Активность ингибиторов трипсина в семенах фасоли обыкновенной (Phaseolus vulgaris L.) из коллекции вир: изменчивость и исходный материал для селекции

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.

1. Бенкен И. И. Биохимические показатели питательной ценности фасоли из коллекции ВИРа // Н.-техн. бюлл. Орел: ВНИИЗБК. 1996. Вып. 42. С. 61-65.

2. Бенкен И. И. Изменчивость содержания ингибиторов трипсина в семенах фасоли // Сборник «Селекция, семеноводство и приемы возделывания фасоли». Орел : ВНИИЗБК, 1975. С. 137-143.

3. Бенкен И. И., Буданова В. И. Ингибиторы трипсина в семенах фасоли. // Сборник трудов по прикл. бот., ген. и сел. 1976. Т. 56, вып. 3. С. 67-73.

4. Бенкен И. И., Петрова М. В., Лагутина Л. В., Никишкина М. А., Власов В. А., Колотилова А. С. / Под ред. А. В. Конарева. Каталог мировой коллекции ВИР. Фасоль. Активность ингибиторов трипсина, содержание белка в семенах и другие хозяйственно ценные признаки. Л. : ВИР. 1991. Вып. 593. 31 с.

5. Боровиков В. П. Программа Statistica для студентов и инженеров. М., 2001. 300 с.

6. Боровиков В. П., Боровиков И. П. Статистический анализ обработки данных в среде Windows. М., 1998. 583 с.

7. Буданова В. И., Лагутина Л. В., Буравцева Т. В. Методические указания. Изучение образцов мировой коллекции фасоли. Л. : ВИР, 1987. 28 с.

8. Буданова В., Лагутина Л., Корнейчук В., Пасторек М., Ужик М., Гофирек П., Моравец И. Международный классификатор СЭВ культурных видов рода Phaseolus L. Л. : ВИР, 1985. 45 с.

9. Буравцева Т. В., Никишкина М. А. / Под ред. М. А. Вишняковой. Каталог мировой коллекции ВИР. Фасоль (Характеристика образцов по активности ингибиторов трипсина, содержанию белка в семенах и другим хозяйственно ценным признакам). СПб. : ВИР, 2004. Вып. 745, 21 с.

10. Chavez-Mendoza C., Sanchez E. Bioactive Compounds from Mexican Varieties of the Common Bean (Phaseolus vulgaris): Implications for Health // Molecules, Open.Access Journal - 2017 [Электронный ресурс]. URL: http://www.mdpi.com/journal/molecules (дата обращения: 25.04.2018).

11. Elias L. G., Fernandez D. G., Bressani R. Possible effects of seed coat polyphenolics on the nutritional quality of bean protein. Journal of Food Science, 1979, 44, pp. 524-527.

12. Гавришев А. Н. Климат городов России // atlas-yakutia.ru Россия -[Электронныйресурс] URL: http://www.atlas-yakutia.ru/weather/climate_russia-III_agro.html (дата обращения: 25.04.2018).

13. ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД» Технологии Аисори: сайт технологии http://aisori.meteo.ru/it/ClimateRhttp://meteo.ru/it/178-aisori // Единый Государственный Фонд Данных - 2018 - [Электронный ресурс] URL: http://meteo.ru/data/162-temperature-precipitation (дата обращения: 25.04.2018).

14. Петибская В. С. Соя: химический состав и использование / Под ред. акад.РАСХН д-ра с/х наук В. М. Лукомца. Майкоп : ОАО «Полиграф-ЮГ», 2012. С. 25.

15. Петибская В. С. Ингибиторы протеолитических ферментов // Известия ВУЗов. Пищевая технология. 1999. № 5/6. С. 6-10.

16. Вишнякова М. А., Булынцев С. В., Буравцева Т. В., Бурляева М. О., Сеферова И. В., Александрова Т. Г., Яньков И. И., Егорова Г. П., Герасимова Т. В., Другова Е. В. и др. Коллекция мировых генетических ресурсов зерновых бобовых культур ВИР: пополнение, сохранение и изучение. Методические указания. СПб. : ВИР, 2010. 141 с.

17. Ярош Н. П., Бенкен И. И. Определение биологически активных веществ семян. Методические указания. Л. : ВИР, 1984. 74 с.

18. Яруллина Л. Г., Ахатова А. Р., Касимова Р. И. Гидролитические ферменты и их белковые ингибиторы в регуляции взаимоотношений растений с патогенами // Физиология растений. 2016. Т. 63, № 2. С. 205-217.

19. Зайцев В. Н. Селекционная ценность образцов фасоли различного происхождения в условиях юга Нечерноземной зоны РСФСР: дисс. на соиск. уч. ст. канд. с.-х. наук. Орел, 1987. 79 с.