Модификационная изменчивость содержания основных жирных кислот в семенах высокостеариновых линий подсолнечника в различных условиях выращивания

Актуальность. Высокостеариновый подсолнечник рассматривается как альтернатива импортируемому пальмовому маслу при производстве твердых растительных жиров в пищевой промышленности. Целью исследований стало изучение фенотипической изменчивости состава основных жирных кислот в семенах отечественных линий ЛГ34, ЛГ36 и ЛГ37 с высоким содержанием стеариновой и олеиновой жирных кислот в различных экологических условиях выращивания, включая камеру гидропоники.

Материалы и методы. В исследовании использовали высокостеариновые высокоолеиновые линии генетической коллекции подсолнечника Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур имени В.С. Пустовойта: ЛГ34, ЛГ36 и ЛГ37. Линии выращивали в полевых условиях в 2023 и 2024 г., а также в двух сезонах камеры гидропоники в 2024 и 2025 г. С использованием метода газожидкостной хроматографии определяли состав основных жирных кислот в масле 10 отдельных семянок изучаемых образцов.

Результаты. У изученных линий содержание стеариновой кислоты увеличилось на 10,2–12,1%, а олеиновой кислоты снизилось на 16,6–16,8% в условиях камеры гидропоники по отношению к полевым условиям. Уровень пальмитиновой кислоты был более стабильным, и изменчивость не имела подобной закономерности. С использованием ANOVA выявлено достоверное влияние условий года на уровень всех основных жирных кислот. Наиболее высокая доля влияния условий установлена для стеариновой и олеиновой кислот: 85 и 67% соответственно. Для признака содержания стеариновой кислоты обнаружена сильная отрицательная корреляция с максимальной и среднесуточной температурой воздуха (r = –0,94 и r = –0,85), тогда как с минимальной температурой отмечена положительная связь (r = 0,86).

Заключение. Установлено значительное модификационное увеличение содержания стеариновой и снижение олеиновой кислот в масле семян высокостеариновых линий подсолнечника при выращивании в условиях камеры гидропоники по отношению к полевым условиям.

1. Alberio C., Izquierdo N.G., Galella T., Zuil S., Reid R., Zambelli A. Et al. A new sunflower high oleic mutation confers stable oil grain fatty acid composition across environments. European Journal of Agronomy. 2016;73;25-33. DOI: 10.1016/j.eja.2015.10.003

2. Чебанова Ю.В., Земцева Т.А., Демурин Я.Н. Исходный селекционный материал подсолнечника с высоким содержанием стеариновой кислоты. Масличные культуры. 2025;1(201);21-28. DOI: 10.25230/2412-608Х-2025-1-201-21-28

3. Демурин Я.Н., Перетягина Т.М., Чебанова Ю.В., Коннов Н.А., Широких А.А., Саркисян Е.С. и др. Гидропонная система выращивания растений подсолнечника для селекционных целей. Масличные культуры. 2024;4(200);3-12. DOI: 10.25230/2412-608Х-2024-4-200-3-12

4. Fernández-Moya V., Martı́nez-Force E., Garcés R. Temperature effect on a high stearic acid sunflower mutant. Phytochemistry. 2002;59(1);33-37. DOI: 10.1016/s0031-9422(01)00406-x

5. ГОСТ 31663-2012. Межгосударственный стандарт. Масла растительные и жиры животные. Определение методом газовой хроматографии массовой доли метиловых эфиров жирных кислот. Москва: Стандартинформ; 2019. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200104486 [дата обращения: 30.11.2024].

6. ГОСТ 31665-2012. Межгосударственный стандарт. Масла растительные и жиры животные. Получение метиловых эфиров жирных кислот. Москва: Стандартинформ; 2019. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200104357 [дата обращения: 30.11.2024].

7. Guo S., Zhang Y., Shao Y., Zhao L., Zuo Y., Li S. et al. Transcriptome analysis reveals the potential molecular mechanism involved in fatty acids biosynthesis of Sunflower. Research Square. [preprint] 2024. DOI: 10.21203/rs.3.rs-4974760/v1

8. Harris H.C., McWilliam J.R., Mason W.K. Influence of temperature on oil content and composition of sunflower seed. Australian Journal of Agricultural Research. 1978;29(6);1203-1212. DOI: 10.1071/AR9781203

9. Ионова Е.В., Лиховидова В.А., Лобунская И.А. Засуха и гидротермический коэффициент увлажнения как один из критериев оценки степени ее интенсивности (обзор литературы). Зерновое хозяйство России. 2019;(6):18-22. DOI: 31367/2079-8725-2019-66-6-18-22

10. Ivanov P., Petakov D., Nikolova V., Pentchev E. Sunflower breeding for high palmitic acid content in the oil. In: Proceedings of the 12th International Sunflower Conference, Novi Sad, Yugoslavia. Paris: International Sunflower Association; 1988. p.463-465. Available from: https://www.isasunflower.org/fileadmin/documents/aProceedings/12thISC1988/Breeding/T1988BRE54_002.pdf [accessed Nov. 30, 2024].

11. Иванов С.Л. Климатическая теория образования органических веществ. Москва: АН СССР; 1961.

12. Izquierdo N., Aguirrezábal L., Andrade F., Pereyra V. Night temperature affects fatty acid composition in sunflower oil depending on the hybrid and the phenological stage. Field Crops Research. 2002;77(2):115-126. DOI: 10.1016/S0378-4290(02)00060-6

13. Izquierdo N.G., Aguirrezabal L.A.N. Genetic variability in the response of fatty acid composition to minimum night temperature during grain filling in sunflower. Field Crops Research. 2008;106(2);116-125. DOI: 10.1016/j.fcr.2007.10.016

14. Lajara J.R., Diaz U., Quidiello R.D. Definitive influence of location and climatic conditions on the fatty acid composition of sunflower seed oil. Journal of the American Oil Chemists’ Society. 1990;67(10);618-623. DOI: 10.1007/BF02540410

15. Mancha M., Osorio J., Garcés R., Ruso J., Muñoz J., Fernandez-Martinez J.M. New sunflower mutants with altered seed fatty acid composition. Progress in Lipid Research. 1994;33(1-2);147-154. DOI:10.1016/0163-7827(94)90017-5

16. Martínez-Force E., Álvarez-Ortega R., Cantisán S., Garcés R. Fatty acid composition in developing high saturated sunflower (Helianthus annuus) seeds: maturation changes and temperature effect. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 1998;46(9);3577-3582. DOI: 10.1021/jf980276e

17. Nagao A., Yamazaki M. Effect of temperature during maturation on fatty acid composition of sunflower seed. Agricultural and Biological Chemistry. 1984;48(2);553-555. DOI: 10.1080/00021369.1984.10866182

18. Osorio J., Fernández-Martínez J.M., Mancha M., Garcés R. Mutant sunflowers with high concentration of saturated fatty acids in the oil. Crop Science. 1995;35(3);739-742. DOI: 10.2135/cropsci1995.0011183x003500030016x

19. Rauf S. Breeding strategies for sunflower (Helianthus annuus L.) genetic improvement. In: J. Al-Khayri, S. Jain, D. Johnson (eds). In: Advances in Plant Breeding Strategies: Industrial and Food Crops. Cham: Springer; 2019. p.637-673. DOI: 10.1007/978-3-030-23265-8_16

20. Rochester C.P., Silver J.G. Unsaturated fatty acid synthesis in sunflower (Helianthus annuus L.) seeds in response to night temperature. Plant Cell Reports. 1983;2(5);229-231. DOI: 10.1007/BF00269147

21. Seiler G.J. Effect of hybrid, flowering date and environment on oil content and oil quality of wild sunflower seed. Crop Science. 1983;23;1063-1068.

22. Солдатов К.И. Воскобойник Л.К., Харченко Л.Н. Высокоолеиновый сорт подсолнечника Первенец. Масличные культуры. 1976;(3):3-7.

23. Turhan H., Citak N., Pehlivanoglu H., Mengul Z. Effects of ecological and topographic conditions on oil content and fatty acid composition in sunflower. Bulgarian Journal of Agricultural Science. 2010;16(5);553-558.

24. USDA-IPAD. Sunflowerseed Explorer: [website]. Available from: https://ipad.fas.usda.gov/cropexplorer/cropview/commodityView.aspx?cropid=2224000 [accessed Apr. 10, 2025].