Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Наследование химических признаков при скрещивании гибрида МС-41 с другими видами мят

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Наследование химических признаков при скрещивании гибрида МС-41 с другими видами мят"

МОЛДАВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИБЕРСЯГЁТ

На правах рукописи

С.САНО

• УДК 547,913.5:633,81

НАСЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ ПРИ СКРЕЩИВАНИИ ГИБРИДА 110-41 С ДРУГ1ШИ ВИДАМИ ШТ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Кишинев - 1992

Работа выполнена на кафедре физиологии и биохимии растений п в проблемной научно-исследовательской лаборатории химии и биохимии эфирных насел Молдавского госуниверситета.

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Кандидат биологических наук, доцент М.Н.Кубрак

Доктор биологических наук, завлабораторией биохимии с8-тогенеза института физиологии растения АН Республики Молдова А.П.Доскалюк

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории технологии переработки и БАВ научно-исследовательской станции ероиатических растений и эфирных масел ИЛА "Виорика" Л.Н.Человская

Ботанический сад АН Республики Молдова, г.Кишинев

Защита состоится 9 июня 1992 года в 14 часов на заседании специализированного Совета К 062.01.02 по биологическим • наукам Молдавского госуниверситета (адрес - 277014 Киаинев, ул.Матиевича, 60, конференц-зал, ауд. 201).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Молдавского госуниверситета.

992г.

Автореферат разослан "19" ЬеМ :99

Ученый секретарь специэ.'изкровпнкэго .г I Совета, кандидат биологических наук ^Фу'А.П.Кривая

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

.. Í

é. "' Актуальность работы. Потребность народного хозяйства в лро-• индукции эфиромасличного производства, являющегося поставщиком си-р£я-для парфюмерно-косиетической, фармацевтической, пищевой и других отраслей промышленности, растет из гсда в год. В настоящее время выработка эфирных масел значительно иенъше потребностей.Недостаточен ассортииент и объеи душистых веществ для парфюмерно-косметической промышленности. Для успешного решения этих задач необходимо постоянно вести работу по получению новых высокопродуктивных сортов зфиромасличных культур. Однако многочисленные литературные данные показывают, что в практике сельского хозяйства многие выведенные сорта растений теряют свою продуктивность. Поэтому в селекции растений постоянно идет обновление сортов. Использование в качестве родительских форы для скрещивания исходник сортов очень часто затрудняется теи, что некоторые гибриды стерильны, как,например, гибрид UC-4I. Изучение восстановления плодовитости гибридов в естественных условиях представляет исключительный интерес. Исследование потенциальных возможностей таких гибридов при семенной размножении крайне необходиио для вовлечения их в дальнейшее скрещивание с целью получения высокопродуктивных растений. Кроме того, накопление данных об изменчивости химических признаков гибридов с восстановленной плодовитостью расширит нааи знания для понимания тех процессов, которые происходят при восстановлении плодовитости растений.

Цель и задачи исследования. Настоящая работа посвящена изучению фертильной формы гибрида MC-'fl (МСМ1Х) и наследованию признаков при скрещивании его с линалоольныи хеиотипоы мяты длиннолистной (Mentha longiíolia L.), мятой CepOíl (ll.incana Willd.) и мятой поневой флоры Гвинеи (u.arvenaia L.).

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Установить, сопровождается ли восстановление плодовитости изменениями морфологических и химических признаков гибрида ÍÍC-4I.

2. Выяснить химический состав эфирного масла мяты полевой флоры Гвинеи и его изменчивость при вегетитивпои размножении и за вегетационный период.

3. Проследить характер наследования морфологических и химических признаков в'пзучаешх нш.:и комбинациях скрещивания.

4. Выявить возможность отбора из семейных иотомств растений "с хозяйствевно-цышын химический 'составом.

Научная новизна исследования. Установлено, что восстановление плодовитости гибрида МСМ1 сопровождается увеличением числа хромосом и стабилизацией морфологических и химических признаков, изменчивость последних не выходит за пределы количественного соотношения компонентов. _

Изучено эфирное масло мяты полевой флоры Гвинеи и его измен- ■ чивость за вегетационный период и при вегетативном размножении.

Впервые показано,, что мпта полевая флоры Гвинеи синтезирует ,в качестве основного компонента ментол, максимум накопления которого приходится на период массового цветения. Компонентный состав эфирного масла при вегетативном размножении не изменяется.

Научная и практическая значимость. Многолетнее вегетативное разыноление стерильного гибрида мяты МС-41 привело к возникновению новой фертильной стабильной формы, которую можно использовать в селекции.

Обнаружено, что скрещивание близких по составу терпсноидов эфирного масла, но географически отдаленных форы мяты приводит к усилении маслообразовательного процесса у гибридов.

В гибридных потомствах выделяются продуктивные источники ментола, карвона, ментилацетата, лимонена, представляющих интерес для ряда отраслей народного хозяйства.

Апробация работы. Некоторые результаты диссертации докладывались на научной конференции профессорско-преподавательского состава и сотрудников Молдавского госуниверситета по итогам научно-исследовательской работы за ХП пятилетку, Кишинев, 1990.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано три статьи. -

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, 2-х глав экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов и списка литературы (205 наименований, в том числе 51 на иностранных языках). Работа изложена на 134 страницих машинописного текста, иллюстрирована 25 рисунками и 16 таблицами. ■

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Материал исследования. Для изучения были взяти фертильная форма гибрида МС-41 (1,!С-<>1Х), мята серая, длиннолистная лнналооль-ныИ хемотип и мята полевая флоры Гвинеи.

Мята Ых - материнская *ср.ма во всех комбинациях скречива-

ния - является мезвидовыи гибридом, полученный в 1956 году путей скрещивания Mentha sachalinenais (Briq.) Kudo ) ¡1 K.incana willd. (&>). Он бил стерилыши, но в результате многолетнего вегетативного размножения произошло восстановление плодовитости.

Мята серая флоры Крипа синтезирует в основной окись пнпери-тона (75 %). При самоопылении состав терпеноидов эфирных масел сеянцев не изменяется.

Линалоольный хемотип мяты длиннолистной обнаружен среди флоры Венгрии. При самоопылении он не дает расщепления ни по морфологический, ни по химический признакаи н синтезирует до 97,5 % линалоола.

Мята полевая флоры Гвинеи растет в по ¡¡не реки Нигер Гвинейской республики. Uu привезли корневища этой ияты весной 1990 года и'методом клонирования получили -31 растение, которые выращивались на биостанции Молдавского госуниворситета.

Закладка и проведение опытов. Полевые работы проводили на биологической станции Молдавского госуииверситета в 1989-1991гг. Растения ¡<!С-41Х для получения семян от самоопыления и для переопыления с другиыи видами мят выращивали на изолированных участках. Каадий полученный сеянец изучали отдельно.

В опыте по изучению пяты полевой флоры Гвинеи уборку растений проводили в .5 сроков, начиная с периода роста главного побега и кончая периодом отцветания. В остальных случаях эфирные масла получали из растений, убранных в фазу массового цветения. Содер-нание эфирного масла опрёделяли в приемниках Ганзберга в двухкратной повторности при навеске' 50-100 г воздушно-сухого материала. Полученные нами образцы эфирного масла сушили выдерживанием над безводным сульфатом натрия.

Для общей-характеристики эфирных масел определяли.физико-химические константы общепринятыми методами, сумму первичных и вторичных спиртов - методом ацетилирования в пиридине при нагревании (модификация i.'ottiaa д., 1953), содераание карбонильных соединений - гидроксилаыиновшл полумикрометодои. Для выделения кетонов использовали сульфитны!! и семикарбазидный методы (Горлев !J., Пли-ва И., 1962). Ввделешше вещества идентифицировали по ИК-спектра'ц.

Для исследования компонентного состава эфирных масел родительских форм и их сеянцев использовали УФ-спектросконию, газожидкостную и тонковлойную хроматографии. УФ-спектры снимали на спектрофотометре Specord uv-vis в безальдегидном 96 % этаноле в •диапазоне длин волн 217-280 ни. .

Спектры поглощения в ИК-области снимали на автоматическом спектрофотометре ии-Ю с пламенным монохроматором при следующих условиях: кювета из НаИ, толщина слон масла 0,02-0,04 им, скорость регистрации 32 мл/мин., время записи полного отклонения 32 с, масштаб регистрации 12 мм/100 см-*. Идентификацию вещеотв проводили путей сравнения характеристических полос поглощения о таковыми для известных структур.

ГК-анализ проводили на хроматографе ЛХМ-72 с катароыетрои и колонкой из нержавеющей стали (длина 2,5 м), жидкая фаза -■ карбовакс-6000 м (15 на хроматоне наиг-шсз (0,125-160 мм), газ-носитель - гелий, скорость - 13/25 сек, температура колонки - 150°С.. Часть образцов эфирных масел исследовали на приборе "Цвет-152" с пламенно-ионизационным детектором на стеклянных колонках (3 м), «сидкая фаза - карбовакс 20 Ы (5 %) на хроматопе ная-шсз (0,2-0,25 мм), газ-носитель - гелий, скорость - 60 мл/мин., температура колонки - 150°С.

Идентификацию веществ проводили путем сравнения экспериментальных значений со стандартными. Процентное содержание компонентов рассчитывали графически но формуле:

х 100

Ч

где з^ - площадь пика (произведение его высоты на расстояние от нулевой точки); - сумма площадей всех пиков. " Для ТСХ использовали стандартные хроматогрэфические пластинки 8Ии*о1. Растворителем служили гексан-этилацетат (85:15), а проявителем раствор 0,1 г ванилина и I г паратолуолсульфокислотн в 25 мл безводного метилового.спирта.

Подсчет хромосом у гибрида ЫС-41Х проводили на временных препаратах, приготовленных пропионово-лзкмоидным методом (Каптарь С.Г., 1967).

Полученные данные по изучению генеративных и вегетативных по-томств подвергались математической обработке (Доспехов Б.А.,1979).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

I. Состав эфирного мосла фертильиой фирмы ИС-41Х и его изменчивость при самоопылении.

Эфиромасличность фертильной формы ;,и-<»1х составляла 2,84

что значительно ниже, чеи у стерильного гибрида (4,5-4,96 Физико-химические константы отличались весьма незначительно, что позволяло предполоаить сходство их химического состава. Ни установили, что основным компонентой эфирного масла гибрида 11С-41 является ментол (78,5 %), сопутствующий - иентон-изоиентон (4,97 %), иентилацетат (6,7 %), пиперитон (0.86 %), пулегон (2,5 %), центофуран (0,83 %). В следовых количествах содержатся

и р -пинены, лимонен. Таким образом фертильная фориа ЫС-41 синтезирует в основной те же тэрпеноиды, что и стерильная. Различия заключались только в той, что в иасле фертильной формы содержатся в «¡шорных количествах пулегон и ментофуран.

Изучаемая фориа мяти 1!С-41Х отличается от стерильной и по количеству хроиэсои. Она ииеет 82 хроиосоии против 72 у стерильной фории. По всей.вероятности увеличение числа хроцосои является причиной восстановления плодовитости.

От самоопыления гибрида ЦС-41Х било получено и изучено 62 сеянца. По морфологическим признакам многие из них били очень близ- ' ки мяте сахалинской, другие - мяте серой, а некоторые занимали промежуточное положение.'

Содержание эфирного масла у сеянцев варьировало от 0,2 до 3,5%. Коэффициент изменчивости данного признака достаточно высок (у = 36,86 %). Однако большая часть растепий синтезировала его меньше, чем исходная фориа, и среднее арифметическое составляло х = 1,85 1 0,18 %. Таким образом при самоопылении происходило ослабление маслообразовательного процесса, что наблюдали и другие исследователи при изучении различных видов цлт, герани и других растений (Баньковский А.П., 1943; Гоголь О.Н., 1960; Чаловская Л.Н.,.1985).

Методом УФ-спектроскопии и ИХ было обнаружено, что в семенном потомстве фертилыюго гибрида ЫС-41 качество масла не изменяется, наблюдается лишь значительное варьирование в количественной соотношении компонентов. Уменьшение содержания ментола в маслах сеянцев сопровождалось усилением биосинтеза ментилацетата. Таким образом восстановление плодовитости гибрида ЧС-41 сопровоадалось-стабплизацией химических признаков.

2. Состав компонентов эфирного масла мяты полевой флоры Гвинеи и его изменчивость*'в онтогенезе и при вегета-тивиои раз:зно*еяии.

Цнта полева>. флоры Гвинеи синтезирует до 2,93 % Мирного иас-

ла, которое характеризуется следующими физико-химическими константами: п^0 = 1,4657; 4.1° = -30,25°; сГ = 0,926; Лтах = 232, 250, 273 нм. Основным компонентом является ментол (57,7 %), а сопутствующими - ментилацетат (10,84 %), ментон-изоментон (13,54 %), пулегон (1,24 %), ментофуран (0,40 %), пиперит.он (0,27 $). В следовых количествах содержатся углеводороды р -пинен, лимонен, а также 1,4- и 1,8-цинеол, р-цимол и неидентифицированиые минорные • компоненты. . .

За вегетационный период состав эфирного пасла мяты полевой флоры Гвинеи не изменяется. Максимум накопления масла и ментола приходится на период массового цветения.

От вегетативного размножения мы изучили 31 растение. В по- . томсгве происходит незначительное уменьшение эфироыасличносги и содержания основного компонента. Изменений в компонентном составе эфирных масел но обнаружено.

3. Наоледование признаков при скрещивании гибрида

ЦС-41Х с пятой длиннолистной линалоольного хемотипа.

Всего было исследовано 122 сеянца. По морфологическим признакам мы обнарунили большое разнообразие. У подавляющего большинства особей эти признаки напоминали материнскую форму. Остальные гибриды наследовали либо признаки отца, либо занимали промежуточное положение.

Более глубокая изменчивость наблюдалась по биосинтезу эфирного масла и его'количественному и качественному составу. Большинство гибридов (.53,27 %) синтезировало эфирного масла в пределах родительских форм (2-3 %). Только у 18,03 % сеянцев наблюдалась депрессия маслообразовательного процесса. Вместе с тем были обнаружены 28,68 % высокомасличных растений, превосходивших по данному признаку лучшего родителя - МС-41*. Математическая обработка данных показала, что у гибридов происходит увеличение среднего арифметического по биосинтезу эфирного масла, которое составляет 2,19 % против 1,85 % у фертилыюй формы МС-41Х и эта разница достоверна (= 1,98 при уровне значимости 0,95). Следовательно, в гибридном потомстве изменчивость по данному признаку направлена в сторону усиления маслообразовательного процесса.

У большинства гибридов мирное ыасло характеризовалось ко- . эц)фициентом рефракции и оптической активностью, характерной для ментола (табл.1). Только 21,51 % гибридов синтезировали эфирные

иасла с низкой оптической активностью ( = -14° —30°). Наряду с этим были обнаружены растения, синтезировавшие эфирные иасла с высокими физическими показателями (nD = 1,4701-1,4872) и <ip0 = -50,01° —67,5°). Эфирные масла данных гибридов поглощали в УФ-области при 232, 235, 250 нм, что характерно для шше-ритояа, карвона и пулегона, соответственно.

Таблица I

Биохимическая характеристика отдельных групп гибридов от скрецивзния tJC-4Ix о мятой длиннолистной.

Группы гибридов

„20

Г 20

град.

(Содержание ¡Растений

¡основного 1чис-1 tj

[компонента.^ |л0 |

Ментольная 1,4603-1,4700 -30,0 - -50,0 50,00-79,40 93 76,22

1,4606-1,4615 -31,5 - -38,0 48,37-57,33 20 16,39

-38 38,97-64,70 3 2,46

Пулегонная - - 27,2647,12 2 1,63

Карвонная 1,4721-1,4872 -41,0 - -65;0 41,13-66,23 4 3,27

Мевтилаце-татная

Центон-изо- 1,4617-1,4705 иентонная

Метод Г1Х показал, что в гибридной потомстве произошло глубокое расщепление как по основному компоненту, так и по качественному составу эфирного масла. 96,72 % гибридов синтезировали те де компоненты, что и гибрид ЦС-41Х, однако лишь у 76,22 $ сеянцев одним из основных компонентов масла был ментол, содержание которого варьировало от-50 до 79,4 %.

В основном в гибридном потомстве, по сравнению с материнской формой,' происходила депрессия биосинтеза ментола, что сопровождалось усилением процесса этерификации: Это подтверждается математической обработкой полученных данных (табл.2).' Разница по биосинтезу ментола, иентилацетата и иентона-изоментона достоверна (¿ст =' 2,39 при уровне значимости 0,99). Однако по содержанию пулегона' ие.^ду семенным потомством материнской формы от самоопыления и гибридным разница недостоверна (^р^сц.)»

Большой интерес представляет- карвонная группа сеянцев. В эфирных маслах родительских форм н их семенных потоиств от еаиоопиле-^ния этот компонент не оо'нлрулен. Гибриды дайной группы синтезировали в качества основного компонента кирвон, а сопутстзутоиии бы-

ли линалоол, дигндрокарвон, дигидрокарвеолацетат, неоднгидрокар-вон, карвеолацетат. Иитересньш является также тот факт, что гибриды карвонной группы характеризовались повышенным содержанием лимонена в эфирных маслах. Такой же характер изменчивости был обнаружен Пелях Е.И. и другими исследователями при скрещивании различных видов мят, синтезирующих ментол и линалоол.

Таблица. 2

Сравнительная характеристика материнской формы и гибридов.

Юредное арифметическое и (Коэффициент !

!ошибка среднего арцфыети- (изменчивости I Признаки . |ческого, х ± з^, % _!у, % _! х)

I ЫС-4Хх I гибридов IМС-41ХI гибр.!

Эфиромасличность 1,85' ± 0,18 2,19 ± 0,06 36,86 30,64 1,76

Ментол 70,34 1 1,20 54,24 ± 1,77 13,47 30,51 3,52

Ментилацвтат 12,53 ± 0,78 20,80 ± 1,30 49,40 60,00 5,32

Ментон-изоментон 5,22 1 0,47 10,94 t 0,99 71,83 85,00 5,21

Пулегон 2,93 1 0,92 4,00 ± 0,78 163,13 161,25 0,88

г) - Критерий достоверности разницы между генеративным потомст-■1 вой МС-41Х и гибридами.

4. Характеристика семенного потомства от скрещивапия фертильноГ формы ЫС-41Х с мятой серой.

Было изучено 147 сеянцев, Морфологически гибриды были разнообразными и, как правило, большинство из них напоминали материнскую форму. Остальные были близки к отцу или занимали промежуточное положение.

Эфиромасличность гибридов характеризовалась широкой амплитудой варьирования (от 0,68 до 4,21 %). Результаты математической обработки показали, что разница по эфиромасличности между семенным потомством материнской формы от самоопыления и гибридным недостоверна ищ^^) (табл.3).

Масла большинства сеянцев характеризовались коэффициентом рефракции и оптической активностью, характерной для ментола (табл.4). Наряду с этим были обнаружены растения с высокими физическими показателями эфирного масла (п^0 = 1,4701-1,4875; о(|0 = « -50,01° —60°). Максимумы поглощения масел этих сеянцев лежали

в области 232, 235 и 250 нм, что указывает на наличие пиперитона, карвона и Ьулегона, соответственно. Судя по константам, можно.полагать, что в гибридном потомстве произошло глубокое расцепление*

Таблица 3

Сравнительная характеристика'материнской формы и гибридов от скрещивания ИС-41Х и мяты серой.

{Среднее арифметическое и !Коэффициент . I !ошибка среднего арифмети- Изменчивости,I Показатели 1ческого, х ± з^, % IV, % I х)

! ЦС-41Х ! гибридов !ЫС-41х! гибр. 1

Эфиромасличность 1,85 ± Р,18. 1,93 1 0,06 36,86 36,09 0,42

Ментол 70,34 ± 1,20 58,92 ± 1,34- 13,47 23,76

Иентилацетат 12,53 t 0,78 21,50 ± 1,03 40,40. 50,18 6,90

иентон-изоментон 5,22 0,47 9,33 1 0,70 71,83 78,02 •4,88

Пулегон 2,93 ± 0,92 4,30 ± 1,13 163,13 160^,07 0,94

х) - Критерий достоверности разницы меаду генеративным потомством мяты НС~41Х и гибридами.

, Таблица 4

Физико-химические показатели масел различных групп гибридов

Группы ! • ! сЦ°, ¡Содержание I Растений ,

гибридов ! 4° I град. ! основного {„„_, . ! а I ' [компонента,% 1ло !

Иентольная 1,4534-1,4600 -30 - -50 49,27-80,76 105 71,42

Ментилаце- 1,4593 - 1,4621 -28 - -42 36,40 - 61,40 . 30 20,40-тзтная .

Ментон-изо- 1,4635 . -28 38,28 I ' 0,68

ментонная '

Пулегонная 1,4723 . - 65,21 I 0;68

Карвоннзя 1,4721 - 1,4875' -30 - -64 .28,72 - 75,27 : 10 - . 6,80*

Данные Ш-знализа показала, что 47,61 % гибридов сйнтезиро- ' вали ментола от 50;01 до 70,0 Только у 22,44 % растеяиЛ наблв-" дали депрессию биосинтеза ментола.при одновременном усилении образования либо ментиМацетата, менгонз-йзсгетгснз, либо пулегояа.

Виесхе с теи били обнаругены сеянцы (23,12 %), синтезирующие эфирные пасла с высоким содержанием ментола (от 70,01 до 80,76 %). Обнаруженная изменчивость в биосинтезе ментола и сопутствующих его компонентов подтверждается также результатами математической-обработки (т^бл.З). ■

По содержанию основного компонента б маслах все сеянцы были разделены на 5 групп (табл.4').

Центольная группа - самая многочисленная и представлена растениями, наследовавшими химические признаки материнской формы. Больаааство масел кристаллизовалось при температуре +5°С. Содержание ментола в них варьировало от 49,27 до 80,76 %. Однако зфар-' цсе масла одного растения эюй группы (¡мело максимум поглощения .в УФ-области 1оа1 = 273 ни, что указывает на наличие р-цимола, • содержание которого составляет 17,96 %.

Растения, синтезировавшие в качестве основного компонента ментилацетат, составляли 20,40 %. Содержание ментилацетата в маслах -этих гибридов варьировало от 36,40 до 61,40

Ментон-изоментонная группа представлена одним растением, Оно характеризовалось низкой эфиромасличностью - I %. Наряду с менто-ном и игоментоном в его эфирном масле содержались ментол, ментилацетат и углеводороды, характерные для материнской формы.

Повышенное содержание пулегона (65,21 %) обнаружено в масле также одного низкомасличного (1,5 %) растения. Эфирное масло этого, гибрида имело максимум поглощения в УФ-области, характерный для пулегона (Ашах = 250 нм).

Карвокная группа. К ней относились 10 растений, что составляет 6,80 % от гибридного потомства. Основными компонентами масел втих сеянцев били карвон, дигидрокарвон, дигидрокарвеолацетат, а . сопутствующими - дигидрокарвеол, неодигидрокарвеол, линалоол. В ефарных маслах этой группы растений отмечено повышенное содержание лимонена. Причем в некоторых из них он накапливается в довольно больших количествах (табл.4). .. . .

Таким образом, как и в предыдущей комбинации скрещивания, в • данном гибридном потомстве также произошло расщепление химических признаков, что сопровождалось появлением гибридов, синтезирующих набор компонентов 8фирного_ масла,' не обнаруженных у родительских

5. Наследование признаков в потомстве oí скрещивания Фептиль-ноИ формы ЫС-41* с мятой полевой флоры Гвинея.

Было получено и изучена 105. образцов эфирных масел сеянцев. 9 По морфологическим признакам наш-обнаружено большое разнообразие. В данной комбинации скрещивания, в отличие от предыдущих, болыгая часть растений занимала промеяуточное положение. Однако среди гибридов были растения, очень похожие по морфологическим признакам иа материнскую и отцовскую фориы.

Эфиромасличность гибридов варьировала в широких пределах: от 0,65 до 5,02 f>. В данной случае-V?,62 ¡S растений характеризовались повышенным содержанием эфирного масла по сравнению с лучшим родителей, что подтверждается данными матобрабсткн (табл.5)'.

Таблица- 5

Результаты иатобработки данных по биосинтезу эфирного масла

и содержанию основных компонентов у гибридов.

(Среднее арифметическое и (Коэффициент !

!опибка сродного ариймети- (изменчивости!.

Признаки Веского, х t s^. %_jv, %_! х)

I К*? I гибридов ШС-41х!гибр.i '

Эфиромасличность 1,85 ± 0,18 2,96 ± 0,08 36,86 69,60 5,63

Ментол 70,34 i 1,20 60,73 ± 1,60 13,47- 77,60 4,80

Мептилацетат . 12,53 t 0,78 9,70 i 0,56 49,40 50,'52 3,05

Иептон-изоиентон 5,22 t 0,47 16,00 ± 0,99 71,85 46',75 8,97

х) - Критерий достоверности разницы ме*ду генеративным потомством ~ мяты МС-41Х и гибридами.

Таким образом данная комбинация скрещивания, по биосинтезу эфирного (гасла значительно отличается от комбинации, где в "качест-. ве материнской формы была«взята иентольная мята - мята сахалинская, а в качестве отцовской - мята просточааечная (Mentha haplo--calyx Briq. )По-вид[шому, климатические условия произрастания иягы полевой флоры Гвинеи приводят к возникновения мутаций, которые . ■• проявляется при скрещиваний этой мяты и вызывает повышение эфиро-' масличйости. •

Содержание ментола у гибридор дянпой комбинации скрещивания . - - . ':Ц

варьировало в значительные пределах: от 24,30 до 84,50 %. Однако только 20,54 % растений синтезировали этот компонент, в пределах материнской формы, то есть в гибридном потомства происходит депрессия биосинтеза ментола, как и в предыдущих комбинациях скре- • цивания. Среднее арифметическое по содержанию этого компонента у гибридов отличается от*такового у семенного потомства ЦС-41Х от самоопыления и эта разница дбетоверпа = 3,29 при уровне значимости 0,99) (табл.5). ' •

Как было установлено нами, мята полевая флоры Гвинеи, в отличие от МС-41Х, характеризуется более высоким содержанием в иао-1п иднглня-изоментоиа и низким - пиперитона. Количество ментона-изоментона в маслах гибридов варьировало в широких пределах: от 3,66 до 39,0 При этом обнаружена болыия группа сеянцев ,(38,35 %), синтезирующих его до 39,0 Среднее арифметическое по данному признаку значительно выше таковйго для семенного потомства 110-41* и эта разница' достоверна (табл.5). Следовательно, в гибридном потомстве от скрещивания формы ис~41х с мятой по;, .бой флоры Гвинеи уменьшение содержания ментола в маслах сопровождается в основном усилением синтеза ментона-изоментона и только у некоторых сеянцев - ментилацетата, и по этому признаку данная комбинация отличается от комбинаций скрещивания, описанных выше.

По биосинтезу лулегона и пиперитона мы обнаружили, что боль-иинство гибридов синтезировали 5ти вещества в незначительных количествах и только в маслах единичных растений они были одними иг основных компонентов.

ГДХ-анадиз показал, что в гибридном потомства расщепления по компонентному составу эфирных масел не происходит. Эти наблюдения подтверждаются литературными данными: если .в скрещивание берутся . блавкородственные по биосинтезу терпеноидов и генетически выровненные формы или виды, то в расщепление по химическому составу в$ирных масел отсутствует (Николаев А.Г., 1966).

. ОБСУЖДЕНИЙ ЗКСПЕРЯЦЕНТАЛЬНЫХ ДШ1ШС

.Как-следует из литературных данных при скрещивании мяты сахалинской' с линалоольной пятой кавказской (и. саисаз1са вп^.салй.) в пркасходит значительное расщепление признаков.- Среди сеянцев _ обнаружены гибриды, которые утратила способность синтезировать терпенонды ыаторинских растений и основной компонентом эфирных кнеед £тих сеянцев являлся кервон, то есть вещество, не сво!!ст-П

• венное исходным формам. Эфирные масла этих гибридов такте характеризовались высокий содержанием углеводорода лимонена.

Такой нэ характер изменчивости бил обнаружен нами при скре-«-щивании гибрида МС-М* с линалоольным хемотипом мяты длиннолистной. Таким образом, хотя в качестве отцовских iopu были взяты ■ различные виды линалоольных мят, но синтезирущие одни и те тл терпенояды эфирного масла, они оказывают одинаковое влияние на наследование признаков, и мы наблюдал:! появление одаях и тех ае новообразований, то есть в маслах гибридов происходило перемещение кислородной функции от 3-его ко 2-ому углеродному атому р-ментанового цикла.

В результате переопыления мяты сахалинской с мятой серой, как следует из данных, полученных Николаевым Л.Г., в Р., расцеплении не происходит. Почти все гибриды наследовали состав масел " обоих родителей. Однако количественно доминировали терпеноадн материнской формы - ментол, ментон. К окно было предположить, 'что при скрецивапии гибрида !1С-41Х с мятой серой должен наблздатьел такой ге характер изменчивости, поскольку материнская форма является том кентольной мятой и генетически связана с мятой Сахалин- . ской. Однако в нааей комбинации произоило расцепление -по компот нентному составу терпеноидов и 6,80 % гибридов синтезировали в" качестве основного компонента карвон и сопутствующие его компоненты. Николаев А.Г. полагает, что если в качестве отцовской'формы брать мяты, еннтезируодие окись пкперитона, то в Р1 расцепления химических признаков не происходит и гибриды наследует терпеноиды . •родительских форм. Результаты нашего эксперимента эхогй предположения пе подтвердили. Возможно, в следствие того, что мята ÜC-4IX' • имеет гибрлдогенное происхождение и генетически отличается от мяты -сахалинской.

Hann исследования показали-, что характер наследования химических признаков при'скрецивапии гибрида 1!С-41Х с мятой длиннолистной и серой.имеет общие черты: в том и другом случае в маслах гибридов мы обнаружили карвон и .эти данные, видимо, являются «подтверждением возможности биосинтеза этого компонента по схеме Fu-: jita 0. (Fujita G., 1960).

Однако мы обнаружили достоверную разницу между вышеназванны-, ни комбинациями скреаивания (табл.6). Как следует из таблицы, ги-Сриднив потсмотва.унаследоЕали родительские признаки по-разному.. ' Гибриды, полученные от скреяивания .1 мя' Ы длиннолистной,

характеризовались б^лее высокой эфиромас.кгшостыо по сравнение о

13 ■

гибридами 01 комбинации НС-41Х с мятой серой. По этому признаку мехду данными гибридными потоистваии существует разница и она до-стогерна (1: = 2,58 при уровне значимости 0,99). Такае достоверна разница неаду ними по биосинтезу ментола = 1,96 при уровне значимости 0,95). В отношении кетонов и ментилацетата эти гибридные потоаотва синтезировали их в средаем пхти в равных количествах п разница по этим признакам недостоверна

Таблица 6

Критерии достоверности разницы между различными комбинациями

Показатели

Критерии достоверности разницы между:

I) ! 2) ! 3)

3,06 10,30 7,70

2,10 0,В6 2,72

1,32 5,50 3,61

0,54 10,06 7,70

Эфиромасличность Центол

Центон-изоментон Иентилацетат

комбинациями скрещивания: I) - ЦС-41Х х м.серая и 1!С~41Х х м.длиннолистная; 2) - МС-41Х х м.серая и МС-41Х х и.полевая флоры Гви-' ней; 3) - МС-41Х х м.длиннолистная и ис-41х х м.полевая.

•Представляло интерес сравнить изменчивость химических признаков в комбниациях скрещивания, где в качестве отцовских форм взяты виды мят, отличающиеся по компонентному составу терпевоидов,то ,. есть мята серая, длиннолистная линалоольный хемотип и полевая фло-

• ры Гвинеи. В комбинации скрещивания иС-41х с мятой полевой флоры Гвинеи новообразований не. обнаружено, как в случае ркрещивания с мятой сер.ой и длиннолистной. Такие ке результаты обнаружены в литературе при скрещивании других видов ментольных мят. Николаев .А.Г, полагает, что переопыление мят пыльцой растений, синтезирующих терпеноиды, качественно одинаковые'с материнскиш формами,влечет за собой ослабление цаслообразовательного процесса в гибрид-ром потомстве и не вызывает синтез соединений, не свойственных исходным формам. В комбинации скрещивания ЦС-411 с мятой палевой мы . на обнаружили у гибридов ослабления биосинтеза вфирного масла,как наблЬдал Николаев А.Г., а наоборот, его усиление. Как считают Рез-•' йикова СЛ. о соавторами, скрещивание двух вирокоивсдичних-.форц мят-приводит к сьерхдоминарованш) и большинство'гибридов по содер-Н

' наняв эфирного масла превышает лучвую родительскую форму, то, что мы наблюдали в нашей комбинации скрещивания.

Как следует из приведенлих выше данных, отцовские формы ока-знзают влияние не только на наследование качественного состава эфирного масла гибридами, но и на интенсивность маслообразовэтель-яого процесса, синтез ментола и сопутствующих его компонентов.

ВЫВОДЫ '

1. Стерильны/! гибрид MC-4I н его фергильная форма¿ возпшгаяя ' в результате многолетнего вегетативного размножения, синтезируют эфирные масла с практически идентичным качественным составом тзр- ' пеноидов. Различия заключаются в присутствии в масле гибрида МС-41х пулегона и ментофурана, связанных гонзтнчески с ментолом, я-

в количестве хромосом (72 против 82). Преодоление стерилыюоти сопровождалось ослаблением ыаслообразовательного процесса и биосинтеза основного компонента.

2. В генеративном потомстве ЛертильноП формы МС-41Х от самоопыления но произошло расцепления признаков, что указывает нэ ее • стабильность. Лзменчивость при этой носила количественный характер. Уменьшение содержания центола в маолах сеянцев сопровождалось увеличением количества не карбонильных соединений, a меню- , ацетата.

3. Мята полевая in ори Гвинеи, родственная гибриду ИС-41 по составу компонентов эфирного масла, синтезирует ментол (до

57,70 иентон-изомонтон, ментилацетат, иентофурзн,'пипериюн,. . и в следовых количествах J3 -пинен, 1,4- и 1,8-цинеол, р-цинол. При вегетативной'ее раэмнояении не происходит расщепления прнзна-kob¡ а изменчивость носит липь количественный характер. Вегетативное потомство мяты полевой характеризовалось пониженгшм содержанием' эфирного наела и основного компонента - ментола. Сопутствующие компоненты изменялись в небольэих пределах. •

4. В листьях и соцветиях мяты полевоЛ флоры Гвинеи выявлен один максимум яакоаления эфирного масла, который приходится на • фазу массового цветения. В синтезе основного компонента - мептола обнаружено два максимума .- начало цветения и отцветание, тогда . ■ как максимум накопления нежелательного компонента - иентона .- приходится на фязу начала цветения. Мяту полевую флоры Гвинеи следу-1 . ет убирать в период массового цветения, тпк как к этому времени прихолитсп нпибольяьй прирост зелеяоП мт .< и i асло содернит кно-

• 15'.

го ментола и меньше ментонц-изоментона. •

5. Гибридное потомство от скрещивания ис-41х и мяты длиннолистной характеризовалось большим разнообразием морфологических признаков и высокой зфиромасличностью по сравнению о материнской . формой. Наблюдалось такке глубокое расцепление по химическим при- . знакам. Гибриды синтезировали в качестве основного компонента ментол,или ментон-изоментон,-иентиладетаа, нулегон или карвон.Се-внцы карвонной группы содержали вещества, не свойственные исходным формам, и характеризовались высоким содержанием лимонена.

6. При переопылении 1!С-41Х пыльцой растений мяты серой в гибридном потомстве происходило значительное варьирование по биосин-.тезу эфирного масла, ментола, а также изменение качественного состава эфирного масла у некоторых гибридов. В дайной комбинации "скрещивания, как и в предыдущей, карвонные растения утрачивали способность синтезировать терпеноиды материнского растения.

7. В комбинации скрещивания 1!С-41Х с мятой полевой флоры Гвинеи расщепление химических признаков не кисло места. Все гибриды синтезировали терпеноиды, свойственные исходным формам. Изменчивость носила чисто количественный характер. Сеянцы отличались'бо-

.лее высокой эфиромасличностыо по сравнению с лучшим родителем, что представляет большой интерес для селекции.

8. Гибридные потомства от скрещивания фершльного гибрида ИС-41Х с мятой серой, -длиннолистной и полевой вначительно отлича- . ютсн от семенного потомства материнской формы по биосинтезу эфирного масла, ментола и сопутствующих компонентов и эта разница достоверна.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДШ ПРАКТИКИ

1, Для селекционной работы рекомендуем гибриды с высоким выходом масла и ментола й А-П-б, А-12-6, А-20-9 и А-21-1 и высско-

. масличные гибриды карвонной группы й 1-17, 2-12, С-7-4, 10-4, 8-9, 13-4. Их масла могут быть использованы' в пищевой и парфюмерно-косметической промшленности и как источники ментола,карвона,лимонена.

2. Предлагаем вовлекать в скрещивание фертильный гибрид ИС-41х, поскольку он стабилен по составу терленоидов, высокомасличен

• и высокоиектодон. Для скрещивания с иентольньиш мя'лаии б качестве отцовской формы рекомендуем пяту полевуи флоры Гвинеи,т.к. она стабильна по составу терпеиоидов и приводит к усилению маслообра-аовательяого процесса.у 'гибридов. 16

По материалам диссертации опубликованы оледупэда работ: ъ

1. Сано С., Кубрак М.Н, Наследование признаков в геператив-нон потомстве гибрида MC-4I* с постановленной плодовитостью. // Научная конференция профессорско-преподавательского состава и сотрудников по итогам научно-исследовательской работы за Xlt пятилетку: Тез.- докл. Кишинев, 1990. T. I. '

2. Сано С. Наследование признаков при скрецпвання гибрида IKJ-4I с восстановленной плодовитостью с мятой ляяалоольной: Библ. указатель ВИНИТИ. Депояироз. робота 16 II. 1991. 6 с. ■

3. Sagno S., Kubrak И.И. composition chimique de l'huile essentielle de l'hybride MS-41 // Tiedocine traditionnelle et ptfSraacopee. Bulletin de liaison. EYSIÎTE3 (PRAHCB). 1992. Y. 6. No 2.

СЙНЕПОЛО САНО

наслйдсванйе химических признаков при скрещивании . гибрида kc-4i с другими видам« ият

03.00.04.- биологическая химия

Автореферат

Поппжсаяо в печать 10.04.92. Формат 60x84 I/I6. Ротапринт. Пвч.л.1,0. Уч.-взд.л.0,8. Заказ 108. Тирах 100. Бесплатно.

Иолпавокий государственный университет.

277009. Кишинев, тл.А.Матеевича, 60. »

' Отпел оперативной полиграфин Молвавокого госуняввроитета. 277009* Кисинев, ул.М.Когэлничаяу, 65-а.'