ, ПримНИИСХ. Новосибирск. 2000. С, 30-35.

36. Моисеенко Л.М., Барсукова E.H., Клыков А.Г., Педоченко В.Ф. Селекционная работа по гречихе на Российском Дальнем Востоке // Сб. науч. тр. международной конференции, посвященной 30-летию НИИ крупяных культур. Каменец Подольский. 2002. С. 41-44.

37. Барсукова E.H., Клыков А.Г. Сомаклоны гречихи в качестве источника Р-витаминного сырья // Актуальные вопросы производства и переработки сельскохозяйственного сырья в Дальневосточном регионе: сб. науч. тр. / РАСХН, ДВ НМЦ, ВНИИ сои. Благовещенск. 2002. С. 89-93.

38. Клыков А.Г., Моисеенко Л.М., Педоченко В.Ф. Использование гречихи в приготовлении продуктов питания // Актуальные вопросы производства и переработки сельскохозяйственного сырья в Дальневосточном регионе: сб. науч. тр. / РАСХН, ДВ НМЦ, ВНИИ сои. Благовещенск. 2002. С. 97102.

39. Горовой П.Г., Клыков А.Г., Моисеенко Л.М. Использование гречихи в качестве источника сырья для получения рутина // Актуальные вопросы производства и переработки сельскохозяйственного сырья в Дальневосточном регионе: сб. науч. тр. / РАСХН, ДВ НМЦ, ВНИИ сои. Благовещенск. 2002. С. 102-110.

40. Моисеенко A.A., Моисеенко Л.М., Клыков А.Г., Негода Л.А. Особенности формирования урожая зерна гречихи сорта Изумруд // Пути повышения эффективности научных исследований на Дальнем Востоке: сб. науч. тр. / Россельхозакадемия, ДВ НМЦ, ПримНИИСХ. Новосибирск. 2003. Т. 1.С. 76-80.

41. Клыков А.Г., Моисеенко JIM. О возможности использования гречихи в качестве источника сырья для получения рутина // Аграрная наука -сельскохозяйственному производству Дальнего Востока: сб. науч. тр. / Россельхозакадемия, ДВ НМЦ, ПримНИИСХ. Владивосток. 2005. С. 184-186.

42. Клыков А.Г., Моисеенко JI.M. О возможностях комплексного использования гречихи // Проблемы развития и научного обеспечения АПК северных территорий Дальнего Востока: (к 70-летию аграрной науки на Камчатке) / Россельхозакадемия, ДВ НМЦ, Камчат. НИИСХ. Новосибирск. 2005. С. 215-218.

43. Моисеенко JI.M., Клыков А.Г., Педоченко В.Ф., Тимошинов Р.В. Результаты селекционной работы с гречихой в Приморском НИИСХ // Пути повышения ресурсного потенциала сельскохозяйственного производства Дальнего Востока: к 100-летию аграрной науки на Дальнем Востоке: сб. науч. тр. / Россельхозакадемия, ДВНЦ, ПримНИИСХ. Владивосток: Дальнаука. 2007. С. 156-164.

44. Моисеенко A.A., Моисеенко JI.M., Клыков А.Г., Тимошинов Р.В. Роль отдельных приемов выращивания гречихи в формировании ее урожая в Приморском крае // Гл. агроном. 2008. № 5. С. 25-28.

45. Клыков А.Г. Актуальные проблемы и пути повышения урожайности гречихи // Инновационные процессы в АПК: сб. статей I междунар. науч.-практич. конф. преподавателей, молодых ученых и аспирантов аграрных вузов РФ. М.: РУДН. 2009. С. 36-39.

46. Клыков А.Г. Влияние биологически активных веществ и регуляторов роста на биохимический состав зерна и зеленой массы гречихи II Биологические и агротехнические исследования — сельскохозяйственному производству Дальнего Востока: сб. науч. тр. / Россельхозакадемия, ДВ НМЦ, ВНИИ сои. Благовещенск. 2009. С. 60-65.

47. Клыков А.Г. Использование новых форм гречихи в селекции // Актуальные направления исследований ученых в Дальневосточном регионе: сб. науч. тр. / Россельхозакадемия, ДВ РНЦ, ДальНИИСХ. Хабаровск. 2009. С. 128133.

48. Тимошинов Р.В., Клыков А.Г. Особенности оригинального семеноводства гречихи в зависимости от условий возделывания // Актуальные направления исследований ученых в Дальневосточном регионе: сб. науч. тр. / Россельхозакадемия, ДВ РНЦ, ДальНИИСХ. Хабаровск. 2009. С. 133-138.

49. Моисеенко JI.M., Педоченко В.Ф., Клыков А.Г. Новые сорта гречихи селекции Приморского НИИСХ // Инновационная деятельность аграрной науки в Дальневосточном регионе: сб. науч. тр. / Россельхозакадемия, ДВ РНЦ ПримНИИСХ. Владивосток: Дальнаука. 2011. С. 114-117.

Работы, опубликованные в материалах международных, всероссийских и региональных конференций

50. Клыков А.Г. К вопросу о содержании рутина в зеленой массе различных видов гречихи // Генофонд растений Дальнего Востока России:

материалы конф., посвящ. 70-летию Дальневост. оп. ст. ВИР. Владивосток. 1999. С. 43-44.

51. Моисеенко Л.М., Клыков А.Г. Использование коллекции гречихи в селекции // Генофонд растений Дальнего Востока России: материалы конф., посвящ. 70-летию Дальневост. оп. ст. ВИР. Владивосток. 1999. С. 37-40.

52. Klykov A.G., Gavrilenko I.G., Gorovoy P.G. The contents and location of rutin in some species of Fagopyrum (Polygonaceae) // XVI Int. Bot. cong., USA. Saint Loins. 1999. P. 642.

53. Moiseyenko L.M., Barsukova E.N., Klykov A.G., Pedochenko V.F. Selection work on buckwheat in the Far East region of Russia // Advances in buckwheat research: proceedings of the VIII International Symposium on Buckwheat. Chunchou. Korea. 2001.P.418-421.

54. Клыков А.Г., Моисеенко Л.М., Тимошинов P.B. Особенности технологии возделывания гречихи сорта Изумруд в Приморском крае // Материалы науч.-практич. конф. молодых ученых / Примор. ГСХА. Уссурийск. 2003. Вып. 3. С. 102-107.

55. Моисеенко Л.М., Клыков А.Г. Особенности селекционной работы с гречихой в совремешплх условиях Дальнего Востока // Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур: сб. материалов VII Всерос. науч.-практич. конф. Пенза. 2003. С. 87-89.

56. Клыков А.Г., Моисеенко Л.М., Тимошинов Р.В. Проблемы возделывания гречихи в условиях Приморского края // Научное и технологическое обеспечение АПК Приморского края на современном этапе: материалы науч. конф., посвящ. 45-летию ПГСХА. Уссурийск. 2004. С. 117-119.

57. Земнухова Л.А., Шкорина Е.Д., Федорищева Г.А., Томшич С.В., Клыков А.Г. Отходы переработки гречихи, как сырье для химической промышленности // VIII Дальневосточная молодежная школа-конференция по актуальным проблемам химии и биологии: тез. докл. / МЭС ТИБОХ ДВО РАН. Владивосток. 2004. С. 20.

58. Moiseyenko L.M., Moiseyenko А.А., Klykov A.G. Buckwheat selection work for large grain // Advance in Buckwheat Research: proceed, of the 9th Internat. Symp. on Buckwheat. Suchdol. Prague. 2004. P. 291-294.

59. Zemnukhova, L.A., Shkorina E.D., Fedoritheva G.A., Tomshich S.V., Klykov A.G. Buckwheat brocess-ing waste as a raw material for chemical inductry // Advance in Buckwheat Research: proceed, of the 9th Internat. Symp.on Buckwheat. Suchdol. Prague. 2004. P.646-649.

60. Moiseyenko L.M., Moiseyenko A.A., Klykov A.G., Timoshinov R.V. The peculiarities of buckwheat growing technology in Primorsky krai // International Symposinm on Buckwheat and the Dietary Culture. Xichang. China. 2005. P. 21-25.

61. Тимошинов P.B., Клыков А.Г. Влияние существующей схемы семеноводства на оригинальные качества семян гречихи в Приморском крае // Молодые учёные - агропромышленному комплексу Дальнего Востока: материалы межвуз. науч.-практич. конф. аспирантов, молодых учёных и специалистов, 31 окт.-1 ноября 2005г. / МСХ РФ, ПГСХА. Уссурийск. 2006. Вып. 7. С. 59-62.

62. Клыков А.Г. Перспективы использования отходов получаемых при производстве гречихи // 1нновацШш напрямки нуково! /пяльносп молодих вчених в галуз! рослинництва: зб1рник тез. III-oi М1жнародно1 науковой конференцн молодых вчених / 1нститут росслиництва iM В.Я. Юр'эва. Харюв. 2006. С. 46-47.

63. Moiseyenko L.M., Klykov A.G., Barsukova E.N., Pedochenko V.F., Timoshinov R.V. Some results of selection work with buckwheat in Primorsky krai // Advance in Buckwheat Research: proc. of the 10th Internat. Symp. on Buckwheat, Yangling, Shaanxi, Peoples Republic of China. 2007. P. 123-126.

64. Анисимов M.M., Логачев B.B., Демина E.A., Ващенко А.П., Дега Л.А., Клыков А.Г., Моисеенко Л.М. Действие биопрепаратов ДВ-47-4 на проростки сельскохозяйственных культур // Международные научные чтения «Приморские зори-2007». Экология, защита в чрезвычайных ситуациях, охрана, безопасность и медицина труда, гигиена питания, образование. Владивосток: Изд-во ТАНЭБ. 2007. Вып. 1. С. 164-167.

65. Тимошинов Р.В., Моисеенко Л.М., Клыков А.Г. Гречишный долгоносик - опасный вредитель гречихи в Приморском крае // Молодые ученые - агропромышленному комплексу Дальнего Востока: материалы межвуз. науч.-практич. конф. аспирантов, молодых ученых и специалистов, 3031 окт. 2007г. / МСХ РФ, Междунар. организ. «Агрообразование», ПГСХА. Уссурийск. 2008. Вып. 8. С. 74-78:

66. Клыков А.Г. Качество зерна сортов гречихи селекции ПримНИИСХ и пуги его улучшения // Пищевые биотехнологии: проблемы и перспективы в XXI веке: сб. материалов III Междунар! симп. Владивосток: Изд-во ТГЭУ. 2008. С. 246-248.

67. Троценко A.C., Корчагин В.П., Танашкина ТВ., Клыков А.Г. Использование гречихи для производства напитков брожения // Актуальные проблемы живых систем: сб. материалов III Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых, 8-10 окт. 2009г. Владивосток: Изд-во ТГЭУ. 2009. С. 49-52.

68. Тимошинов.Р.В., Клыков А.Г., Никишин В.М. Сорт гречихи Изумруд и особенности его семеноводства // Молодые ученые - агропромышленному комплексу Дальнего Востока : материалы межвуз. науч.-практич. конф. аспирантов, молодых ученых и специалистов, 30-31 окт. 2008г. / МСХ РФ, Междунар. организ. «Агрообразование», ПГСХА. Уссурийск. 2009. Вып. 9. С. 58-61.

69. Троценко A.C., Корчагин В.П., Танашкина ТВ., Клыков А.Г., Приходько Ю.В. Зерно гречихи как перспективное сырье для напитков брожения // Низко температурные и пищевые технологии в XXI веке: сб. материалов IV Междунар. науч.-техн. конф. СПб. 2009. С. 376-378.

70. Клыков А.Г. Современное состояние и перспективы производства гречихи на Дальнем Востоке // Новые технологии переработки сельскохозяйственного сырья в производстве продуктов общественного питания: сб. материалов междунар. конф. с элементами науч. школы для молодежи. Владивосток: Изд-во ТГЭУ. 2010. С. 184-189.

71. Троценко A.C., Танашкина Т.В., Корчагин В.П., Медведева A.A., Клыков А.Г. Изменение амилолитической активности при солодоращении разных сортов гречихи // Новые технологии переработки сельскохозяйственного сырья в производстве продуктов общественного питания: сб. материалов междунар. конф. с элементами научной школы для молодежи. Владивосток: Изд-во ТГЭУ. 2010. С. 210-214.

72. Клыков А.Г., Тимошинов Р.В., Моисеенко JIM. Влияние боронования на формирование урожая гречихи // Агротехнические и биологические исследования в сельскохозяйственном производстве Дальнего Востока: материалы науч.-практич. конф. молодых ученых / Россельхозакадемия, ДВ РНЦ, ДальНИИМЭСХ. Благовещенск. 2010. С. 182-186.

73. Троценко A.C., Корчагин В.П., Танашкина Т.В., Клыков А.Г. Коррекция состояния здоровья больных целиакией с использованием продуктов на основе гречишного солода // Функциональное состояние и здоровье человека: материалы 3 Всерос. науч.-практич. конф., 4-7 окт. 2010 г. Ростов н/Д : Изд-во ЮФУ. 2010. С. 124-126.

74. Klykov A.G., Moiseenko L.M. Influence of buckwheat cultivation conditions upon rutin content // Advances in Buckwheat Research: proc. 11th Internat. Symp. on Buckwheat, july 19-23, Russia. Orel. 2010. P.475-483.

75. Moiseyenko L.M., Klykov A.G., Pedochenko V.F., Timoshinov R.V., Barsukova E.N. The main directions of selection work on buckwheat in Primorsky krai II Advances in Buckwheat Research: proc. 11th Internat. Symp. on Buckwheat, july 1923, Russia, Orel. 2010. P. 429-432.

76. Каравай JI.B., Лёвочкина Л.В., Клыков А.Г. Влияние сортового признака гречихи на физико-химические показатели гидролизата // Новые технологии переработки сельскохозяйственного сырья в производстве продуктов общественного питания: сб. материалов, междунар. конф. с элементами научной школы для молодежи. Владивосток: Изд-во ТГЭУ. 2010. С. 40-46.

77. Троценко A.C., Танашкина Т.В., Корчагин В.П., Медведева A.A., Клыков А.Г. Характеристика приморских сортов гречихи как сырья, пригодного для солодоращения // Инновации, экобезопасность, техника и технологии в переработке сельскохозяйственной продукции: материалы Всерос. науч-практич. конф. с международным участием (4-6 октября). Уфа: Башкирский ГАУ. 2010. С. 210-212.

78. Юрикова Е.А., Клыков А.Г., Анисимов М.М., Илюшко М.В. Влияние биологически активных веществ на продукционные процессы гречихи // Сборник студенческих научных работ. Вып. 4: Инновации молодых - развитию сельского хозяйства / ПГСХА. Уссурийск. 2011. С. 154-158.

79. Клыков А.Г. Методы создания новых сортов зерновых и крупяных культур в современных условиях // Современные методы научных исследований : I Дальневост. междисциплинарная молодежная науч. конф. / ДВО РАН, ДВФУ. Владивосток. 2011. С. 43.

80. Танашкина Т.В., Семенюта A.A., Троценко A.C., Корчагин В.П., Клыков А.Г. Гречишный солод — новое сырье для безглютеновых продуктов

питания // Экологическая, продовольственная и медицинская безопасность человечества: материалы Первого Междунар. конгресса, 14-17 ноября 2011 г.: в 2 ч. М.: РЭУ им. Г.В.Плеханова. 2011. Ч. 2. С. 137-140.

81. Клыков А.Г., Танашкина Т.В., Гажа A.B. Fagopyrum esculentum Moench - перспективный источник флавоноидов // XIV Всероссийская молодежная школа-конференция по актуальным проблемам химии и биологии [Электронный ресурс], МЭС ТИБОХ. Владивосток: ДВО РАН. 2012. С. 22.

82. Клыков А.Г., Моисеенко JI.M., Кузнецова A.B. Технологические приемы, способствующие повышению содержания рутина в растениях рода Fagopyrum Mill. И Современные исследования в биологии [Электронный ресурс]: I Всерос. науч. конф. Владивосток. 2012. С. 143-146.

На правах рукописи

Клыков Алексей Григорьевич

03.02.14 - биологические ресурсы 03.02.08 - экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Лицензия № 020572 от 16.09.1997 г.

Подписано в печать 27.02.2013 г. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать И80СКАРН'П11510. Уч.- изд. л. 2,5. Тираж 100 экз. Заказ №91.

ФГБОУ ВПО

"Приморская государственная сельскохозяйственная академия". 692510, г. Уссурийск, пр. Блюхера, 44.

Участок оперативной полиграфии ФГБОУ ВПО ПГСХА 692508. г. Уссурийск, ул. Раздольная, 8\

Текст научной работыДиссертация по биологии, доктора биологических наук, Клыков, Алексей Григорьевич, Владивосток

Российская академия сельскохозяйственных наук Дальневосточный региональный научный центр Приморский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Российская академия наук Дальневосточное отделение Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова

Биологические ресурсы видов рода Fagopyrum Mill. (Гречиха) на российском Дальнем Востоке (таксономия, химический состав, возможности использования, культивирование)

05201350914

Клыков Алексей Григорьевич

03.02.14 - биологические ресурсы

03.02.08 - экология

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук

Научные консультанты: Горовой П.Г., д.б.н., профессор, академик РАН Моисеенко Л.М., д.с.-х.н., с.н.с

Владивосток - 2013

Оглавление

Введение.........................................................................................4

Глава 1. Биоресурсный потенциал видов рода Fagopyrum Mill, в России........11

1.1. История изучения, возделывания и распространения гречихи на Дальнем Востоке России....................................................................11

1.2. Таксономический обзор рода Fagopyrum...................................17

1.3. Химический состав и пищевая ценность гречихи........................22

1.4. Фенольные соединения (распространение, биосинтез, функции в растениях) и экологические факторы, влияющие на их накопление в растениях видов рода Fagopyrum.......................................................................38

1.5. Возможности использования гречихи в различных отраслях промышленности (фармацевтической, химической, пищевой)....................58

1.6. Сортовые ресурсы и продуктивность Fagopyrum esculentum в

некоторых районах Дальневосточного экорегионального комплекса............71

Глава 2. Климатические и почвенные условия района исследования.............83

2.1. Климат.............................................................................83

2.2. Почвы..............................................................................96

Глава 3. Объекты и методы исследований.............................................100

Глава 4. Влияние экологических условий на содержание рутина в надземной

массе Fagopyrum esculentum...............................................................112

Глава 5. Возможности селекции гречихи при создании сортов с высоким содержанием рутина..............................................................................120

5.1. Внутривидовой и внутрисортовой полиморфизм Fagopyrum esculentum и перспективы использования рутина в качестве диагностического признака в селекции..............................................................................................120

5.2. Возможности создания высокорутинных сортов Fagopyrum esculentum, адаптированных к условиям произрастания............................145

5.3. Характеристика модельного сорта Fagopyrum esculentum с повышенным содержанием рутина, адаптированного к абиотическим и

биотическим факторам среды............................................................159

Глава 6. Содержание рутина в растениях семейства Polygonaceae Juss.........169

6.1. Виды семейства Polygonaceae как источники получения рутина.....169

6.2. Динамика накопления рутина в различных органах растений трех видов рода Fagopyrum в процессе онтогенеза.........................................181

6.3. Влияние способов сушки и сроков хранения на содержание рутина.....188

Глава 7. Влияние культивирования на содержание рутина в надземной массе Fagopyrum esculentum и Fagopyrum tataricum в условиях Приморского края . 192

7.1. Влияние технологических приемов на содержание рутина в надземной массе Fagopyrum esculentum и Fagopyrum tataricum..................192

7.2. Влияние биологически активных веществ на морфологические признаки и содержание рутина у Fagopyrum esculentum...........................209

7.3. Культивирование Fagopyrum esculentum для получения надземной массы с повышенным содержанием рутина на юге Дальнего Востока............230

Глава 8. Аспекты многопланового использования Fagopyrum esculentum.....245

8.1 Медоносные ресурсы Fagopyrum esculentum на Дальнем Востоке России.........................................................................................245

8.2. Возможные способы получения рутина в фармацевтической промышленности............................................................................251

8.3. Перспективы использования отходов производства Fagopyrum

esculentum....................................................................................258

Глава 9. Экономическая эффективность производства рутина из зеленой массы

и соломы Fagopyrum esculentum.........................................................277

Выводы........................................................................................286

Предложения и практические рекомендации..........................................288

Список литературы.........................................................................289

Приложения..................................................................................373

Введение

Актуальность темы. Виды рода Fagopyrum Mill, обладают ценными пищевыми и лекарственными свойствами. Гречиха съедобная {Fagopyrum esculentum Moench) - важная крупяная и медоносная культура, широко культивируемая во многих странах мира. Основными производителями зерна гречихи в мире являются Китай, Россия, Украина. В ряде стран Юго-Восточной Азии (Китай, Индия) F. tataricum (L.) Gaertn., и F. cymosum Meissn. используются в качестве пищевой и лекарственной культуры. Растения вида F. esculentum широко применяются в народной медицине. В качестве лекарственного сырья используются верхушки цветущих побегов и листья (Шретер, 1970; Синяков, 1999; Hinneburg, Neubert, 2005; Kreft et al., 2006; Yu, Li, 2007). Представители рода Fagopyrum перспективные источники флавоноидов, основным среди которых является З-О-рутинозид кверцетина (рутин или витамин Р), обладающий антиоксидантными, ангиопротекторнымй, антибактериальными, гепатопротекторными свойствами (Киселев и др., 1985; Машковский, 1997; Куркин, 2007). В качестве лекарственного средства рутин входит во многие препараты: «Рутин», «Венорутон», «Аскорутин», «Профилактин С», «Компливит».

В России для получения рутина используются бутоны и цветки софоры японской (Sophora japónica L.), которые закупают в Китае (Растения ..., 1996). В ряде стран (Россия, Канада, Украина, Япония) для производства рутина получены специальные сорта гречихи с повышенным его содержанием (Алексеева, 2002; Сабитов, 2007; Черников, Соколов, 2009). В связи с этим вид Fagopyrum esculentum является перспективным отечественным источником получения рутина для фармацевтической промышленности.

жизненно важных функциях растительного организма (НагЬогпе, 1972; Минаева, 1978; Запрометов, 1993; Высочина, 2004; Загоскина и др., 2005; Храмова, 2010; Волынец, 2010).

На территории Дальнего Востока гречиха выращивается в различных экологических условиях, поэтому необходимы сорта адаптированные к абиотическим и биотическим факторам среды. Сложность селекции при работе с гречихой состоит в том, что вид Р. е8си1епШт, имеет узкий генетический потенциал устойчивости к действию стрессовых факторов. Поэтому улучшение существующих сортов Р. е8си1епШт и создание новых с высоким содержанием рутина, адаптированных к условиям произрастания, болезням и вредителям, делают необходимым вовлечение в селекционный процесс разнообразного генофонда культурных и дикорастущих видов.

При производстве гречихи образуются значительные объемы отходов (вторичные ресурсы) в виде соломы и плодовых оболочек (шелуха), которые до сих пор не находят эффективного применения. Доля соломы в общей надземной массе растения зависит от сорта и составляет 40-60 %, шелуха - 20-30_% (от массы зерна). Солома, как правило, измельчается и остается на полях или сжигается. Шелуха используется крупозаводами как топливо, а в последнее время применяется в качестве наполнителя для подушек. Наиболее перспективным, нам представляется, вовлечение вторичных ресурсов в качестве дополнительного источника сырья для фармацевтической промышленности с целью получения рутина и микроудобрений, а также для решения проблемы защиты окружающей среды от загрязнения отходами.

1) исследовать биологические особенности трех видов рода Fagopyrum: Fagopyrum esculentum Moench (гречиха съедобная), F. tataricum (L.) Gaertn. (гречиха татарская), F. cymosum Meissn. (гречиха полузонтичная) различного эколого-географического происхождения;

2) выявить влияние экологических условий выращивания на содержание рутина в надземной массе районированных сортов F. esculentum',

6) исследовать возможности использования вторичных ресурсов (солома, плодовые оболочки семян) в качестве сырья для получения продуктов различного назначения и оценить экономическую эффективность производства рутина из зеленой массы и соломы гречихи.

повышенным содержанием рутина. Исследовано влияние экологических условий на содержание рутина в надземной массе Г. еБсЫеШит культивируемой в Приморском крае. Теоретически обоснована и подтверждена практическими результатами возможность использования окраски цветков и стеблей в качестве диагностического признака в селекции для отбора адаптированных форм гречихи с высоким содержанием рутина. Выявлены условия культивирования (срок посева, норма высева, дозы удобрений, микроэлементов, биологически активных веществ), влияющие на содержание рутина в гречихе. Изучена возможность использования вторичных ресурсов (солома, плодовые оболочки семян) в качестве источника сырья для получения рутина и микроудобрений. Разработан способ отбора растений гречихи на устойчивость к полеганию. Впервые исследовано влияние виресценозида А и суммы гликозидов из морского гриба Асгетопшт 5(па^рогит КММ 4401 на содержание рутина в гречихе.

Практическая ценность. Выявлены перспективные виды и сорта гречихи для селекции и промышленного получения рутина. Разработаны рекомендации культивирования Г. езси1епШт с_ высоким содержанием рутина и выяснена возможность использования вторичных ресурсов (солома, плодовые оболочки семян) в качестве сырья для получения продуктов различного назначения. Способы отбора высокорутинных растений гречихи, устойчивых к абиотическим и биотическим факторам среды, включены в план НИР Приморского научно-исследовательского института сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук по теме 04.05.05.02 «Выделить селекционный материал для создания среднеспелого сорта гречихи для районов Дальнего Востока» и используется при создании новых сортов, адаптированных к условиям произрастания. Определена экономическая эффективность производства рутина из зеленой массы и соломы Т7. еБсиЫпШт. Материалы диссертации использованы для подготовки научных, учебно-методических пособий и рекомендаций для получения рутина в фармацевтической промышленности, в селекционной работе по гречихе, а также для специалистов в

области биологических ресурсов, экологии, и студентов сельскохозяйственных и биологических факультетов высших учебных заведений.

Защищаемые положения

3. Высокое содержание рутина характерно для цветков и листьев гречихи.'

Апробация работы. Материалы исследований доложены и обсуждены: на научной конференции, посвященной 70-летию Дальневосточной опытной станции Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н.И. Вавилова (Владивосток, 1999); научной конференции молодых ученых Тихоокеанского института биоорганической химии ДВО РАН (Владивосток, 1999); международной научной конференции посвященной 75-летию Дальневосточной опытной станции Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н.И. Вавилова «Перспективы использования геноресурсов в селекции сельскохозяйственных культур Дальнего Востока» (Владивосток, 2004); Дальневосточной научно-практической конференции молодых ученых (пос. Тимирязевский, Приморский край, 2005); научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 100-летию аграрной науки в Дальневосточном регионе «Биологические и агротехнические исследования - сельскохозяйственному производству Дальнего Востока» (Благовещенск, 2008); III международном симпозиуме «Пищевые биотехнологии: проблемы и перспективы в XXI веке» (Владивосток, 2008); Дальневосточной научно-практической конференции «Актуальные направления исследований молодых учёных в Дальневосточном регионе» (Хабаровск, 2009);

региональной научно-методической конференции «Актуальные проблемы защиты растений» (Уссурийск, 2009); III международной научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы технологии живых систем» (Владивосток, 2009); XI международном симпозиуме по гречихе (Орел,

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликованы 82 работы, из них 23 в российских научных журналах,

включённых в список ВАК Минобрнауки РФ, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата наук, 2 статьи в зарубежных журналах, монография (в соавторстве) «Гречиха на Дальнем Востоке», получены 2 патента.

Информация о работе

Клыков, Алексей Григорьевич
доктора биологических наук
Владивосток, 2013
ВАК 03.02.14

Диссертация

Биологические ресурсы видов рода Fagopyrum Mill. (Гречиха) на российском Дальнем Востоке - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы