Особенности биохимического состава жизненных форм люцерны хмелевидной (Medicago lupulina L.)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Актуальность. Люцерну хмелевидную используют как пастбищную, покровную, сидератную, противоэрозионную культуру для закрепления насыпей вдоль дорог и на отвалах горнодобывающей промышленности для фиторемедиации. В пределах вида были выделены группы с моно-, би- и поликарпическими формами, имеющими отличия морфологических признаков и особенностей онтогенеза, что предполагает возможное различие биохимических показателей в выделенных группах.

Цель исследования — изучение полиморфизма биохимических показателей разных жизненных форм люцерны хмелевидной.

Материалы и методы. Материалом для исследования послужили 20 образов люцерны хмелевидной различного происхождения из групп моно-, би- и поликарпических растений коллекции ВИР. Для исследования использовали свежесобранную зеленую массу растений. Оценку проводили по следующим биохимическим показателям: содержанию массы сухих веществ, белка, сахаров, аскорбиновой кислоты, общей кислотности, хлорофиллов, каротиноидов, каротинов, β-каротина, антоцианов. Статистическая обработка результатов включала вычисление основных параметров варьирования, дисперсионный анализ и дискриминантный анализ.

Результаты. Питательную ценность люцерны хмелевидной характеризовало содержание сырого белка и сахаров. Диапазон изменчивости белка составил от 11,94 до 19,69 мг на 100 г сырого вещества, сахаров — от 0,44 до 2,67 %. Выявлены различия у растений разных групп по содержанию сахаров. Содержание аскорбиновой кислоты оказалось наивысшим у пяти представленных сортов из группы поликарпических растений в сравнении с дикорастущими образцами и монокарпическим сортом Берегиня. Монокарпики выделяются по содержанию антоциана (19,5 ± 1,41 мг/100 г); по содержанию остальных пигментов достоверных различий не обнаружено.

Заключение. Результаты углубленного биохимического анализа образцов зеленой массы Medicago lupulina из коллекции генетических ресурсов растений ВИР демонстрируют высокую изменчивость биологически активных веществ и соединений — показателей устойчивости к стрессовым факторам среды, что помогает отбору исходного материала для селекции кормового направления.

Об авторах

Наталья Юрьевна Малышева

Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова

Email: nataliem1@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5688-6694
Scopus Author ID: 57215428573

канд. с.-х. наук, старший научный сотрудник, отдел ГР зернобобовых культур

Россия, Санкт-Петербург

Татьяна Васильевна Шеленга

Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова

Email: tatianashelenga@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3992-5353
SPIN-код: 3654-5416
Scopus Author ID: 37069721500

канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник, отдел биохимии и молекулярной биологии

Россия, Санкт-Петербург

Алла Евгеньевна Соловьева

Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова

Email: alsol64@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6201-4294
SPIN-код: 1754-4144
Scopus Author ID: 14013677500

канд. биол. наук, старший научный сотрудник отдела биохимии и молекулярной биологии

Россия, Санкт-Петербург

Леонид Леонидович Малышев

Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова

Автор, ответственный за переписку.
Email: l.malyshev@vir.nw.ru
ORCID iD: 0000-0002-8595-1336
SPIN-код: 9697-2351
Scopus Author ID: 57208387487

канд. с.-х. наук, ведущий научный сотрудник, группа ГР многолетних кормовых злаков отдела ГР овса, ржи, ячменя

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Small E. Alfalfa and relatives: evolution and classification of Medicago. Ottawa: NRC Research Press, 2011. 850 p. doi: 10.1079/9781845937508.0000
  2. Lesins K.A., Lesins I. Genus Medicago (Leguminosae). A taxogenetic study. Hague, Boston, London: Dr. W. Junk bv Publishers, 1979. 240 p. doi: 10.1007/978-94-009-9634-2
  3. Sims J.R., Koala S., Ditterline R.L., Wiesner L.E. Registration of ‘George’ Black Medic // Crop Sci. 1985. Vol. 25, No. 4. P. 709–710. doi: 10.2135/CROPSCI1985.0011183X002500040041X.
  4. Wilson L.C. Characteristics of black medic (Medicago lupulina L.) seed dormancy loss in Western Canada. Department of Plant Science University of Manitoba Winnipeg: MB, 2005. 119 p.
  5. Entz M.H., Thiessen Martens J.R., May W., Lafond G.P. Black medic (Medicago lupulina) germplasm screening for use as a self-regenerating cover crop on the Canadian Prairies // Can J Plant Sci. 2007. Vol. 87, No. 4. P. 873–878. doi: 10.4141/cjps06053
  6. Amer N., Al Chami Z., Al Bitar L., et al. Evaluation of Atriplex halimus, Medicago lupulina and Portulaca oleracea for phytoremediation of Ni, Pb and Zn // Int J Phytoremediation. 2013. Vol. 15, No. 5. P. 498–512. doi: 10.1080/15226514.2012.716102.
  7. Butkute B., Padarauskas A., Cesevičiene J., et al. Phytochemical composition of temperate perennial legumes // Crop Pasture Sci. 2018. Vol. 69, No. 10. P. 1020–1030. doi: 10.1071/CP18206
  8. Matanzas·N., Aff·E., Díaz·T.E., Gallego J.R. Phytoremediation potential of native herbaceous plant species growing on a paradigmatic brownfeld site // Water, Air, and Soil Pollution. 2021. Vol. 232. ID290. doi: 10.1007/s11270-021-05234-9
  9. Гроссгейм А.А. Люцерна — Medicago L. Флора СССР. T. 11 / под ред. В.Л. Комаровой, Б.К. Шишкина. Москва, Ленинград: АН СССР, 1945. С. 129–176.
  10. Синская Е.Н. Люцерна — Medicago L. Культурная флора СССР. Многолетние бобовые травы. Т. 13. Ленинград: Сельхозгиз, 1950. С. 7–217.
  11. Медведев П.Ф. К вопросу о жизненной форме Medicago lupulina L // Ботанический журнал. 1959. Т. 44, № 3. С. 1496–1498.
  12. Виткус А.А. Биологические особенности и химический состав люцерны хмелевидной местной популяции в Юго-Восточной Литве (Особенности роста и развития одно- и двулетних растений) // Труды Академии наук Литовской ССР. Серия В. 1987. № 4. С. 17–23.
  13. Степанова Г.В. Хозяйственная ценность дикорастущих образцов люцерны хмелевидной (Medicago lupulina L.) различного эколого-географического происхождения // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2009. Т. 166. С. 249–255.
  14. Малышева Н.Ю. Биологическое разнообразие люцерны хмелевидной (Medicago lupulina L.) // Вавиловия. 2021. Т. 4, № 4. С. 28–37. doi: 10.30901/265838602021428–37
  15. Ступакова Н.С., Цуцупа Т.А. Становление жизненной формы Medicago lupulina L. (сем. Leguminosae) в процессе онтогенеза // Ученые записки Орловского государственного университета. Серия: естественные, технические и медицинские науки. 2012. № 6–1. С. 181–188.
  16. Степанова Г.В., Воршева А.В. Формирование бикарпических популяций люцерны хмелевидной. Многофункциональное адаптивное кормопроизводство. Сборник научных трудов / под ред. В.М. Косолапова, А.С. Шпакова, А.А. Кутузовой, и др. Лобня: Всероссийский научный центр кормопроизводства и агроэкологии имени В.Р. Вильямса, 2021. С. 9–20. doi: 10.33814/MAK-2021-25-73-9-20
  17. Павлов Н.В. Растительное сырье Казахстана (Растения: их вещества и использование). Москва, Ленинград: Издательство АН СССР, 1947. 552 с.
  18. Виткус А.А., Рузгене Р.Ю., Айджюлене Н.В. Биологические особенности и химический состав люцерны хмелевидной местной популяции в Юго-Восточной Литве (Аскорбиновая кислота, каротин, тиамин, рибофлавин, пиридоксин, пантотеновая и никотиновая кислота) // Труды Академии наук Литовской ССР. Серия В. 1984. № 2. С. 18–23.
  19. Методы биохимического исследования растений / под ред. А.И. Ермакова, В.В. Арасимовича, Н.П. Яроша, и др. Ленинград: Агропромиздат, 1987.
  20. Wu X., Beecher G.R., Holden J.M., et al. Concentrations of anthocyanins in common foods in the United States and estimation of normal consumption // J Agric Food Chem. 2006. Vol. 54, No. 11. P. 4069–4075. doi: 10.1021/jf060300l
  21. Karayilanli E., Ayhan V. Investigation of feed value of alfalfa (Medicago sativa L.) harvested at different maturity stages // Legume Res. 2016. No. 39. P. 237–247 doi: 10.18805/lr.v0iOF.9292.
  22. Пятнинский Д.В. Урожайность сенокосно-пастбищных сортов люцерны изменчивой в одновидовых посевах и травосмесях: дис. … канд. сельскохоз. наук. 2018. 242 с.
  23. Косолапова В.Г., Муссие С.А. Питательная ценность люцерны различных сортов в процессе роста и развития // Кормопроизводство. 2020. № 10. С. 17–24. doi: 10.25685/KRM.2020.49.33.001
  24. Игнатьев С.А., Регидин А.А., Кравченко Н.С., Горюнов К.Н. Оценка параметров экологической адаптивности образцов люцерны по признакам «урожайность зеленой массы» и «содержание сырого протеина» // Зерновое хозяйство России. 2021. № 3. С. 34–40. doi: 10.31367/2079-8725-2021-75-3-34-40
  25. Чупахина Г.Н. Система аскорбиновой кислоты растений: монография. Калининград: Изд-во Калининградского университета, 1997. 120 с.
  26. Григорьева А.А., Миронова Г.Е. Содержание биологически активных веществ в кормовых травах пастбищных угодий Центральной Якутии // Вестник СВФУ. 2015. Т. 12, № 1. С. 25–30.
  27. Пташец О.В., Лученок Л.Н., Сижук Л.В. Содержание структурных и неструктурных углеводов в травостое люцерны посевной, возделываемой на агроторфяных почвах // Мелиорация. 2020. № 2. С. 34–40.
  28. Солдатова В.В., Йылдырым Е.А., Ильина Л.А., и др. Можно ли силосовать люцерну? // Сельскохозяйственные вести. 2016. № 1. С. 48–51.
  29. Победнов Ю.А., Мамаев А.А., Широкоряд М.С., Осипян Б.А. Биологические источники сахара, аммиака и масляной кислоты при провяливании, сенажировании и силосовании люцерны // Проблемы биологии продуктивных животных. 2020. № 1. С. 79–90. doi: 10.25687/1996-6733.prodanimbiol.2020.1.79-90
  30. Ничипорович А.А. Фотосинтез и теория получения высоких урожаев. Москва: Изд-во АН СССР, 1956. 96 с.
  31. 31. Осипова В.В. Пигменты фотосинтетического аппарата сортов люцерны (Medicago falcatа L., Medicago variа Martyn) // Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции: «Перспективы развития современных сельскохозяйственных наук». Воронеж, 2014. С. 13–16.
  32. Грюнер Л.А., Кулешова О.В. Количество и соотношение фотосинтетических пигментов в листьях ежевики // Современное садоводство. 2018. № 3. С. 74–80. doi: 10.24411/2312-6701-2018-10311
  33. Babova O., Occhipinti A., Capuzzo A., Maffei M.E. Extraction of bilberry (Vaccinium myrtillus) antioxidants using supercritical/subcritical CO2 and ethanol as co-solvent // J Supercrit Fluids. 2016. Vol. 107. P. 358–363. doi: 10.1016/J.SUPFLU.2015.09.029
  34. Kong J.-M., Chia L.-S., Goh N.-K., et al. Analysis and biological activities of anthocyanins // Phytochemistry. 2003. Vol. 64, No. 5. P. 923–933. doi: 10.1016/S0031-9422(03)00438-2

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рисунок. Распределение образцов люцерны хмелевидной из коллекции ВИР в пространстве канонических осей

Скачать (156KB)
Метаданные

© Малышева Н.Ю., Шеленга Т.В., Соловьева А.Е., Малышев Л.Л., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах