Фенольные соединения в плодах и коре побегов яблони
ART 53033
М.
А. МакаркинаБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Макаркина
М.
А.,
Соколова
С.
Е.,
Галашева
А.
М.,
Красова
Н.
Г. Фенольные соединения в плодах и коре побегов яблони // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2013. – Т. 3. – С.
156–160. – URL:
http://e-koncept.ru/2013/53033.htm.
Аннотация. В статье представлены результаты исследований оценки сортов яблони селекции ВНИИСПК по содержанию фенольных соединений в плодах. Выявлены сорта с повышенным содержанием в плодах катехинов и лейкоантоцианов. Установлены различия в накоплении антоцианов в период закалки и покоя у сортов
яблони различной зимостойкости. Предложено использовать для прогнозирования зимостойкости сортов яблони количественные показатели накопления антоцианов в побегах (особенно в коре) в осенне-зимний период.
Текст статьи
1УДК631:526.32 581.19
Красова Нина Глебовнадоктор с.х. наук,заведующая лабораторией сортоизучения яблони ГНУ Всероссийский НИИ селекции плодовых культур (ВНИИСПК), г. Орел;Email: info@vniispk.ru; n.krasova@yandex.ru;Макаркина Маргарита Алексеевнадоктор с.х. наук,заведующая лабораторией биохимической и технологической оценки сортов и хранения ГНУ ВНИИСПК, г. ОрелEmail: makarkina.m@mail.ruГалашева Анна Мироновнакандидатс.х. наук,с. н. с. лаборатории сортоизучения яблони ГНУ ВНИИСПК, г. ОрелEmail: annagalasheva@mail.ru;Соколова С.Е.н. с. лаборатории биохимической и технологической оценки сортов и хранения ГНУ ВНИИСПК, г. Орел
Фенольные соединения в плодах и коре побегов сортов яблони1
В статье представлены результаты исследований оценки сортов яблони селекции ВНИИСПК по содержанию фенольных соединений в плодах. Выявленысорта с повышенным содержанием в плодах катехинов и лейкоантоцианов. Установлены различия в накоплении антоцианов в период закалки и покоя у сортов яблони различной зимостойкости. Предложено использовать для прогнозированиязимостойкости сортов яблони количественные показатели накопления антоцианов в побегах (особенно в коре) в осеннезимний период.
Ключевые слова: яблоня, сорта, антоцианы, лейкоантоцианы, катехины, зимостойкость
Многолетние плодовые растения постоянно находятся под действием абиотических факторов внешней среды (засухи, суховеи, ранние морозы, низкие критические температуры, оттепели, весенние заморозки).Нестабильность погодных условий приводит к метаболическим процессам и влияет на функциональную активность и в результате –на формирование урожая. Воздействие на растение стрессовых факторов приводит к ответной реакции со стороны ряда физиологических показателей. Наиболее важным показателем адаптивности сорта является зимостойкость дерева. В неблагоприятных условиях осеннезимнего периодадеревья многих сортов сильно повреждаютсяи даже гибнут. В то же время в процессе эволюции у плодовых деревьев выработалась система адаптационных и приспособительных реакций, которые связаны с глубокими изменениями в обмене веществ. Жизнедеятельность плодового дерева представляет собой сложную систему физиологобиохимических реакций и их саморегуляции.Важную функцию в защите плодового дерева от неблагоприятных условий и от окислительного стресса выполняют фенольные соединения[1,2,3]. Основными представителями фенольных соединений, найденных в плодахи вегетативных органах яблониявляются катехины, лейкоантоцианы,флавонолы, антоцианы, являющиеся представителями Рактивных веществ.Несомненна ценность витамина Р для человека. Он оказывает положительное влияние на прочность и проницаемость капилляров, на состав крови, имеет антитоксическое действие, связывая ионы тяжелых металлов[4,5,6,7].Катехины присутствуют в плодах и ягодах в свободном (незначительное количество) и в связанном виде –в составе олигомерных и полимерных форм 2вместе с лейкоантоцианами. Антоцианы окрашивают плоды, листья, цветкив разнообразныекрасноватыеоттенки, а накопление антоцианов, и особенно в форме цианидинов, в коре побегов древесных растений связано с защитной функцией при действии низких температур, являясь термоаккумулирующим светозащитным барьером[8, 9].Фенольные соединения являются эффективными антиоксидантами, от их содержания зависит устойчивость плодового дерева к стрессовым температурным факторам[10, 11, 3].Воздействие неблагоприятныхфакторов вызывает ответную реакцию со стороны различных физиологических показателей. Физиологические и биохимические процессы, происходящие в период подготовки к зиме,в значительной степени обеспечивают зимостойкость дерева. Осенний период закалки яблони низкими температурами сопровождается существенными изменениями в метаболизме веществ фенольной природы. Однакомеханизм адаптации яблони и возможности его реализации у различных сортов в определенных условиях изучены не в полной мере и нуждаются в дальнейшей разработке. В связи с этим целью настоящей работы является оценка сортов яблони по содержанию фенольных соединений в плодах новых сортов яблони и выявление приспособительных реакций и изменений в метаболизме веществ фенольной природы в побегах в период осенней закалки и зимних неблагоприятных условий.
МетодикаИсследования проводилисьв лаборатории биохимии и на участках первичного изучения Всероссийского НИИ селекции плодовых культур (ВНИИСПК) в 20082012 годах. Для изучения взяты сорта яблони селекции института (селекции Е.Н.Седова): Болотовское, Имрус, Орлик, Орлинка, Орловим, Орловское полосатое, Рождественское, Свежесть, Синап орловский, Юбиляр и контрольные сорта Антоновка обыкновенная, Мелба, Папировка. Для определения фенольных соединений брали плоды в период технической зрелости и однолетние побеги в динамике за осеннезимний период.Определение фенольных соединений(антоцианов, лейкоантоцианов, катехинов) проводили колориметрическим методом в модификации Л.И.Вигорова сиспользованием фотоэлектроколориметра марки КФК2. Метод определения антоцианов основан на реакции кислого 96%ного этилового спирта с антоцианами плодов, ягод или вегетативных органов; контроль –75%ный этиловый спирт; определение лейкоантоцианов
в основу метода положен гидролиз лейкоантоцианов в соответствующие антоцианы при нагревании с кислым бутиловым спиртом; определение катехинов –анализ основан на реакции ванилинового реактива с катехинами плодов или вегетативных органов[12, 13].Для определения фенольных соединений в побегах взяты сорта яблониэталоны различной зимостойкости: зимостойкие сорта –Имрус, Орлик, Свежесть, Синап орловский и среднерусский сорт Антоновка обыкновенная; незимостойкий
западноевропейский сорт Приам.
Результаты1 Содержание катехинов и лейкоантоцианов в плодах новых сортов яблониВ настоящее время известно более2000 фенольных соединений растительного происхождения, из них более 150 обладают Рактивной витаминностью. В яблоках из них содержатся в основном катехины и лейкоантоцианы.Антоцианы в плодах яблони содержатся в небольшом количестве.В соответствии с требованиями Госкомиссии при передаче новых сортов на государственное испытание и при включении в Госреестр селекционных достижений,допущенных к использованию,в плодах яблок должно содержаться Рактивных веществ не менее 200мг/100г (для средней зоны садоводства России).
3В результате анализа многолетних данныхсодержанияфенольных соединений (Рактивных веществ) в плодахновых сортовяблони выявлено, что всепредставленные в таблице1 сорта посумме Рактивных катехинов и лейкоантоциановсоответствуют современным требованиям, при этом все летние сорта по этому показателю превосходят контрольный сорт Папировку, а в группе осеннезимних сорта Болотовское и Имрус превосходят Антоновку обыкновенную.
1 Содержание Рактивных веществ в плодах яблони сортов, выращенных воВНИИСПК (среднемноголетние данные), мг/100 гна сырую массуСортКатехиныЛейкоантоцианыСуммах*± m**minmaxV, %х*± m**minmaxV, %х*± m**minmaxV, %ЛетниесортаПапировка141,1±16,574,4269,538,9117,1±17,157,4240,046,2258,2±20,0174,0298,223,2Мелба179,1±15,5104,5299,633,6197,7±33,887,7378,054,1376,8±41,1210,0603,233,4Орлинка145,3±35,184,0231,448,4178,0±26,6130,0185,028,5323,3±25,5274,0361,414,1Орловим152,3±21,290,0219,034,2147,0±33,169,6222,055,1299,3±30,6159,6361,525,1Юбиляр172,4±28,093,2311,245,9215,5±19,4110,0288,025,4387,9±38,8203,2575,228,3ОсеннезимниесортаАнтоновка обыкновенная128,8±8,188,0180,422,7265,4±21,9170,0452,329,7394,2±26,3261,5606,724,0Болотовское194,3±14,1119,1274,525,6286,6±35,7149,5492,035,7480,9±34,0399,6666,234,0Имрус213,6±17,9116,0319,232,4198,7±18,179,8318,034,0412,3±30,3221,7597,126,2Орлик99,4±10,461,9174,636,1121,1±34,347,5281,769,4220,5±40,8141,3399,045,0Орловское полосатое96,9±10,047,4151,041,0142,7±32,171,6346,567,6239,6±41,9119,4481,3050,6Рождественское125,8±12,8109,8141,422,8240,2±35,5166,4318,529,5366,0±43,1305,2489,523,5Свежесть161,2±17,290,0296,038,5209,6±21,598,4366,034,0370,8±33,8214,8576,929,7Синап орловский101,0±7,950,3182,635,2110,4±13,650,0236,545,9 211,4±18,9120,3338,233,2Примечание: *х –среднее значение; ** m–ошибка опыта.
Наибольшее содержание, как катехинов, так и лейкоантоцианов отмечено по летней группе у сортов Мелба и Юбиляр, наименьшее –у Папировки. Выделились по накоплению катехинов в плодах сортовосеннего и зимнего сроков созревания Имрус, Болотовское и Свежесть (более 150 мг/100 г), по накоплению лейкоантоцианов –Болотовское, Антоновка обыкновенная, Рождественское, Свежесть (более 200 мг/100 г). Максимальное значение по сумме фенольных соединений было у сорта Болотовское (480,9 мг/100 г). По содержанию катехинов, лейкоантоцианов и их сумме наименьшие показатели были у сортов Синап орловский, Орлик, Орловское полосатое.На накопление Рактивных веществ в плодах метеорологические условия вегетационного периода оказывали значительное влияние, о чем свидетельствуют высокие значения коэффициента вариации(V,%) более 20,0%. И, тем не менее, 4высоковитаминные сорта даже в неблагоприятные годы накапливали значительное количество витамина Р: у сортов Болотовское, Имрус, Рождественское минимальное количество катехинов было более 100,0 мг/100 г, у сортов Болотовское, Антоновка обыкновенная, Рождественское содержание лейкоантоцианов –более 140,0 мг/100 г. Кроме того, вышеназванные сорта обладают наибольшей стабильностью содержания Рактивных веществ в плодах (V 30,0%).Представленные в таблице сорта яблони обладают также и другими достоинствами –высокимитоварными качествами, хорошим вкусом, устойчивостью к болезням, зимостойкостью и пригодны для современных садов интенсивного типа.
2Динамика содержания фенольных соединений в побегах и коре сортов яблониразличной зимостойкости.Устойчивость к зимним неблагоприятным условиям у яблони формируется постепенно, повышаясь после прекращения роста и перехода в состояние покоя при закалке низкими температурами. В осенний период активность метаболизма яблони падает, из листьев в ткани побегов переходят и накапливаются вещества, необходимые для развития устойчивости в зимний период. Умеренные пониженные температуры осенних месяцев способствуют синтезу запасных веществ и активизации защитных механизмов зимующего дерева. В этот период в тканях дерева происходит накопление крахмала с последующим его гидролизом,появляются олигосахариды и антиоксиданты. Защитную роль от воздействия отрицательных температур зимнего периода играют антоцианы, активно накапливающиеся в тканях в осенний период.Изучение динамики содержания антоцианов в различные периоды показало, что при снижении температуры воздуха в осенние месяцы происходило повышение содержания антоцианов в побегах при максимуме в ноябрефеврале. Тенденция повышения содержания антоцианов в наиболее холодный период характерна для всех изученных сортов яблони, но выявились количественные различия накопления антоцианов в зависимости от зимостойкости сорта. Содержание антоцианов в побегахизученныхзимостойкихсортов яблонибыло стабильно высоким и в течение ноября–февраля составляло: Имрус97129мг/100г, Синап орловский 84124мг/100г,Орлик 97140 мг/100г,Свежесть 105166 мг/100г, Антоновка обыкновенная
120164 мг/100г. В побегах незимостойкого сорта Приам содержание антоцианов максимально поднималось в декабре до 46 мг/100г(рис.1).
Рис.1 Содержание антоцианов в побегах сортов яблони в среднем за20082012 гг.
5Основное количество антоцианов сосредоточенов поверхностных слоях (в коре) побегов.У сортов Антоновка обыкновенная, Имрус, Орлик, Свежесть, Синап орловский количество антоцианов в коре превышало этот показатель у незимостойкого сорта Приам в 24 раза (рис.2).
Рис.2Содержание антоцианов в коре однолетних ветвейсортов яблони в среднемза 20082012 гг.
В осеннезимний период при снижении температуры воздуха в период закалки и органического покоя в тканях побегов яблони наблюдалось увеличение содержания и других фенольных соединений(катехинов, лейкоантоцианов). Но достоверной связи зимостойкостиизученных сортов яблонис содержанием этих соединений в осеннезимний период не обнаружено( табл.2).
2Динамика накопления катехинов в однолетних побегах сортов яблони (в среднем за осеннезимний период20082012 гг.)СортСодержание катехинов (мг/100 гсырой массы)по месяцамIXХXIXIIIIIIIIIVсреднееАнтоновка обыкновенная465,7650,3675,3522,9567,2495,3400,9543,1540,1Имрус444,3687,2605,7539,9488,3457,3427,6528,9522,4Приам407,7
553,5488,2490,7548,6424,3494,3504,3Свежесть459,3543,2665,3521,5475,6451,5378,4546,8505,2Синап орловский440,5631,1580,5389,0474,4540,5435,0629,5515,1Орлик432,0567,8584,0424,7404,5498,0387,5598,0487,1среднее441,6615,9610,7481,0483,5498,5409,0556,8
Fф1,3Fт2,5Примечание: F–критерий Фишера;
Fф–фактическое значение;
Fт–теоретическое значение.
Воздействие стрессовой температуройминус 25°С (6 часов в камере искусственного климата) в октябре 2012года показалонеоднозначные результаты:увеличение суммы Рактивных веществ в побегах сортовБолотовское. Свежесть, 6Орлик. Орловское полосатое, Синап орловский и в то же время –уменьшение у сортов Антоновка, Имрус, Рождественское(табл.3).В коре побегов сортов яблони после промораживания произошло уменьшение количества лейкоантоцианов, возможно,за счет перехода в антоцианы.
ВыводыВ результате исследований установлено, что изученные новые сорта яблони соответствуют по содержанию Рактивных веществ в плодах современным требованиям к сортам при передаче в госиспытание и для районирования. Сорта Болотовское, Имрус, Рождественское, Орлинка, Орловим, Юбиляр при этом обладают высокой стабильностью этого показателя по годам.Выявлена роль антоцианов в повышении устойчивости генотипа к неблагоприятным зимним условиям. В побегах (особенно в коре) зимостойких сортов яблони содержание антоциана было в 24 раза выше в сравнении с незимостойким западноевропейским сортом.Этот показатель можно использовать дляпрогнозированиязимостойкостисортовяблони.
Ссылки на источники1. Запрометов, М.Н. Основы биохимии фенольных соединений / М.Н. Запрометов. М.: Высшая школа, 1974. 212 с.2. Кретович, В.Л. Биохимия растений / В.Л. Кретович. –М.: Высшая школа, 1986. –445 с.3. Гудковский, В.А. Стресс плодовых растений / В.А. Гудковский, Н.Я. Каширская, Е.М. Цуканова. –Воронеж: Кварта, 2005. –128 с.4. Вигоров, Л.И. Сад лечебных культур /Л.И. Вигоров. Свердловск: СреднеУральское кн. издво, 1979. 175 с.5. Otto, D. Selected phenolic compounds in cultivated plants: Ecologic functions, health implications, and modulation by pesticides / D. Otto, M. Meier, S. Schlatter, J. Frischknecht// Environ. Health perspect. –1999.
H. 109114.6. Тутельян, В.А. Флавоноиды: содержание в пищевых продуктах, уровень потребления, биодоступность / В.А. Тутельян, А.К. Батурин, Э.А. Мартинчик // Вопросы питания. –2004. № 6. –С. 4348.7. Жбанова, Е.В. Витамины: от истории открытия –до наших дней / Е.В. Жбанова. Мичуринскнаукоград РФ, 2009. –232 с.8. Богомаз, К.И. Антоцианы в коре разных по морозоустойчивости сортов яблони / К.И. Богомаз, Т.П. Коршук. Вестник Киевского университета, серия Биология. Вып. 2, 5. –С. –8791.9. Леонченко, В.Г. Применение физиологогенетических исследований устойчивости плодовых культур для ускорения селекции на зимостойкость / В.Г. Леонченко // Селекция на зимостойкость плодовых и ягодных культур: материалы совещания (1517 сентября 1992 г., Москва). М., 1993. С.124129. 10. Гудковский, В.А. Окислительный стресс плодовых культур (факторы, механизмы, диагностика, повышение устойчивости)//Научные основы устойчивого садоводства в России: тез. докл. межрегион. научпракт. конф.(1112 марта 1999г., Мичуринск). Мичуринск, 1999.
С. 27.11. Джуренко, Н.И. Изменчивость флавонолов в листьях плодовоягодных растений / Н.И.Джуренко, Е.П. Паламарчук.
Тез. докл. VIсимпозиума по фенольным соединениям.
М.:2004. –С.29.12. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур/ Под редакцией Г.А. Лобанова.
Мичуринск, 1973.
С. 251317.13. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур /Под редакцией Е.Н. Седова, Т.П. Огольцовой. –Орел,1999. –С. 160167.
71Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ и Правительства Орловской области (проект № 120497505).
8УДК 631:526.32 581.19
Красова Нина Глебовнадоктор с.х. наук,заведующая лабораторией сортоизучения яблони ГНУ Всероссийский НИИ селекции плодовых культур (ВНИИСПК), г. Орел;Email: info@vniispk.ru; n.krasova@yandex.ru;Макаркина Маргарита Алексеевнадоктор с.х. наук,заведующая лабораторией биохимической и технологической оценки сортов и хранения ГНУ ВНИИСПК, г. ОрелEmail: makarkina.m@mail.ruГалашева Анна Мироновнакандидатс.х. наук,с. н. с. лаборатории сортоизучения яблони ГНУ ВНИИСПК, г. ОрелEmail: annagalasheva@mail.ru;Соколова С.Е.н. с. лаборатории биохимической и технологической оценки сортов и хранения ГНУ ВНИИСПК, г. Орел
Фенольные соединения в плодах и коре побегов сортов яблони
В статье представлены результаты исследований оценки сортов яблони селекции ВНИИСПК по содержанию фенольных соединений в плодах. Выявлены сорта с повышенным содержанием в плодах катехинов и лейкоантоцианов. Установлены различия в накоплении антоцианов в период закалки и покоя у сортов яблони различной зимостойкости. Предложено использовать для прогнозированиязимостойкости сортов яблони количественные показатели накопления антоцианов в побегах (особенно в коре) в осеннезимний период.
Ключевые слова: яблоня, сорта, антоцианы, лейкоантоцианы, катехины, зимостойкость.
Phenolic compounds in fruit and bark of apple variety shootsKrasova N.G., Makarkina M.A., Galasheva A.M., Sokolova S.E.
The assessment research results of apple varieties of the VNIISPK breeding on the content of phenolic compounds in fruit are presented in the paper. Varieties with higher contents of catechins and leucoanthocyans have been revealed. Differences have been determined in the anthocyansaccumulation in the period of hardening and dormancy of apple varieties with different winter hardiness. It is suggested to use quantitative indicators of anthocyans accumulation in shoots (particularly in the bark) in autumnwinter periods for the purpose of winter hardiness forecasting of apple varieties.
Key words: apple, varieties, anthocyans, leucoanthocyans, catechins, winter hardiness
Красова Нина Глебовнадоктор с.х. наук,заведующая лабораторией сортоизучения яблони ГНУ Всероссийский НИИ селекции плодовых культур (ВНИИСПК), г. Орел;Email: info@vniispk.ru; n.krasova@yandex.ru;Макаркина Маргарита Алексеевнадоктор с.х. наук,заведующая лабораторией биохимической и технологической оценки сортов и хранения ГНУ ВНИИСПК, г. ОрелEmail: makarkina.m@mail.ruГалашева Анна Мироновнакандидатс.х. наук,с. н. с. лаборатории сортоизучения яблони ГНУ ВНИИСПК, г. ОрелEmail: annagalasheva@mail.ru;Соколова С.Е.н. с. лаборатории биохимической и технологической оценки сортов и хранения ГНУ ВНИИСПК, г. Орел
Фенольные соединения в плодах и коре побегов сортов яблони1
В статье представлены результаты исследований оценки сортов яблони селекции ВНИИСПК по содержанию фенольных соединений в плодах. Выявленысорта с повышенным содержанием в плодах катехинов и лейкоантоцианов. Установлены различия в накоплении антоцианов в период закалки и покоя у сортов яблони различной зимостойкости. Предложено использовать для прогнозированиязимостойкости сортов яблони количественные показатели накопления антоцианов в побегах (особенно в коре) в осеннезимний период.
Ключевые слова: яблоня, сорта, антоцианы, лейкоантоцианы, катехины, зимостойкость
Многолетние плодовые растения постоянно находятся под действием абиотических факторов внешней среды (засухи, суховеи, ранние морозы, низкие критические температуры, оттепели, весенние заморозки).Нестабильность погодных условий приводит к метаболическим процессам и влияет на функциональную активность и в результате –на формирование урожая. Воздействие на растение стрессовых факторов приводит к ответной реакции со стороны ряда физиологических показателей. Наиболее важным показателем адаптивности сорта является зимостойкость дерева. В неблагоприятных условиях осеннезимнего периодадеревья многих сортов сильно повреждаютсяи даже гибнут. В то же время в процессе эволюции у плодовых деревьев выработалась система адаптационных и приспособительных реакций, которые связаны с глубокими изменениями в обмене веществ. Жизнедеятельность плодового дерева представляет собой сложную систему физиологобиохимических реакций и их саморегуляции.Важную функцию в защите плодового дерева от неблагоприятных условий и от окислительного стресса выполняют фенольные соединения[1,2,3]. Основными представителями фенольных соединений, найденных в плодахи вегетативных органах яблониявляются катехины, лейкоантоцианы,флавонолы, антоцианы, являющиеся представителями Рактивных веществ.Несомненна ценность витамина Р для человека. Он оказывает положительное влияние на прочность и проницаемость капилляров, на состав крови, имеет антитоксическое действие, связывая ионы тяжелых металлов[4,5,6,7].Катехины присутствуют в плодах и ягодах в свободном (незначительное количество) и в связанном виде –в составе олигомерных и полимерных форм 2вместе с лейкоантоцианами. Антоцианы окрашивают плоды, листья, цветкив разнообразныекрасноватыеоттенки, а накопление антоцианов, и особенно в форме цианидинов, в коре побегов древесных растений связано с защитной функцией при действии низких температур, являясь термоаккумулирующим светозащитным барьером[8, 9].Фенольные соединения являются эффективными антиоксидантами, от их содержания зависит устойчивость плодового дерева к стрессовым температурным факторам[10, 11, 3].Воздействие неблагоприятныхфакторов вызывает ответную реакцию со стороны различных физиологических показателей. Физиологические и биохимические процессы, происходящие в период подготовки к зиме,в значительной степени обеспечивают зимостойкость дерева. Осенний период закалки яблони низкими температурами сопровождается существенными изменениями в метаболизме веществ фенольной природы. Однакомеханизм адаптации яблони и возможности его реализации у различных сортов в определенных условиях изучены не в полной мере и нуждаются в дальнейшей разработке. В связи с этим целью настоящей работы является оценка сортов яблони по содержанию фенольных соединений в плодах новых сортов яблони и выявление приспособительных реакций и изменений в метаболизме веществ фенольной природы в побегах в период осенней закалки и зимних неблагоприятных условий.
МетодикаИсследования проводилисьв лаборатории биохимии и на участках первичного изучения Всероссийского НИИ селекции плодовых культур (ВНИИСПК) в 20082012 годах. Для изучения взяты сорта яблони селекции института (селекции Е.Н.Седова): Болотовское, Имрус, Орлик, Орлинка, Орловим, Орловское полосатое, Рождественское, Свежесть, Синап орловский, Юбиляр и контрольные сорта Антоновка обыкновенная, Мелба, Папировка. Для определения фенольных соединений брали плоды в период технической зрелости и однолетние побеги в динамике за осеннезимний период.Определение фенольных соединений(антоцианов, лейкоантоцианов, катехинов) проводили колориметрическим методом в модификации Л.И.Вигорова сиспользованием фотоэлектроколориметра марки КФК2. Метод определения антоцианов основан на реакции кислого 96%ного этилового спирта с антоцианами плодов, ягод или вегетативных органов; контроль –75%ный этиловый спирт; определение лейкоантоцианов
в основу метода положен гидролиз лейкоантоцианов в соответствующие антоцианы при нагревании с кислым бутиловым спиртом; определение катехинов –анализ основан на реакции ванилинового реактива с катехинами плодов или вегетативных органов[12, 13].Для определения фенольных соединений в побегах взяты сорта яблониэталоны различной зимостойкости: зимостойкие сорта –Имрус, Орлик, Свежесть, Синап орловский и среднерусский сорт Антоновка обыкновенная; незимостойкий
западноевропейский сорт Приам.
Результаты1 Содержание катехинов и лейкоантоцианов в плодах новых сортов яблониВ настоящее время известно более2000 фенольных соединений растительного происхождения, из них более 150 обладают Рактивной витаминностью. В яблоках из них содержатся в основном катехины и лейкоантоцианы.Антоцианы в плодах яблони содержатся в небольшом количестве.В соответствии с требованиями Госкомиссии при передаче новых сортов на государственное испытание и при включении в Госреестр селекционных достижений,допущенных к использованию,в плодах яблок должно содержаться Рактивных веществ не менее 200мг/100г (для средней зоны садоводства России).
3В результате анализа многолетних данныхсодержанияфенольных соединений (Рактивных веществ) в плодахновых сортовяблони выявлено, что всепредставленные в таблице1 сорта посумме Рактивных катехинов и лейкоантоциановсоответствуют современным требованиям, при этом все летние сорта по этому показателю превосходят контрольный сорт Папировку, а в группе осеннезимних сорта Болотовское и Имрус превосходят Антоновку обыкновенную.
1 Содержание Рактивных веществ в плодах яблони сортов, выращенных воВНИИСПК (среднемноголетние данные), мг/100 гна сырую массуСортКатехиныЛейкоантоцианыСуммах*± m**minmaxV, %х*± m**minmaxV, %х*± m**minmaxV, %ЛетниесортаПапировка141,1±16,574,4269,538,9117,1±17,157,4240,046,2258,2±20,0174,0298,223,2Мелба179,1±15,5104,5299,633,6197,7±33,887,7378,054,1376,8±41,1210,0603,233,4Орлинка145,3±35,184,0231,448,4178,0±26,6130,0185,028,5323,3±25,5274,0361,414,1Орловим152,3±21,290,0219,034,2147,0±33,169,6222,055,1299,3±30,6159,6361,525,1Юбиляр172,4±28,093,2311,245,9215,5±19,4110,0288,025,4387,9±38,8203,2575,228,3ОсеннезимниесортаАнтоновка обыкновенная128,8±8,188,0180,422,7265,4±21,9170,0452,329,7394,2±26,3261,5606,724,0Болотовское194,3±14,1119,1274,525,6286,6±35,7149,5492,035,7480,9±34,0399,6666,234,0Имрус213,6±17,9116,0319,232,4198,7±18,179,8318,034,0412,3±30,3221,7597,126,2Орлик99,4±10,461,9174,636,1121,1±34,347,5281,769,4220,5±40,8141,3399,045,0Орловское полосатое96,9±10,047,4151,041,0142,7±32,171,6346,567,6239,6±41,9119,4481,3050,6Рождественское125,8±12,8109,8141,422,8240,2±35,5166,4318,529,5366,0±43,1305,2489,523,5Свежесть161,2±17,290,0296,038,5209,6±21,598,4366,034,0370,8±33,8214,8576,929,7Синап орловский101,0±7,950,3182,635,2110,4±13,650,0236,545,9 211,4±18,9120,3338,233,2Примечание: *х –среднее значение; ** m–ошибка опыта.
Наибольшее содержание, как катехинов, так и лейкоантоцианов отмечено по летней группе у сортов Мелба и Юбиляр, наименьшее –у Папировки. Выделились по накоплению катехинов в плодах сортовосеннего и зимнего сроков созревания Имрус, Болотовское и Свежесть (более 150 мг/100 г), по накоплению лейкоантоцианов –Болотовское, Антоновка обыкновенная, Рождественское, Свежесть (более 200 мг/100 г). Максимальное значение по сумме фенольных соединений было у сорта Болотовское (480,9 мг/100 г). По содержанию катехинов, лейкоантоцианов и их сумме наименьшие показатели были у сортов Синап орловский, Орлик, Орловское полосатое.На накопление Рактивных веществ в плодах метеорологические условия вегетационного периода оказывали значительное влияние, о чем свидетельствуют высокие значения коэффициента вариации(V,%) более 20,0%. И, тем не менее, 4высоковитаминные сорта даже в неблагоприятные годы накапливали значительное количество витамина Р: у сортов Болотовское, Имрус, Рождественское минимальное количество катехинов было более 100,0 мг/100 г, у сортов Болотовское, Антоновка обыкновенная, Рождественское содержание лейкоантоцианов –более 140,0 мг/100 г. Кроме того, вышеназванные сорта обладают наибольшей стабильностью содержания Рактивных веществ в плодах (V 30,0%).Представленные в таблице сорта яблони обладают также и другими достоинствами –высокимитоварными качествами, хорошим вкусом, устойчивостью к болезням, зимостойкостью и пригодны для современных садов интенсивного типа.
2Динамика содержания фенольных соединений в побегах и коре сортов яблониразличной зимостойкости.Устойчивость к зимним неблагоприятным условиям у яблони формируется постепенно, повышаясь после прекращения роста и перехода в состояние покоя при закалке низкими температурами. В осенний период активность метаболизма яблони падает, из листьев в ткани побегов переходят и накапливаются вещества, необходимые для развития устойчивости в зимний период. Умеренные пониженные температуры осенних месяцев способствуют синтезу запасных веществ и активизации защитных механизмов зимующего дерева. В этот период в тканях дерева происходит накопление крахмала с последующим его гидролизом,появляются олигосахариды и антиоксиданты. Защитную роль от воздействия отрицательных температур зимнего периода играют антоцианы, активно накапливающиеся в тканях в осенний период.Изучение динамики содержания антоцианов в различные периоды показало, что при снижении температуры воздуха в осенние месяцы происходило повышение содержания антоцианов в побегах при максимуме в ноябрефеврале. Тенденция повышения содержания антоцианов в наиболее холодный период характерна для всех изученных сортов яблони, но выявились количественные различия накопления антоцианов в зависимости от зимостойкости сорта. Содержание антоцианов в побегахизученныхзимостойкихсортов яблонибыло стабильно высоким и в течение ноября–февраля составляло: Имрус97129мг/100г, Синап орловский 84124мг/100г,Орлик 97140 мг/100г,Свежесть 105166 мг/100г, Антоновка обыкновенная
120164 мг/100г. В побегах незимостойкого сорта Приам содержание антоцианов максимально поднималось в декабре до 46 мг/100г(рис.1).
Рис.1 Содержание антоцианов в побегах сортов яблони в среднем за20082012 гг.
5Основное количество антоцианов сосредоточенов поверхностных слоях (в коре) побегов.У сортов Антоновка обыкновенная, Имрус, Орлик, Свежесть, Синап орловский количество антоцианов в коре превышало этот показатель у незимостойкого сорта Приам в 24 раза (рис.2).
Рис.2Содержание антоцианов в коре однолетних ветвейсортов яблони в среднемза 20082012 гг.
В осеннезимний период при снижении температуры воздуха в период закалки и органического покоя в тканях побегов яблони наблюдалось увеличение содержания и других фенольных соединений(катехинов, лейкоантоцианов). Но достоверной связи зимостойкостиизученных сортов яблонис содержанием этих соединений в осеннезимний период не обнаружено( табл.2).
2Динамика накопления катехинов в однолетних побегах сортов яблони (в среднем за осеннезимний период20082012 гг.)СортСодержание катехинов (мг/100 гсырой массы)по месяцамIXХXIXIIIIIIIIIVсреднееАнтоновка обыкновенная465,7650,3675,3522,9567,2495,3400,9543,1540,1Имрус444,3687,2605,7539,9488,3457,3427,6528,9522,4Приам407,7
553,5488,2490,7548,6424,3494,3504,3Свежесть459,3543,2665,3521,5475,6451,5378,4546,8505,2Синап орловский440,5631,1580,5389,0474,4540,5435,0629,5515,1Орлик432,0567,8584,0424,7404,5498,0387,5598,0487,1среднее441,6615,9610,7481,0483,5498,5409,0556,8
Fф1,3Fт2,5Примечание: F–критерий Фишера;
Fф–фактическое значение;
Fт–теоретическое значение.
Воздействие стрессовой температуройминус 25°С (6 часов в камере искусственного климата) в октябре 2012года показалонеоднозначные результаты:увеличение суммы Рактивных веществ в побегах сортовБолотовское. Свежесть, 6Орлик. Орловское полосатое, Синап орловский и в то же время –уменьшение у сортов Антоновка, Имрус, Рождественское(табл.3).В коре побегов сортов яблони после промораживания произошло уменьшение количества лейкоантоцианов, возможно,за счет перехода в антоцианы.
ВыводыВ результате исследований установлено, что изученные новые сорта яблони соответствуют по содержанию Рактивных веществ в плодах современным требованиям к сортам при передаче в госиспытание и для районирования. Сорта Болотовское, Имрус, Рождественское, Орлинка, Орловим, Юбиляр при этом обладают высокой стабильностью этого показателя по годам.Выявлена роль антоцианов в повышении устойчивости генотипа к неблагоприятным зимним условиям. В побегах (особенно в коре) зимостойких сортов яблони содержание антоциана было в 24 раза выше в сравнении с незимостойким западноевропейским сортом.Этот показатель можно использовать дляпрогнозированиязимостойкостисортовяблони.
Ссылки на источники1. Запрометов, М.Н. Основы биохимии фенольных соединений / М.Н. Запрометов. М.: Высшая школа, 1974. 212 с.2. Кретович, В.Л. Биохимия растений / В.Л. Кретович. –М.: Высшая школа, 1986. –445 с.3. Гудковский, В.А. Стресс плодовых растений / В.А. Гудковский, Н.Я. Каширская, Е.М. Цуканова. –Воронеж: Кварта, 2005. –128 с.4. Вигоров, Л.И. Сад лечебных культур /Л.И. Вигоров. Свердловск: СреднеУральское кн. издво, 1979. 175 с.5. Otto, D. Selected phenolic compounds in cultivated plants: Ecologic functions, health implications, and modulation by pesticides / D. Otto, M. Meier, S. Schlatter, J. Frischknecht// Environ. Health perspect. –1999.
H. 109114.6. Тутельян, В.А. Флавоноиды: содержание в пищевых продуктах, уровень потребления, биодоступность / В.А. Тутельян, А.К. Батурин, Э.А. Мартинчик // Вопросы питания. –2004. № 6. –С. 4348.7. Жбанова, Е.В. Витамины: от истории открытия –до наших дней / Е.В. Жбанова. Мичуринскнаукоград РФ, 2009. –232 с.8. Богомаз, К.И. Антоцианы в коре разных по морозоустойчивости сортов яблони / К.И. Богомаз, Т.П. Коршук. Вестник Киевского университета, серия Биология. Вып. 2, 5. –С. –8791.9. Леонченко, В.Г. Применение физиологогенетических исследований устойчивости плодовых культур для ускорения селекции на зимостойкость / В.Г. Леонченко // Селекция на зимостойкость плодовых и ягодных культур: материалы совещания (1517 сентября 1992 г., Москва). М., 1993. С.124129. 10. Гудковский, В.А. Окислительный стресс плодовых культур (факторы, механизмы, диагностика, повышение устойчивости)//Научные основы устойчивого садоводства в России: тез. докл. межрегион. научпракт. конф.(1112 марта 1999г., Мичуринск). Мичуринск, 1999.
С. 27.11. Джуренко, Н.И. Изменчивость флавонолов в листьях плодовоягодных растений / Н.И.Джуренко, Е.П. Паламарчук.
Тез. докл. VIсимпозиума по фенольным соединениям.
М.:2004. –С.29.12. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур/ Под редакцией Г.А. Лобанова.
Мичуринск, 1973.
С. 251317.13. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур /Под редакцией Е.Н. Седова, Т.П. Огольцовой. –Орел,1999. –С. 160167.
71Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ и Правительства Орловской области (проект № 120497505).
8УДК 631:526.32 581.19
Красова Нина Глебовнадоктор с.х. наук,заведующая лабораторией сортоизучения яблони ГНУ Всероссийский НИИ селекции плодовых культур (ВНИИСПК), г. Орел;Email: info@vniispk.ru; n.krasova@yandex.ru;Макаркина Маргарита Алексеевнадоктор с.х. наук,заведующая лабораторией биохимической и технологической оценки сортов и хранения ГНУ ВНИИСПК, г. ОрелEmail: makarkina.m@mail.ruГалашева Анна Мироновнакандидатс.х. наук,с. н. с. лаборатории сортоизучения яблони ГНУ ВНИИСПК, г. ОрелEmail: annagalasheva@mail.ru;Соколова С.Е.н. с. лаборатории биохимической и технологической оценки сортов и хранения ГНУ ВНИИСПК, г. Орел
Фенольные соединения в плодах и коре побегов сортов яблони
В статье представлены результаты исследований оценки сортов яблони селекции ВНИИСПК по содержанию фенольных соединений в плодах. Выявлены сорта с повышенным содержанием в плодах катехинов и лейкоантоцианов. Установлены различия в накоплении антоцианов в период закалки и покоя у сортов яблони различной зимостойкости. Предложено использовать для прогнозированиязимостойкости сортов яблони количественные показатели накопления антоцианов в побегах (особенно в коре) в осеннезимний период.
Ключевые слова: яблоня, сорта, антоцианы, лейкоантоцианы, катехины, зимостойкость.
Phenolic compounds in fruit and bark of apple variety shootsKrasova N.G., Makarkina M.A., Galasheva A.M., Sokolova S.E.
The assessment research results of apple varieties of the VNIISPK breeding on the content of phenolic compounds in fruit are presented in the paper. Varieties with higher contents of catechins and leucoanthocyans have been revealed. Differences have been determined in the anthocyansaccumulation in the period of hardening and dormancy of apple varieties with different winter hardiness. It is suggested to use quantitative indicators of anthocyans accumulation in shoots (particularly in the bark) in autumnwinter periods for the purpose of winter hardiness forecasting of apple varieties.
Key words: apple, varieties, anthocyans, leucoanthocyans, catechins, winter hardiness
