190000 Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, д. 42, 44
42, 44, Bolshaya Morskaya St., St. Petersburg, 190000
190000 Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, д. 42, 44
42, 44, Bolshaya Morskaya St., St. Petersburg, 190000
190000 Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, д. 42, 44
42, 44, Bolshaya Morskaya St., St. Petersburg, 190000
190000 Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, д. 42, 44
42, 44, Bolshaya Morskaya St., St. Petersburg, 190000
Актуальность. Важным направлением в современной селекции фасоли является повышение качества зерна, в том числе и за счет снижения содержания антипитательных веществ, поэтому актуально выявление образцов, свободных от ингибиторов или содержащих их в минимальных количествах. Поиск образцов с высоким содержанием ингибиторов также является актуальным, так как ингибиторы играют важнейшую роль в функционировании основных биохимических механизмов, определяющих и регулирующих физиологическое состояние клетки.
Материалы и методы. В статье приведены результаты биохимического и полевого скрининга 141 образца фасоли обыкновенной (Phaseolus vulgaris L.) из коллекции ВИР различного эколого-географического происхождения. Различные наборы образцов выращивались на филиале «Крымская опытно-селекционная станция ВИР» (г. Крымск) и научно-производственной базе «Пушкинские и Павловские лаборатории ВИР» (г. Санкт-Петербург) в 2000-2003 гг. Полевое изучение хозяйственно ценных признаков проводилось по методике ВИР. ТИА определяли в биохимической лаборатории ВИР спектрофотометрическим методом. Статистический анализ (корреляционный и однофакторный дисперсионный) проводили в программе Statistica 7.0 (StatSoft, Inc., USA).
Результаты. Оценка ТИА в семенах образцов фасоли показала, что среднее значение признака различалось в зависимости от страны происхождения и года изучения. Результаты корреляционного анализа показали, что величины коэффициентов корреляции были неустойчивы по годам изучения и не позволили выявить стабильных взаимосвязей между ТИА в семенах фасоли и метеорологическими условиями (-0,39 ≤ r ≤ 0,41), морфологическими (0,03 ≤ r ≤ 0,23) и хозяйственно ценными (-0,05 ≤ r ≤ 0,21) признаками. Содержание ТИА в семенах, по результатам однофакторного дисперсионного анализа, в большей степени зависит от генетических свойств растений (доля влияния -88,6%), в меньшей от погодных условий (12,24-20,16%), года репродукции (20,16%) и происхождения (18,87%), в незначительной степени от места репродукции (10,76%).
Выводы. Выделено 8 источников низкой (< 7 мг/г) и 25 - высокой ТИА (> 13 мг/г). Также выделены образцы, сочетающие высокое содержание белка в семенах (> 30%) с низким (< 7 мг/г) или средним (7-9 мг/г) уровнем ТИА. Эти образцы могут быть в дальнейшем использованы для селекции. Наиболее низкое среднее значение ТИА отмечено для образцов из Азербайджана (7,55), Мадагаскара (8), Коста-Рики (8,05), Дании (8,98); высокой средней ТИА отличались образцы из Бутана (17,8), России (13,4), Кении (13,2), Швеции (12,97). В результате проведенного корреляционного анализа не было выявлено стабильных взаимосвязей метеорологических условий, морфологических и хозяйственно ценных признаков с ТИА. Содержание ТИА в основном обусловлено генетическими свойствами растений.
Background. An important trend in modern common bean breeding is the improvement of grain quality, including by reducing the content of anti-nutrients, so it is important to identify accessions that are free of inhibitors or contain minimal amounts of them. The search for samples with high content of inhibitors is also relevant, since inhibitors play a crucial role in the functioning of the basic biochemical mechanisms that determine and regulate the physiological state of the cell.
Materials and methods. Presented here are the results of biochemical and field screening of 141 common bean accessions (Phaseolus vulgaris L.) of different ecogeographic origin from the collection of VIR. Various sets of accessions were grown at VIR's experimental stations - Krymsk Experiment Breeding Station, branch of VIR (Town of Krymsk); Pushkin and Pavlovsk Laboratories of VIR (City of St. Petersburg) - in 2000-2003. Field study of economically valuable traits was carried out according to VIR's methods. Trypsin inhibitor activity (TIA) was calculated at the biochemical laboratory of VIR by spectrophotometry. The program Statistica 7.0. (StatSoft, Inc., USA) was used for statistical analysis.
Results. TIA assessment in the seeds of common bean accessions showed that the mean value of the trait varied depending on the country of origin and the year of study. The results of the correlation analysis showed that the values of correlation coefficients were unstable over the years of study, and did not allow us to reveal stable relationships between TIA in bean seeds and meteorological conditions (-0.39 ≤ r ≤ 0.41), morphological (0.03 ≤ r ≤ 0.23) and economically valuable (-0.05 ≤ r ≤ 0.21) traits. The analysis of variance showed that the content of trypsin inhibitors in seeds depends more on the genetic properties of plants (effect-size percentage is 88.6%), less on weather conditions (12.24-20.16%), the year of reproduction (20.16%) or origin (18.87%), and only to a small extent on the place of reproduction (10.76%).
Conclusions. The study helped to find 8 sources of low TIA (< 7 mg/g), and 25 ones with high TIA (> 13 mg/g). Accessions combining high seed protein content (> 30%) with low (< 7 mg/g) or medium (7-9 mg/g) TIA levels were also identified. Those accessions can be included in future breeding programs. The lowest mean TIA values were observed in the accessions from Azerbaijan (7.55), Madagascar (8), Costa Rica (8.05), and Denmark (8.98), while high mean TIA was manifested by the accessions from Bhutan (17.8), Russia (13.4), Kenya (13.2), and Sweden (12, 97). The correlation analysis failed to reveal stable interrelations between TIA and meteorological conditions or morphological and economically valuable traits. The TIA level basically depends on the genetic properties of plants.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.