БИОСИНТЕЗ АЦИЛСОДЕРЖАЩИХ ЛИПИДОВ В СОЗРЕВАЮЩИХ ПЛОДАХ ОБЛЕПИХИ КРУШИНОВИДНОЙ ( HIPPOPHAE RHAMNOIDES L.)

Бережная, Галина Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
БИОСИНТЕЗ АЦИЛСОДЕРЖАЩИХ ЛИПИДОВ В СОЗРЕВАЮЩИХ ПЛОДАХ ОБЛЕПИХИ КРУШИНОВИДНОЙ ( HIPPOPHAE RHAMNOIDES L.)
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "БИОСИНТЕЗ АЦИЛСОДЕРЖАЩИХ ЛИПИДОВ В СОЗРЕВАЮЩИХ ПЛОДАХ ОБЛЕПИХИ КРУШИНОВИДНОЙ ( HIPPOPHAE RHAMNOIDES L.)"

оЯ'ЫШЗ

На правах рукописи

БЕРЕЖНАЯ Галина Александровна

БИОСИНТЕЗ АЦИЛСОДЕРЖАЩИХ ЛИПИДОВ В СОЗРЕВАЮЩИХ ПЛОДАХ ОБЛЕПИХИ КРУШИНОВИДНОЙ ( НіррорЬае гЬатпонІев Ь.)

Специальность 03.00.12 - физиология растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва, 2000

' /

Работа вьшо inena н Лаборатории "ипидного и фенопьного метабо шзма Института физиологии растений им К А Тимирязева РАН, на Кафедре ботаники и физмо №i ии растений Нижегородском сельскохозяйственной Чкадечии и радиспошческой Лаборатории при Нижегородском rocv ырсгвенноч Университете им Н И Лобачевского

Наччныи консу тьтзнт

доктор био югических HavK, профессор А Г Верещагин Офииальиые оппоненты

локюр биологических наук, профессор VIH Мерзтяк доктор се тьскочозяйст венных наук В И Деменко токтор технических на\ к, профессор А П Нечаев

Ведушая организация Г тавный Ботаническии са i РАН Защита состоится «JÜ» ¿¿/(ГАС/_2000 г

з /X. часов на Оседании диссертационно!о совета Л 120 35 07 в Московской се 1Ьскохозяисгвенной Академии им К А Тимирязева

Чдрес 1275^0 i Москва, Тимирязевская v i 44 Ученый совет 41X \ С диссертацией можно ознакомиться в Центра,. i\ чной бибчиотске

МСХ\

Автореферат разостан «_¿u-j_2 и

V ченый секретарь

Н Г1 Карсчнкина

Актуальность проблемы. бблепиха относится к немногочис-

ленной группе растений у которых запасание масла происходит не только в семенах, но и в плодовой мякоти. Биологическое значение масла семян известно и состоит в его использовании в качестве источника энергии и органического вещества при прорастании. В то же время масла, образующиеся в сочных плодовых околоплодниках облепихи, маслины, пальмы и ряда других, изучены в меньшей степени. Среди растений этой группы облепиха занимает особое место, поскольку масло её плодовой мякоти (гипантия) обладает ярко выраженным лечебным эффектом (Машковский, 1972, Клюев, 1993 и др) и служит источником ценного лекарственного препарата - облепихового масла, внимание к которому в последние годы постоянно возрастает не только в фармакологии, но также в пищевой промышленности и косметологии. Лечебный эффект масла гипантия обычно связывают с высоким содержанием витаминов, каротиноидов, токоферолов, и других биологически активных веществ. В то же время, несомненно, что определенную роль в реализации биологической активности этого масла играют и АСЛ, в основном в форме ТАГ, которые являются его липидной основой и отличаются необычным ЖК-составом.

Изучение процесса маслообразования в плодах облепихи имеет не только практический, но и теоретический интерес, поскольку позволяет исследовать механизм биосинтза ТАГ в двух типах тканей, различающихся между собой уровнем оводненности: в семенах, высыхающих при созревании, и в плодовой мякоти, характеризующейся высокой степенью оводненности.

Принимая во внимание важность этого вопроса, мы провели исследование особенностей формирования созревающего плода облепихи, накопления

Сокращения. АСЛ - ацилсооержащие литюы;БТ - балтийский кчиматип; Г -гексаоеценовые ((. .'/л /. сумма изомеров):! 'ЖХ - газож'хюкостная хроматография; ДПО - они после опыления; Жк' - жирные кислоты: ИН — иноекс ненасыщенности; КБ — кавказский кшиатип: Л- линолевая (Сщ - линоленовая (С/,\\з); О - октсЮецено-

вые (С¡X !. сумма изомеров): П- пальмитиновая (Сю. а): ПВС - позищюнно-виОовой состав; П.Ч - полярные литюы: ПТС - позиционно-типовой состав ТАГ; СА - среОне-азиатский ктматип; СП - сибирский ктматип: ТАГ - триацилглицерины; ТСХ-тонкослоиная хроматография; /А// 2,3 ¡А/2 " /А/и - сооержаниа кислоты А в 1,2.3-, 2- и 1.3-положениях ТАГ соответственно, мол.%; вычисленное по оаиным <-' ~

число Овойных связей ТАГ; ЕР - фактор обогащения; к- кинетическая константа относительной скорости накопления ТАГ; £ - относительная липофильнось ТАГ; (гас. 1) - 1,3-пшожеиия в молекуле глицерина: п - число измерений; Р- вероятность оос-товерностн различий: Рпт/ - суммарное содержание липидов; Ртлг - сооержание триацилгшцеринов: .v -ли - обозначение по.юж специфической нумераци

гггн ицп^ц^ г "УчщиыуКГ - фактор селективности;

■пМАхтт1 " --------------------------"

Ъ49скитасыщемиы& ЩДШЩ ^ /слоты. ИМ. Н. '../пимк.ряэева

^^¿Шмм

АГ согласно системе стерео-

масла в его органах и влияние климатических факторов на состав, строение и характер биосинтеза ТАГ в плодах ¿того растения Это позволило изучить механизм биосинтеза 1ЛГ в сочной плодовой мякоти облепихи и прибшзиться к пониманию физиологической роли чипидозапасающей функции, что имеет не только теоретическую ценность, но и практический интерес, поскольку лает возможность оценивать качество и уровень масличности плодов этого растения

К началу исследования в литературе имелись сведения о содержании ли-пидов и ЖК-составе отделных дикорастущих форм некоторых климатипов Вместе с тем, достоверных данных о составе липидов в плодах облепихи получено не было По одним из них липиды гипантия и семян включают 7 9 и ~-8 индивидуальных видов ЖК соответственно (Жамъянсан, 1978, Franke, Muller,1983, Жмырко и др 1984) согласно другим гипантий содержит 22-25 вида, 10 из которых отсутствуют в ТАГ, но встречаются во фракции свободных ЖК (Маме-дов и др .1984) и имеют необычный ЖК- состав (С21 i, С23 1 и т д ), ранее идентификация этих кисют не проводилась и они не были обнаружены в растительных тканях (Hitchcock, NichoIs,197l, Harwood,1980)

Абсолютное содержание масла в плодах обчепихи определяли гравиметрически посте экстракции по Сокслету (Franke, Muller, 1983, Филатов,1976, Елисеев 1983, Созонов.1,1991, и др ), либо после извлечения липофильных веществ из сока или плодов растворителями (Привалов, 1985, Жмырко, 1978) что не обеспечивает количественной экстракции шпидов из раститечьных тканей Кроме того, в экстракт переходят как ТАГ, так и полярные липиды и неомыляемые вещества (в частности, каротиноиды, стерины и токоферолы ), которыми богаты плоды облепихи, а также нелипидные примеси Необходимо также подчеркнуть, что состав ТАГ семян плодов рассматривался в единственной работе (Жмырко, 1984), а состав ТАГ гипа1ггия ранее не изучался

Исследование строения плода облепихи ранее проводилось только на временных срезах тканей (Никитин и др ,1983, Мельцер и др, 1988, Созонова, 1991) что не позволило изучить отдельные структурные элементы плода и физиолого-анатомическую взаимосвязь между гипангием и семенем

Цель и задачи исследования. Цель работы состояла в изучении механизма биосинтеза триацилгпицеринов масел гипантия и семян в созревающих плодах обчепихи, а также взаимосвязи липидозапасаюшей функции каждого из этих органов с изменениями в его анатомической структуре Кроме этого, представляло интерес установить влияние условии среды обитания на содержание, состав и строение липидов в плодах облепихи 4-х климатипов сибирского среднеазиатского,балтийского и кавказского Д ¡я решения поставленных задач исследовали -морфо-физиологическую характеристику созревающего плода обчепихи, -динамику массы, оводненносги содержания АСЛ ТАГ и ИЛ , -динамику включения [ 1-' 'С] ацетата в ТАГ гипантия и семян.

-динамику абсолютного содержания и состава ЖК;

-динамику состава ТАГ в гипантии;

-динамику позиционно-типового состава суммарных ТАГ;

-общую характеристику и динамику позиционно-видового состава ТАГ;

-кинетику образования видов 5п-2-и-ТАГ

-влияние условий произрастания на состав и строение ТАГ плодов;

Основные положения, выносимые на защиту:

-механизм биосинтеза ТАГ, являющихся основой природных масел, в гипантии и семенах формирующегося плода облепихи.

-влияние комплекса природных климатических факторов на процесс образования масла в плодах облепихи.

Научная новизна. Работа вносит новый вклад в разработку основ масло-образования в сочных плодах. Проведенные исследования позволили получить новые данные как о особенностях биосинтеза ЛСЛ и ТАГ в сочной плодовой мякоти и высыхающих семенах облепихи, так и установить влияние степени зрелости зародыша и климатических факторов на процесс маслообразования в каждом из этих органов.

Выявлено, что степень сформированности зародыша определяет изменение фенофаз и особенности липогенеза в гипантии и семенах плода облепихи.

Получены новые данные о строении плода. Установлено, гипантий и перикарпий участвуют в образовании воздушной полости, благодаря чему плоды могут распостракяться по воде, расширяя ареалы вида. .

Доказано, что биосинтез АСЛ и ТАГ в ходе созревания плодов сопровождается значительными изменениями в скорости накопления индивидуальных ЖК. При этом в плодовой мякоти с высокой скоростью накапливаются С16-, а в семенах - С18-ЖК, что, в свою очередь, определяет свойства и степень ненасыщенное™ масел, отражается на характере синтеза отдельных типов и видов самих ТАГ.

Определено, что абсолютное содержание большинства типов и видов ТАГ в гипантии созревающих плодов возрастает, а их экспериментально найденный состав всегда близок к вычисленному согласно теории 1,3-статистического, 2-статистического или ограниченно - статистического распределения ЖК между соответствующими ОИ-группами глицерина.

Раскрыт механизм биосинтеза ТАГ высших жирных кислот в сочных плодовых оболочках на примере гипантия облепихи, согласно которой этот процесс включает в себя две стадии. На первой из них совокупность насыщенных и ненасыщенных видов ЖК статистически, этерифицирует 1,3- (т. е. гас-1- ) положения глицерина, создавая тем самым общий метаболический пул из пяти различных гас-1 -компонентов, являющихся предшественниками ТАГ. На следующей стадии за счет другой совокупности ЖК, почти исключительно

ненасыщенных, эти компоненты подвергают селективному 5л-2-ацилированию, которое и приводит к образованию практически всех главных позиционных видов ТАГ гипантия Таким образом, биосшггез ТАГ определяется количеством индивидуальных видов ЖК на каждом этапе созревания плодов, скоростью их образования и разной степенью сродства этих кислот, прежде всего пальмитини-вои гексадеценовои, олеиновой и шнпчевои к 1,3- и 2-положениям ТАГ

Доказано, что условия обитания облепихи сильно влияют на ЖК-состав ТАГ масла гипантия, но практически не оказывают влияния на ЖК-состав семян По составу ТАГ гипантия плоды облепихи из четырех климатипов можно достоверно разделить на две группы I) СБ, СА, БТ и II) КВ В ТАГ группы I биосинтез протекает в соответствии с теорией 1,3-статистического, 2-статистического распределения остатков ЖК между отдельными ОН-группами молекулы глицерина, а в группе II механизм образования ТАГ отвечает теории ограниченно-статистического распределения

Практическая значимость работы. Знания о содержании и составе масел в плодах дикорастущих форм облепихи позволяют использовать наиболее перспективные из них в селекционной работе при создании как новых сортов, так и их интродукции в различных климатических зонах России Для обогащения облепихового масла незаменимыми жирными кислотами - линолевой и линоленовой при его получении можно использовать не только плодовую мякоть, но и семена На основе данных биосинтеза ТАГ, являющихся основой масла облепихи, появляется возможность регуляции его ЖК-состава, как это было сделано, например, для рапсового масла Результаты исследований могут быть использованы в образовательных программах по биологии и липидологии для студентов биологических специальностей

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на Всесоюзном биохимическом съезде (Москва, 1985), Международном симпозиуме по изучению облепихи (Хиан.Китай, 1989 г), 2-м и 3-м съездах Всесоюзного общества физиологов растений (Минск, 1990, и С Петербург, 1993), Конференции и Международном симпозиуме по изучению плодов облепихи и облепихового масла (Новосибирск, 1987 и 1993), 3-м симпозиуме "Физико-химические основы физиологии растений и биотехнология" (Москва, 1997), 2-м съезде Биохимическою общества РАН (Пущино,1997), Международной конференции "Развитие научного наследия акад Н И Вавилова" (Саратов, 1997)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 30 работ Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 237 страницах машинописного текста, содержит 19 таблиц, 27 рисунков и состоит из введения, трех глав (обзор литературы, методы исследования, результаты и их обсуждение), заключения, выводов, списка литературы (278 наименований) и условных обозначений

В работе участвовали', сотрудники Лаборатории липидного и фенолыюго метаболизма им. К.А. Тимирязева ИФР РАН - ст, науч. сотрудник, канд. биол. наук В.Д. Цыдендамбаев ( определение содержания и ЖК-состава АСЛ и ТАГ) и науч. сотрудник, канд. хим. наук О.В. Озеринина (исследование позиционно-видового и позиционно-типового состава ТАГ), а также науч. сотрудник радиоизотопной лаборатории НИИ химии при НГУ Н.В. Илюшенкова (включение [1-14С] ацетата в липиды созревающих плодов облепихи), которым автор выражает глубокую признательность.

Объект и методы исследования - .

Объект. Объектом исследования служили созревающие и зрелые плоды облепихи 3-х сортов: Дар Катуни (ДК), Катунская-24 (К-24), Нижегородская Сладкая (НС), выращенной в условиях Нижегородской области, а также зрелые плоды четырех климатипов, собранные в различных географических регионах: Прибалтике (Балтийская Коса, р-н пос. Донское), Западном Закавказье (бассейн р. Чорохи), Средней Азии (Горный Бадахшан, бассейн р. Пяндж). 1

Методы. Исследования анатомической структуры проводили на плодах облепихи сорта Дар Катуни с периодичностью в 3 дня с 29 по 80 ДПО. Плоды фиксировали в 10% - ном нейтральном формалине. Готовили парафиновые препараты (Дженсен,1965) и резали их на санном микротоме толщиной 8-10 микрон. Наклеивание срезов, удаление из них парафина проводили общепринятыми методами (Меркулов, 1961). Для окрашивания использовали гематоксилин и Оранж-Ж (Дженсен. 1965).

Изучение липидов проводили на плодах облепихи сорта Дар Катуни, который является стандартным как по селекционным, так и по биохимическим признакам и характеризуется высокой масличностью гипантия и семян (Калинина и др., 1985). Растительный материал собирали в фазах зеленых (29 и 53 ДПО), бурых (80 ДПО), ботанически (90 ДПО) и технически (107 ДПО) зрелых плодов; за нулевую точку отсчета принимали следующий день после зацветания 1 растений.

Для выделения АСЛ плоды фиксировали в кипящем изопропаноле, разделяли на мякоть и семена (без оболочек), после чего липиды экстрагировали по методу Жукова и Верещагина (1974). Качественный и количественный ЖК-состав липидов и их абсолютное содержание определяли методом ГЖХ, а также его сочетанием с масс-спектрометрисй и методом внутреннего стандарта (Жуков, Верещагин, 1970). Из полученной смеси липидов выделяли ТАГ методом препа-• ративной тонкослойной-хроматографии, подвергали их липазному гидролизу и проводили ТСХ-выделение 2-моноацилглицеринов (Озеринина и др., 1987). В ТАГ и продуктах их гидролиза определяли ЖК-состав (Бережная и др., 1988). На основе экспериментальных данных и существующих теорий строения ТАГ рас-

считывали различные категории состава ТАГ типовой, позиционно-типовой и позиционно-видовой (Gunstone, 1965, Верещагин, 1972, Litchfield, 1972)

Для включения 14С в АСЛ и ТАГ плоды облепихи на веточках с предварительно удаленными листьями, помещали в чашки Петри в раствор [1- |4С] ацетата натрия и выдерживали в течение 4-х ч в темноте (концентрация рабочего раствора составляла 2,74 мкмоль/л, удельная активность 1,9 Гбк/мкмоль) Затем раствор, содержащий изотоп, сливали, а плоды промывали дистиллированной водой и помещали в 4 чашки Петри, 2 из которых служили опытом, а 2 - контролем Образцы опытных плодов выдерживали при 24° С и освещенности 300 люкс в течение 6 и 24 ч, а контрольные пробы - в темноте на протяжении того же времени и при той же температуре (Бережная, 1994) После окончания экспозиции плоды отделяли от веток Фиксацию плодов и выделение из них АСЛ и ТАГ проводили, как указано выше Радиоактивность АСЛ и ТАГ измеряли радиометрическим прибором 2154-1-М (Сыроежко и др ,1970)

Все данные обработаны статистически Повторность биохимических экспериментов была 3-кратной, а весовых - 10- и 15- кратной Вероятность достоверного различия (Р) между средними арифметическими признаков (х) определяли по критерию Стьюдента с вероятностью Р->95% с использованием величин коэффициентов корреляции (г)

Результаты и обсуждение

_ Фишолого-морфологическая характеристика плода облепихи Принимая во внимание, что процесс созревания плода тесно связан со стадиями его зрелости, сопровождается изменением оводненности и скорости маслообразова-ния (см ниже), проведено изучение его строения Немногочисленные работы (Никитина и др ,1982, Мельцер и др , 1988, Созонова, 1991) рассматривают, в основном, строение гипантия и семенных покровов, не касаясь развития семени, и выполнены на препаратах свежих тканей с использованием поперечных срезов

Из рис 1 видно, что уже к 29 ДПО все структурные элементы гипантия хорошо сформированы и представлены наружным и внутренним эпидермисом и плодовой мякотью, дифференцированной на наружную и внутреннюю гиподерму и паренхиму, что соответствует полученным ранее данным (Никитина и др,1982, Созонова, 1991) В средней зоне плодовой мякоти располагаются шесть, реже семь проводящих пучков, выполняющих не только трофическую, но и механическую функции (рис 1) Непосредственно к эндодерме гипантия плотно прилегает перикарпий, состоящий из наружного и внутреннего эпидермиса и 3 -4 слоев паренхимных клеток, окруженных с обеих сторон хорошо сформированным однослойным эпидермисом (рис 1,2), и имеющий свою проводящую систе-

му (рис. не приводится). К 39 ДНО перикарпий, разрастаясь своей верхушкой, врастает в ткань гипантня со стороны халазы, образуя "хвостик" (рис. 2). В это же время в эндодерме гипантия, непосредственно прилегающей к перикарпию в области "хвостика", формируются выросты эпидермы с отходящими от нее многочисленными длинными одноклеточными волосками (трихомами). Разрастаясь, они отодвигают ткани гипантия, образуя между плодовой мякотью и перикарпием воздушную полость (рис. 2), которая может способствовать как высыханию семени, так и расселению облепихи как вида, поскольку в естественных условиях она произрастает по берегам рек.

После окончания формирования гипантия и перикарпия, окружающего семязачаток, происходит развитие зародыша. На рис. 2 видно, что семязачаток покрыт двумя интегументами, наружный из которых к 35-му ДПО хорошо сформирован и представлен наружным и внутренним эпидермисом, а также слоем паренхимы, в центральной зоне которой проходит проводящий пучок, окруженный крупными крахмалсодержащими клетками. Наружный эпидермис наружного интегумента (экзотеста) представлен сильно вытянутыми в радиальном направлении, плотно сомкнутыми клетками, рост которых происходит за счет их удлинения в этом же направлении. Позже их стенки неравномерно утолщаются, одревесневают и образуют "косточку" плода (рис. 2, 3, 5). Внутренний интегу-мент (тегмент) развит слабо, и его клетки при созревании семени сильно деформируются (рис. 3,5).

К 42 ДПО на срезах просматривается зародыш, расположенный в микро-пилярной области семязачатка (рис.3), а к 55-65 ДПО (в зависимости от погодных условий года) заканчивается его формирование. К 70 ДПО можно видеть полностью сформированный зародыш, во всех тканях которого присутствует большое количество масла (рис. 4). Небольшой эндосперм состоит из 4-5 рядов клеток, окружает корешок и частично семядоли и также" содержит масло. Через 2-3 дня после окончания маслообразования во всех органах семени наблюдается его изоляция от гипантия в результате опробковения тканей наружного интегумента в области рубчиковой щели (рис. 5).

Характеризуя особенности формирования гипантия, перикарпия и семязачатка, можно заключить, что их развитие не совпадает по времени. На ранних этапах роста плода гипантий и семязачаток взаимосвязаны между собой анатомически, благодаря чему питательные вещества могут поступать из материнского растения к формирующемуся зародышу. После окончания его развития и накопления во всех его органах масла анатомическая взаимосвязь между ги-пантием и семенем прекращается (рис.5). В результате отсутствия оттока метаболитов к семени, наблюдается увеличение маслообразования в тканях плодовой мякоти с одновременным изменением окраски плодов с зеленой на желто-оранжевую за счет накопления каротиноидов.

зародышевый

>■■« ^ корешок

эндосперм

гипокотиль

семядоли

Рис. 4. Продольный срез семени; 70 ДПО (х400)

экзотеста

руочиковая щель

прооочка

Рис. 5. Продольный срез семени; 73 ДПО (х2000)

Особенности локализации н накопления запасных липидов в гнпап-гии созревающих плодов. После окончания формирования семени и прекращения его связи с гипантием наблюдается накопление масла в тканях плотовой мякоти, наибольшее кошчество которого обнаруживается в паренхимных клетках в виде липидных тет (рис Ь)

Рис. 6 л. б, в. Динамика накопления масла в клетках гипантия созревающего плода;поперечныи cpet (\500): а -53 ДПО, б - 90 ДПО. в 107 ДПО

I j J - шпидные тела

К 53 ДПО шпидные гена были юкализованы, в основном, вдо ib меточных стенок К 90 ДПО (рис 6 б) они ыполняли практически все пространство клетки а уровень ТАГ достигал 22.7 мкмоль ЖК/птод К стадии технической фелости ( 107 ДПО) в клетках отмечался дальнейший рост концентрации ТАГ ira фоне деградации тканей этой части п ю ia С наступлением стадии технической зретости ни огтгтьные шпидные те ia, ни сами клетки гипантия уже не дифференцировались и вся плодовая мякоть нречсгавля та собой отнородную массу, содержащую бочьшое ко шчество масла

Таким образом, быстрое накопление масла в клетках гипантия происходит noce окончания формирования иролыша и накопления во всех его органах viae та (рис 4.10), что еще pal подтверждает вшимосвязь липидозапасаюшен функции толовой мякоти с развитием и дифференциацией тканей зародыша семени (рис 2,4-6.)

Линамика изменения массы созревающих плодов Результаты и «учения биомассы гипантия осмепихи софеваюшич пюдов (рис 7) пока ¡али что на первом утлпе ичсофечания (29-5** ДПО) рост )toiо apiана бы i ме i тенным

Дни после опыления

120Т

я Е

100 j-

ч о с; с

60 -

40 ■■

20"

- Катунская-24 -Дар Катуни

- Нижегородская Сладкая

40 60 80 100

Дни после опыления

Рис.7. Динамика накопления сырой (А) и сухой (В) массы гипантия в ходе созревания плодов облепихи.

Однако с 70 ДПО (начало побурения плодов) наблюдалось значительное увеличение скорости этого процесса, который достигал максимальной величины (9,10 мг- плод"1 • сут"1) на третьем этапе (80-90 ДПО). По этому показателю можно отметить наличие сортовых особенностей , которые выразились в разной скорости накопления биомассы плодовой мякоти, что в конечном итоге отразилось 'на крупноплодности зрелых плодов. Для НС, ДК и К-24 она составила 670; 550; 400 и 99,7; 82,0; 60,7 мг/плод соответственно (рис.7)

2 1>

Ч О

се 2

<3 а.

20 ■■

Ю - ■

-Катунская 24

р Катлыи - Нижегородская С гадкая

20 40 60 80

Дни после опыления

—I—

104

!20

- катунская-24 -Дар Катуни

- Нижегородская Сладкая

40 60 80

Дни после опыления

Рис. 8. Динамика накопления сырой (Л) и сухой (В) массы семян в ходе созревания плодов облепихи.

Созревающие семена по скорости накопления сырой массы (рис 8 А и В) можно условно разделить на три этапа первый до 43 ДПО, второй - с 43 по 70, а третий - с 70 по 104 ДПО На первом из них скорость роста массы была максимальной и колебалась в среднем от 1,4 до 1,8 мг плод сут 1 На втором ее изме-

нения были незначительными, а на третьем наблюдалось её уменьшение, причем наиболее активно с 80 до 92 ДПО. Это обусловлено физиологическим обезвоживанием семян на фоне увеличения биомассы, что видно из динамики массы, рассчитанной на сухой вес (рис 8 В). •

Таким образом, скорость образования биомассы созревающих плодов облепихи, а также число дней, необходимых для достижения максимума этой величины, определяются увеличением, в основном, клеточной массы гипантия и в значительно меньшей степени -массы семян.

Динамика оводнённости созревающих плодов. Одним из важнейших процессов, протекающих в созревающих плодах облепихи, является изменение их водообмена.

100

-Катунекая-24 -Дар Катуни -Нижегородская Сладкая

50 70 90 110

Дни после опыления •

130

юо -г

30 50 70 90 110 130

Дни после опыления

Рис.9. Изменение оводнённости гипантия (А) и семян (В) облепихи в ходе созревания плодов.

Изучение гидратации тканей гинантия и семян показало, чю до 45 ДПО оводненность тканей этих органов не имела существенных различий и составляла 85-87%, в дальнейшем наблюдалось постоянное обезвоживание тканей семян до 13-15% к 92 ДПО на фоне неизменной 85-87%-ной влажности гипантия (рис 9 А и В) Наибольшее увеличение биомассы гипантия (рис 7 В) протекало на фоне относительно постоянной (85-87%) влажности тканей этого органа, а в семенах (рис 8 В) - при постоянном их обезвоживании до 15% уровня

Динамика и кинетика содержания биомассы и липидов Сравнительная характерстика накопления биомассы, суммарных липидов, ТАГ и ПЛ в гипантии

" Реум (сумм содерж. АС) - Ртаг (сумм содерж. ТАГ) " Рид (сумм и.ддт П D

100 120

Дни после опыления

-PrnifcvwM сояерж III)

-Ртаг(сучм содерж ТАГ)

-Pc>M(evMM содерж AL Л)

20 40 60 80 100 120

Дни после опыления

Рис.10. Динамика изменения абсолютного содержания АСЛ, ТАГ и ПЛ в созревающих плодах облепихи. (А - гипантии, В - семена)

и семенах (рис.7,8,10) позволила установить, что общая величина биомассы и абсолютная скорость ее образования, а также число дней, необходимых для достижения максимума этой величины, в гипантии были на одии-полтора порядка выше, чем в семенах. Кривые зависимости Ртаг и Рсумм от числа ДПО обычно были сходны с кривой роста (рис. 7,8,10).

Изучение скорости биосинтеза суммы ТАГ на последовательных этапах созревания (рис.11) показало, что и в этом отношении плодовая мякоть более чем на порядок'превосходит семена. В ходе развития гипантия величина скорости маслообразования непрерывно возрастала (особенно сильно на 3-м и 4-м этапах),

1800]

ч о с; с

я X

ь &

-С §

г х

гг

X X

о о

ю л

б о о. о ьг

1500 1200 900 600 300 0

100

40 . 60 Дни после опыления

Рис. 11. Средняя скорость биосинтеза ТАГ на последовательных этапах созревания плода облепихи. А — гипантий, Б — семена.

а в семенах резко снижалась к началу побурения плодов. Ее значение в гипантии (на третьем) и семенах (на втором) этапах составляло 1600 и 190 нмоль ЖК плод"'-сут"11 а на четвертом, когда рост тканей гипантия замедлялся, она еще более возрастала, достигая 1880 нмоль ЖК плод~'-сутПри этом АСЛ по динамике абсолютной скорости их накопления мало отличались от ТАГ. Таким обра-

зом, аналогия между ростом плодов и липогенезом наблюдалась не всегда (рис 7,8,10,11)

Включение /I-'4С/ ацетата в ТАГ плодов облепихи. Наряду с исследованием динамики содержания лигшдов в созревающих плодах было изучено включение в них радиоактивною углерода Принимая во внимание, что АСЛ на 8090% состоят из ТАГ, мы изучили включение [1-'4С] ацетата именно в эту липидную фракцию Установлено, что активное поступление метки в ТАГ ги-пантия происходило как на свету, так и в темноте, достигая своего наибольшего значения через сутки При этом максимальная концентрация изотопа в этой ти-пидной фракции не превышала 25% от его сумарного содержания в АСЛ, достигая наибольшего значения (220 Бк/плод) через сутки на свету к 87 ДПО (рис 12)

ё с л:

<п

£ ез С X

то а.

и <

я н о о

о.

30 т 25 20 15 10 5

6ч свет 24ч свет 6ч теми 24ч теми

0 1 I I I I I I I I I I I I I I I

40 60 80 100

Дни после опыления

Рис.12. Динамика включения (1-14С] ацетата в ТАГ гипантия созревающих плодов.

Результаты по включению изотопа в ТАГ семян (рис 13) позволили установить, что, в отличие от гипантия, наибольшее поступление метки в ТАГ семян происходит на ранних этапах созревания плода (с 45-го по 73-й ДПО), что хорошо согласуется с динамикои накопления ТАГ в семенах Поступление 14С в ТАГ этой части плода происходит как в темноте, так и на свету Однако в эту липндную фракцию включается не более 19% изотопа Из рис 13 видно, что

„ накопление изотопа в ТАГ семян происходит в течение суток, при этом его концентрация как в темноте, так и на свету через 24 часа была всегда в 1,3-1,6 раза выше, чем через бч., После 73 ДПО скорость его накопления в ТАГ, как и синтез самих ТАГ, снижалась до достижения плодами ботанической зрелости (95 ДПО). , .

25 т

0 —I—I—I—I—I—I—I—1—I—1—I—I——1

40 60 80 100

Дни после опыления

Рис. 13. Динамика включения [I- С] ацетата в ТАГ семян.

Таким образом, анализ перераспределения изотопа по отдельным липид-ным фракциям показал, что в TAI" гипантия и семян включается не более 25 и 19 % радиоактивного углерода от его суммарного содержания в АСЛ соответственно. В ходе созревании плодов он накапливается в ТАГ этих органов в течение суток как на свету, так и в темноте, причём в первом случае с большей скоростью.

Динамика жирнокислотного состава липидов плодов облепихи. Полученные данные (рис. 10,11) показали, что созревание плодов сопровождается накоплением в них липидов. Поскольку у других растений образование АСЛ сопровождается изменением их ЖК-состава (Appelqvist,1975), можно предположить, что подобные изменения имеют место и в плодах облепихи. Для проверки этого предположения было проведено определение динамики состава ЖК в АСЛ, ТАГ и ПЛ. Полученные результаты (табл.1) показали, что к 29 ДПО обе часта плода практически не различались между собой по относительному содержанию индивидуальных видов ЖК в АСЛ; в ТАГ соответствующие различия проявлялись в несколько большей степени. Однако уже к 53 ДПО в ЖК-составе АСЛ плодовой мякоти происходило увеличение концентрации С}6-кислот, и прежде всего гексадеценовой, на фоне снижения содержания С ] g-полиеновых кислот.

Таблица 1

Жирнокислотный состав ЛСЛ и ТАГ гнпантмя и семян созревающих плодов облепихи (мол.%)*

ДПО IC16 0 С|б 1 Cl6 2 CIRO ClRl ICi82 С)8 3 [S] ИН

Ацилсодержащие липиды гипантия

29 121,4а 6,9а 0,4а 1,2а 13,0а 31,3а 24,6а 23,8 1,571

53 30.96 38 56 1,26 0,26 1 15,56 9,96 3,56 31,4 0 867

80-90 33 Об 51,8в 2,0в 0,26 i 7,0в 5,4в 0,5в 33,3 0 751

107 36,6в 46,9г 2,2в 0,7в ¡ 7,1в 5,6в О.бв 37,6 0,714

Триацилглицерины гипантия

29 ! 23,2а 11,6а 0,6а 1,3а 16,1а 32,0а 14,1а 25,6 1,352

53 36.16 40,66 Мб 0,56 12,86 7,76 1,26 36,6 0.746

80-90 34,66 49,6в 1,7в 0,56 7,6в 5,5в 0,4в 35,2 0.728

107 32,Зв 52,7г 2,7г 0.46 6 0г 5,2в 0.4в 33,0 0,757

Ацилсодержащие липиды семян

29 19.5а 4.9а сл 1,6а 15,0а 30,0а 26,2а 23,9 1,585

53 17,66 7,66 0,0 2,16 15,1а 21,26 35,66 20,5 1,719

80 7,1 в 0,8в 0,0 2,06 14,86 41, Ов 33,96 9,5 1,993

90 7,6в 0,6в 0,0 2,5в 15,2а 42,4 в 31,5в 10,3 1,951

107 9,7г 0,9в 0,0 2,8 в 14,9аб 39,2г 30,5в 14,5 1,857

Триацилглицерины семян

29 11,0а 6,0а 0,7 0,8а 9,9а 38,2а 32,6а 12,6 1,915

53 14,46 5,7а 0,0 2,46 17,06 24,36 35,76 17,3 1,784

80 6,7в 1,06 0,0 1,9в 13,6в 41,8в 34,6а 8,9 2,022

90 6,1 в 0,4в 0,0 2,2в 14,9г 40,4в 35,86 8,5 2,035

107 8,4 г 1,06 0,0 2,66 14,6г 38,2а 34,5а 11,7 1,955

*Причечание. В ЛСЛ и ГАГ содержатся также (иол "'¡) ииристиновая кислота (0,12 5 тооы всех сроков созревания) и н-пентадекановая кисчота (0,1-0.5 семена всех сроков со ¡ре начин и гипантии на 29ДПО) Обозначения а г указывают на существование достоверного (Р 9зЧ') различия иежд\ ветчинами к или на его отсутствие в преде пах данного сто toya между х отмеченными разными буквами разчичие имеется, а между х которые обозначены одной и той же буквой оно отсутствует.

В рсзупьтатс -этого величина суммы насыщенных кислот [S] возрастала, а индекс ненасыщенности (ИН) снижался, в то же время в семенах наблюдалось vMeiibUiemie относитетьного содержания С[б -кислот и [S] с одновременным

увеличением уровня С18:2 и С18:з, а также величины ИН. В результате к 80 ДПО семена резко отличались от гипантия по составу ЖК в АСЛ (таблЛ ).

ТАГ по характеру изменений относительного содержания ЖК были в целом аналогичны АСЛ соответствующей части плода; можно лишь отметить большую концентрацию С18-ЖК в ТАГ семян и С]в- ЖК в мякоти.С 29 по 80 ДПО эти изменения в гипантии были более значительны, чем в семенах, и в дальнейшем ЖК-состав ТАГ обеих частей плода оставался почти постоянным, хотя плодовая мякоть в этот период отличалась интенсивным липогенезом, а семена - полным прекращением маслообразования (рис. 10,11).

Таблица 2

Жирнокислотный состав ТАГ* (мол.%) в гипантии и семенах на последовательных этапах созревания облепихи*

Виды и груп пы ЖК Этапы биосинтеза ТАГ (ДПО)

Гипантии Семена

29-53 53-80 80-90 90-107 29-53 53-80 80-90 90-107

С]6:0 35,7 34,7 32,5 30,0 13,5 5,9 0 61,1

С16-1 40,0 50,2 50,6 55,3 5,3 0,7 0 13,5

С16-2 1,1 - 2,1 1,1 3,8 0 0 0 - 0

С18-0 0,5 0,5 0,5 0,5 2,4 2,0 4,7 14,9

С18:1 13,8 7,1 8,0 ■ 4,5 17,7 13,7 31,9 6,7

С18-2 7,8 5,2 6,7 5,0 24,7 42,9 14,7 0

С18-3 1,1 0,2 0,4 0,4 35,9 34,6 48,7 3,8

5 36,2 35,2 33,0 30,5 16,5 8,2 4,7 76,0

и 63,8 64,8 67,0 69,5 83,5 91,8 95,3 24,0

*Мол. % в расчете на прирост суммы ЖК в ТАГ на данном этапе

Данные таблицы 1 характеризуют всю сумму ЖК-остатков в ТАГ, накопившихся к тому или иному ДПО, и поэтому лишь в ограниченной степени позволяют определить специфику состава ТАГ, которые синтезируются на каждом последовательном этапе созревания плодов. Поэтому был проведен расчёт этого состава (табл. 2). Можно видеть, что для ненасыщенных ЖК гипантия увеличение или снижение доли данного их вида в общем количестве ЖК, образовавшихся на очередном этапе созревания, в основном соответствует характеру изменения его концентрации в зависимости от ДПО. Однако для насыщенных ЖК мякоти подобного соответствия не наблюдается. Так, доля пальмитата и Б в ходе развития гипантия непрерывно уменьшается, в то время как их относительное содержание (табл. 2), наоборот, возрастает с максимумом при 53 ДПО. В то же

время доля стеарата на отдельных этапах остаётся постоянной, а его концентрация значительно снижается Что же касается семян, то до наступления ботанической зрелости (90 ДПО) доля S-ЖК в суммарном биосинтезе жирных кислот ТАГ непрерывно уменьшалась вплоть до полного прекращения образования С ¡б - кислот на третьем этапе созревания, соответственно, относительная интенсивность накопления ненасыщенных ЖК в этот период неуклонно возрастала Однако на четвертом этапе, когда прирост общего содержания ТАГ был уже невелик (рис 10 и 11), семена по характеру биосинтеза отдельных видов ЖК приобретали черты сходства с гипантием, которое выражалось в возобновлении образования пальм итата и гексадеиеноата, резком усилении синтеза стеарата, при этом главное место (76%) среди возникающих de novo ЖК переходило к насыщенным кислотам

Расчет динамики ЖК-состава ПЛ, являющихся структурными элементами клеточных мембран, показал (данные не приводятся), что на 29 ДПО ПЛ гипан-тия и семян почти совпадают по ЖК-составу с АСЛ соответствующего органа, а от ТАГ отличаются повышенным содержанием Cj8 3 (гипантий) и С16 0 (семена) К концу созревания ПЛ, по сравнению с ТАГ, характеризовались значительно большим содержанием S и меньшим ИН

Линалшка и кинетика абсолютного содержания отдельных видов ЖК в АС/1 и Т ir Принимая во внимание, что в ходе созревания плодов наблюдается снижение относительного содержания в липидах некоторых групп ЖК и прежде всего С^-ненасыщенных ЖК в гипантии и С]6-ЖК в семенах (табл 1), представляло интерес определить, не происходит ли уменьшение и абсолютного содержания этих групп ЖК Полученные данные (рис 14) показали, что падения абсолютных значений этих величин в целом не наблюдается Исключение составила линоленовая кислота, содержание которой снижалось в мякоти на втором, а в семенах на гретьем этапах созревания плодов В остальных же случаях количество той или иной ЖК в расчете на плод или неуклонно возрастало, или оставалось постоянным. Эти результаты подтверждаются данными табл 2 и свидетельствуют об усилении накопления S-ЖК на завершающем этапе формирования семени

Судя по характеру кривых на рис 14, отдельные этапы развития гипантия значительно различались между собой по интенсивности процесса биосинтеза отдельных видов ЖК Поэтому на основе данных рис 14 была рассчитана абсолютная скорость накопления каждого из вида ЖК в АСЛ и ТАГ (нмоль ЖК плод"! сут~1) Результаты такого расчета (данные не приводятся) показали, что эти величины резко возрастали после 53 ДПО Заключительные этапы созревания (80 -107 ДПО) характеризовались еше более интенсивным накоплением ЖК,

«в х

л §

<и к

X 53

о.

и §

100000 1

10000 -

с; с

1000 -

-л-3 -к-4

Число дней после опыления Б

1 2

-о-4 -в-5 ~е-6 -е-7

0 20 40 60 80 100 Число дней после опыления

Рис. 14. Динамика абсолютного содержания индивидуальных видов ЖК в АСЛ созревающих плодов.

А - гипантиб, Б - семена, 1 - С ¡¿о; 2 - С ¡6: Г. 3 - С1^2; - С}8:о; 5 - С/Я.7, 6 -С¡8:2- У ' С 18:3! $ - содержание С¡8:3 в ТАГ. Значения содержания ЖК отложены на логарифмической шкапе, поскольку на последовательных этапах развития плода величины разрыва между ними могли достигать нескольких порядков.

и прежде всего пальмитиновой и гексадеценовой, на последнем из них в ТАГ ги-пантия скорость накопления Cj6 1 почти вдвое превосходила q (1024 и 555 нмоль ЖК- сут1 на 1 плод), а для ACJI соответствующие величины оказались сходными между собой (737 и 789 нмоль ЖК)

Таким образом, при достижении ботанической и технической зрелости плодов ТАГ гипантия наиболее интенсивно накапливали ненасыщенную гекса-деиеновую, а ПЛ-насышенную пальмитиновую кислоты Эти данные хорошо согласуются с отмеченным выше увеличением концентрации S-кислот в ПЛ мякоти плодов в конце созревания

Динамика состава ТАГ в гипантии созревающих плодов облепихи. Поскольку созревание плодов сопровождалось значительными изменениями в динамике ЖК-состава ТАГ гипантия (рис 14 ), можно было предположить, что они отразились на характере биосинтеза самих ТАГ, синтез которых в плодовой мякоти протекает на фоне высокой степени оводненности (рис 9 ) и в этом смысле имеет особый интерес, покольку облепиха относится к малочисленной группе видов растений с водонасыщенным масличным околоплодником Определение динамики позиционно-типового состава (ПТС) суммарных ТАГ в гипантии и их сопоставление с соответствующими величинами для зрелых плодов, определенных нами ранее (Озеринина и др ,1988), показали, что во всех случаях в II ГС доминировали SUS, SUU и Uj, т е типы ТАГ, которые в sn-2 положении этери-фицированы ненасыщенными ЖК (v/i-2-U-TAT, группа Б), а суммарная концентрация компонентов, содержащих в sn-2-положении остатки насыщенных ЖК (ТАГ группы А), не превышала 1-2 моч %

Найденные из данных ПТС значения типового состава ГАГ ([Sj], [S;UHSSUJ- [SUS], [SU2]= [USU]+ [SUU], [U,]) практически не отличались от соответствующих значений, вычисленных на основе "теории 1" (Gunstone,1962) (коэффициент корреляции г=1,0, 1\>99%) Таким образом, в гипантии облепихи, как и в запасающих органах большинства других растений, биосинтез всех типов ТАГ на отдечьных этапах маслообразования осуществлялся на основе теории 1,3-статистического, 2-статистнческого распределения При этом в ходе созревания абсолютное содержание отдельных типов ТАГ, групп А и Б и суммы этих групп непрерывно возрастало (рис 15)

На основе данных рис 15 были рассчитаны концентрации позиционных типов ТАГ, образовавшихся на каждом последовательном этапе роста гипантия, и константы к, характеризующей кинетику накопления каждого из этих типов, ipynn А и Б и суммы ТАГ (табл 3) Проведённые расчеты показали, что ТАГ группы А превосходили ТАГ группы группу Б (¿n-2-U-TAT) и сумму ТАГ но от-носитечьной скорости их биосинтеза (k х IUJ—89,78 и 78 соответственно) Этот факт хорошо согласуется с результатами нашей рабшы, согласно которым сум-

марные насыщенные кислоты ТАГ гипантия по величине к превышали ненасы--щенные (Berezhnaya et al; 1993).

6л

са z

U <С

H «

s х

я «

& 5

ÈL

£ СП

■ §

1 -

-A-8 -в-9 -0-6 5 7 4 2

-л-3

105

Дни после опыления

Рис. 15. Динамика абсолютного содержания отдельных позиционных типов ТАГ, их групп и суммы ТАГ.

2-55Ц З-иБи, 4- группа А, З-БЦБ, б-БСШ, 7-1/з„ 8- группа Б, 9- сумма ТАГ

Динамика и кинетика уровня ТАГ группы Б (табл.3) характеризовались наиболее интенсивным приростом относительного содержания ТАГ типа SUS с 53 по 80 ДПО, а типа Ui - с более поздним (80- 90 ДПО) этапом созревания; ТАГ типа SUU накапливались равномерно в течение всего периода развития гипантия. Представляет интерес и тот факт (рис. 15), что на этапе 80-90 ДПО оба симметричных 1.3-Б-позиционных типа - S3 и SUS - начинали уступать по скорости образования обоим симметричным 1,3-и-позиционным типам ТАГ - USU и Uj соответственно.

Таблица З

Динамика н кинетика позиционно-тииового состава триацилглицеринов

Позиционные типы и группы ТАГ Состав триацилглицеринов, мол % kxlO3, сут1

к данному ДПО Образовавшихся на последовательных этапах созревания, ДПО

53 80 90 I 107 53-80 80-90 90-107

S, 0,4 0,4 0,5 0.4 0,4 0,7 0,3 86

SSU 0,6 0,7 1,0 0,8 0,7 I 5 0,6 92

USU 0,3 0.3 0,6 0,5 0,3 1,0 0,4 89

Группа А 1,3 1,4 2.1 1,7 1,4 3,2 1,3 89

SUS 29,1 28,1 22,8 22,5 27.9 14,4 22,1 78

SUU 49,0 49.1 48,9 49,0 49,2 48,7 49,1 78

и, 20,6 21,4 26,2 26,8 21.5 33,7 27,5 81

Группа Б 98,7 98,6 97,9 98,3 98,6 96,8 98,7 78

Сумма ТАГ 100 100 100 100 100 100 100 78

Примечание. Сокращения см я тексте

Общая характеристика позиционно-видового состава (ПВС) $п-2-Ц-ТАГ при созревании плодов. Известно, что использование вечичин позиционно-видового состава ТАГ позволяет более детально определить динамику содержания отдельных ТАГ при их биосинтезе, чем применение позиционно-типового состава (ПТС) ПВС представляет собой концентрации позиционных видов ТАГ (мол % от суммы ТАГ ), которые характеризуются, во-первых, определенным составом видов ЖК (П Г,0 или Л), и, во-вторых, средним или крайним положением остатков этих ЖК в молекуле ТАГ

Результаты вычисления ПВС ТАГ гипантия на основе данных липазного гидролиза с 53 по 107 ДПО показали (табл 4), что ТАГ мякоти включают 17 главных позиционных видов, уровень которых > 1% от суммы ТАГ, суммарное содержание этих видов варьировало от 87 до 91 мол % Табл 4 также показывает, что все они включали остатки лишь четырех главных видов ЖК - П, Г, О и Л, концентрация каждого из которых в ТАГ в течение всего периода роста превышала 5 мол % Однако ТАГ гипантая содержат и минорные (< 2мол %) ЖК -гексадекадиеновую, стеариновую и линоленовую ((ВегегЬпауа и а1, 1993), и поэтому возможное общее число компонентов позиционно-видового состава достигает 168 В настоящей работе все минорные (< 1 мои %) виды ТАГ (всего 151), в число кот орых, в частности входят как ацилглицерины минорных ЖК, так и компоненты группы А (см табл 3), далее не рассматривались Поэтому все приводимые ниже данные ПВС относятся только к !лавным видам ли-и-ТАГ

Таблица 4

Динамика и кинетика позициошш-видового состава триацилглішершіов группы Б

Гтавные позиционные вилы ГАГ и их грчппы L е Состав триацилглициринов, мол % ЬсЮО

к данному ДПО оброзо послед этапах вавшихся на овательных ДПО CVT 1

53 80 90 107 53-80 80-90 90-107

ПГП 46 I 17,5 19,7 17,0 16,2 19,5 12,6 15,6 83

ПГО 46 2 80 6,0 54 2,1 5,4 4,4 0(-557 90

гит 44 2 18,7 26.5 29,2 30,6 27.3 33,3 33,0 90

ГГО 44 3 4,3 4?0 4,6 1,9 3,8 5,5 0(-397 86

гп 42 3 5,0 5,9 12,6 14,4 9,4 184 16 9 98

Группа I 53 5 62.1 68,8 65,2 65,4 74,2 65,5 87

ПОП 48 1 5,5 3,4 2,0 2,9 0(-34) 1,6 76

ПОО 48 2 2,5 1,0 0,6 0,2 0,7 0(-6) 0(-84) -

ПОГ 46 2 5,8 4,6 3,5 3.5 4,2 1,7 3.6 69

ГОО 46 3 1.3 0,7 0,6 0,2 0,6 0,4 0(-84) 79

ГОГ 44 3 1,6 1,6 1.5 1.6 1.5 1,3 1,7 76

Группа II 16,7 п,з 82 73 9,9 3.4 69 66

ПЛП 46 о 40 32 2,7 3.0 2.9 1,9 3,4 67

НЛО 46 3 1,8 1,0 0.9 0,4 0,8 0,7 0(-58) 76

ПЛГ 44 3 4,2 4,3 46 5,6 42 5,0 6,9 76

ГЛО 44 4 1,0 0,7 0,7 0.4 0,6 0,7 0,1 77

ГЛГ 42 4 1,1 1,5 2.0 2,7 1,5 2,8 3.6 86

Группа III 12,1 10,7 10,9 І 12,1 10,0 11,1 14.0 72

ПГЛ 44 3 2,8 2,0 1,5 1,4 1,8 0,7 1,3 67

ГГЛ ,42 4 1,5 1,4 1.3 1,3 1.3 1.1 1,3 77

Группа IV і 4,3 3,4 2.8 2,7 3 1 1,8 2.6 70

СуммаТАГ 1 86,6 87,5 90,7 87 3 88,4 90,5 89.0 80

Примечание. Сокращения си в тексте Отрицательные чист в скобках указывают на снижение абсопотного содержания соответствующих rac-l-O-видов ТАГ (нмочь ЖК на mod) в сумме ТАГ образовавшихся на данном этапе созревания (см кривые 2 и 4 на рис ¡6 ?р\гты 1- 111) "-"-ветчину к не вычисчяли

L птнисите1ьная тпофильность ТАГ е чисю двойных связей /кК входящих в состав таг

Динамика позиционно-видового состава sn-2-Ц-ТАГ гипантим при согревании плодов. Данные по динамике концентрации отдельных позиционных видов (табл.4) свидетельствуют, что в процессе роста гипантия отмечалось увеличение содержания только для ШТ, ПТ, ПЛГ и ГЛГ, а относительный уровень остальных видов ТАГ или падал, или оставался почти неизменным. Принимая это во внимание, представляло интерес провести расчет динамики абсолютного содержания главных позиционных видов ТАГ и их групп (рис.16). Можно видеть (рис.16), „что созревание плодов облепихи сопровождалось увеличением абсолютного содержания каждого из позиционных видов ТАГ. В то же время разные виды, даже в пределах одного и того же типа ТАГ, по скорости накопления отличались друг от друга. Более того, данные состава ТАГ, образующихся на последовательных этапах роста плода (табл.4, рис.16), свидетельствуют, что биосинтез ряда видов ТАГ ещё задолго до конца созревания полностью прекращался. Так, позиционные виды ПГО и ПЛО (тип SUU) и виды ГГО, ГОО и ГЛО (тип U3) переставали накапливаться уже к 90 ДПО, а вид ПОО (тип SUU) -даже к 80 ДПО. При этом на заключительном этапе созревания плодов абсолютное содержание всех этих видов, кроме ГЛО, даже несколько снижалось (табл.4, рис.16), а все перечисленные выше шесть видов ТАГ характеризовались общим признаком - присутствием октадеценоата в 1,3 - (т.е. гас-1-) положении их молекул. Из этого можно предположить, что торможение биосинтеза гас-1-0-видов ТАГ в конце созревания вызывалось значительным снижением скорости накопления октадеценовой кислоты на терминальной стадии роста гипантия. Полученные результаты показывают, что на предпоследнем этапе созревания плодов (80-90 ДПО) концентрация остатков этой кислоты в ТАГ, образовавшихся за этот период времени, составляла 8.0 мол.%, а на заключительном - (90-107 ДПО) она снижалась до 4.5 мол.%. За счет этого количества октадеценовой кислоты с 90 до 107 ДПО могли синтезироваться только те виды ТАГ, которые содержали её в 5и-2-положении, но не включали эту кислоту в гас-1- положении, т.е. ПОП, ПОГ и ГОГ (табл.4, рис.16). Иными словами, в конце созревания окта-деценоат взаимодействовал исключительно с тем ферментом биосинтеза ТАГ, который селективно катализировал этерификацию глицерина в $и-2-положении (см. ниже). Что же касается вероятных причин некоторого снижения абсолютного содержания гас-1-0 видов ТАГ на конечном этапе роста (табл.4), то для ПОО, ГОО и ПЛО оно могло отражать просто ошибку опыта при количественном определении этих минорных глицеридов. В то же время значительное падение уровня ПГО с 90 по 107 ДПО, возможно, было обусловлено Д12-десатурацией остатков олеиновой кислоты в их составе с образованием линолеата. Действительно, степень уменьшения ветчин абсолютного содержания ПГО и ГГО (-557 и -397 нмоль ЖК на плод соответственно; см. табл. 4), в целом была близка к значениям её роста с 90 до 107 ДПО для продуктов дегидрирования этих видов,

Группа l

х 3

X CL

5 X

< H*

05 S X

u 4

о u

4 3,5 -3 ■

2,5 *> .

1,5 -1

0,5 0

Группаi

140

4.5 т 4 Группа

•3 -о- 1

140

Рис. 16. Динамика абсолютного содержания главных позиционных видов ТАГ гипантия и их групп.

Группа / 1-ПГП 2 ПГО 3-ПГГ 4 ПО 5-ГГГ, 6 с\\ши Группа 2 1-ПОП, 2 пбс) 3 ПОГ 4-1 (X) з-ГОГ, 6 с у \t\ta Группа 3 I ПЛП. 2 ПЛО 3-ПЛГ, 4-ГЛО. 3-ГЛ1 6-су \ша Группа 4 ¡-ИГЛ 2 11 Л, 3-суима

т е ПГЛ ГГЛ J-404 и <-409 нмоль ЖК на плод соответственно (рис 16) В отличие от rur-1-О-видов все виды 1АГ типа SUS синтезировались вплоть до наступ юн и я потной фелости плодов

Отдельные группы sn-2-У-ТЛГ различного состава. По качественному ЖК-составу главных да-2-и-позициошшх видов ТАГ (табл.4) эти виды можно было разделить на четыре группы. Группа I представлена видами, которые содержат в ди-2-положении остатки гексадеценовой кислоты (кроме видов, включающих в гас-1- положении линолеат, см. ниже). В группу II входят уже упомянутые выше sn-2-О-виды, в группу III -позиционные виды, содержащие в среднем положении линолеат, а в группу IV - виды ПГЛ и ГГЛ. Можно видеть, что каждая из групп 1,11 и III охватывает по пять видов ТАГ, относящихся к типам SUS, SUU или Uj. Эти группы различаются между собой не только природой ЖК в «i-2-положении ТАГ, но и относительной концентрацией в сумме ТАГ, составлявшей в ходе созревания 53-69, 7-17 и 10-12 мол.%, соответственно. В то же время ТАГ групп I, II, 111 не отличаются друг от друга по качественному составу ЖК их предполагаемых гае-1,3-диацильных радикалов - ПП, ПО, ПГ, ГО и ГГ, в порядке увеличения (е) в ТАГ и снижения (L) (табл.4). В настоящей работе эти радикалы обозначаются термином "гас-1-компоненты".

Рассмотрение количественного позиционно-видового состава в группах I-III (табл.4) позволило заключить, что и по этому признаку между ними на протяжении всего периода созревания (53-107 ДПО) наблюдалась значительная аналогия, которая состояла в том, что в каждой из этих групп отдельные виды ТАГ, включавшие различные rac-компоненты, обычно располагались в порядке снижения их концентрации в сумме ТАГ в одной и той же последовательности: гас-1-ПГ-ТАГ> гас-1-ПП-ТАГ> гас-1-ГГ-ТАГ> гас-1-ПО-ТАГ> rac-1-ГО-ТАГ; исключение составляло только преобладание гас-1-ПО- над гас-1 -ГГ-ТАГ по их уровню к 53 ДПО. Существование такой аналогии подтверждается высокой корреляцией между отдельными группами по концентрации ТАГ, содержащих одни и те же гас>1-компоненты, на каждом этапе созревания плодов (табл.5).

Таблица 5

Коэффициенты корреляции между группами 1,11 и III по концентрации позиционных видов ТАГ с идентичным составом ЖК в гас- 1-положении на 53,

80, 90 и 107 ДПО

Группы I II 111 I И III

ТАГ

(табл. 4)

I 0,999а 0,999а 0.9896 0,999а 0,991 а 0,9996 0,999в 0.989г 0,999в 0,991г 0,999г

III

Примечание, а, б, в иг - величины г на 53, 80, 90 и 107 ДПО соответственно. При числе пар измерении, равном 5, критический порог г дм корреляции с г> 99% составляет 0,959

Наконец, рис 16 показывает, что аналогия по позиционно-видовому составу между группами I, II и III имела место не только на уровне концентрации ТАГ, но и на уровне их абсолютного содержания группы I, II и III на этом рисунке по характеру кривых динамики соответствующих видов ГАГ весьма сходны между собой

Полученные результаты позволяют предположить, что непосредственным общим предшественником всех видов ТАГ в группах 1-Ш служит совокупность пяти укашшых выше гас-1-компонентов, образующихся в гипантии с различной скоростью Определение химической природы этих соединений и возможное™ их формирования в паренхиме плодовой мякоти на фоне высокой степени ее гидратации при участии общеизвестного глицерофосфатного механизма биосинтеза ТАГ существующего, в частности, в высыхающих маслах при созревании масличных семян (Верещагин, 1972), должно стать предметом будущих исследований

Кинетика образования видов $п-2-Ц-ТАГ при созревании плодов. Из приведеных в табл 4 величин к главных позиционных видов ТАГ и их групп (I-IV) можно видеть что группа I по относительной скорости биосинтеза ТАГ заметно превосходила суммарные ТАГ, а группы П-1V уступали последним в этом отношении, различие по величине к наблюдалось и между индивидуальными видами ТА1, принадлежащими к группе I, с одной стороны, и группам II и III, с другой, и включали одни и те же гас-1-компоненты, например, между ПГГ и парой ПОГ/ПЛГ (табл 4) При этом существование 1акого различия не зависело от конечной концентрации тех или иных видов ТАГ в суммарных ТАГ зрелых плодов (107 ДПО) Можно предположить, что оно было обусловлено тем, что лп-2-положение в ТАГ групп I, И и III этерифицировано разными ненасыщенными ЖК - гексадеценовой, октадененовой и линочевой соответственно Ранее было показано, что эти ЖК по скорости образования в суммарных ТАГ располагаются в следующем порядке Г>0>Л (ВегегЬпауа, е1 а], 1993), что объясняет преобладание ТАГ группы I над всеми другими видами ТАГ по величине к (см выше), а также наблюдаемое соотношение по данному признаку между уровнями трех видов ТАГ типа йи5-ПГП~>П0П>ПЛП (табл 4) Тем не менее, в целом л«-2-Л-виды (группа III) заметно превосходили по относительной скорости биосинтеза группу II, т е .\n-2- виды, что противоречит только что приведенному порядку скоростей биосинтеза октадеценоата и линолеата Можно было предположить, что обнаруженное несоответствие между О и Л, с одной стороны, и яп-2 О и зп-2-Л-видами ТАГ, - с другой по интенсивности их накопления было вызвано разным сродством отдельных ненасыщенных ЖК к среднему положению ТАГ Мерой такого сродства служат факторы обогащения (соотношение концентраций ЖК длшо! о ни 1а в л«-2-потожении и в сумме ТА1 ) и селективности (включения

этих ЖК в $л-2-положение, равное фактору обогащения, делённому на соотношение концентраций и в ^«-2-положении и в сумме ТАГ; Озеринина и др.,1987, 1988). По характеру динамики этих факторов при созревании плодов (рис.17) гексадеценовая кислота резко отличалась от октадеценовой и линолевой: если в первом случае величины факторов обогащения и селективности в ходе созревания плодов непрерывно снижались, то для окгадеценоата и линолеата эти величины возрастали, достигая максимума только к 107 ДПО. В свою очередь, линолеат на всех этапах созревания по величине указанных факторов в 1,3-2,0 раза превосходил октадеценоат.

Возможно, что именно этот факт определял превышение .т-2-Л-видов над 5Л-2-0- видами ТАГ по скорости их биосинтеза, несмотря на меньшую, по

а> 2.3

X I-

и о

X №

к «

к. X

о Ю о

Си о

ПЗ ©

2 -

1,5

0,5 "

105

65 85

Дни после опыления Рис. 17. Сродство главных видов ненасыщенных жирных кислот к $п-2-положению ТАГ.

1-3 - фактор обогащения, 4-6 - фактор селективности; 1,4 -гексадеценоат, 2,5 -октадеценоат, 3, б -линолеат

сравнению с октадеценоатом, интенсивность образования линолеата в клетках гипаития (Вегегітаауа е{ а1., 1993).

Возможный механизм образования ТАГ в мякоти плодов. Полученные данные позволили предложить схему биосинтеза ТАГ высших ЖК в гипантии созреваюших плодов облепихи Можно предположить, что этот процесс включает, по меньшей мере, две стадии На первой их них совокупность насыщенных и ненасыщенных видов ЖК статистически этерифицировались гас-1-гидроксильные группы глицерина, создавая тем самым общий метаболическим пул из пяти различных гас-1 -компонентов - предшественников ТАГ (табл4 рис 16) На следующей стадии за счет другой совокупности ЖК, почти исключительно ненасыщенных, эти компоненты подвергались селективному 5л-2-анилированию, которое и приводило к образованию всех главных позиционных видов ТАГ гипантия, за исключением ПГЛ и ГГЛ (см ниже)

Судя по данным табл 4 и рис 16, с 53 до 107 ДПО абсолютное содержание большинства видов ТАГ непрерывно возрастало При этом отдельные ТАГ по интенсивности накопления (значению к) существенно, а по концентрации в зрелом (107 ДПО) гипантии часто более чем на порядок отличались друг от друга Возможно, что эти отличия (см выше) были обусловлены, прежде всего, различным количеством жирных кислот, имевшемся на отдельных этапах созревания для образования того или иного вида ТАГ, и в конечном счете зависели от значения к данной ЖК, как уже указывалось выше, одни виды ЖК (пальмитиновая и гексадеценовая) характеризовались высокими, а другие (октадеценовая и лино-левая ) - пониженными величинами к Другим параметром, вызывавшим различия между индивидуальными видами ТАГ по интенсивности их накопления, являлась разная степень сродства П Г,О и Л к гас-1- или к л/1-2-положениям глицерина

Влияние каждого из этих кинетических параметров биосинтеза можно было тегко простелить уже в предполагаемой первой стадии формирования ТАГ Так, гас-1-11Г неизменно превышал по содержанию другие гас-1-компоненты (табл 4), поскольку он включает остатки обоих видов ЖК, преобладающих в составе ТАГ (ВегегЬпауа е! а1, 1993) Аналогичным примером может служить отмеченное выше торможение синтеза гас-1-О-ТАГ в конце созревания, обусловленное недостатком свободного окгадеценоата в этот период Можно видеть, что в обоих случаях павную роль в определении скорости образования тех или иных гас-1-компонентов играло количество ЖК, атакующих гас-1-оксигруппы глицерина В го же время гас-1-ПП и гас-1-ПО по их относительной концентрации в метаболическом пуче (мол %) всегда значительно превосходили гас-1-ГГ и гас-1-ГО соответственно, хотя папьмитат уступал гексадеценоату не только по относительному содержанию в сумме ТАГ на всех этапах роста, но и по величине к (табл 4) Подобный характер образования этих четырех гас-1-компонентов мог вызываться только повышенным сродством пальмитата по сравнению с гексаде-нсноатом к гас-1-положению глицерина при биосинтезе Таким образом, именно

степень сродства реагирующих ЖК, а не их количество, оказывала решающее воздействие на характер ацилирования гас-1 -ОН групп глицерина.

Функционирование возможной второй стадии образования ТАГ - ацилирования в 5«-2-ОН-групп в гас-1 -компонентах - также находилось под контролем обоих кинетических параметров их биосинтеза. Сопоставление данных табл. 4 с полученными ранее (Вегег1шауа й а1., 1993) показало, что резкое преобладание в «•¡-2-Г-ТАГ группы I над другими группами ТАГ по их уровню к 107 ДПО являлось следствием более высокого содержания гексадеценоата в сумме ТАГ и большей скорости, его синтеза по сравнению с октадеценоатом и линолеатом. Ясно, что в данном случае ход ли-2-ацилирования контролировался количеством реагирующей ЖК. Однако весьма существенное влияние на характер этой реакции оказывала и степень сродства отдельных ЖК к ли-2-ОН-группе глицерина. Так, несмотря на значительную концентрацию пальмитиновой кислоты в смеси 'ЖК, близкую к уровню гексадеценовой, и на то, что П и 5и-2-П-ТАГ заметно превышали по величине к ненасыщенные кислоты и .УЛ-2-и-ТАГ, соответственно (табл.3), пальмитиновая кислота почти не взаимодействовала с гас-1-компонентами вследствие её крайне слабого сродства к средней оксигруппе производных глицерина (ВегегЬпауа й а1., 1993). О важной роли фактора обогащения и селективности в 5л-2-ацилирования свидетельствуют также превосходство 5И-2-Л -видов ТАГ над $м-2-0-видами по скорости биосинтеза, имевшее место несмотря на то, что линолеат накапливался в сумме ТАГ с более низкой скоростью, чем октадеценоат.

ТАГ группы IV по динамике и кинетике их образования занимают особое место, среди других ТАГ гипантия. Как показывает табл. 4, виды ПГЛ и ГГЛ по ЖК-составу в .ш-2-положении не отличались от ТАГ группы I. В то же время по скорости биосинтеза они значительно уступали ТАГ, занимая промежуточное положение между группами II и III. Кроме того, структурные аналоги ПГЛ и ГГЛ, т.е. те виды ТАГ, которые включали бы • соответствующие гас-1-Л-компоненты и содержали бы октадеценоат или линолеат в 5л-2-положении, в группах II и III не обнаруживались. Поэтому по характеру их биосинтеза виды ПГЛ и ГГЛ были выделены в особую группу. Механизм образования ТАГ группы IV, возможно, состоящий в Д12-десатурации остатков олеиновой кислоты в ПГО и ГГО, еще предстоит определить.

Влияние условий произрастания на состав и строение трианилглиие-винов гипантия зрелых плодов облепихи. Результатами настоящей работы показано, что основной фракцией АСЛ являются ТАГ, которые откладываются в качестве запасных веществ в тканях как гипантия, так и семян созревающих плодов облепихи (Бережная и др. 1988,1992,1993,1994). Именно поэтому представляло интерес провести сравнительное изучение состава и содержания ТАГ

плодов, опредетяющих качество масла, у представителей различных климат ипов (табл 6)

Таблица 6

Состав жирных кислот в 1,2,3-, 2- и 1,3-положепнях ТАГ мякоти плодов различных климатипов облепихи

Поло- Содержание кислот. мол %

Клима-типы жения ЖК в ТАГ СібО С16 1 С18 1 СІ8 2 [51 РЛ

1,2,3 34,2±1,0 54,8-ЬІ.б 11,0±0,2 0,0 34,2 65,8

СА 0,6±0,2 80,3±2,5 19,1±1,6 0,0 0,6 99 4

1,3 51 ,0а 1,0 42,0±3 0 7,0±1,6 0,0 51,0 49,0

2цыч 2,0 83,7 14,3 0,0 2,0 98,0

1 2,3 32,6±1.2 42,4±0,9 20,8±1,2 3,5^0,8 32,6 67,4

БТ 2 2,1 ±0,6 53,6±2,1 34,9±1,1 7,8±0,6 2,1 97,9

1,3 47,8-Ы.З 36,8±2,3 13,7±1,6 1.4а 1,0 47,8 52,2

2выч 20 64,3 26 7 60 2,0 98 0

1,2,3 47,0-Н,7 16,4±0,7 35,0*1,0 1,6±0,5 47,0 53,0

КВ 2 11,8-і-1,0 19,5±0,9 65,4*1,2 3,3*0,6 11,8 83,2

1,3 64,6*2,0 14,9±1,1 19,8±1,5 0,7 1:0,8 64,6 35,4

2выч - - - - - -

1,2,3 32,3±2,5 53,8±2,6 4,7±0,4 5,7±0,8 32,4 67,6

СБ 2 1,7 ¿2,7 71,7*2,8 8,1±1„3 13,2*1,5 1.7 98,3

гз 47,6*3,7 44,8*3,8 3,0±1,4 2,0±1,7 47,8 52,2

2цьтч 1 9 76 7 6,0 97 1.9 98,1

Примечание В таошце приведены среОние арифметические трех аналитических ип-реОеіении Ооверитечьныи интервал В ТАГ <ипантия обчепихи ЬТ климатипа содержится также Сщ і концентрация которой в 1,2 3- 2- 1,3- и ¡^-положениях си-ставіяет 0 716 О 3 и 1 0 иол % соответственно Дія С А и БТ коррепяция иежоу поименными [А ] и [расчитанными по І ИсШеІіІ достоверна (г~ 0 996 и 0 973 соответственно Дія КВ расчет [А}>,„ч не провоОили (см в тексте)

До настоящего времени в литературе имелись разрозненные данные по изучению ЖК-состава ТАГ гипантия и семян облепихи из СБ, СА и КВ климатипов ( Асланов, Мамедов 1985, Жамъянсан, 1978, Жмырко, Гигиенова, 1978), при этом АСЛ и ТАГ балтийских форм, относящихся к балтийскому юшматипу, ранее не исследовались Состав ГАГ семян рассматривался в единственной работе (Жмырко и др 1984), а состав ГАГ гипантия ранее не изучался В настоящей работе впервые потучены данные по сравнительному изучению состава и

строения ТАГ гипантия и семян зрелых плодов облепихи четырех климатипов (СА, БТ, КВ, СБ). Поскольку различия между отдельными югаматипами облепихи по ЖК-составу ТАГ плодовой мякоти (величинами [А]^,) ранее не были ' строго подтверждены статистически, в настоящей работе были получены данные [А] 1,2,3 для ТАГ гипантия четырех климатипов. Результаты такого исследования представлены в табл. 6, , , Полученные данные позволяют предположить, что по ЖК-составу ТАГ плодовой мякоти все исследованные климатипы можно подразделять на две группы: к первой из них относятся СБ, СА и БТ, а ко второй - КВ. Впервые ис-, следованная нами БТ облепиха хотя и входит в группу I, однако по концентрации отдельных видов моноеновых ЖК в ТАГ,этой части плода занимает промежуточное положение между СБ и, СА, с одной стороны, и КВ - с дру-гой.Установлено, что в 2-положении ТАГ плодовой мякоти каждого из четырех исследованных климатипов присутствуют в основном моноеновые кислоты; в пределах каждого из них в этом положении преобладает кислота, доминирующая в ЖК-составе его ТАГ (С^бЛ У СБ, СА и БТ , Сх8:| у КВ). При этом пальмитиновая кислота содержится в ТАГ гипантия СБ, СА и БТ климатипов почти исключительно в крайних положениях, а КВ характеризуется значительной концентрацией С]6:0 не только в 1,3-, но и в 2-положении ТАГ (11,8 мол.%).

Таблица 7

Корреляция между климатипами облепихи по ЖК-составу ТАГ гипантия

Климатипы СБ СА КВ

СА 0,986 - 0,266*

БТ 0,921 0,963 0,644*

КВ 0,473* 0,266* -

СА** - 0,994 -

КВ ** - - 0,999

Примечание. * Корреляция отсутствует (Р<95%). Остальные коэффициенты г указывают на достоверную корреляцию с вероятностью Р>99%. Число пар измерений п (видов ЖК) для СБ, СА, БТ и КВ равно 7, 4, 5 и 4 соответственно. Прочерк - корреляцию не определяли ■ ** По литературным данным.

Табл. 6, включающая и результаты вычисления концентрации ЖК в 2-положении ТАГ гипантия плодов СА и БТ климатипов, полученных с помощью : формул Litchfield (1972), показывает, что для ТАГ гипантия СА эти результаты в целом соответствуют значениям [А]2, определённым экспериментально, а у БТ эта корреляция также достоверна, но выражена в меньшей степени. Для КВ расчёт [А]2 был невозможен, поскольку уровень насыщенных ЖК в его ТАГ

([Sj,, )_47мол %), что более чем в 1,5 раза превышает уровень допустимости формулами Litchfield, составляющий ~30%

Величины [А] 12 з приведённые в таблице 6, были подвергнуты корреляционному анализу, резупьтаты которого представлены в табп 7 Можно видеть, что KB климатип по ЖК составу ГАГ гипантия достоверно отличается от остальных, которые в этом отношении в целом были сходны между собой

Для наглядной демонстрации степени сродства каждого вида ненасыщенных ЖК к 2-положению ТАГ применили 'фактор обогащения" EF^[AJ2 [А], а для сравнительного опредепения такого сродства в ТАГ различной ненасыщенности - "фактор селективности' SF=EF ([U]2 [U], ,3), (Верещагин, 1972) Результаты расчета этих факторов для ТАГ плодовой мякоти облепихи исследованных климатипов представлены в табл 8

Таблица 8

Факторы 0601 ашения (EF) и селективности включения (SF) ненасыщенных ЖК в 2-положеиие ТАГ гипантия

Виды ЖК EF SF

СБ 1 СА БТ KB СБ СА БТ KB

С16.1 1 33 1,46 1,26 1,19 0,91 0,97 0 87 0,72

С|8.1 1,72 1,74 1,68 1 87 1,18 1 15 1,16 1,12

С|8.2 2,31 I 2,23 2,06 1,59 - 1,53 1,24

С 18.3 2,00 - 2,28 - 1,38 1,57 -

Примечание. У СЬ к.гшштипа EFJ6 2 и ^16 2 составляют 1 50 и 1,03 соответственно ((Ъеринина и dp , 19Н8)

Можно видеть, что как по соотношению величин ЯР у отдетьных видов и-ЖК (5Р]8 з 5Р)8 2 |6 }), так и по абсолютной величине обоих исследованных факторов климатипы в целом близки между собой, ее га не учитывать несколько пониженные значения БР у кавказской облепихи Таким образом, в ГАГ гипантия всех исследованных климатипов виды и-ЖК с боть-шим числом двойных связей, а при одинаковом их числе - с большей молекулярной массой, характеризуются более высоким фактором селективности, те повышенным сродством к 2-положению ТАГ Поэтому С)6 ^кислоте, независимо от ее концешрации в ТАГ тех или иных климатипов, свойственны наименьшие значения факторов обогащения и селективности

Типовой и позиционно-типовой состав ТАГ гипантия В связи с обнаружением различий между ГАГ мякоти по суммарному ЖК-составу и позиционному распределению индивидуальных видов ЖК представляло интерес определить состав самих ТАГ Можно видеть, что в типовом составе ТАГ всех иссле-

дованных климатипов преобладают Би2, 82и и из, причём климатипам группы I свойственно практически одинаковое содержание Би^. В то же время, в гипантии плодов СБ и БТ климатипов [из] > [8г1Г|, а у СА наблюдается обратная закономерность. Характеризуя КВ климатип, необходимо отметить более высокое содержание и и соответствено более низкий уровень Биг и особенно 11з в ТАГ этой части плода (табл. 9), что связано с преобладанием насыщенной пальмитиновой кислоты в его ТАГ (табл. 6).

Таблица 9

Позиционно-типовой (ПТС) и типовой состав (ТС) ТАГ мякоти плодов облепихи различных климатипов (мол.%)

Клима-типы Состав ТАГ $3 Типы ТАГ

87и

ББи Бии ши

СБ[105] ПТС 0,4: (У? 22,5 49,0 0^5 26,8

ТС 0,4 23,3 49,5 26,8

тс. 0,0 23,6 50,0 26,4

СА ПТС 0,1 ОЛ 25,9 49,7 01 23,9

. ТС 0,1 26,2 49,8 23,9

тс,. 0,0 26,3 50,0 23,7

БТ ПТС 0,5 1,0 22,4 48,8 26,7

тс 0,5 23,4 49,4 26,7

тс„г 0,0 23,9 50,0 26,1

КВ ПТС 4,9 м 36^8 40,3 и 11,1

тс 4,9 42,2 41,8 11,1

тс (4,9) 43,3 ' 39,7 12,1

Примечание. ТСа и ТСк типовой состав, рассчитанный по Оиююпе и по КаНИа соответственно. Корреляция по найденному ТС (п=-4) между СБ и СА, СБ и БТ, СА и БТ климатипами достоверна (г=0,993, 1,0 и 0,993 соответственно; Р>99%), а между КВ с одной стороны и СБ, СА и БТ - с другой, недостоверна (г-0,714, 0,790 и 0,716 соответственно, Р<95%). Корреляция по ПТС (п=6) между СБ и СА, СБ и БТ, СА и БТ достоверна на уровне Р>99% (г=0,995, 1,0 и 0,995 соответственно), а между КВ с одной стороны, и СБ, СА и БТ, -с другой на уровне 95<Р<99% (г^ 0,843, 0,892 и 0,843 соответственно. Для СБ, СА и БТ корреляция между найденными и рассчитанными (ТСа) величинами ТС данного климатипа достоверна (г=0,999, Р>99%). Для КВ кли-матипа соответствующая корреляция между ТС и ТС, также достоверна (г=0,997, Р>99%).

В примечании к табл. 9 приведены коэффициенты корреляции между четырьмя изученными климатипами по типовому составу ТАГ гипантия, из кото-

рых можно видеть, что климатипы фухшы I по этому признаку в целом сходны между собой и достоверно отличаются от кавказского

Результаты определения позиционно-типового состава ТАГ (табл 9) показывают, что в плодовой мякоти облепихи из всех исследованных климатипов доминируют позиционные типы ТАГ, содержащие в 2-положении U-кислоты, суммарная концентрация компонентов, включающих в среднем положении S -кислоты, v климатипов группы I незначительна в отличие от KB , где она достигает 11,8 мол "о Отмеченные выше различия для типового состава ТАГ гипан-тия СБ, СА и БТ климатипов от KB и сходство климатипов первой группы между собой по типовому составу относятся и к позиционно-типовому состава ТАГ этой части плода, хотя здесь они выражены несколько слабее

Для понимания механизма биосинтеза ТАГ в гипантии мы сочли необходимым сопоставить найденный количественный типовой состав с вычисленным согласно существующим теориям строения ТАГ, сформулированным на основе различных представлений о путях образования ТАГ у растений (Верещагин, 1972, Litchfield, 1972) Ранее было показано, что типовой состав ТАГ гипаи-тия облепихи СБ климатипа с уровнем S в ТАГ, равным 32,4 мол %, можно достоверно определить и без проведения их липазного гидролиза, используя только величины [S]i; 5 и [U] 12 з, а также уравнения "теории I" Gunstone (Озеринина и др 1988) 1 {ринимая во внимание, что в ТАГ плодовой мякоти СА и БТ климатипов содержание S б11 из ко к указанному выше, для расчета типового состава их ТАГ были использованы те же уравнения Полученные результаты представлены в табл 9, из которой можно видеть, что у климатипов группы I вычисленные по Gunstone концентрации S,U, SU, и U, типы ТАГ практически совпадают с найденными экспериментально Таким образом, можно предположить, что при биосинтезе ТАГ в мякоти большая часть U - кислот статистически распределяется в 2-положснии, а все S -кислоты и оставшиеся неэтерифицированными U - кислоты - в 1,3 -потожениях молекул глицерина

Поскольку в гипантии облепихи KB климатипа [S]j 2 j намного превосходит 33%, а уровень [S], и [Ь]з значителен, теория Г Gunstone для расчета состава этих ТАГ не применима Ранее для вычистения типового состава ТАГ, в маслах которых содержание S-кисдот превышает 30-35%, использовалась теория ограниченно-статистического распределения Kartha (Верещагин,1972, Озеринина и др ,1997) Поэтому именно эта теория была применена для расчета данной категории состава ТАГ в гипантии KB облепихи Вычисления проводили на основе найденных величин [S], 2, (табл 6) и [S,] =4,9 мол % (табл 9), л также известных уравнений (Litchfield ,1972) Полученные результаты прсдсггавлсны в табл 9, из которой можно видеть, что вычисленные по теории Kartha величины [S,U], [SU,] и [b,J близки к наиденным

Таким образом, при биосинтезе масла в плодах KB климатипа количество фактически образовавшихся S3-TAT далеко не достигает теоретически возможного, которое можно вычислить, пользуясь теорией 1,2,3-статистического распределения (11 мол.%; Верещагин, 1972). По мнению Kartha, такое ограничение представляет собой приспособительный признак, возникший в ходе эволюции растений. Предположительно, его физиологическая роль состоит в сохранении образующегося в растущих клетках плодовой мякоти масла в жидком состояние при низкой температуре окружающей среды. Согласно теории Kartha, оставшиеся после окончания синтеза S3 неэтерифицированными S-кислоты, а также все U-кислоты распределяются.затем статистически между молекулами глицерина, образуя, однако, при этом лишь S2U, SU2 и U3 типы ТАГ (Litchfield, 1972).

Позиционно-виловой состав ТАГ т-ииантия. Чтобы сделать окончательный вывод о существовании достоверного различия между группами I и II по составу ТАГ в масле гипантия, было проведено сравнение их ¡между собой на уровне наиболее дифференцированной категории состава ТАГ - их позиционно-видового состава (ПВС), который представляет собой величины, содержания (в мол.% от суммы ТАГ) позиционных видов ТАГ, характеризуемых тем или иным составом индивидуальных ЖК, а также средним (2-) или крайним (1,3-) положением остатков этих кислот в молекуле ТАГ (Верещагин, 1972)..

Для определения ПВС необходимо было, прежде всего, установить возможное общее число позиционных видов ТАГ (N). Величину N вычисляли по данным числа видов ЖК в 1,3- и 2-положениях ТАГ (табл.6) и опубликованным ранее уравнениям (Верещагин, 1972). Для упрощения расчёта значение [Ci6:o]2 в ТАГ СА принимали равным нулю. Полученные значения N приведены в табл. 10.

Из таблицы 10 видно, что в гипантии плодов облепихи. исследованных климатипов величины N весьма велики, причем наибольшее число теоретически возможных позиционных видов ТАГ характерно для СБ климатипа, а наименьшее - для СА, что отражает различия между этими климатипами по числу индивидуальных видов ЖК в ТАГ (табл. 6).

В то же время результаты, полученные при определении позиционно-видового состава, показали (данные не приводятся), что подавляющее большинство видов ТАГ в гипантии СБ, БТ и KB климатипов приходится на долю "минорных" компонентов с содержанием<1,0 мол.%. Поэтому в дальнейшей работе, для упрощения . характеристики тех или иных климатипов по. позиционно-видовому составу ТАГ и сопоставления отдельных климатипов между собой по данному признаку, во внимание принимали только "главные" виды ТАГ, концентрация которых в смеси ТАГ хотя бы одного из климатипов ,0 мол.%. Число таких видов (N') указано в табл. 10. Можно видеть, что по величине N1 (в отличие от N) исследованные климатипы в целом близки между собой.

Габлииа 10

Состав главных позиционных видов ТАГ мякоти плодов облепихи

Виды ТАГ Климатипы

СБ СА БТ КВ

1 3 4 і ь 7 8 9

ППП 04 04 0.0 0,0 0.5 0,5 4,9 4.9

ПОП 1,8 1,4 5,0 3,6 8,0 6,1 27.3і 28,6

ППО 0,1 0,1 0,0 0,2 0,3 0,3 3.0 Г

ПОО 0,2 0,3 1,4 1.3 4,6 4,6 16.7 17,3

ООО 00 00 0,1 0,1 0.7 0,8 2,6 35

ПГП 162 17,3 20 9 21,2 12,2 14,8 8,1 13,4

ППГ 07 08 00 0,8 07 0,6 2 ЗІ

ПОГ 1 5 2,4 8,2 58 12,3 8 1 12 6 16,2

иго 2,1 2,9 5,7 7,8 7,0 11,0 5 0[

ПЛП 3,0 2,2 0,0 0,0 1,8 1,4 1,3

ПЛО 04 0,4 0,0 0.0 1,0 1,0 0,8 1.6

ГОО 02 02 1,1 1,1 3.5 3,0 3,9) 4,8

ОГО 0,1 0.1 0,4 0,7 1,0 2,0 0

ПГГ 30,6 30.9 34,4 34 0 18,9 19,4 3.7і 3 8

ОГГ 1,9 2.6 4,7 63 5.4 7,2 1,1І 2.4

ГОГ 1.6 1,1 "5,4 2,3 47 2,7 1 5 і

ПЛГ 56 3,9 0,0 0,0 2,7 1,8 0,6, 0,7

ПГЛ 1 4 2,7 0,0 00 0,7 1,3 0,2}- 0,4

ГГГ 14 4 13 8 14.2 13,7 7 3 64 0,4і

ГЛГ 2,7 1,7 0,0 0,0 1.1 0,6 0Л 0 1

ПЛ I 13 2.4 0,0 0,0 0,6 0,9 0 0І- 99,0

Сумма і 861 85 3 99,0 97,1 91,5 1 90,8 94,1і

N 168 168 12 і 18 75 75 40

N | 13 із ; ю ! ю 15 , 15 14

Причечание.1 штык пошционные виоы ГАГ (стоюец I) концентрация которых ь смеси ГАГ хотя бы одного из климатипов 2 1,0 мої Смесь ГАГ СБ клшштипа содержит также ТАГ сексаоекааиеиовои кислоты (I д С/6 ^ - ПГдП ПГоГ ПГГд и ГГГд суммарная концентрация которых составляет 5 Нмоч ",п Столбцы 2-8 (четные с-поібиьі) - позиционно ваОовои состав наиОенныи из данных /4Д и [А}.; (тайі 6) и вычискнныи (нечетные стачбцы) ич данных [А] (табп 6) стоібец у -виОовои состав ГАГ КВ кшиатипа вычискнныи из Оанных наиденного типового состава ТАГ (табч ')) и концентрации \ и и кис тот в 1 2 3 положениях ТАГ (тай і 6) Дія СБ (п -24) С А (п ¡3) и ЬТ ( п 21) климатипов корреляция межО\> наиаенньши (столбцы 2 ■I 6) и рассчитанными (стопбиьі З 1 " ¡.»ответственно) величинами ПВ1 Оостапсрна на >риьис /' 9'/ < /г О Мэ о 993 и 0 947 соответственно) Дія КВ 1п 14) корреіяиия ислсгУу чиї. Ос г пій чи ((тпг-пеи Н/ и рассчитанными істолбец 9) величинами видово ч> состава 1 і! также сої токсрча на уровне I' 99 і (г О 492)

В табл. 10 (столбец 1) представлен позиционно-видовой состав ТАГ, приведенный в порядке убывания эквивалентной липофильности и насыщенности главных позиционных видов ТАГ. Видно, что у климатипов группы I в ПВС преобладают двухкислотные виды - ПГ2 и Г^Г, а также однокислотный Г3 • в гипан-тии СБ и СА содержание позиционного вида ПГГ на 14-20 мол.% превосходит уровнень ПГП и Г.,, а у БТ это превышение менее значительно. В плодовой мякоти КВ климатипа содержание перечисленных выше ТАГ, за исключением ПГП, не велико; максимальной концентрацией отличаются лишь двухкислотные виды, включающие остатки С ^^-кислот - ПОП и ПОО, а также трехкислотный позиционный вид ПОГ, причём содержание последнего у КВ и БТ климатипов практически одинаково. Наконец, по уровню всех главных позиционных видов ТАГ (за исключением ОГГ и ГОГ). БТ климатип занимает промежуточное положение между С А и КВ.

Из данных табл. 10 (столбцы 2,4,6 и 8) можно было также определить степень различия по найденному позиционно-видовому составу ТАГ гипантия плодов между отдельными климатипами. Полученные результаты приведены в табл.11.

Таблица 11

Корреляция между климатипами облепихи . по найденному позиционно-видовому составу ТАГ плодовой мякоти

Климатипы СБ СА КВ

СА 0,955 - 0,091*

БТ 0,798 0,914 - 0,347*

КВ 0,000* 0.091* -

СБ** 0,900 -

СА** - 0,967 '" -

* См. примечание к табл. 7. Число пар измерений (п) для СБ, СА, БТ и КВ равно 24, 15, 21 и 20 соответственно. Прочерк - корреляцию не определят. ** По литературы им данн ым.

Можно видеть, что климатипы группы Г по данному признаку в целом близки между собой; в пределах этой группы БТ климатип отличается от СБ и СА в большей мере, чем два последние друг от друга. В то же время КВ по по-зиционно - типовому составу ТАГ достоверно отличается от климатипов группы I. Из табл.11 также следует, что результаты настоящей работы хорошо согласуются с соответствующими данными для гипантия плодов облепихи с Алтая (СБ) и Западного Памира (СА), опубликованными ранее (Жмырко Т.Г. и др., 1984).

В табл 10 (столбцы 3, 5,7) приведены и величины концентраций отдечь-ных видов ТАГ, вычисленные из данных [А],иь)ч (табл 6) по формулам Litchfield (см выше) Видно, что в ТАГ из плодовой мякоти СБ и СА климатшюв эти величины весьма тесно коррелируют с найденными экспериментально, а у БТ данная корречяиия хотя и достоверна, но вследствие различий между рассчитанными и фактическими концентрациями ГОЛ, ПГО, ПГТ и др (см табл 10, столбцы 7 и б соответственно) проявляются несколько слабее

Как уже указывалось выше, для ТАГ гипантия KB климатипа вычисление [А]2выч по Litchfield, а следовательно, - и ПВС, невозможно Поэтому в этом civ-чае для расчета состава ТАГ применяли теорию ограниченно-статистического распределения Kartha Основываясь на этой теории и используя величины [А],, 3 [S],,, и [U]li3 (см табл 6), а также данные типового состава ТАГ, найденного по Kartha, (табл 9), и уравнения, опубликованные ранее (Верещагин, 1972), вычисляли видовой состав ТАГ гипантия плодов облепихи Полученные результаты (табл 10, столбец 9) сопоставляли с величинами найденного видового состава ТАГ плодовой мякоти облепихи, которые в необходимых случаях получали путем сложения найденных концентраций позиционных видов ТАГ с одинаковым составом ЖК (табл 10, столбец 8) Можно видеть, что эти данные хорошо согласуются между собой

ЖК-состав триацилглииеринов семян. Результаты по изучению ЖК-состава ТАГ семян 4-х климатипов (табт 12) показывают, что по данному признаку достоверное различие между представителями отдельных климатипов отсутствует Можно лишь отметить несколько повышенное содержание С]6 о- и Cj8 1- кислот в TAI семян облепихи СА, Ciso и особенно Ci8 2 - У кавказской облепихи, суммы S-кислот у них обеих, а также Cis з - кислоты и общего уровня ненасыщенности у ТА1 семян СБ и БТ климатипов Из табл 12 также следует, чго для TAI семян СА и KB климатипов полученные нами данные хорошо согласуются с литературными (Асланов и др ,1985,Жмырко и др , 1978)

Таким образом, по ЖК-составу ТАГ семян отдельные климатипы не имеют существенных различий и их нельзя подразделить на две группы, как это было сделано для ТАГ гипантия Главными ЖК семян каждого из четырех изученных климатипов являются Сщ- насыщенные кислоты, содержание которых незначительно различается между ними и составляет 86-89% от суммы ЖК Принимая это во внимание, мы не проводили определение отдельных категорий состава ТАГ семян у всех климатипов, а ограничились их определением только у одного из них - СБ, для которого состав ТАГ был установлен ранее (Озеринина и др, 1987), и в настоящей работе полностью не приводится Можно тишь отметить, что 2-положение ТАГ семян образцов из СБ климатипа -»тарифицировано почти исключитечьно ненасыщенными ЖК - чинолевой, чиноленовой и олеиновой

Преобладающая в составе ТАГ линолевая кислота доминирует и в 2-положении, а олеиновая и линоленовая распределяются между 2- и 1,3-положениями ТАГ практически поровну. Насыщенные ЖК- пальмитиновая и стеариновая содержатся в ТАГ семян в небольших количествах и сосредоточены почти исключительно в 1,3- положениях ТАГ. Расчёт позиционно-типового и позиционно-видового составов ТАГ семян сибирского климатипа позволил установить, что в

Таблица 12

Жирнокислотный состав ТАГ семян облепихи четырех климатипов (мол.%)

Виды ЖК КЛИМАТИПЫ

По результатам нашей работы По литературным данным

СА БТ СБ КВ* СБ СА КВ

1 2 3 4 5 6 7 8

С16:0 8,6 7,1 7,1 7,9 7,2 10,6

С16:1 2,5 1,1 0,6 0,9 1,8 5,9 4,5

С18:0 2,8 2,6 2,7 3,7 2,8 1,5 5,3

С18:1 24,0 21,1 16,6 16,3 18,4 26,6 15,0

С18:2 36,2 34,9 39,5 45,2 39,0 34,1 42,4

С18: 25,9 33,2 33,5 25,7 30,3 21,2 21,1

пл 88,6 90,3 90,2 88,1 89,5 87,8 83,0

Примечание. Корреляция по ЖК-составу ТАГ между СБ и СА, СБ и БТ, СБ и КБ, СА и БТ, СА и КВ. БТ и КБ достоверна на уровне Р>99% (г= 0,957; 0, 986; 0,970; 0,972; 0,959 и 0,941 соответственно; п-6). Корреляция между найденными и литературными Оанными по ЖК-составу ТАГ того или иного климатипа также достоверна (Р>99%), причём для СБ, САиКВ величины г составляют 0,996, 0,981 и 0,989 соответственно.

* В ТАГ содержатся также миристиновая (С¡4:0, 0,1 мол.%) и н-пентадекановая (С 15:о, 0,2мол.%) кислоты.

них не содержится Бз, концентрация 82и не превышает 2,3 мол%, а главными типами ТАГ этой части плода являются 1Ь и При вычислении ПВС ТАГ семян было установлено, что в масле семян СБ климатипа могут накапливаться до 26 главных позиционных видов, концентрация которых >1,0 мол%.

Результаты по изучению ТАГ гипантия плодов 4-х климатипов (табл.6,7,9-11) показывают, что как по ЖК-составу ТАГ гипантия, так и по позиционно-типовому и позиционно-видовому составу ТАГ группы климатипов I и II достоверно различаются между собой. По сравнению с другими категориями состава

ГАГ при использовании позиционно-видового состава ТА1 это различие проявилось наиболее четко (табл 10,11)

В этой связи обращает на себя внимание почти полная аналогия между габл 7 и табл 11, из которых можно видеть, что КВ климатип отличается но ЖК-составу ТАГ от 3-х других климатипов и поэтому должен быть выделен в отдельную группу Результаты, приведенные в табл 11, показывают, что разделение климатипов на две группы вполне оправданно Наконец, данные табл 10 подтверждают отмеченное выше промежуточное положение БТ облепихи по признаку состава ТАГ гипантия между СБ и СА климатипами, с одной стороны, и КВ - с другой

Полученные результаты позволяют предположить, что различия между группами I и II по характеру распределения остатков ЖК в ТАГ гипантия (1,3 -статистического, 2 - статистического и ограниченно-статистического, соответственно, табл 10) обусловлено наличием в этой части плода разных путей биосинтеза ТАГ, для образования которых используются смеси ЖК разного состава (табл 6) Анализ результатов настоящей работы показывает, что в одном и том же органе высшего растения (гипантии облепихи) могут существовать два различных механизма сборки упорядоченной структуры ТАГ Подобные результаты, насколько известно, получены впервые

В то же время конкретные биохимические механизмы, определяющие тот или иной характер распределения остатков ЖК между отдельными ОН- группами глицерина, не установлены Это утверждение остаётся пока справедливым не только для ТАГ плодов облепихи, но и для ТАГ других органов и тканей исследованных видов растении (Верещагин,1972)

Изучение механизма синтеза ТАГ в плодах облепихи представляет одну из сложнейших проблем, сопряженных с рядом взаимосвязанных процессов, изучение каждого из которых является непростым и зависит, по меньшей мере, от двух факторов Одним из них, несомненно, является генотип, формирование которого имеет свои особенности в каждом из органов и заключается в г ом, что генотип гипантия является материнским и отличается от семени тем, что у последнего он гетерозиготен и определяется наследственными признаками как материнского, так и отцовского организмов

Наряду с генотипом, влияющим на формирование признаков, не менее важным фактором является среда обитания в которой происходит формирование фенотипа Из полученных данных можно предположить, что условия среды оказывают решающее значение на проявление адаптивных признаков, которые закрепляются генетически в поколениях Результаты настоящей работы показывают, что фено- и генотип оказывают существенное влияние на формирование состава ТАГ плодовой мякоти при постоянном составе 1АГ семян, что, возможно, опредетяется физиологической ролью массл каждого из этих органов

Заключение

Результаты настоящей работы свидетельствуют о сложности процессов биосинтеза липидов в разных тканях плода облепихи и влиянии целого ряда факторов на этот процесс.

Показано, что на ранних этапах роста плода гипантий и семена практически не различаются между собой влажностью тканей, достигающей. 85-87 % , уровня,:. жирнокислотным составом липидов, и характеризуются низкой скоростью маслообразования. Однако после 42 ДПО, когда начинается формирование зародыша семени, происходит изменение жирнокислотного состава АСЛ и ТАГ гипантия и семян на фоне увеличения скорости образования масла и снижения гидратации тканей семян до 15% уровня при неизменной 85-87 % влажности гипантия. При этом биосинтез липидов сопровождается снижением концентрации С18- ЖК в гипантии и С16 - в семенах, что приводит к образованию разных по жирнокислотному составу и степени ненасыщенности масел в этих частях плода. Окончание формирования зародыша и накопление запасного масла в его органах сопровождается изоляцией семени от гипантия, что приводит к прекращению оттока метаболитов из фотосинтезирующего гипантия и изменению окраски плода с зеленой на желто-оранжевую в результате накопления ка-ротиноидов, с одновременннм увеличением скорости маслообразования в тканях плодовой мякоти. Это приводит, в конечном итоге, к разрушению клеток гипантия, что часто рассматривается как процесс старения.

Изменение количественного содержания индивидуальных кислот сопровождается изменением состава и самих ТАГ: типового, позиционно-типового и позиционно-видового. Установлено, что абсолютное содержание большинства типов и видов ТАГ в ходе роста плодов возрастает, а их экспериментально най- , денный состав на всех этапах созревания плодов близок к вычисленному согласно существующим теориям распределения жирных кислот между соответствующими ОН-группами глицерина. .

На базе проведенных исследований изучен механизм биосинтеза ТАГ высших жирных кислот в сочных плодовых оболочках на примере гипантия облепихи, согласно которой этот процесс включает в себя две стадии. На первой из них совокупность насыщенных и ненасыщенных видов ЖК статистически эте-рифицирует 1,3- (т. е. гас-1-) положения глицерина, создавая тем самым общий метаболитический пул из пяти различных гас-1-компонентов, являющихся предшественниками ТАГ, На следующей стадии за счет другой совокупности ЖК, почти исключительно ненасыщенных, эти компоненты подвергаются селективному адилнрованшо, которое и приводит к образованию практически всех главных позиционных видов ТАГ гипантия. Таким образом, биосинтез ТАГ определяется количеством индивидуальных видов ЖК на каждом этапе созрева-

ния плодов, скоростью их образования и разной степенью сродства этих кислот прежде всего пальмитиновой гексаоеценовои опеиновои и тиолевои к 1,3- и 2-положениям ТАГ

Изучение содержания и состава липидов зрелых плодов из различных регионов позволило установить, что условия обитания облепихи сильно влияют на состав ТАГ масла гипантия и практически не оказывают воздействия на ЖК-состав семян По составу и строению ГАГ гипантия облепихи изученных кли-чатипов можно достоверно разделить на две 1руш1Ы I) СБ, СА, БТ и II) КВ Биосинтез ТАГ группы I протекает в соответствии с теорией 1,3-статистического, 2-статистического распределения остатков жирных кислот между отдельными ОН-группами молекулы глицерина, а в группе II механизм образования ТАГ отвечает теории их ограниченно-статистического распределения между ОН группами глицерина

Получены новые данные о строении плода облепихи, и установлен ряд особенностей, которые могут способствовать расселению растений этого вида Результаты анатомо-морфлогических исследований позволили изучить формирование зародыша и его влияние на физиологическое состояние плода

Выводы

1 В плоде облепихи имеют место два типа образования гриацил глицеринов Один из них протекает в семенах, обладающих генотипом обоих родите тей и высыхающих при созревании, а другой - в плодовой мякоти, отличающейся материнским I енотипом и высоким содержанием воды

2 Различия по составу (степени ненасыщенности) между триацилглицери-нами гипантия и семян обусловлены неодинаковой скоростью биосинтеза индивидуальных жирных кислот в каждом из этих органов при созревании плодов

3 Раскрыт механизм биосинтеза триацилглицеринов в водонасыщеннои ткани плодовой мякоти облепихи, который включает в себя две стадии Его характер определяется количеством индивидуальных видов жирных кис тот пальмитиновой, гексадецеповой, олеиновой и линолевои на каждом этапе созревания плода, скоростью их образования и разной степенью сродства этих кислот, к 1,3- и 2-положениям молекул глицерина

3 Правило Хилдича и Вильямса, со!ласно которому масла мякоти плодов растений с масличным околоплодником состоят главным образом из папь-митата и октадеценоата, дополнено еще одним признаком - повышенным содержанием цис-9-1 ексадеценовой (пальмитолеиновой) кислоты, уровень которой в гриапилпицеринах гипантия зретых плодов облепихи достигает 49% и 1гре-восчодит по этому показателю масличные околоплодники других высших растении

5. Климатические факторы оказывают влияние на состав, строение и характер биосинтеза триадалглицеринов в плодовой мякоти. При этом семена разного происхождения практически не различаются между собой по составу триа-цилглицеринов.

6. В плодовой мякоти облепихи изученных климатипов обнаружены два механизма сборки упорядоченой структуры триацилглицеринов. В гипантии большинства климатипов триацилглицерины образуются согласно теории 1,3-статистического, 2-статистического распределения жирных кислот, а в триацилг-лицеринах кавказского климатипа они синтезируются путём ограниченно-статистического распределения жирных кислот разного состава между ОН группами глицерина.

Основные материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Бережная Г.А., Цыдендамбаев В.Д., Верещагин А.Г. Абсолютное содержание и жирнокислотный состав суммарных липидов и триацилглицеринов из плодов облепихи крушиновидной //Тез. Y Всесоюзного биохимического съезда. М. Наука. 1985.Т.З.С.95

2 Бережная Г.А. Ечисеев И.П., Верещагин А.Г. Динамика содержания и жирнокислотного состава липидов в созревающих плодах облепихи //Тез. конф. "Исследование облепихи и облепихового масла". Новосибирск: Изд. Сибирского отделения АНСССР.1987.С.23

3 Озеринина О.В., Бережная Г.А., Елисеев И.П., Верещагин А.Г. Состав и строение триацилглицеринов семян Hippophae rhamnoides //Химия природных соединений. 1987. № 1. С.52-57.

4 Ozerinina О.В., Berezhnaya G.A., Eliseevl.P., Vereshchagin A.G. Composition and Structure of Triacylglycerols from the Sea Buckthorn //Biochem. and microbiol. 1988. V.24. P.350-357.

5 Озеринина О.Б, Бережная Г.А., Елисеев И.П., Верещагин А.Г. Состав и строение триацилглицеринов из мякоти плодов облепихи // Прикладная биохимия и микробиология. 1988. Т.24. Вып.З.С.422-429.

6 Бережная ГЛ., Ечисеев И.П., Цыдендамбаев В.Д. Верещагин А.Г. Определение жирнокислотного состава и количественного содержания липидов в плодах облепихи //Прикладная биохимия и микробиология. 1988.Т.24.Вып.4.С.568-572.

Berezhnaya G A Elistev IP, Tsydendam haev VD Itreshchagin A G The ef fect of using foreign pollen on the content and composition of acvl lipids in the Sea Buckthorn (Hippophae rhamoides L ) In Proceedings of International wmposium on Sea Buckthorn (H rhamnoides, L ) Xian China October, 19-23 1989 P 161

8 Бережная Г А Цыдеидаибаев В Д Верещагин А Г Накопление липи-дов в созревающих плодах облепихи //Тез III съезда Всесоюзного общества физиологов растений Минск Сентябрь, 24-29 1990 С 15

9 Бережная I А I шее се И П Влияние мужского генотипа на абсолютное содержание и состав связанных жирных кислот семян плодов облепихи // Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений /Под ред Елисеева И П и др , Н Новгород НСХИ, 1990 С 17-25

10 Бережная Г 4 Fiutt.ee И П Влияние мужского генотипа на абсолютное содержание и состав связанных жирных кислот в гипантии плодов облепихи а Биология, селекция и агротехника плодовых и ягодных |лльт\р'Под ред ЕтиеееваИП идр, ННовюрод НСХИ, 1991 С 2937

11 Ьере жная I A Ojepunuiia OB /- luceee И П,Цыдендамбаев ВД.Вь рещагин А Г Динамика абсолютного содержания и жирнокислотного состава ацилсодержащих липидов в созревающих плодах облепихи

/ Физиочогия растений -1992 Т 39 Вып 6 С 1187-1196

12 Бережная I A bWLteo ff П Прокипчик 3 // Влияние генотипа на биометрические характеристики плодов облепихи сорта Дар Катуни //Физиология и биохимия растений /Под ред Елисеева И П и др , Н Новгород НСХА, 1992 С 6-9

13 Бере ж ная Г 4 I тсееп И П Прокопчик 3 И Особенности анатомической структуры и накопления запасных шпидов в гипантии облепихи при созревании плода //Тез III съезда Всероссийского общества физиологов растении С Петербург 1993 Июнь, 24-29 С 264

14 Oztrmma О В htre:hna\a G A bhseev IР l t,reshcha^in A О The effect of Chmatvpe on rriacvlglycerols Composition of Sea Buckthorn Fruit Mesocarp and Seeds In ' Proceedings of International Symposium on Sea Buckthorn (H rhamnodes, L ) Novosibirsk USSR August, 23-25 1993

P 411

15 Berezhna\aGA Ozerinina О В Eliseev / P Tsydendambaev

l'D I'ereshchagin A G Developmental Changes in the Absolute Content and Fattv Acid Composition of Acvl Lipids of Sea Buckthorn Fruits //Plant Phvsiol Biochen 1993 VHP 324-332

16 Бережная Г. А. Особенности изменения биомассы и степени оводненно-сти в созревающих плодах облепихи. //Вопросы физиологии и биохи- ■ мии культурных растений /Под ред. Елисеева И.П. и др., Н.Новгород: НСХА, 1994. С.80-90.

17 Бережная Г.А., Елисеев И.П., Илюшенкова Н.В. Включение [1-14С] ацетата в липиды созревающих плодов облепихи. //Вопросы физиологии и биохимии культурных растений /Под ред. Елисеева И.П. и др., Н.Новгород: НСХА, 1994.С.91-101.

18 Бережная Г.А.. Влияние абиотических факторов на масличность плодов облепихи. //Тез. III симпоз."Физико-химические основы физиологии .. растений и биотехнология" Росийское общество физиологов растений. Институт физиологии растений РАН. М.1997.С.47.

19 Бережная Г. А. Внутриклеточная локализация и состав запасных липи-дов гипантия созревающих плодов облепихи. //Тез. 2-го съезда биохимического общества РАН. М. Пущино. 1997. ч,2, С.ЗОЗ

20 Озеринина О.В., Бережная Г.А., Елисеев И.П., Верещагин А.Г. Состав и строение триацилглицеринов плодов облепихи из различных районов произрастания //Физиология растений. 1997. Т.44. № 1. С.74-82

21 Бережная Г.А., Озеринина О.В., Верещагин А.Г., Цыдендаибаев В.Д. Динамика состава триацилглицеридов в мезокарпе созревающих плодов облепихи //Физиология растений. 1997. Т.44. N 3. С.338-346..

22 Бережная Г.А. Особенности гидратации и липогенеза в плодах облепи--хи.//Тез.докл конф. посвящен. 90-летию со дня рождения В.П. Нарцис-сова. Н.Новгород. 1997. С.132-133.

23 Бережная Г.А. Влияние генотипа на формирование жирнокислотного состава масла плодов облепихи. //Тез. докл. международ, конференции " Развитие научного наследия акад. Н.И.Вавилова". Саратов. Ноябрь 1997. Ч.1.С.179-180.

Уст п л 2 Тираж 100 Заказ 4<УС

Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия Типография НГСХА

Информация о работе

Бережная, Галина Александровна
доктора биологических наук
Москва, 2000
ВАК 03.00.12

Автореферат

Похожие работы