vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2022-4-97-106vir-nw-1390Research ArticleИЗУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙSTUDYING AND UTILIZATION OF PLANT GENETIC RESOURCESФизиолого-биохимические особенности сортов инжира (Ficus carica L.) коллекции Никитского ботанического садаPhysiological and biochemical features of fig cultivars (Ficus carica L.) from the collection of the Nikita Botanical Gardenshttps://orcid.org/0000-0003-0509-3990ШишкинаЕ. Л.ShishkinaE. L.

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, 

295007 Республика Крым, Симферополь, пр. Академика Вернадского, 4

Cand. Sci. (Agriculture), Senior Researcher, 

4 Akademika Vernadskogo Ave., Simferopol 295007, Republic of Crimea

schischkina.el2012@yandex.comhttps://orcid.org/0000-0003-4507-7944ДунаевскаяЕ. В.DunaevskayaE. V.

научный сотрудник, 

298648 Республика Крым, Ялта, Никита, Никитский спуск, 52

Researcher, 

52 Nikitsky Spusk, Nikita, Yalta 298648, Republic of Crimea

agroecology2019@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4079-4514ПилькевичР. А.PilkevichR. A.

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, 

298648 Республика Крым, Ялта, Никита, Никитский спуск, 52

Cand. Sci. (Biology), Senior Researcher,

52 Nikitsky Spusk, Nikita, Yalta 298648, Republic of Crimea

https://orcid.org/0000-0002-7955-3999МарчукН. Ю.MarchukN. Yu.

научный сотрудник,

298648 Республика Крым, Ялта, Никита, Никитский спуск, 52

Researcher,

52 Nikitsky Spusk, Nikita, Yalta 298648, Republic of Crimea

neka-m@yandex.ruКрымский федеральный университет им. В.И. ВернадскогоРоссияV.I. Vernadsky Crimean Federal UniversityRussian FederationНикитский ботанический сад – Национальный научный центрРоссияNikita Botanical Gardens – National Research CenterRussian Federation202219122022183497106Copyright © Шишкина Е.Л., Дунаевская Е.В., Пилькевич Р.А., Марчук Н.Ю., 20222022Шишкина Е.Л., Дунаевская Е.В., Пилькевич Р.А., Марчук Н.Ю.Shishkina E.L., Dunaevskaya E.V., Pilkevich R.A., Marchuk N.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://elpub.vir.nw.ru/jour/article/view/1390Актуальность

Актуальность. Выявление перспективных сортов Ficus carica L. с высоким содержанием БАВ в плодах и повышенной адаптивностью к дефициту влаги актуально для селекции и практического плодоводства в засушливых регионах.

Методы

Методы. Оценку засухоустойчивости и химический анализ инжира проводили по общепринятым методикам. Содержание эссенциальных элементов после сухого озоления определяли на атомно-абсорбционном спектрофотометре «Квант 2МТ».

Результаты

Результаты. Плоды сорта ‘Муасон’ выделяются наибольшим содержанием сухого вещества (26,60 ± 1,30%), суммы фенольных соединений (169,0 ± 26,0 мг%), сахаров (моно – 15,03 ± 1,25%; сумма – 17,46 ± 0,56%), водорастворимого пектина (1,17%), суммы пектиновых веществ (1,99%) и К (13565 ± 805 мг/кг); плоды ‘Поморийского’ – максимальным содержанием Ca (532 ± 65 мг/кг), Mg (982 ± 121 мг/кг), Mn (1,98 ± 0,18 мг/кг); ‘Сабруции Розовой’ – содержанием аскорбиновой кислоты (17,32 ± 0,78 мг%), Fe (15,4 ± 2,0 мг/кг), Zn (10,7 ± 1,4 мг/кг) и Cu (1,44 ± 0,13 мг/кг). Сорт ‘Сабруция Розовая обладает высокой устойчивостью к засухе, ‘Поморийский’ – средней степенью стойкости, ‘Муасон’ демонстрирует низкие показатели водного режима. Потеря листьями 15–20% влаги является критической, превышающее эту границу обезвоживание приводит к невозможности восстановления удовлетворительного тургора. Заключение. Плоды изученных сортов инжира относятся к группе продуктов с высоким содержанием K и Mg, и удовлетворительным содержанием Fe, Zn и Mn. Выделен потенциально адаптивный, устойчивый к гидротермическому стрессу сорт ‘Сабруция Розовая’, обладающий повышенными водоудерживающими силами и высокой репарационной способностью тканей листьев, который рекомендуется для использования в селекционной работе на засухоустойчивость и создания промышленных насаждений в засушливых регионах. 

Background

Background. Identification of promising fig cultivars (Ficus carica L.) with high content of bioactive compounds in fruits and increased adaptability to moisture deficiency is important for breeding and fruit growing in arid regions.

Methods

Methods. The chemical analysis of fruits was performed using conventional methods. The content of essential elements was measured on a Kvant 2MT atomic absorption spectrophotometer. Drought resistance was assessed using the method of determining the water-holding capacity and resistance to dehydration in the leaves of fruit crops.

Results

Results. Fruits of cv. ‘Muason’ demonstrated the highest dry matter content (26.60 ± 1.30%), total phenolic compounds (169.0±26.0 mg%), sugars (mono: 15.03 ± 1.25%, and total: 17.46 ± 0.56%), water-soluble pectin (1.17%), total pectin substances (1.99%), and K (13565 ± 805 mg/kg); fruits of cv. ‘Pomoriysky’ had the maximum content of Ca (532 ± 65 mg/kg), Mg (982 ± 121 mg/kg), and Mn (1.98 ± 0.182 mg/kg); ‘Sabrutsiya Rozovaya’ excelled in the content of ascorbic acid (17.32 ± 0.78 mg%), Fe (15.413 ± 1.989 mg/kg), Zn (10.688 ± 1.338 mg/kg), and Cu (1.435 ± 0.132 mg/kg). ‘Sabrutsiya Rozovaya’ showed high drought resistance, ‘Pomoriysky’ had a medium degree of resistance, while ‘Muason’ demonstrated low water regime values. The loss of 15–20% of moisture by the leaves is critical: dehydration exceeding this limit leads to the impossibility of restoring satisfactory turgor. Conclusion. Fruits of the studied fig cultivars belong to the group of products with high K and Mg content, and satisfactory content of Fe, Zn and Mn. ‘Sabrutsiya Rozovaya’, a potentially adaptable cultivar with resistance to hydrothermal stress, was identified for its increased water-retaining capacities and high reparative ability of leaf tissues. It is recommended for use in the breeding for drought resistance and for establishment of large-scale plantations in arid regions. 

сортводный режимзасухоустойчивостьсахарапектиновые веществафенольные соединениямакро- и микроэлементыcultivarwater regimedrought resistancesugarspectin substancesphenolic compoundsmacro- and micronutrientsРабота выполнена по Программе № 14-50-00079, поддержанной Российским научным фондом: «Сохранение и изучение растительного генофонда Никитского ботанического сада и разработка способов получения высокопродуктивных сортов и форм садовых культур для юга России методами классической и молекулярной селекции, биотехнологии и биоинженерии»; направление: «Генофонд плодовых культур».The work was carried out under Program No. 14-50-00079 supported by the Russian Science Foundation: “Preservation and study of the plant genetic diversity at the Nikita Botanical Gardens and development of methods for obtaining highly productive cultivars and forms of horticultural crops for the south of Russia by methods of classical and molecular breeding, biotechnology and bioengineering”; Direction: “Genetic diversity of fruit crops”.ReferencesAl-Hameedawi A.M.S. Evaluating some characters of leaves, physical and quality fruits of three fig, Ficus carica L., cultivars of second crop that harvested at two maturity stages. Theoretical and Applied Science. 2015;3(23):171-175. DOI: 10.15863/tas.2015.03.23.29Al-Hameedawi A.M.S. Evaluating some characters of leaves, physical and quality fruits of three fig, Ficus carica L., cultivars of second crop that harvested at two maturity stages. Theoretical and Applied Science. 2015;3(23):171-175. DOI: 10.15863/tas.2015.03.23.29Арендт Н.К. Сорта инжира. Сборник научных трудов Государственного Никитского ботанического сада. 1972а;(56):5-233. URL: https://drive.google.com/file/d/1xqdP6vshAx8GLcWfKHM4x6O_m_yphOEu/view [дата обращения: 11.04.2022].Arendt N.K. Fig cultivars (Sorta inzhira). Trudy Nikitskogo botanicheskogo sada = Proceedings of the Nikita Botanical Gardens. 1972а;(56):5-233. [in Russian]. URL: https://drive.google.com/file/d/1xqdP6vshAx8GLcWfKHM4x6O_m_yphOEu/view [дата обращения: 11.04.2022].Арендт Н.К. Первичное сравнительное изучение сортов инжира: Методические указания. Ялта; 1972b.Arendt N.K. Primary comparative study of fig cultivars: Guidelines (Pervichnoye sravnitelnoye izucheniye sortov inzhira: Metodicheskiye ukazaniya). Yalta; 1972. [in Russian].Arvaniti O.S., Samaras Y., Gatidou G., Thomaidis N.S., Stasinakis A.S. Review on fresh and dried figs: Chemical analysis and occurrence of phytochemical compounds, antioxidant capacity and health effects. Food Research International. 2019;119:244-267. DOI: 10.1016/j.foodres.2019.01.055Arvaniti O.S., Samaras Y., Gatidou G., Thomaidis N.S., Stasinakis A.S. Review on fresh and dried figs: Chemical analysis and occurrence of phytochemical compounds, antioxidant capacity and health effects. Food Research International. 2019;119:244-267. DOI: 10.1016/j.foodres.2019.01.055Bachir Bey M., Louaileche H. A comparative study of phytochemical profile and in vitro antioxidant activities of dark and light dried fig (Ficus carica L.) varieties. The Journal of Phytopharmacology. 2015;4(1):41-48. DOI: 10.31254/phyto.2015.4108Bachir Bey M., Louaileche H. A comparative study of phytochemical profile and in vitro antioxidant activities of dark and light dried fig (Ficus carica L.) varieties. The Journal of Phytopharmacology. 2015;4(1):41-48. DOI: 10.31254/phyto.2015.4108Борисов В.В. Микроэлементы селен и цинк в организме женщины и мужчины: проблемы и решения. Consilium Medicum. 2018;20(7):63-68. DOI: 10.26442/2075-1753_2018.7.63-68Borisov V.V. Microelements selenium and zinc in female and male body: problems and solutions. Consilium Medicum. 2018 20(7):63-68. [in Russian]. DOI: 10.26442/2075-1753_2018.7.63-68Chernobay I., Shishkina E. Determination of drought resistance of fig and jujube cultivars according to leaf dehydration. Acta Horticulturae. 2021;1324:401-406. DOI: 10.17660/actahortic.2021.1324.62Chernobay I., Shishkina E. Determination of drought resistance of fig and jujube cultivars according to leaf dehydration. Acta Horticulturae. 2021;1324:401-406. DOI: 10.17660/actahortic.2021.1324.62Дунаевская Е.В., Шишкина Е.Л. Содержание эссенциальных элементов в плодах инжира сортов иностранной селекции. Биология растений и садоводство: теория, инновации. 2019;(150):50-58. DOI: 10.36305/2019-1-150-50-58Dunaevskaya E.V., Shishkina E.L. Content of essential elements in fig fruits of foreign selection cultivars. Plant Biology and Horticulture: Theory, Innovation. 2019;(150):50-58. [in Russian]. DOI: 10.36305/2019-1-150-50-58Гогия В.Т. Биохимия субтропических растений. Москва: Колос; 1984.Gogiya V.T. Biochemistry of subtropical plants (Biokhimiya subtropicheskikh rasteniy). Moscow: Kolos; 1984. [in Russian].ГОСТ 26929-94. Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения содержания токсичных элементов. Москва: Стандартинформ; 1996. URL: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4294827/4294827602.pdf [дата обращения: 04.04.2022].GOST 26929-94. Raw material and food-stuffs. Preparation of samples. Decomposition of organic matters for analysis of toxic elements. Moscow: Standartinform; 1996. [in Russian]. URL: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4294827/4294827602.pdf [дата обращения: 04.04.2022].ГОСТ 30178-96. Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов. Москва: Стандартинформ; 1998. URL: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4294825/4294825120.htm [дата обращения: 04.04.2022].GOST 30178-96. Raw material and food-stuffs. Atomic absorption method for determination of toxic elements. Moscow: Standartinform; 1998. [in Russian]. URL: https://files.stroyinf.ru/ Data2/1/4294825/4294825120.htm [дата обращения: 04.04.2022].Иванова А.С. Сравнительная характеристика качественного состава плодов некоторых косточковых и субтропических культур. Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 1982;47:93-98.Ivanova A.S. Comparative characteristics of the qualitative composition of the fruits of some stone fruit and subtropical crops (Sravnitelnaya kharakteristika kachestvennogo sostava plodov nekotorykh kostochkovykh i subtropicheskikh kultur). Bulletin of the State Nikita Botanical Gardens. 1982;(47):93-98. [in Russian].Khadhraoui M., Bagues M., Artés F., Ferchichi A. Phytochemical content, antioxidant potential, and fatty acid composition of dried Tunisian fig (Ficus carica L.) cultivars. Journal of Applied Botany and Food Quality. 2019;92:143-150. DOI: 10.5073/JABFQ.2019.092.020Khadhraoui M., Bagues M., Artés F., Ferchichi A. Phytochemical content, antioxidant potential, and fatty acid composition of dried Tunisian fig (Ficus carica L.) cultivars. Journal of Applied Botany and Food Quality. 2019;92:143-150. DOI: 10.5073/JABFQ.2019.092.020Харченко А.А., Смыков А.В., Мелкозёрова Е.А. Содержание биологически активных веществ в плодах некоторых сортов и форм инжира из коллекции Никитского ботанического сада. Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2021;(92):190-195. DOI: 10.21515/1999-1703-92-190-195Kharchenko A.A., Smykov A.V., Melkozerova E.A. Content of biologically active substances in fruits of certain varieties and forms of figs from the collection of the Nikitsk Botanical Garden. Proceedings of the Kuban State Agrarian University. 2021;(92):190-195. [in Russian]. DOI: 10.21515/1999-1703-92-190-195Корсакова С.П. Оценка будущих изменений климата на Южном берегу Крыма. Экосистемы. 2018;15(45):151-165.Korsakova S.P. The evaluation of future climate change in the Southern coast of the Crimea. Ekosistemy = Ecosystems. 2018;15(45):151-165. [in Russian].Лищук А.И. Физиологические и биофизические методы в селекции плодовых культур. Методические рекомендации. Москва; 1991.Lishchuk A.I. Physiological and biophysical methods in fruit crop breeding. Guidelines (Fiziologicheskiye i biofizicheskiye metody v selektsii plodovykh kultur. Metodicheskiye rekomendatsii). Moscow; 1991. [in Russian].Марчук Н.Ю., Дунаевская Е.В., Шишкина Е.Л. Содержание биологически активных веществ в плодах двух сортов инжира коллекции Никитского ботанического сада. Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 2017;125:97-103.Marchuk N., Dunaevskaya E., Shishkina E. The content of biologically active substances in the figs of two varieties in the collection of Nikitsky Botanical Gardens. Bulletin of the State Nikita Botanical Gardens. 2017;125:97-103. [in Russian].Mawa S., Husain K., Jantan I. Ficus carica L. (Moraceae): phytochemistry, traditional uses and biological activities. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2013;2013:974256. DOI: 10.1155/2013/974256Mawa S., Husain K., Jantan I. Ficus carica L. (Moraceae): phytochemistry, traditional uses and biological activities. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2013;2013:974256. DOI: 10.1155/2013/974256Минаева В.Г. Флавоноиды в онтогенезе растений и их практическое использование. Новосибирск: Наука; 1978.Minaeva V.G. Flavonoids in plant ontogenesis and their practical use (Flavonoidy v ontogeneze rasteniy i ikh prakticheskoye ispolzovaniye). Novosibirsk: Nauka; 1978. [in Russian].МР 2.3.1.2432-08. Рациональное питание. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. Методические рекомендации. Москва: Роспотребнадзор; 2009. URL: https://rospotrebnadzor.ru/documents/details.php?ELEMENT_ID=4583 [дата обращения: 12.04.2022].MR 2.3.1.2432-08. Rational nutrition. Norms of physiological needs for energy and nutrients for various groups of the population of the Russian Federation. Guidelines. Moscow: Rospotrebnadzor; 2009. [in Russian]. URL: https://rospotrebnadzor.ru/documents/details.php?ELEMENT_ID=4583 [дата обращения: 12.04.2022].Новицкая А.П., Опанасенко Н.Е. Инжир (Ficus carica L.) на агрокоричневых террасированных почвах Южного берега Крыма. Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 2019;(133):216-224. DOI: 10.36305/0513-1634-2019-133-216-224Novitskaya A.P., Opanasenko N.E. Ficus carica L. on terraced agro-brown soils of the Southern Coast of the Crimea. Bulletin of the State Nikita Botanical Gardens. 2019;(133):216-224. [in Russian]. DOI: 10.36305/0513-1634-2019-133-216-224Плешков Б.П. Практикум по биохимии растений. Москва: Колос; 1985.Pleshkov B.P. Workshop on plant biochemistry (Praktikum po biokhimii rasteniy). Moscow: Kolos; 1985. [in Russian].Shishkina E. Gene pool collection of Ficus carica L. and principal breeding directions. Acta Horticulturae. 2021;1315:195-200. DOI: 10.17660/ActaHortic.2021.1315.30Shishkina E. Gene pool collection of Ficus carica L. and principal breeding directions. Acta Horticulturae. 2021;1315:195-200. DOI: 10.17660/ActaHortic.2021.1315.30Скальный А.В., Рудаков И.Ф. Биоэлементы в медицине. Москва: Оникс 21 век, Мир; 2004.Skalny A.V., Rudakov I.F. Bioelements in medicine (Bioelementy v meditsine). Moscow: Oniks 21 vek, Mir; 2004. [in Russian].Химический состав российских пищевых продуктов: Справочник / под ред. И.М. Скурихина, В.А. Тутельяна. Москва: ДеЛи принт; 2002.Skurikhin I.M., Tutelyan V.A. (eds). Chemical composition of Russian food products: a reference book (Khimicheskiy sostav rossiyskikh pishchevykh produktov: Spravochnik). Moscow: DeLi print; 2002. [in Russian].Slavin J.L. Figs: past, present, and future. Nutrition Today. 2006;41(4):180-184. DOI: 10.1097/00017285-200607000-00009Slavin J.L. Figs: past, present, and future. Nutrition Today. 2006;41(4):180-184. DOI: 10.1097/00017285-200607000-00009Solomon A., Golubowicz S., Yablowicz Z., Grossman S., Bergman M., Gottlieb H.E. et al. Antioxidant activities and anthocyanin content of fresh fruits of common fig (Ficus carica L.). Agricultural and Food Chemistry. 2006;54(20):7717-7723. DOI: 10.1021/jf060497hSolomon A., Golubowicz S., Yablowicz Z., Grossman S., Bergman M., Gottlieb H.E. et al. Antioxidant activities and anthocyanin content of fresh fruits of common fig (Ficus carica L.). Agricultural and Food Chemistry. 2006;54(20):7717-7723. DOI: 10.1021/jf060497hСтаростенко И.Э., Белокурова Е.С. Продукты переработки плодов и овощей – источники функциональных ингредиентов в детском питании. Техникотехнологические проблемы сервиса. 2015;3(33):24-27.Starostenko I.EH., Belokurova E.S. Products of fruits and vegetables – sources of functional ingredients in baby food. Technico-tehnologicheskie problemy servisa = Technical and Technological Problems of Services. 2015;3(33):24-27. [in Russian].Государственные стандарты. Продукты переработки плодов и овощей. Методы анализа. Издание официальное. Москва: ИПК Издательство стандартов; 2002. URL: http://gostbank.metaltorg.ru/data/8978.pdf [дата обращения: 12.04.2022].State Standards. Products of fruit and vegetable processing. Methods of analysis. Official edition (Gosudarstvennye standarty. Produkty pererabotki plodov i ovoshchey. Metody analiza. Izdaniye ofitsialnoye). Moscow: IPK Izdatelstvo standartov; 2002. [in Russian]. URL: http://gostbank.metaltorg.ru/data/8978.pdf [дата обращения: 12.04.2022].Trichopoulou A., Vasilopoulou E., Georga K., Soukara S., Dilis V. Traditional foods: Why and how to sustain them. Trends in Food Science and Technology. 2006;17(9):498-504. DOI: 10.1016/j.tifs.2006.03.005Trichopoulou A., Vasilopoulou E., Georga K., Soukara S., Dilis V. Traditional foods: Why and how to sustain them. Trends in Food Science and Technology. 2006;17(9):498-504. DOI: 10.1016/j.tifs.2006.03.005

The authors declare that there are no conflicts of interest present.