Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности состава фенольных соединений плодов сортов и видов рода Prunus L.

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Особенности состава фенольных соединений плодов сортов и видов рода Prunus L."

Г Г) од 3 М1?

На правах рукописи

ЗД0РЕНК0 НАТАЛЬЯ ГРИГОРЬЕВНА

ОСОБЕННОСТИ СОСТАВА 4ЕНОЛЫШХ СОЕДИНЕНИЯ ПЛОДОВ СОРТОВ И ВИДОВ РОДА РММБ Ь.

Специальность: 03.00.04 - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

САНКТ - ПЕТЕРБУРГ • 1998

Работа выполнена во Всеросийском научно-исследовательском институте растениеводства имени Н.И.Вавилова в 1987 - 1390гг.

Научный руководитель: кандидат биологических наук Г.Б.Саморо-дила-Бианки, научный консультант профессор, доктор сельскохозяйственных наук В.Л.Вхтковскхй.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук С.С.Медведев, профессор, кандидат биологических наук С.Л.Тетерев.

Ведущее учреждение: Санкт-Петербургский химико-фармацевтический институт.

Защита диссертации состоится " л—у-«^'-? 1дэб г> в/у-часов на заседании диссертационного совета Д. 020.18.02 во Всеросийском научно-исследовательском институте растениеводства имени Н.И.Вавилова (130000, г.Санкт-Петербург, ул. Большая Порская, д.44).

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке института.

Автореферат разослан " /7- " ./^.с^^-х 1999 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук

Э.А.Гончарова

ОБЦЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Слива является одной из наиболее распространенных плодовых культур, занимая в общем балансе плодов косточковых второе место после вишни.

Этим объясняется большая селекционная работа, проводимая с родом Prunus L., привлечение в селекции китайских, японских, американских и других видов, являющихся донорами зимостойкости и устойчивости к различным заболеваниям. И если традиционную оценку плодов (на содержание сухих веществ, Сахаров, кислот, аскорбиновой кислоты) (Арасимович В.В., Понамарева Н.П.,1969; Метлицкий Л.В., 1976; Розмыслова А.Г. и др.,1631; Розмыслова А.Г.,1982 и др.) проводили и проводят на достаточно обширных наборах сортов и ряде видов, то изучением особенностей состава биологически активных веществ и, в частности, фенольных соединений, охвачено лишь небольшое число видов и сортов этой культуры. Между тем, плоды сливы являются ценным продуктом, используемом в диетическом и лечебном питании, и ценность ата в значительной мере обусловленна высоким содержанием биологически активных фенольных соединений, обладающих широким спектром фармакологического воздействия. Исследование этой группы соединений позволит Еыделить ценные источники с повышенным накоплением флавонЬлов, 'флаванов, фенолкарбоновых кислот для использования их в селекции этой культуры и непосредственно в питании человека.

Кроме того, как ужэ было показано многочисленными исследователями (Challice J.S., Harborne J.B., Haslam E., Glannasi D.E., Gottlieb O.R., McClure J.W., Sounders J.A., Swaln T., Williams A.H. and others) детальное изучение этой группы соединений позволяет использовать их в качестве таксономических маркеров, что являетоя дополнительным критерием для уточнения и решения вопросов таксономии, систематики и эволюции диких видов и культурных сортов, в частности, рода Prunus.

Изучение состава фенольных соединений в плодах видов и сортов рода Prunus ограничивалось до настоящего времени исследованиями в основном одной группы флавоноидов - флавонолов (Половянов Г.Г.) и различных групп флаванов (мономерные и конденсированные катехины, прсцианидккы, Трофимова Е.А.,1583).

Исследования, проведенные в биохимической лаборатории ВИР совместно о кзфедрой ботаники Санкт-Петербургского государственного

университета со старшим научным сотрудником Н.С.Ростовой показали особенную перспективность изучения химического состава плодов в том числе и фенольных соединений о обработкой получаемых данных методом многомерного анализа (Самородова-Бианки Г.Б., Стрельцина С.А.,1086; Самородова-Бианки Г.Б. и др.1986; Витковский и др.1988; ДР) •

Целью настоящей работы было: показать возможность использования состава фенольных соединений в качестве таксономических маркеров, а также установить закономерности распространения биологически активных фенольных соединений в плодах различных видов и сортовых групп рода Prunus L. и в разных условиях выращивания.

Основные задачи исследования;

1.Провести сравнительный детальный анализ соотава фенольных соединений плодов алычи, тёрна, их синтетического гибрида Рыбина - Домарта различными методами хроматограф™ с идентификацией их о помочь и качественных реакций и спектроскопии.

2.Сравнительное изучение особенностей состава и содержания фенольных соединений плодов 16 видов рода Prunus и 40 сортов оливы домашней и выделение образцов, характеризующихся наиболее благоприятными сочетаниями биофлавоноидов, фенодкарбоновых кислот и других соединений этой группы, а также изменчивость их в зависимости от условий выращивания.

3.Исследование особенностей состава фенольных ооединений о об- . работкой данных методом многомерного анализа для уточнения вопросов таксономии, систематики и эволюции видов рода Prunus, а также взаимосвязей сортов этого рода, оообенно оливы домашней.

Научная новизна, практическая и теоретическая ценность дисоер-тации. Впервые на достаточно большом наборе видов и сортов сливы проведено исследование комплекса флавоноидов и фенодкарбоновых кислот плодов; выделены образцы, характеризующиеся высоким содержанием этих соединений. Показано, что их выделение не являетоя случайным, а отражает закономерности распределения фенольных ооединений плодов у разных групп этого рода, овязанных о их происхождением. Выявлены новые аопекты взаимосвязей сортов и видов, между американскими, евроазиатскими и восточноазиатокими видами, между терном и алычей в роде Prunus.

Апробация работы. Результаты исследовании доложены на научно-производственных оовещаниях лаборатории биохимии ВИР (1087-1990), на конференциях аспирантов и молодых сотрудников ВИР (1988-1090), на симпозиуме по хемосистематике и эволюционной биохимии высших

- б -

растений (Москва, 1990г), на конференции молодых ученых и специалистов (Киев,1991).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано б статей.

Обьем и структура диссертации. Диссертация изложена на 129 стр. машинописного текста, включающего введение, обзор литературы, описание материалов и методов исследований, результаты эксперемен-тальных работ и их обсуждение, заключение, выводы и рекомендации, приложение. Работа содержит также 11 рисунков, таблиц в тексте 15. Список литературы включает 168 источников, из которых 89 - отечественных и 79 - зарубежных публикаций.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исходным материалом для биохимического исследования служили 181 образец (16 видов и 49 сортов) из коллекции четырех опытных станций ВНР: Крымской (КОСО,1987 - 1989гг.), Майкопской (МОС,1887 -1S89 гг.), Крымской помологической (КПС,1987г.) и Туркменской (ТОО,1987,1988 гг.). Были представлены три секции рода Prunus по системе Ковалева Н.В.(1964): Orientale-aslatioae - P.ussuriensis Kov.et Kost.(4)*; Americanas Kov. - P.nifra Alton.(2), P.americana Marshall (2), P.mexicana S.Watson (1), P.lanata (Sudw.)(l), P.mun-soniana Wlffht et Hedrlck (1), P.hortulana Bally (1), P.marltlma Marshall (1)5 Euroasiatica Kov. - P.brisantlaca Vill.(1), P.coco-milia Ten. (1), P.darvasica Trurn.(3), P.cerasifera Ehrh.(10), P.spinosa L.(б); один образец, отнесенный к роду Aflatunia Vass.-Aflatunia umbifolía (l). Изученные оорта были представлены сортами на основе P.sallolns (13), а также относились к пяти сортотипам Р. dornest loa: тернооливы (3), венгерки (16), яичные (6), ренклоды (16) и мирабели (8). Номера образцов в диссертации приведены по каталогу ВИР.

Станции расположены в разных географических гонах, отличающихся почвенно-климатичеокиии характеристиками и погодными условиями.

Плоды сливы анализировали в период полной потребительской зре-лооти. Среднею пробу составляли из 10-20 плодов, сорванных со среднего яруса не менее чем трех деревьев. Отдельно фиксировали кожицу и мякоть плодов. Препаративное разделение и анализ фенолъ-вых соединений проводили в.концентрированных спиртовых экстрактах. Выделение веществ осуществляли из кожицы плодов трех образцов оливы: диплоидный вид P.cerasifera Ehrh. (Алыча N6, Крымок К-6645А,

* - количество форм вида или оортов.

- в -

одна иг родительских форм синтетической сливы Домарт), вид P.spl-nosa (Т.цареградский, Майкоп к-16872) и тйрново-алычевый гибрид Рыбина Домарт (синтетическая Слива домашняя, Терн 897, Майкоп). Разделение индивидуальных веществ осуществляли на колонках полиамида (1,8 х 3,2 см) в градиенте возрастающей полярности растворителей (вода, 10, 30, БО, 70, 100 - X метанол, 0.01N КОН в метаноле, диметилформамид). Контроль элюции осуществляли методом двумерной хроматографии на бумаге ("С" - плотность 110 г/мг) в системе растворителей БУВ (н-BuOH'- НАс - HgO, 40:12:28) и 37. НАо. Вещества о хроматограмм злюировали 100' метанолом.

Проявляли фенольные соединения используя специфическую флуоресценцию в 145 свете до и после обработки в парах аммиака, а также цветные реакции о диазотированной оулъф&ниловой киолотой и 20Х ЫагСОэ, диазотированным п-нитроанилином и 20% NagCOa, IX AlCla в этаноле, 12 ванилином в концентрированной HCl, IX FeCla в этаноле (Хайс Н.В., .Мацэк К.,1962). Хинную кислоту определяли о нитропруо-сидным и бенгидиновым реактивом (Запроиетов U.H., Силина Г.Г., I960). ~

Проводили киолотный (флавонолов, о 10Z H2SO4) и щелочной (ФКК, 2N КОН) гидролиз в течении четырех чаоов в атмосфере азота (Сопро-мадзе А.Н., ГулОани Д.и.,1083). Агликоны анализировали ТСХ на целлюлозе, оахара - ТСХ na "Sllufol".

идентификацию веществ проводили по спектральным (УФ) характеристикам: ^тах(нм), Мщем (нм) о ионизирующими и комплексообразую-щими добавками (Mabry, Markhan, Tomas,1970)j а также сравнивая характеристики выделенных веществ (в том числе и Rf в разных системах растворителей). о аутентичными образцами и оопоотавляя с литературными данными.

Количественное определение флаванов ооущеотвляли быстрым методом хроматографии на полиамиде (Саыородова-Еианки Г.В., 1072), флавонолов, хлорЬгеновой и п-кумароилхинной киолот методом двумерной бумажной хроматографии.

Все цифры в диссертации приведены в перестаете на оырое вещеот-

во.

Обработку полученного материала ооущеотвляли методом главных компонент в лаборатории биометрии ЛГУ (от.и.о. Н.С.Роотова) в вычислительном центре университета на ЭВМ-22К и ЕС-1040 по программе С.Ф.Колодяжного.

РЕЗУЛЬТАТЫ МИЩДОВЛНИ*

1.Фенольные соединения плрдов сливы. Выделение и идентификация.

При актировании о колонок полиамида спиртовых экстрактов кожицы плодов трех образцов сливы были обнаружены 44 вещества фекольней природы. По характеру окраски пятен на двумерных хрематограммах в УФ свете до и после обработки парами NH3, А1С1э, IX ванилином, FeCla эти вещества определили как фенолкарбоновые кислоты (30 веществ, фракция воды и 10Х метанола), флавонолы и флавоны (б веществ, 10-, 30- и 60S метанол), мономерные флавали (8 веществ,30-, 60-, 707. метанол). Также был выделен комплекс олигомерних флаванов во фракциях 0.01N КОН в метаноле и диметилформамида.

Фенолкарбоновые кислоты (ФКК). В процессе выделения и очистки было получено 20 отдельных фенолкарбонових кислот.

Согласно литературным данным (1.1011er В., Неггталп К. ,1983; Зап-роматов М.Н.,1993) плоды сливы содержат кофеилхинные (хлорогено-вую, неохлорогеновую, кофешг-41-хинную, кофеил-^-хинную), а также п - кумароилхинные кислоты.

Из 20 выделенных фиолетовой флуоресценцией в УФ обладают ФКК N2-4,13 (четыре); пооле обработки парами КНз (УФ+ННз) зеленой - 8 ФКК (N1-8), фиолетовой - 11 ФКК (N9-19), синей - 1ФКК (N20). Качественные реакции о диаэотирозачными су.тафаниловой кислотой и п-нитроаншшном показали наличие кофейной кислоты в веществах N3-6, п-кумаровой в - N9-12, феруловой в - N16 и N20.

Данные щелочного гидролиза подтвердили, что вещества N2-5,7,9 содержат кофейную кислоту, N9-12 - п-кумаровую, N16,20 - феруло-вую. В гидролизатах веществ N3-5,9-12 была идентифицирована хинная кислота. Реакцию на оахара дали водные остатки кислот N2 и N20.

Анализ Wx (УФ) подтвердил, что вещества N3,4,7,8 - производные кофейной кислоты- (*тах-324-328нм), N13,14,16 - п-кумаровой Umax- 306-311HM), а N15 и N20 - феруловой (Лтах-312-згвнм). Еа-тохромные сдвиги получении у кислот N3-12,15,18,20 при добавлении раствора NaOH, что свидетельствует о наличии у них сложноэфирной связи. " . .

Кислоты N1 (Vax-254KM, ДХтахМеОН/МаОН-Онм) и N18 (Лгах-276нм, ÄWMe0H/Na0H-+60HM), а также N17,19 идентифицировать не удалось.

Сопоставление с аутентичнымы образцами свидетелей показало тождественность вещества N3 хлорогеновой, N9 -п-кум.гроил-31-хинной

кислотам. Сравнение с литературными данными позволило предположить, что вещество N5 - 41-кофеилхинная, Н4 - неохлорогеновая, N10,11 - стереоиэомеры п-кумароил-31-х!шной кислоты.

Фдавоноиды. При элшровании с колонок было выделено 14 веществ. На основании качественных реакций о А1С1э, ванилиновым реактивом, а также данных кислотного гидролиза и спектральных (УФ) характеристик идентифицированы как флавон (N21, Хта>Ме0Н-330-350нм), фла-вонолы (N22,25,27,28,29, WxMeOH-350-390нм) и мономерные флаваны (N35-42). У флавона N21 отсутствие батохромного сдвига с А1С1з соответствует отсутствию Сз - оксигруппы, а ДХтахА1С1э-40-50км у ве-щеотв N22,24,27-29 - наличию. Введение NaAc/НзВОз дает ÜXmax-25-28 нм, что указывает на наличие двух ортооксигрупп в кольце В. Для флавонолов это структура кверцетина, что подтверждает кислотный гидролиз. С помощью ТСХ на "Sllufol" были идентифицированы сахара в водных фракциях гидролизатов флавонолов: для N22 - рамнога и глюкоза (соответствует рутину), N25 - галактоза (гиперину), N27 -рамноза (кверцитрину), N28 - арабиноза (авикулярину), N29 - глюкоза (изокверцитрину). Сопоставление с аутентичными образцами свидетелей подтвердило это.

Из кожицы некоторых видов и сортов сливы были выделены флавоно-иды N23,24,20,30-34. По флуореоценции в УФ свете до и после обработки парами Шз, а также Хпах (УФ), вещества N23,24 были отнесены к флавонам, N20,30-31 - к флавонолам (согласно данным кислотного гидролиза N26 - проиводное кверцетина, N30-31 - производные кемп-ферола), N33 - к флавононам (Хтах-270 и 331нм, изменение голубой окраски в УФ на бледно-желтую в УФ+NHs), N32,34 - к иэофлавонам (Хтах-267 и 320нм, темная окраска в УФ±ННз). Гликозид игофпавона (N32) позже был выделен и идентифицирован Хумабаевой С.Е.(1^93) из плодов P.saliolna.

По красной I? роговой окраске о ванилиновым реактивом 8 веществ было отнесено к мономерным катехинам. Сопоставление характеристик выделенных флаванов (N35-42) о аутентичными образцами свидетелей, а также о литературными данными, позволило предположить, что N37 -(-)-эпикатехин, N38 - галлокатехин, N41 - (-)-эпикатехингаллат, N42 - (-)-эпигаллокатехин. Вещества N35,36,39,40 не идентифицированы.

2.Состав и количественное содержание фенольных соединений плодов разных видов и сортовых групп рода Frunus L.

При изучении качественного состава фенолышх соединений в плодах сливы было обнаружено "Б2[ вещества (44 - при препаративном разделении методом КХ экстрактов трех образцов - терна, алычи и тер-но-алычового гибрида Домарта -, взятых в качестве стандарта, и 8, выделенных в процессе анализа остального материала).

Сравнительное изучение фенольных соединений в плодах сливы (методом БХ и ТСХ) показало что они представлены 20 фенолкарбоновыми кислотами и 15 флавоноидами (табл.1). Хлорогеновые (N3,4), п-кума-ровыо (N9-11) кислоты, рутин, гиперин, флавон (N24) присутствуют во всех изученных образцах сливы. Поэтому их (и все флавонолы), а также суммарное содержание свободных катехинов, проантоцианидины и конденсированные катехины определяли количественно (основные фе-нольныэ соединения).

Виды оливы. Уже в процессе препаративного разделения фекальных соединений из кожицы плодов трех образцов было отмечено их различие по качественному составу ряда веществ, в чаотности, катехинов (N41,42), гликозидировакного производного феруловой кислоты (N20), производного п-кумаровой кислоты (N13) и др. Предположение об их видоспецифичнооти нашло свое подтверждение при изучении всей совокупности (п—181) массива сливы. Ряд флавоноидов (табл.1) узкоспецифичны. Так флавон (N23) и изофлавон (N34) обнаружены только в плодах P.coccmllla, изофлавон (N32) - в японских сортах на основе Р.sallolna, флавонон (N33) - в образцах Р.domestlea. Поэтому, в силу повсеместного распространения одних ( ранее упомянутые основные фенольные вещества) и единичного - других, их качественные характеристики мало информативны; распределение остальных в изученных образцах - более показательно. Так, гликоаид феруловой кислоты (N20) обнаружен только в образцах P.ussuriensis и P.spinosa; производное eé (N15) предотавлено шире: помимо упомянутых, оно присутствует в образцах всех изученных американских видов (кроме P.marltlma), Р.сосотпШа, P.darvaslca, в ряде сортов на основе Р.sallolna. Наличие производных кемпферола объединяет виды P.nifra, Р.americana, P.mexícana о P.darvaslca, а общим для P.munsonla-na, P.hortulana и P.splnosa является отсутствие катехинов N37 и N38. P.maritima и P.cerasifera сходны по составу минорных компонентов кожицы (отсутствуют вещества N13,15-18,20). При одинаково»! составе основных фенолышх соединений в плодах P.cerasifera и Af-latunia сильно различаются по их количественному содержанию (тзбл. 1..2).

Таблица 1.

Флавоноиды кожицы плодов наученных видов и сортов сливы

&

s и и <о о

Виды и сорта

Производные

¡фла- ¡фла: иэо-:кате-

------------------------•вони :во-: фла-:хины

кверцетина ¡кэмпферола: :нон: bohui

:22:25!27:Sa:20:20: 30 i 31 :23:24:33 ¡32:34:37:38

I к

я га

to М со о А S1

¡P.ussurlensls + + + + + : японские сорта на основе

♦ +

р* та : F.ballc.ins<: 4 + 4 + 4 - - - - - 4 - 4 4

<д :Р.nigra 4 + 4 4 - - 4 4 - - - - 4 4

СО у ¡P.americana 4 4 - 4 - - + - - - - - 4 4

о и ¡Р.гйхюапа + + + + - - ■ + 4 - - - - 4 4

и я :P.lsnüta + + - - . - - - - - . 4 4

о. ш rP.munsonlana + 4 - 4 - - - - - - - - - -

¡P.hortulana 4 + - - - + - - - ... - -

- :P.maritima .■F.brlgantisca + + + + 4 4 • «• ** — - - - 4 4 4 4

:P.cocotnllla 4 + - + - - - . - 4 - - 4 4 -

:P.darvasica + + + + 4 - 4 4 - ... 4 -

iP.c&raslfeia + 4 4 + + - - - - - - 4 4

:P.splncsa + 4 + + - - - - - - - - - -

.•P.domesttca

(я со W о : Евразия 21 + 4 + + - - 4 - - - - - - 4

: P.plantarl-

м э : enals + 4 4 + - - 4 - - - - - 4 -

й 10 : по оортогруппам!

8. (Ч М : терносливы 4 4 4 + - - - - - - - - -

: венгерки : яичные 4 4 4 4 + + 4 • * 4 - -4 - - 4 4

: ренклоды 4 + + 4 + - - - - 4 - - 4 -

: мирабели + + 4 - - - - - - 4 - - 4 -

lAflatunla* + + + + + - - - - - - 4 4

* вид P.aflatunla, выделенный в отдельный род.

- ♦

Показаны разл ¡к ля и в содержании основных фенольных соединений, отражающие особенности изученных видов (таЗд.2). Количественные

Таблица 2.

Содержание некоторых фе}гальных соединений в плодах видов и сортов оливы (мг/100 г, 1987-1989, средние значения по 2-3 ОС).

• 03

о

Виды и сорта

Мякоть

свобод- :проан-ные : тоциа-катехияы:нидинц ! екк

М31-Н4 :Н9+Н10:Н13 : +N11 :

Сумма флаво-нолов кожицы

а § п м са о

¿Я

м о н са М а о. о

3

§

а о м

СО

а п

(О

а

5

:Р.изеиг1«пз1з п-А 50 50 198 55 £0 256

: сорта на основе

: Р.за11о1па п-7 74 104 15 10 2 187

:Р.п1ата п-2 ео 114 73 16 7 85

:Р.атаг1сапз п-2 34 1за еэ 19- 4 91

:Р.шех1сзпа п-1. 94 61 79 7 8 61

:Р.1апа1а п-1 200 101 161 24 10 54

¡Р.пипзоШапа п-1 33 20 84 22 - 108

:Р.Ьог1и1апа п-1 65 18 59 10 9 89

:Р.тагШта п-1 100 93 36 9 3 187

:Р.Ьг1гапЬ1аса п-1 202 117 67 13 г» 1 81

гР.сосотШа п-1 ЗБ8 242 53 10 3 03

¡Р.-<1аг'/аз1са п-3 104 223 62 71 10 122

!Р.сегаэ1Гега п-16 54 64 21 9 - 127

iP.splr.osa п-7 103 115 48 21 11 176

1Р.с1аг,9зЫса по сортогруппам

: терносливы п-3 58 51 90 39 14 140

г венгерки п-16 29 38 81 29 3 139

> яичные п-в 30 83 100 20 5 141

: ренклоды п-1В 32 56 94 13 3 100

: мирабели п-3 31 70 30 15 9 129

:АИаЬип1а п-1 133 125 6 100 - 215

характеристики приведены для мякоти плодов в силу меньшей изменчивости их в ней по сравнения с молсицей, то есть мякоть в этом отношении бол?э стаЗилъна, хотя и значительно бедна? кожицы по содержании, и, как следствие, по составу компонентов. Так, например, содержание хлорогеноаьк кислот в кожице и мякоти плодов р.Ьог^Ьч-

na - 1041-1290 и 56-61 мг/100 г, соответственно.

Сорта сливы. Отдельные группы сортов сливы имеют специфические особенности в составе фенольных соединений, совпадайте с таковым у видов, участвовавших в их происхождении. Так, наличие производных кемпферола (N20,31) в образцах Gracious, Mariana, P.plar.tari-ensís, Евразия 21 связано с участием в их происхождении американских видов, изофлавона (N32) в японских сортах (Японская золотая, Да-хуан, Гавиота, Широ и др.) - с P.saltcina.

Слива домашняя, являясь пластичным аллоплоидным видом, реализует генетические возможности входящих в него геномов других видов, прежде всего, алычи и терна. Деление ее на сортотипы (венгерки, ренклоды, мирабели и др.) до сих пор основано на классификации Иреком и Лоуренсом по степени самоопыляемости, дополненное затем морфологическими и анатомическими данными. В работах Самородовой-Бианки Г.Б. с соавт. (1986,1938) было показано четкое различие между терном, алычей и обраьцами Сливы домашней по общему химическому составу плодов, количественному содержанию флаванов и суммы флавонолов. Наши данные по составу фенольных соединений плодов Р.domestica показали, что деление вида на сортотипы находит свое отражение и на этом уровне. Различия уже наблюдаются по качественному составу (табд.1). Так производное феруловой кислоты (N15) отсутствует у алычи, Домарта и мирабелей ( но характерно для тернов, тернослив, яичных, ренклодов и встречается у. венгерок - 501). В изученых сортотипах Сливы домашней отсутствует галлокатехин, а флаван N37 - обнаружен только у венгерок, яичных слив, ренклодов и мирабелей. В тех же образцах обнаружен флавонон (N33). Качественный состав флавонолов у ренклодов отвечает таковому алычи чналичие изокверцитрина), а у тернослив и венгерок - тернам. У яичных отсутствует кверцитрин, у мирабелей - авикулярин. Основным флавоно-лом (более 40Z от суммы) в плодах сортов Сливы домашней является рутин (кроме мирабелей). По общему содержанию флавонолов ей сорта занимают промежуточное положение (табл.2) между алычей и терном (86 и 164 мг/100 г, соответственно), однако, по накоплению хлоро-геновых кислот значительно превышает оба вида.

Образцы сливы, плоды которых обладают повышенным накоплением ценных биологически активных фенольных соединений представлении в таблице 3. Они могут быть рекомендованы для использования их плодов в лечебном и диетическом питании и в качестве источников повы-екного накопления БАБ в селекции на качество плодов.

Тгблкцз 3.

Сорта и виды оливы, видо.шваиеся по накоплению биологичеоки активных фенол!них соединений.

: Содержание (тах-т1п) мг/1С0 г

Стандарт: хлорогеко-:п-кумароил- »флавснолшсвоСоднно: проциани-!ви<э кислоты:хинные к-ты: ¡катохинн I дины

Алыча Нб 48-71 7-18 (P.cerasifera) Ренклод

велений 391-457 Э7-В4 (Р. domestica)

80-129 68-99 71-300 57-186 73-203 182-Э29

>1000 >250 P.mexlcana Aflatunia Р.lanata P.darvaslca P.hortulana P.ussuriensis

ВИДЫ >250 P.ussuriensis P.spinosa (Ttll,Майкопский)

>400 Евразия 21 яичниэ (ж.ранняя) ренклоды (Старка)

>100 тернооливы

СОРТА >200 Америка Арбузная Японская еолотая

>ЕС0 P.marltlma P.ussurlenst P.coccmtlla P.spinosa (TN1, Рыбина)

Америка Арбузная

HCOO Aflatunia s P.ussuriensis P.spinosa (TM1,Рыбин!)

Арбузная Graoious Японская еолотая

Таблица 4.

Доля генотипа (Во8) в количественной изменчивости некоторых фенолышх соединений плодов оливы.

Станция (Коли- : Значение (За* (кожица/мякоть)

и годы «чеот- г----—----------------------------------------

выращивания! во I свобод-шроан-! X I X »хлорогв-т-кумаро-!Иву- ноге ка-:тоциз-«квер-!авику-} новые пихиннне !ченпых!техины !нкдины:цит- ишрипа: кислоты :кислоты «сортов» » 1рина ! : N3+114 I №+N10

« : : г г I I +N11

Криискяи оса,

1987,1989гг. 13 0.44 0.63 0,70 0.68 0.51 0.42 0,39 0,92 - - 0,03 0,35

о о

и а

я н

ь

03

и

х> о я

,1

о о

к а

и

>г "

О о

Я

Ы Яв О

S 1«'

S

К аи <и

я »«1

(Я

о аз о

t-» /а О

о

5

1Лк

I 2 3

I 2 3

I 2 3

I 2 3

Рис. 1. Зависимость накопления свободных катехинов, проциа-нндинов, рутина и суммы хлорогеновых кислот » кохице плодов сливы от зоны выращивания, где 1 - Слива черная (образец P.useuriensls), 2 - Солтани резайс (Р.cerasifera), 3 - Ренклод фиолетовый (Р.domestica) репродукции 1987, 1988г. МОС (□). НОСС (Ш), ТОС ( ИШ) ВИР.

Рис. .2. Распределение сортов слив с ТОС («1-8 ) согласно в идо» вой и сортовой принадлежности среди терна (•), алычи (¿1-12), Сливы уссурийской (-17-19) и сортов Сливы домашней: венгерок. (о1- 16), ренклодов (4 1-15) (п-62 по 53 признакам) в системе координат факторов ^ - факторная дисперсия Р0-15,б, ведущие признаки - процент-нал доля флавонолов, сумма хлорогагавых кислот кожицы и мякоти плодов; íi - РО-Б.З, ведущие признаки - минорные фенолкарОоновые кис-лоты_кожицы. Обозначения: * - образцы с ТОС 1-Кок Султан, 2-Солтзни резайс, З-Годка, 4-Туркменская нектарная, 5-Венгерка никитская, 6-Рошглод фиолетовый, 7-Слива черная, Й-Транспорент.

Условия выращивания и изменчивость фенгшнкх соединений. Известно, что фекольные соединения являются стрессовыми !.*?тд_олитами растений, поэтому изменчивость их содержание в плод.чх связана с факторами окружающей среды. Так наблюдались значительные колебания в содержании фенольных соединений в пледах изуч^нньх образцов сливы не только по зонам произрастания (р/с.1), на такие и по годам на одной станции. С помощью диссперсиоиного анализа была рассчитана доля влияния генотипа (Se!) в количественной изменчивости некоторых фенольных соединений (табл.4) по ряду образцов на К.ССС. Анализ полученных результатов показал, что сна высока не только при сравнении соотношения этих веществ (*. флавонолов от суммы), но и количественного содержания таких соединений как проантецианидины (Gez- 0,63-0,02), суммы хлорогеновых кислот (0ег-0,51-0,С2) и др. Максимального значения Gsz достигала в количественной иэменчиросги проантоцианидинов, в образцах по двум станциям КОСО и МОС ВИР (Gez-0,00-0,92).

Все это подтверждается при рассмотрении распределения разнородной группы олив о Туркменской ОС BHF: алыча, ренклоды, венгерки и слива Черная - по материалам факторного анализа а пределам всего массива олив (рио.2). Образцы из Туркмении, несмотря на пониженные концентрации ряда вещеотв в плодах (по сравнению с другими зонами произрастания) распределяется в системе координат двух Факторов (fi и f4) ооглаоно их сортовой и видовой принадлежности.

3.Использование особенностей состава фенольных соединений плодов оливы для уточнения вопросов систематики и филогении рода Fru-nus L.

Полученные данные по ооотаву и содержанию фенольных соединений плодов оливы позволили нам использовать их для выявления взаимоотношений между видами рода, а также сортами и видами. Исполазуя многомерный факторный анализ БЗ качественных и количественных признаков, ивученные образцы были сгруппированы в системах координат пяти факторов.

Совокупность видов олив в системе координат трех факторов (fg,f3 и fs,pH0.4) четко распадается на две группы. Фактор fg четко делит американские сливы на две группы: одна - P.lanata, P.tnun-soniana и P.hortulana, тяготеет к P.spinosa и P.ussuriensls, дру-

Рис.3. Распределение видов сливы (п-4б, число признаков - 41) в системе координат трех факторов: fl-FD-18,5, ведущие признаки - флавонолы (N28,N29) и феколкарбоновые кислоты (N6,N13, N16) кожица плодов; f2-FD-10,7, ведущие признаки - флаваны (N37, N38) в кожице и мякоти; Í3-FD-10,4, ведущие признаки - фенолкарбоновые кислоты кожицы (хлоро-геновые и N20). Обозначения: a- P.hortulana, •Р. lanata.

Рис.4. Распределение видов сливы (п-46, число признаков - 41) в системе координат факторов f2-F0-10,7, ведущие признаки - флаваны (N37, N38) в кожице и мякоти плодов; f3-FD-10,4, Евдушие признаки - фенолкарбоновые кислоты (хлорогеновые и N20) кожицы; fs-FD-6,8, ведущие признаки - фенолкарбоновые кислоты (хлорогеноеие и N5,8) мякоти. Обозначения:*- P.anericana, P.cerasifer'a, А - P.gracious, о- P.cocomilia.

Рио,Б. Распределение алычи, терна, сортов Слиеы домашней и сортов на основа Сливы китайской («i-io) (п-86, число признаков 49) в система координат факторов fi-FD-24,0, ведущие признаки - процент-нал доля флавонолов (N22,27,28), хлорогеновые кислоты кожицы и мякоти; f2~FD-14,2, ведущие признаки - свободные катехины, <*с-нолкар-боновые кислоты (N13, N20) кожицы; fs-FD-5,4, ведущие признаки -свободные катехины мякоти плодов. Обозначения: yi-ia - алыча, • i -e - терн, «7 - Домарт; «a-ió - терносливы,©i-ie - венгерки, o^g -яичные, • 1-15 - ренклоды,¿ i-e - мирабели.

гая - Р.mexicana, Р.americana, P-niyra, Р.maritima - ближе к вида).« P.cerasifera, P.darvaslca, P.cocomilia и P.brlgantlaca. Фактор fз разводит терн о алычей и другими евроазиатскими видами сливы. Фактор fg придает компактнооть обособленным группам слив. Замена fs на fi (рио.З) делает деление видов на группы более дробным. Основные виды двух групп (1 - P.ussurlensis, P.spinosa и P.munsoniana; 11 - P.americana, P.nigra, P.mexicana, P.cocomilia и P.darvasica) сохраняются, а остальные (P.cerasifera,P. brisanti аса, P.maritima) сближаются о P.hortulsna и P.lanata.

Тот факт, что во всех случаях тйрн (P.spinosa) оказывается рядом с видом P.ussurlensis и достаточно далеко от алычи (P.cerasi-

rera), позволяет предположить, что, возможно, эволюция ятих двух видов происходила достаточно независимо друг, от друга и, Солее'того, по насиы данным удаленность терна от алычи вызывает сомнение в аутотетраплоидном происхождении его от последней. Это предположение подтверждается данными Корниловой- B.C. (1S6Q), которая обнаружила отпечаток косточки терна в растительных остатках нижних горизонтов миоцена в Казахстане. Bcö это позволяет предположить, что первично в эволюции возник вид терна - P.spinosa.

Совместно с алычой, терном и тенослйьами сорта Сливы домашней, а так*«? сорта на основе Сливы китайской в системе координат трех факторов (fi.fa.fs. рио.-i) занимают следующее положение. Алыча и терны расходлтся в fi и ПричЗм терны (1-3,6) обосабливаются от Тернослив (8-10), которые группируются вместе о образцами Т.царег-ра^сксго (кеткаичкий терн, очевидно, гибридного происхождения) и смыкаются с полем венгерок и яичных. Тёрно-алычевый гибрид Домарт ьанимает несколько обособленное положение (рис.2.,Б) между терном и алычей, бллле к последней. Расположение сортов Сливы домашней по сортотнпа;^ пая бы послойное над массивом альта (в факторе fs). При этом ближе всего к алыче находятоя мирабели, над мирабелями - область ренклодов, над ренклодами - венгерок, над венгерками - и чуть перекривая их - яичные. Группа сортов на основе Сливы китайо-кой рзспаа&ГБется в об-асти, непосредстаенно прилегающей к алыче.

Различные варианты обработки дают компактное расположение сор-тогрупп Сливы домашней в факторной системе координат. Во всех случаях они занимает промежуточное положение между терном и- алычбй, чаща ближе к последней.

ВЫВОДЫ

Изучение качественного состава и количественного содержания фе-«ольнш соединений в плодах 181 образцов сливы (15 видов и 49 сор- ' тов) в основном репродукций Крымской и Майкопской опытных станции ВИР позволяет оделать следующие выводы:

1. В кожице изученных образцов бшо выявлено 52 индивидуальных фенолышх соединения, представленные 30 фенолкарбоновыми кислота->, ми, 8 - флавонолаыи, 3 - флавонами, 1 - флавононом, 2 - изофлаво-нзми, 8 - флаванами, а также олигомерныш процианидинами и конденсированными катехинами. Комплекс фенсльных соединений мякоти, в основной, сходен с таковым кохицы, ко отличается более низким оо-дерланием отдельных компонентов. '

2. Впервые в ксжице плодов оливы обнаружены флавонои (Ёенгерки, яичные, ренклоды, мирабели), изофлавон (P.cocomllla), подтверждено присутствие двух производных к»мпф-зрола (P.niera, Р.гдаехJc^ra, P.mexlcana, P.darvasioa, у некоторых сортов на основе Cam"! китайской) выделено в чистом виде гликозидированное производное Фэрудо-бсй кислоты (P.spinosa, P.ussurlensls).

3. Колебания в количественном содержании (мг/1СО г) основных биологически активных фенольньк соединений в видах и сортах составляли, соответственно, в кожице и мякоти: свободных клтеу.иноп -Б5-7Б0 и 17-358; процианидинов - 100-1000 и до 29В; конденсированных катехинов - 135-3193 и 33-1840; оую.;з хлорогеноаик кислот -21,9-1538 и 6,0-198; п-кумароилхинннх кислот - 13,7-593, до 111; суммы флавонолов в кожице - 15-323.

4. Неомотря на значительную количественную изменчивость флаво-нолов под влиянием внешних факторов в разных уоловиях Еыращисания, соотношение их постоянно у образцов Олиаких по происхождению. Количественное содержание овоОодных катехинов в кожица, свободных катехинов, процианидинов, хлорогеновых и п-кумарових кислот в. мякоти в разных климатических зонах и в разные годы выращивания достаточно стаОилъно.

Б. В овяри о изменчивостью содержания фошшных соединений ш-явлено влияние доли генотипа на их накопление. Для процентного содержания кверцитрина доля генотипа Go®- 0,70-0,78, аликулярина -Сег- 0,00-0,68, свободных глтехинов - 0еЕ- 0,ЗР-0,44, суммы кофе-илхинных киолот - Сег- 0,81-0,63, п-кумароилхинннх кислот - Go2-0,35-0,41.

6. Анализ по БЗ признакам ооотпва и количественного содержания фенольных соединений плодов различных видор рода Primus L о обработкой данных многомерным анализом позволил установить взаимосвязи между отдельными видами н их группами!

а)показако, что чаоть вмериканоких видов (P.hortulana, P.nunsp-nlana, P.lanata) тяготеют к вооточноааиатокому виду P.ussurlensls и к терну (P.spinosa), другая - P.merloana, P.nlera, P.mexlcsna, P.marltlma г Оливка к европейскому виду P.brleantiaoa и ореднеави-атокому - P.darvasioa, а воя эта совокупность видов тяготеет к агычз (P.ooraslfera)j

б) анализ полученных данных позволяет предположить первичное происхождение терна (P.spinosa) по отноиенип к алыче (P.oeraslfera).

7. Совокупность массива Сливы домашней (Р.dornest1са) образует достаточно компактную группу, занимающую в целом промежуточное положение между терном и алычей, однако, по большому числу признаков (отсутствие гликозидированного производного феруловой кислоты, по мономерным катехинам, в частности, галлокатехину, содержанию фла-ванов в кожице и мякоти плодов и др.) сближающуюся с видом алычи (P.cerasifera) больше чем с видом терна (P.spinosa).

8. Игучае1.!Нй образец синтетической сливы В.Н.Рыбина Домарт в системе координат Факторов занимает, как правило, несколько обо собленное положение, выпадая из общего массива тернов, алычей и Сливы домашней.

3. Выделенны образцы с высоким уровнем накопления биологически активных флаванов, флавонолов, хлорогеновых и п-кумароилхинных кислот, рекомендуемые для непосредственного использования и включения в селекционный процесс.

РЕКОМЕНДАЦИИ

На основании проведенных биохимичеоких исследований выделении и рекомендованы как . источники ценных биологически активных феноль-нах соединений следующие виды и сорта сливы: P.mexlcana, P.lanata, P.hortulana, P.cooanllla, P.ussurlensis, P.darvasioa, P. maritima, Aflatunla, вишнеоливы (Опата), Евразия 21, Америка, Арбузная.

Полученные данные свидетельствуют о перспективности & селекции на повда?нное содержание биологически активных фенольных соединений оортов, полученных на оонове китайоких и американских слив.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Здсренко Н.Г. Сравнительный анализ качественного состава флавоноидов в плодах некоторых представителей рода Prunus L.//Eni. . ВИР. - Л.,1983. - вып.188. - С. 67-69.

2. SДоренко Н.Г. Состав флавоноидов и фенолкарбоновых кислот в плодах Prunus cerasifera Ehrh. и Prunus spinosa L. //Бюл. ВИР. -Л.,1900. - вып.197. - С. 69-71. .

3. Эдоренко Н.Г. Характеристика некоторых фенольных соединений i плодов алычи, терна и оливы Домарт. // Бюл. ВНР. - Л. ,1090. - вып. 202. - С. 23-20.

4. Эдоренко Н.Г., Самородова-Бизнки Г.В., Витковокий В.Л., Ростова Н.С,, Стрельцина С.А. Использование многомерного анализа состава фенольных соединений плодов для исследования отношений видов

и сортов в роде Prunua Mill. / Хемосиотематика и эволюционная биохимия высших растений. Тез. докл. - M.jlfiQO. - С.39-41.

б. Эдоренко Н.Г. Оценка плодов оливы на содержание биологически активных фенольных соединений. // Перопоктивы отечеотвенного садо-водотпа. - Тез. докл. II Республ. конф. молодых ученых и специалистов. - К.!1091. - С. 101-102.

в. Здоренко Н.Г., Самородова-Бианки Г.В., Роотова U.C. Взаимоотношение сортов и видов рода Prunus в связи о особенностями состава фенольных соединений плодов. // Перспективы отечвотпенного оадоводотва. - Тез. докл. II Республ. конф. молодых ученых и специалистов. - К.11991. - С.104-105.

¡Ьдл.ювно к печати 20.01Иьгм 1,0Лорктг f^OrP'» i/fî Печать офсетная.ГирЛСО экз.Зак.25.Респлптно.

УОП УГЛУ им.Н.П.Драгоманова, Ким.Пироговп, 9.