Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ОЦЕНКА СОРТООБРАЗЦОВ BRASSICA CHINENSIS L. И В. PEKENSIS RUPR. ПО КОЛИЧЕСТВЕННЫМ ПРИЗНАКАМ И НАЛИЧИЮ РЯДА АНТИОКСИДАНТОВ.

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "ОЦЕНКА СОРТООБРАЗЦОВ BRASSICA CHINENSIS L. И В. PEKENSIS RUPR. ПО КОЛИЧЕСТВЕННЫМ ПРИЗНАКАМ И НАЛИЧИЮ РЯДА АНТИОКСИДАНТОВ."

5199JL

На правах рукописи

М АГАШ И АУВАЛЬ ИБРАХИМ

ОЦЕНКА СОРТООБРАЗЦОВ BRASSICA CHINENSIS L. И В. PEKENSIS RUPR. ПО КОЛИЧЕСТВЕННЫМ ПРИЗНАКАМ И НАЛИЧИЮ РЯДА АНТИОКСИДАНТОВ.

Специальность 06.01.05 - селекция н семеноводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва-2002

Диссертационная работа выполнена в 2000-2002 гг. на кафедре генетики и селекции аграрного факультета Российского университета дружбы народов. Полевые и лабораторные исследования проводились на опытном поле и в лаборатории физиологии и биохимии растений Всероссийского научно-исследовательского института селекции и семеноводства овощных культур.

Научные руководители:

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Романова Е.В., доктор биологических наук, профессор Гине В.К.

Официальные оппоненты:

- член-корреспондент Международной славянской академии, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Мухи» В. Д.,

- кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Леуиов В. И.

Ведущая организация:

Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР) Российской академии сельскохозяйственных наук.

Зашита диссертации состоится "19" ноября 2002г. в "15°°"час. на заседании диссертационного совета К 212.203.07 в Российском университете дружбы народов по адресу: 117198, ГСП, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.8, корп.2. (Аграрный факультет, лекционный зал №1).

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6.

Автореферат разослан 1 -т октября 2002г.

Ученый секретарь

диссертационного совета __

кандидат сельскохозяйственных наук, / -

доцент у ТумашгтгАФ

1.Общая характеристика работы

Актуальность темы. По прогнозам демографов, население Земли к 2025-му должно достичь 8,3 млрд. человек. Поэтому возникают новые задачи по увеличению производства продуктов питания за счет поиска новой пищи, новых сельскохозяйственных продуктов. Расширение ассортимента овощных культур за счет внедрения новых производственных видов может сделать питание населения более полноценным и разнообразным.

Одним из путей решения проблемы производства продуктов питания, увеличения и улучшения их диетических свойств, является интродукция редких и новых растений 8 новые для них географические зоны и их селекция на повышенное содержание ценных биохимических веществ. К таким нетрадиционным для России и Нигерии культурам относится китайская капуста.

По хозяйственному значению в Восточной Азии китайскую капусту можно сравнить с белокочанной капустой в Европе {Круг, 2000). Широко эта культура аозделыбается в Восточной Азии, США и Западной Европе. Для европейских стран эта культура является редкой, но, несомненно, очень перспективной. В прохладных климатических условиях Европы китайская хапуста является однолетним (в Восточной Азии - двулепшм) и скороспелым растением. Вегетационный период составляет 48-60 дней. Эта культура очень неприхотлива, и в течение всего лета даже при неблагоприятных условиях дает хорошую овощную продукцию. Ей урожайность достигает 4,5кг/кв.м. Китайская капуста богата аскорбиновой кислотой (до НОмг на 100г сырого вещества), каротином (до 2,5 мг на 100г сырого вещества) и селеном (до 134 м кг/кг сухой массы), которые являются активными природными автиоксидантами и важными элементами защитных и адаптивных систем живого организма. Высокое содержание этих веществ делает китайскую капусту очень ценным диетическим продуктом. Рад ценных качеств этой культуры {исключительная скороспелость, холодостойкость, достаточно высокая урожайность) делают перспективным распространение китайской капусты для промышленного использования в России и в Нигерии, Все это свидетельствует об актуальности дальнейшего изучения китайской капусты в этих странах.

Цель и задачи исследования. Основной целью исследований является оценка исходного материала для селекции различных форм китайской капусты на устойчивость к действию стрессовых факторов, повышенное содержание антиоксида! гсов и выделение генетических источников по комплексу хозяйственно ценных признаков.

ЦЕНТ г НАУЧИЛР '

3 Моей. ль'.'.::

ЦЕНТ^^'з'пАЯ !

1.училР - />;"НГГГ.КА ИМ, Ч. А. ';'у-к>

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- Изучить коллекцию образцов китайской капусты различных форм по комплексу морфологических, биологических н хозяйственно ценных признаков и выделить перспективные образцы для выращивания в условиях Нечерноземной зоны и тропиков.

- Определить биохимический состав различных органов растения и выделить образцы, наиболее перспективные для выращивания в России и Нигерии.

- Изучить влияние биологически активных веществ (селенат натрия, амарантнн, индолилухсусная кислота и 6-бензяламннопурик) на рост, развитие и на биохимический состав китайской капусты.

- Изучить реакцию образцов китайской капусты на стрессовые условия выращивания (пониженная температура, освещенность и засуха).

* Выделить перспективные для селекции образцы, отличающиеся высокими вкусовыми качествами, морфологическими признаками и повышенным содержанием антиокс нданто в.

Научная новизна. Выявлена высокая пищевая ценность китайской капусты по биохимическому составу, особенно по витамину С и фармакологическая ценность по содержанию селена. Выделены 3 образца: Chrysanthemum heart u-154, Slo-bai-kod u-74 и Banse maruba mibuna u-176, выдающиеся no хозяйственно ценным качествам и устойчивости к низкой температуре, интенсивности освещения и к почвенной засухе.

Практическая значимость. Выделены образцы хнтайской капусты, имеющие селекционно-генетическую и хозяйственную ценность и перспективные для выращивания в условиях тропиков и российского Нечерноземья. Изучение морфологических особенностей коллекционных образцов китайской капусты вносит вклад в решение вопроса об интродукции растений в район их потребления, и является одним из путей разработки технологии возделывания этой культуры с целью' увеличения запасов растительного сырья.

Апробация. Основные результаты исследований были доложены на IV Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективах их использования» -20-24 июня, 2001г.; на IV Международной научно-практической конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений» - 24-28 июня, 2002г.; на научных конференциях профессорско-преподавательского состава аграрного факультета РУДН (2001-2002гг.); а также на заседаниях кафедры генетики и селекции аграрного факультета РУДН.

Публикация научных исследований. По материалам диссертации опубликовано 10 работ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 134 страницах машинописного текста, включает 40 таблиц, 21 рисунков, 2 фотографии. Состоит из введения, трех частей, выводов и рекомендаций производству. Список использованной литературы включает 122 наименования, в том числе 52 иностранных источников.

2.УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 2000-2002г. на опытных полях и в лаборатории физиологии и биохимии ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур (г.Одннцово, Московская область), а также в Институте питания РАМН.

Московская область расположена в центральной части Русской равнины. Ее площадь равна 47 тыс. кв. км. Климат характеризуется теплым летом, умеренно холодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо выраженными переходными сезонами. Среднемесячная температура воздуха самого теплого месяца (июля) составляет 18,4°С. Отмечены года со среднемесячной температурой в июле 23,1 Самый холодный месяц в году -январь. Среднемесячная температура воздуха в январе составляет -Ю^С, в отдельные годы она понижается до -14вС. Продолжительность безморозного периода 156 дней. Сумма среднемесячных температур воздуха выше +10^0 равна 2000-2100°С. Период со среднесуточными температурами воздуха выше Н0°С составляет 120 дней. Вегетация растений продолжается 160 дней. Область относится к зоне достаточного увлажнения. Годовая сумма осадков в среднем 550-650 мм с колебаниями в отдельные годы от 270 до 900 ми. За период активной вегетации выпадает 250-270 мм осадков. Средняя высота снежного покрова около 40 см. Глубина промерзания почвы в некоторые годы доходит до 50 см, Продолжительность снеготаяния 15-18 дней.

Объектом исследований в диссертационной работе служила коллекция китайской капусты, полученная из Всероссийского научно-исследовательского института им. Н.И. Вавилова (Санкт- Петербург). Данная коллекция состоит из 41 сорта и гибрида зарубежной и отечественной селекции. В качестве стандарта использовался районированный сорт китайской капусты Веснянка {селекции ВНИИССОК).

Во время проведения экспериментов в соответствии с программой исследований проводились необходимые наблюдения, учеты и анализы на основе общепринятых методик, с учетом особенностей полевого опыта в селекции и согласно методике полевого опыта по Доспехову. Деляночные опыты закладывались на участках, подготовленных по единой для всех

овощных культур агротехнике. Фенологические наблюдения проводили по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур и методике полевого опьгга в овощеводстве и бахчеводстве.

Химический состав китайской капусты определяли в лаборатории физиологии и биохимии в фазе технической спелости растений. Сухое вещество определяли методом высушивания до постоянной массы, содержание Сахаров - по методу Бертрани, аскорбиновой кислоты - по Мурри (Ермаков и др. 1972). Содержание хлорофилла а, хлорофилла б, суммарных каротиноидов определяли спектрометрически »96% этаноле (Lichtenthaler et al., 1982).

Математическая обработка экспериментальных данных проведена на компьютере по программе Microsoft Excel, Microsoft Word 2000r и STA.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗОВ Оценка сортообрашон по основным морфологическим и биохимическим признакам

В проведении сценки селекционного материала существует определенная последовательность. На первом этапе работы, когда стоит задача из большого количества разнообразных форм выделить лучшие образцы, мы выбрали 6 из 41 образца коллекции. В дальнейшем оценку растений проводили только по основным морфологическим и биохимическим признакам с последующей обработкой растений биологически активными веществами (селен н амарантан) к оценкой пластичности растений к неблагоприятным условиям выращивания - низкой и высокой температуре, интенсивности освещения я водообес пе че ино сти.

По результатам предварительной оценки уже на самых ранних этапах селекционного процесса мы исключили из дальнейшего изучения значительную часть материала, не представляющего ценность по хозяйственно важным и биохимическим показателям. Несмотря на большой объем работы и сложность анализа, на первом этапе работы мы оценивали всю коллекцию по комплексу хозяйственно ценных признаков, чтобы избавить себя от бесполезной работы с малопродуктивными образцами и сосредоточить основное внимание на изучении перспективных форм.

После отбора из исходного коллекционного материала осталось б образцов китайской капусты, которые отличались высокими показателями продуктивности и содержанием антиоксидантов. Они были изучены и оценены по комплексу хозяйственно важных признаков и свойств, и в первую очередь по урожайности и адаптивности.

Более детально мы исследовали следующие образцы, отличающиеся повышенным содержанием антиоксидантов и высокими питательными качествами: Hiroshima и - 113, Jap, Banse maruba mibuna. u-176, Kurihara

shantung и- ¡67, Chrysanthemum heart a- 154, Sla-bai-kod u-74, Bas-tsin-tatsai u-166.

Изучение коллекции сортообразцов китайской капусты на комплекс морфологических, биологических и хозяйственно ценных признаков имеет большое значение, так как результаты могут быть использованы в селекциоцноя работе с этой культурой н дри гибридологическом анализе.

Средний урожай китайской капусты за 3 года (табл. 1) показывает, что образец Slo-bai-kod u-74 был наиболее урожайным, а образец Jap.Banse maruba mibuna u-\76 имел самую низкую продуктивность по сравнению со стандартом - сортом Vesnyanka. По полученным результатам опыта было отмечено, что эти образцы отличаются между собой по урожайности. Полу ко чанные формы оказались более продуктивными, чем листовые, черешковые, кочанные и корнеплодные.

Масса растения колебалась в интервале от 88,1 г до 216,93 г (Jap. Banse maruba mibima u-176 и Slo-bai-kod u-74 соответственно). Наибольшее количество листьев с одного растения наблюдалось у сортообразца Bas-tsirt-latsai u-166 (24 шт.), а наименьшее - у образцов Vesnyanka и Hiroshima haruna u-113 (no 8 и 12 листьев с растения).

Площадь листьев у изученных образцов колебалась в интервале от 702,78 см1 (образец Jap. Banse maruba fnibuna u-176) до 2219,61 смг (образец Slo-bai-kod u-74).

Таблица 1.

Средний урожай китайской карсты за 2000 - 2002 гг._

Образцы количества листьев, шт. площадь лиспе», см1 масса растения, г

Hiroshima haruna u-l 13 (2 1798.82 153.6

Slo-bai-kod u-74 19 2219 AI 216.93

Kurihara shantung u-l67 14 1635.66 134.4

Chtysanihemum h.rt u-154 15 1556.SS 162.77

Bas-tsin-tatsai u-166 24 IM 1.60 133.47

Jap. Banse m. то. u-I76 15 702.78 88.1

Vesnyanka 8 XI 2.66 101.8

Пищевая ценность многих овощей определяется главным образом содержанием в них витамина С, который обладает сильными антиокси дантными свойствам». Количество аскорбиновой кислоты в листьях изученных образцов в среднем за три года колебалось от 50,37 мг/% до 81,58 мг/% сырого вещества в фазу технической спелости. При этом образцы Hiroshima haruna u-113 и Jap. Banse maruba mibuna u-176 отличались повышенным содержанием витамина С (табл.2).

Таблица 2.

Средний биохимический состав китайской капусты за 2QOO - 2002 гг.

Образцы сухое вещество, % Моносахара Витамин С, ыгЛ£ сырого вещества селен, мкг/кг сухой массы пигмент, MlflOOr

а Б

Hiroshima ham па u-113 7,18 0,42 81,58 107,5 6,41 5,72

Slo-bai-kod ц-74 6Л 0,12 54,15 106,5 3,61 3,19

Kurihva shantung u-167 7,37 0,42 5037 963 2Д9 2,12

Chrysanthemum heart u-154 6,80 0,42 66,55 98,0 3,66 2,94

Bas-tsm-tatsai u-166 7,96 0,48 70,99 61,5 4,47 3,63

Jap. Banse ш. m. u-176 8,18 0,96 79,47 134,0 3,96 3.23

Vesnyanka 7.63 - 68,64 78,0 3j65 2^0

HCP« 1,15 9,86 8,85

Следует отметить, что сильными антиокислитеяьными свойствами обладает селен, содержание которого в овощных растениях незначительно, за исключением чеснока и стахиса. Согласно медицинским исследованиям сердечно-сосудистые и онкологические заболевания связаны с недостаточным содержанием селена в пищевых продуктах. Поэтому выявление овощных кулыур с повышенным содержанием селена, а также их обогащение этим элементом является актуальным для здоровья нации.

Анализ коллекции китайской капусты показал, что эта культура может накапливать большое количество селена в листьях и черешках растения. Оно колебалось от 61,5 мкг/кг сухой массы у образца Bas-tsin-tatsai «-I66 до 134,0 миг/кг сухой массы у образца Jap. Banse maruba mibima u-176. Высоким содержанием селена отличались: Hiroshima hanina u-113 (Ш7,5мкг/кг сухой массы) и Slo-bai-kod и-74 {106,5 мкг/кг сухой массы).

Следовательно, растения китайской капусты способны накапливать в значительных количествах два важнейших антиоксиданта - селен и витамин С. Это позволяет использовать китайскую капусту в свежем виде в лечебном и диетическом питании, а также в качестве растительного сырья дня создания новой биологически активной пищевой добавки. В этой связи образец Hiroshima haruna u-113 отличался от других высоким содержанием витамина С, селена и пигментов (хлорофилл а и б).

Содержание моносахаров в изученных образцах колебалось от 0,12 до 0,96%. В этой связи следует отметить Jap, Banse maruba mtbuna u-176. В листьях этой формы китайской капусты наблюдали высокое содержание моносахара (0,96%), а также высокий процент сухого вещества в листья -

8,18% . Содержание сухого вещества в листьях изученных образцов колебалось от 6,2% до 8,18%.

Нами отмечено высокое содержание пигментов - хлорофиллам а и б в Hiroshima haruna u-113 по сравнению с остальными образцами.

Таким образом, изучение биохимического состава выявило различия по основным компонентам - сахарам, витамину С, селену, хлорофиллам и сухому веществу, представляющим питательную ценность листьев китайской капусты,

ЗЛ.Влняние действия биологически активных веществ (БАВ) на прорастание семян и морфологические признаки растений китайской

капусты

Изучение роли отдельных, групп фитогормонов и их аналогов в регуляции роста и развитая растений определило возможность использования этих соединений, их синтетических аналогов и других физиологически активных веществ с конкретным физиологическим действием в научных целях и в сельскохозяйственной практике. Регулировать рост и развитие растений -значит хорошо сбалансировать действия веществ, ускоряющих или задерживающих эти процессы. Дня этого уже широко используются индол илу ксусная кислота (ИУК) и 6-бензилами но пурин (БАЛ), а селенат натрия и алкалоид амзранткн были впервые использована в работе с китайской капустой в нашем опыте с целью изучения их влияния на ростовые и метаболические процессы растения, а также возможности рефляции продуктивности.

Проведенные нами исследования по обработке семян сортообразиов коллекции китайской капусты амарантином и селен атом натрия показали, что они оказывают неоднозначное действие на энергию прорастания, всхожесть семян и длину проростка (корешка и гипокотиля) в зависимости от концентрации этих веществ.

Как видно в рис.1 и 2. длина гипокотиля увеличивалась под влиянием амарантина при концентрации Ю"г М, Ю'3 М, 1Ü4 М и 10"5 М почти у всех образцов, кроме образцов Kurihara shantung u-167 и Hiroshima haruna u-113. Реакция гипокотиля на действие амарантина сильнее при концентрации 10'5 М. Следовательно, амарантин можно использовать для обработки семян растений китайской капусты в качестве стимулятора, а оптимальной, наиболее эффективной и экономной концентрацией амарантина для этой цели является 1<Г М.

Сеяенат натрия в концентрации 10*2 М, 10'3 М и W4 М снижал длину гипокотиля у всех изученных образцов, за исключением Hiroshima haruna u-113 и Jap. Вал5е maruba mibuna u-176, у которых при концентрации 10" М

наблюдали положительное воздействие, В этом случае селенат натрия так же, как и амарантин, играл роль стимулятора при концентрации 10"5 М (рис. 3 и 4),

оГ с; х

5

X

о

X §

1 ^

ч<о- * «Г

✓

образцы

Я контроль Оконц, 10-2 еконц. 10-3

■ контроль Шконц. 10-4 Эконц. 10-5

образцы

Рис.] и 2-Влиянис амарантииа на гипокотиль растений китайской капусты

В 3-

образцы

■ контроль Оконц. 10-2 □ конц. 10-Э

6-1

образцы

■ контроль Оконц, 10-4 Оконц. 10-5

Рис. 3 и 4. Влияние сенената натрия на гипокотиль растений китайской

капусты

Полученные данные показывают, что амарантин и селенат натрия при концентрации Ю'1 М являются стимуляторами роста гипокотиля у растений китайской капусты-

Па длину корешка проростка китайской капусты амарантин влиял отрицательно при концентрации I0"2 М , тогда как при концентрации I0"3 М только у половины изученных образцов наблюдали снижение длины корешка по сравнению с контролем. Существенное увеличение длины корешка отмечалось у изученных образцов при обработке раствором амарантин а в концентрации 10"* М и Ю'5 М. При этом концентрация амарантина 10"3 М оказалась более эффективной.

Селенат натрия ингмбировал развитие корешка при концентрации Ю'2 М и 10° М за исключением образца Hiroshima hanma u-113, у которого наблюдали увеличение длины корешка при концентрации 1(Г* М. Обработка семян растворами селената натрия в концентрации а при 10** М и 10-' М вызывало усиление роста корешка у проростков китайской капусты.

Гипокотиль и корешок проростков китайской капусты сильнее реагируют на действие амарантина и селената натрии при концентрации 10'5, поэтому мы рекомендуем использовать растворы этих веществ в такой концентрации в качестве факторов, стимулирующих прорастание семян китайской капусты.

Фито гормон и ИУК и БАЛ в концентрация Iff4 М подавляют рост гипокотиля, при этом обработка семян БАП ингибирует роет корешка в 2 и более раза. Более низкие концентрации ИУК стимулируют рост гипокотиля у изученных образцов за исключением Slo-bai г-74 и Bas-tsin-tatsai и-166. Обработка семян китайской капусты ИУК выявила ее неоднозначное действие на длину корешков проростков, ИУК в концентрации 10^ М и 10's М стимулировала увеличение длины корешка по сравнению с контролем у трех образцов, при этом ростстимулирующий эффект усиливался по мере уменьшения концентрации гормона. Нами было обнаружено существенное ингябированне длины корешка у всех образцов при действии БАП в концентрации 10"* М, в то время как при использовании раствора БАП В концентрации 10~5 М наблюдали стимулирующее действие у проростков двух образцов- Kurihara shantung и-167 и Bas-tsin-tatsai и-166.

Таким образом, обработка семян китайской капусты растворами биологически активных веществ, способна влиять на ростовые и метаболические процессы. Опрыскивание рассады китайской капусты растворами амарантина и селената натрия влияло на образование цветоносных побегов при выращивании этой культуры. В концентрации 10ч М вышеуказанные вещества на 90% ингибировали стеблевание растений.

Таблица 3.

Влияние ИУК и БАЛ ва длину гипокотмля проростков китайской капусты, см

Образца кошраль, H^O ИУК lOT'M ИУКЮ* M БАПЮ^М БАШ0*М

Hiroshima hancmt u-J 1J 2,12±QJS 1,13+0,27 2,54±0,67

Slo4»ai4iod u-74 3,4510,45 2^7±0,46 1,27 ±035 3,61 ±0,61

Kwihara shantung u-167 2,76+0.58 2,45±0,90 3,27*0,56 1,01 ±0,24 2,0010,84

Chrysantbemun heart u-1 54 2,18±0,60 2,0640^0 2,7910,50 J,02±0,21 1,69±036

Bas-tsin-tatsai u-166 2Jg±0,99 1,71*432 1,71 ±0,65 0,93±03 1,65±0,46

lap. Banse maniba am-176 2,I7±0,46 (,88±2,4S 2,45±0,42 0,93 ±0,23 2,02 ±0,25

Таблица 4.

Образцы ковтралц nfl ИУК ю^м ИУК10* M EAillff^M БАШО^М

Hiroshima Кашля u- И 3 6,tS±U6 4,45±U« 2 Л ±1,10 0,7 (±03 3,19±t,55

Slo-bai-kod u-74 3,11 ±1,14 4,55+0 Д2 8,64±l,27 0,7310,51 2f 11+0,77

Kurihara shantung u-167 2,86±0,97 3,71 ±1,13 5,13+134 0,29±0,M 5.04+1,30

Chrysanthetnun heart u-154 4,6011,22 3,24±0,45 3,89+0,76 0,31 ±04» 3,81 ±1,42

Bas-tsin-latsai u-166 1.38ЯШ 3,72±I^0 4,(4±1?35 0,75 ±0.32 5,11±2,38

Jap. Banse roaiuba mibuna u-176 3>+0,89 2J3±D,36 336±UI 0,5 2 ±0,24 3,0 7 ±0,89

3.3. Изменение хозяйственно значимых признаков растений китайской капусты, содержания ряда антиоксидакюв и возможность их повышения под действием биологически активных веществ Ранее нами было отмечено, что площадь лиетьез сортообразцов китайской капусты изменяется при действии селената натрия в концентрации 10"5 М, который оказывал отрицательное влияние на развитие листьев у образцов Hiroshima baruna u-113 и Chrysanthemum heart u-154, уменьшая их площадь на 34 и 41 % соответственно. В то время как у остальных образцов при действии селената натрия наблюдали увеличение площади листьев.

Обработка растений селенатом натрия в концентрации 10"5 М вызывала уменьшение их массы у образца Chrysanthemum heart u-154. При этом масса растения составляла !19,14±20,8]г по сравнению с контролем (210,2±12,65 г) н уменьшалась почти на 50% (табл. 5).

Таблица 6 иллюстрирует влияние амарантияа на количественные признаки сортообразцов китайской капусты. Амарантин, подобно селенату натрия, влияет на площадь листьев и массу растений китайской капусты в

концентрации 10"5 М. Следует отметить, что эти образцы неоднозначно реагируют на действие амарантина. Обработка растений образца Chrysanthemum heart u-154 оказала отрицательное действие на эти показатели, тогда как у растений образцов Kur&ara shantung и-] 67, Vesnyanka н Jap. Banse maruba mibuna ü-166 наблюдали увеличение количества и площади листьев и массы растения.

Таблица 5.

Влияние селената иатрия на морфологические признаки растений китайской _капусты_

Образцы количество листьев, шт. площадь листьев, сМ* Масса растение, г

контроль селен 10 s М контроль селен I0"J М Контроль селсп I0_i М

Hiroshima haiuna, u-113 S И 1866,20 ± 65,70 1239,06 ± 54 ,39 102.0 ± 1,63 139,1± 3,62

SMrai-kod u-74 14 20 1860,77 ± 145,41 2014J09 ± 11,97 198,1 ± 12,75 229,88 ± 22,83

Kurihwa shantungu-167 10 12 1567,77 ± 81,21 1664,04* 38,4' 148,5 ± Мб 155,03 ± 26,31

Chjysaniftemum bead u-154 19 9 1953,11 ± 68,68 1146,32* 38,86 210а± 12,65 119,14 ± 20 Д

Bas-tsin-ta!sai 166 23 21 1353,52 ± 76 ¿5 1362,11± 52,02 194,51 ± 5,49 216,68 ± 26,57

JapJiansi: maruba mibuna ibf 76 М 13 677,43 ± 11,03 913,33 ± 30,92 98,60 ± 6,35 142,67 ± 9,70

Vesnyanta 8 13 812.66 ± 66,63 1622,31 ± 18,92 101,8л 6,67 119,51 ± 7,47

Таблица б.

Влияние амарантина на морфологические признаки растений китайской __капусты_

Образцы количество листьев, шт. площадь листьев, см* Масса растений, г

контроль Шар. 10"* м контроль шар. КГ1 М Контроль аиар. ГО1 М

НкозЫта Ьагшш. и-113 8 13 1866,20 ± 65,70 1323,62* 166,03 102,0 ± 1,63 149,18 ± 1431

51о-Ьш4<х) и-74 14 10 1860,77 ± 145,41 2436,18* 43,28 198,1 ± 12,75 134,55 ± 2134

КилЬага 5Ьатип{ги-)67 10 14 1567,77 ± 81,21 1965,24 ± 50,80 148,5 ± 8,56 21832* 16,42

СЬгумтЛепщт и-154 19 14 1953,11 ± <8^68 1282,43 ± 55,86 210,2 ± 12£5 174,72 ± 23,17

Ва»Ч5Ш-Шзд и-166 23 19 1353,52 ± 76,55 193231 ± 87,20 194,5 ± 5,49 21233 ± 15,02

1ар.Вапеэ тагиЬа пиЬипаи-176 П 13 677,43 ± (1,03 646,16* 99^95 98£ ± 635 39,50 ±

Уадпуапка 8 13 812,66* 66,63 114437 ± 72,95 101,8 ± 6,67 15838± 3337

Таким образом, внекорневая обработка вегетирующих растений растворами амарантина и селената натрия позволила выявить образцы, на которых четко проявился стимулирующий эффект на ростовые процессы под действием этих препаратов.

Интересно отметить, что обработка селенатом натрия повлияла не только на морфологические признаки растений китайской капусты, но н на процессы прорастания. В частности, обработка растворами в концентрациях ЮМ н 10"5 М стимулирует всхожесть и энергию прорастание семян этой культуры.

Мы исследовали действие селената натрия на метаболические процессы растения. Отобранные образцы обрабатывали селенатом натрия в концентрации !0"5 М, поскольку по нашим данным именно эта концентрация оказывала физиологическое воздействие на биохимические и морфологические

признаки растений китайской капусты. Затем в этих образцах определяли содержание селена и витамина С (табл. 7).

Таблица 7.

Влияние селената натрия на содержание селена и аскорбиновой кислоты в _ растениях китайской капусты_

Образцы аскорбиновая кислота, нг % сырого вещества селен, мкг/кг сухой массы

контроль, HjO селенат н sip tu. 10г*М Контроль, ВД селенат матрня.

Hiroshima hamna u-113 63 60 100 420

Slo-tebkod u-74 37 41 103 353

Kurihara shantung u-167 46 49 92 368

Chrysatiiheroiin hrt u-154 46 60 «4 354

Bas-tsin-tatsai u-166 40 62 50 214

Jap. Banse m. m, u-l 76 53 76 127 488

Vcsnyanlca 45 40 7« 339

НСР 10j6T 56,72

Изучение содержания селена в обработанных растениях показало, что содержание этого антиоксиданта повышалось в 3-4 раза по сравнению с контролем. Анализ влияния обработки селенатом натрия на изменение содержания в растениях китайской капусты витамина С показал, что такая обработка повышает содержание этого витамина у большинства образцов. В среднем прибавка составила 13-14%. Наиболее отзывчивыми на обработку оказались сорта Chrysanthemum heart u-154, Jap. Banse maruba mibuna u-176 и Bas-tsin-tatsai u-166, в которых содержание аскорбиновой кислоты увеличилось на 29%, 44% и 54% соответственно.

Обработка семян и растений этой культуры растворами селената натрия существенно повышает содержание селена и аскорбиновой кислоты в черешках и листьях.

Согласно представленным результатам, изучаемые коллекционные образцы китайской капусты оказались перспективными для использования в качестве пластичного исходного материала в селекционных работах. Таким образом, их можно включать в селекционный процесс с целью создания урожайных, скороспелых сортов и гибридов высокого качества с низкой способность к стеблеванию.

3.4.Реакция сортообразцов китайской капусты на стрессовые факторы условий выращивания

В естественных для вида природных условиях произрастания или возделывания растения в процессе своего роста и развития часто испытывают воздействие неблагоприятных факторов внешней среды, к которым относят

температурные колебания, засуху и свет. Каждое растение обладает способностью к адаптации в меняющихся условиях внешней среды в пределах, обусловленных его генотипом. Чем выше способность растения изменять метаболизм в соответствии с окружающей средой, тем шире норма реакции данного растения и лучше способность к адаптации. При ннтродухцнн растений важное значение имеет их способность адаптироваться к новым условиям обитания.

В нашем опыте выяснилось, что в течение периода вегетации содержание аскорбиновой кислоты в листьях изученных образцов меняется в зависимости от температурного режима. Анализ показал, что пробы, взятые в ноябре и марте, имеют сравнительно одинаковое содержание аскорбиновой кислоты в отличие от образцов, выращенных в январе при низких положительных температурах (табл. 8), Сортообразцы Chrysanthemum heart u-154 и Bas-tsin-taisai u-166 оказались более устойчивыми tc стрессовой температуре по сравнению с остальными образцами, а самыми чувствительными были сортообразцы Hiroshima haruna u-113 и Banse maruba mibuna u-176, В них содержание аскорбиновой кислоты снизилось в два раза при низкой температуре: от 30% - 50% у проб, взятых в ноябре н на 38% - 61% - в марте.

Свет различного спектрального состава неодинаково действует на растение. Известно, что фотоморфогенетнческое воздействие красного света на растении осуществляется через фитохром. Красный свет контролирует многие реакции и морфогенетические процессы в растущем растении, темпы метаболизма, активность ферментов, ростовые движения, скорость роста и дифференциации и др.

Таблица 8.

Содержание аскорбиновой кислоты в растениях китайской капусты в разных

Образцы 01Л 25/111 Ot/Xf (растение под лампой) 01Л

Hiroshima hfliuna u-[ 13 зад 53.1« 63,36 21,12

Slo-tai-kod u-74 27,28 41.02 36.96 23,76

Kurihara shaitung u-167 31,68 44.23 45,66 19,36

Chrysanthemun tut u-154 46,29 38.66 46Д9 28,51

Bas-Uin-tstsai u-166 42,24 50.96 40.13 32,03

Jap. Bantse m. m. u-176 36,08 62 Л 52,45 24,64

Vesnyanla м,16 3728 49 Д« 15,84

НСР

8,79

01/1-под лампой 3.S9

Интенсивность освещения также влияла на содержание аскорбиновой кислоты. Свет высокой и низкой интенсивности является стресс-фактором для

роста и развития. В этих условиях в тканях растения развиваются окислительные процессы, связанные с накоплением супероксидаз кислорода и развитием свободных радикальных реакций. В растениях, которые росли при естественном освещении, витамина С накапливалось больше, чем в растениях при искусственном освещении.

Важную роль в процессе образования аскорбиновой кислоты играет не только интенсивность освещения, но и качественный состав света. Представленные в таблице 9 данные указывают, что выращивание китайской капусты При более высокой интенсивности света (март) способствует образованию большего количества витамина С в листьях по сравнению с растениями, выращенными в январе. В то же время досвечивание растений китайской капусты, выращенных в январе, светом люминесцентной лампы, содержащей в своем составе до 20% синего света задерживало образование аскорбиновой кислоты. В этих опытах выявилась различная отзывчивость изученных образцов на интенсивность и качество света. Биосинтез аскорбиновой кислоты активировался белым светом, и задерживался синим в большей мере у растений образцов Hiroshima haruna »-113, Ktirihara shantung u-167, Chrysanthemum heart u-154, Jap. Banse maruba mlbuna u-]76 и Vesnyanka. Мы отметили, что самым устойчивым образцом к интенсивности освещения является Slo-bai-kod u-74 а чувсствителяими образцами Chrysanthemum heart u-154, Kurihara shantung u-i 67 и Vesnyanka.

При искусственном освещении у растений китайской капусты не наблюдалось существенной разницы в накоплении сухого вещества по сравнению с теми, которые росли при естественном свете.

Таблица?.

Содержание аскорбиновой кислоты в растениях китайской капусты при

естественном и искусственном освещении, мг/% сырого вещества

Сортообразцы естественное освещение искусственное освещение разница, %

Hiroshima haruna 32,2 21,12 +34,47

Slot- bai kod 27,28 23,76 +13

Kurihara shantu 31,68 19^6 +39,6

Chrysanthemum heart 46,29 28,51

Bis- tsitnasai 42,24 32.03 +24

Jap.Banse maruba 36,08 24,64 +32

Vesnyanka 28,16 15.84 +44

MCP 3,89

Таблица 10.

Растения без воды в течение 10 дней_

Образцы количество листьев площадь листьев, cmz масса растение, г

контроль Опыт Контроль опыт Контроль опыт

Hiroshima haiuna 10 0 230,12 0 6,2 3,15

Sto- bai kod 9 о 266, их 0 10,4 7,11

Kurihara shantu 13 0 311,89 0 10,5 4,89

Chrysantbenum h п 9 244,33 215,72 10,3 11j0

В as- tsin-tatsai 20 17 257,73 202,07 12,3 9,6

Jap Banse maruba 12 12 129,69 135,34 6,4 4,7

Vesnyanka 16 11 196,0 ¡62,59 18,4 П,7

НСР 22Ь

Засухоустойчивость - способность растений переносить длительные засушливые периоды, значительный водный дефицит, обезвоживание клеток, тканей и органов. При этом величина урожая зависит от продолжительности засухи и ее напряженности. Кроме того, в результате снижения водного потенциала листьев наблюдается активация поступления воды из почвы в растение.

Почвенная засуха отрицательно влияла на растения китайской капусты. Например, в течение 10 дней почвенной засухи наблюдалось полное увядание листьев у образцов - Hiroshima haruna u-113, S1o-bai-kod u-74 и Kurihara shantung и-167 (табл.10). Их масса снизилась соответственно на 50%, 32% и 53% по сравнению с контролем. Площадь листьев Chrysanthemum heart u-154, Bas-tsin-tatsai u-166 и Vesnyanka также уменьшилась на 12%, 21%, и 17% соответственно, а снижение массы было отмечено у образцов Vesnyanka, Jap. Banse maruba mibuna u-176 и Bas-tsin-tatsai u-166, И только образец Chrysanthemum heart u-154 по массе растения был сравним с контролем.

Таким образом, представленные в работе данные свидетельствуют, что образец Chrysanthemum heart u-154 является самым пластичным и адаптивным к стрессовым факторам условий выращивания, так как он устойчив к низкой температуре и к почвенной засухе.

ВЫВОДЫ

1.В результате изучения коллекции сортообразцов китайской капусты нами были выделены образцы, отличающиеся высокой продуктивностью, вкусовым качествам и перспективные для использования в качестве исходного материала в селекционной работе: Hiroshima haruna u-113,Sio-bai-kod u-74, Kurihara shantung u-167, Chrysanthemun hart u-154, Bas-tsin-tatsai u-166, Jap. Banse maruba mibuna u-176.

2.Растения китайской капусты способны накапливать в значительных количествах два важнейших антиоксиданта - селен (от 62 до 134 мкг/кг сухой массы) и витамин С (от 50 до S2 мг/% сырого вещества).

З.Обработка семян и растений этой культуры растворами селената натрия Ю"5М существенно повышает содержание селена в них. Так в обработанных образцах его содержание находилось в интервале от 214 до 420 мкг/кг сухой массы, а в контроле этот показатель составил 50-127 мкг/кг сухой массы. Содержание аскорбиновой кислоты в обработанных селенатом натрия растениях также повышалось в интервале от 41 до 76 мг/% сырого вещества ( контроль - 37-63 мг/% сырого вещества). В среднем по образцам эта прибавка составила 13-14%. Это позволяет использовать китайскую капусту в свежем виде в лечебном и диетическом питании, а также в качестве сырья для создания новой биологически активной пищевой добавки. Образец Hiroshima haruna u-113 отличался от других высоким содержанием витамина С, селена и пигментов (хлорофиллов а и б),

4Показано, что обработка семян изученных образцов коллекции китайской капусты амарантином, селеном, индолилуксусной кислотой и б-бензиламиннопурином оказывает неоднозначное действие на энергию прорастания, всхожесть семян, длину проростка (корешка и гипокотиля), количество и площадь листьев, высоту растения и появление цветоносов з зависимости от концентрации.

5.Установлены оптимальные концентрации вышеуказанных биологически активных веществ, стимулирующих рост и развитие растений китайской капусты. Наиболее эффективными и экономными являются следующие концентрации: амарантина - 10"5 М, селената натрия - 10~5 М, индолилуксусной кислоты - 10* М и 6-бензнламиннопурнна - 10 М.

6.Анализ коллекции и выделенных образцов китайской капусты по комплексу морфологических и биохимических признаков показал, что эта культура является ценной по питательным качествам и отличается высокой продуктивностью, устойчивостью к пониженным температурам и освещенности. В связи с этим культуру китайской капусты можно рекомендовать для возделывания в условиях Московской области в открытом и закрытом грунте.

7.Сортообразец Chrysanthemum heart u-154 является самым пластичным и адаптивным к стрессовым факторам условий выращивания, так как он устойчив к низкой температуре и к почвенной засухе.

РЕКОМЕНДАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В условиях России лучше выращивать образец Chrysanthemum heart u-154, так как он более устойчив к низкой температуре и недостатку влаги, а в

условиях тропической Африки наиболее подходят: Slobai-kod u-74, поскольку он хорошо приносит высокую интенсивность освещения и Banse maruba mibuna u-176, т.к. он устойчив к недостатку влаги.

2.Для получения товарной продукции с повышенным содержанием антиоксидантов посев китайской капусты лучше проводить во вторую-третью декаду июня с предварительной обработкой семян амарантином и селенатом натрия в концентрации 10"5М.

Список опубликованных работ по теме диссертации.

1. Магашн А.И., Гипс ВХ, Романова Е.В. Влияние антиоксидантов (селен и амарантнн) на прорастание семян китайской капусты// Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования: Труды IV Междунар.симпоз,24-28июня2001 г.-Пущино,2(Ю1.- Т.1. -С.325-328.

2.Романова Е.В., Гинс В.К., Магашн А.И., Артемьева МА Особенности биохимического состава и морфологических признаков сортообразцов коллекции китайской капусты// Новые и нетрадиционные растения и перспективы нх использования: Труды IV Мевдунар.симпоз. 24-28 июня 2001 г.-Пущино, 2001. - Т,И,-С. 287-289.

3.Магаши Ауваль Ибрахим, Морфологические и биохимические особенности коллекционных образцов китайской капусты и их значение в селекции //Проблемы АПК: Сегодня и завтра. Научная конференция СНО аграрного факультета: Материалы конференции. -М.: Изд-во РУДН, 2001. - С.45-46.

4.Магаши Ауваль Ибрахим. Изучение действия селена и амарантнна на прорастание семян пекинской капусты // Проблемы АПК: Сегодня и завтра. Научная конференция СНО аграрного факультета: Материалы конференции. -М.: Изд-во РУДН, 2001.- С.29-30.

5.Магаит Ауваль Ибрахим. Влияние действия биологически активных веществ (БАВ) на морфологические признаки растений китайской капусты // Аграрный сектор и его современное состояние. Научная конференция аграрного факультета: Материалы конференции. -М.: Изд-во РУДН, 2002.-С.74-75.

6.Магаши Ауваль Ибрахим. Селекционная ценность изучения коллекционных образцов китайской капуст// Аграрный сектор н его современное состояние. Научная конференция аграрного факультета: Материалы конференции.-М.: Изд-во РУДН, 2001.- С.75-76.

7. Магаши А.И., Романова Е.В., Гинс В.К. Проблемы интродукции китайской капусты (В печати: Вестник РУДН-2002).

в.Магаши А.И„ Романова Е.В, Гинс В.К., Жарова Л. Л. Влияние температуры, света и водообеспеченности на изменение биохимического состава в растение китайской капусты И Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений: Материалы IV Междувар. науч.-практич. конф. 24-28 июня 2002 г. - Ульяновск, 2002.- Т.2. - С.56-59.

9. Романова ЕВ, Гике В.К., Магаши АЛ. Антиоксиданты овощных растений (В печати: Вестник РУДН-2002),

10. Гинс В.К., Романова Е.В., Магаши А.И. Биохимическая характеристика листовых и черешковых форм китайской и пекинской капусты// Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2002. -

Мага пн Ay в»ль Ибракам (Нигерия)

ОЦЕНКА СОРТООБРАЗЦОВ BRASSICA CHINENSIS L. И В. PEKENSIS RUPR. ПО КОЛИЧЕСТВЕННЫМ ПРИЗНАКАМ И НАЛИЧИЮ РЯДА АНТИОКСИДАНТОВ

Изучение коллекции из 41 сорго образца китайской капусты на комплекс морфологических признаков, особенностей биохимического состава, влияния биологически активных веществ на прорастание семян и рост к развитие растений китайской капусты и реакции растений на стрессовые условия выращивания показали, что изучаемые со pro образцы отличаются между собой по продуктивности и содержанию основных биохимических компонентов - сухому веществу (4,93-11,81%), сахарам (0,12-1,20%), витамину С (28.2-96.8мг/% сырого вещества), а также по селену (50-127мкг/кг сухой массы). Мы обнаружили, что обработка растений китайской капусты селенатом натрия влияет не только на морфологические признаки растений китайской капусты, но н на биохимические показатели. В частности, обработка раствором селеката натрия в концентрациям ! О 5 М стимулирует всхожесть и энергию прорастание семян, а также повышает содержание антиокекдантов в листьях этой культуры.

Проведенные нами и следования позволили выявить образцы, отличающиеся высокими вкусовыми качествами, продуктивностью, устойчивостью к стрессовым факторам, и перспективные для использования в качестве исходного материала в селекционной работе: Hiroshima hanma u-113, Slo-baj-kod u-74, Kurihara shantung u-167, Chrysanthen)un hart u-154, Bas-tsin-tatsai u-166 и Jap, Banse maruba mibuna u-176.

Magashi Auwal Ibrahim (Nigeria)

EVALUATION OF BRASSICA CHINENSIS L. AND B. PEKENSIS RUPR CULTIVARS FOR QUANTITATIVE CHARACTERS AND CONTENT OF SOME ANTIOXIDANTS

A collection of 41 varieties of Biasstca chinensis L, and B. Pekcnsis Rupr. was assessed for complex mosphological characters, biochemical properties, influence of biological active substances on seedlings growth and development and the plant reaction to the stress factors (day length, high/low temperature and water supply). Our studies revealed that, the assessed varieties differ from each other in term of productivity (plant mass range from 23-68Sg per plant) and high biochemical content (content mono-sucrose - 0.12 to 1.20%, vitamin C - 28,2-96,8 mg % ofa fresh leaf and selenium - 50-127 mcgfcg ofa dry leaf) thus making the vegetable nutritiously valuable. We also discovered that, treating Chinese cabbage with sodium setenate concentration )0'5M has affected not only its morphological characters but its biochemical content as well.

Hiroshima harunau-113, Slo-bai-kod u-74, Kurihara shantung u-167, Chrysanthemun hart u-154, Bas-tsin-tatsai u-166 and Jap. Banse mareba mibuna u-176 varieties were noted for their distinctive biochemical properties and resistance to stress factors. Therefore these varieties can be use as working materials in plant breeding processes.

ИЗД.БФРГП "СЛОВО" Лицензия ИД №00102 от 24.08,1999г. Подписано к печати 17.10.2002. Формат 60x90 1/16

Тираж 100 экз. Отпечатало на множительном участке ООО СИМС