Оценка генетической коллекции земляники по содержанию в плодах антоцианов

Главная

Статья в Elpub

РУС ENG

Вестник Томского государственного университета. Биология. 2017; : 134-148

Оценка генетической коллекции земляники по содержанию в плодах антоцианов

Лукъянчук И. В., Жбанова Е. В.

https://doi.org/10.17223/19988591/38/8

Аннотация

Отражены результаты многолетнего исследования накопления антоцианов в ягодах большого набора сортов, гибридных сеянцев, элитных и отборных форм земляники генетической коллекции Всероссийского НИИ генетики и селекции плодовых растений им. И.В. Мичурина. На основе анализа разнообразного и многочисленного сортового фонда земляники установлено, что содержание антоцианов в плодах в среднем по коллекции находится на невысоком уровне и составляет 52,3 мг/100 г сырой массы (этоуказывает на недостаточное внимание в селекции к созданию форм с повышенным содержанием данных веществ), при этом размах варьирования количества антоцианов в плодах находится в широком диапазоне - 10,5-171,6 мг/100 г. Изменчивость данного признака у гибридных сеянцев больше и составляет от 6,0 до 242,0 мг/100 г. Выделены перспективные генотипы с высоким накоплением антоцианов, представляющие интерес для селекции и практического использования: сорта Фейерверк - 107,4 мг/100 г, Привлекательная - 106,3 мг/100 г, Рубиновый кулон - 103,1 мг/100 г, отборные сеянцы 3/2-3 (Фейерверк х Львовская ранняя) - 242,0мг/100 г, 3/3-16 (Фейерверк х Марышка) -176,0 мг/100 г, 3/6-15 (Рубиновый кулон х Марышка) -165,0мг/100 г, 3/6-72 (Рубиновый кулон^х Марышка) -178,2мг/100 г. Выявлено, что, несмотря на все разнообразие гибридного потомства по содержанию антоцианов, наибольшее количество сеянцев с высоким их накоплением (от 80,0 до 100,0 мг/100 г и выше) получено в семьях, где обе родительские формы обладают высоким уровнем признака (Фейерверк, Привлекательная, Рубиновый кулон). Данные сорта рекомендуется использовать в качестве источников и доноров высокого содержания антоцианов в дальнейшей селекции.

Список литературы

1. Макаревич А.М., Шутова А.Г., Спиридович Е.В., Решетников В.Н. Функции и свойства антоцианов растительного сырья // Труды Белорусского государственного университета. Сер. Физиологические, биохимические и молекулярные основы функционирования биосистем. 2009. Т. 4, ч. 2. С. 147-157.

2. Колбас Н.Ю., Силва М.-А., Тэсседр П.-Л., Решетников В.Н. Антоцианы и антиоксидантная активность плодов некоторых представителей рода Rubus // Весщ НАН Беларуси Сер. бшлагичных навук. 2012. № 1. С. 5-10.

3. Тараховский Ю.С., Ким Ю.А., Абдрасилов Б.С., Музафаров Е.Н. Флавоноиды: биохимия, биофизика, медицина. Пущино : Sуnchrobook, 2013. 310 c.

4. Hou D.X. Potential mechanisms of cancer chemoprevention by anthocyanins // Current molecular medicine. 2003. Vol. 3, is. 2. РР. 149-159.

5. Заморьска 1.Л., Заморьска В.В. Фенольни речовини в ягодах сунищ // Збiрник наукових праць Уманьского НУС. Умань, 2013. Вип. 82, ч. 1: Агрономия. С. 18-23.

6. Zhao Y. Berry fruit: Value added products for health promotion. Boca Raton, FL: CRC Press Naylor and Francis Group. LLC., 2007. 430 p.

7. Bakker J., Bridle P., Bellsworthy S.J. Strawberry Juice Colour: a study of the quantitative and qualitative pigment composition of juices from 39 genotypes // Journal of the Science of Food and Agriculture. 1994. Vol. 64. РЕ 31-37.

8. Lopes da Silva F., Escribano-Bailo M.T., Pe'rez Alonso J.J., Rivas-Gonzalo J.C., Celestino Santos-Buelga C. Anthocyanin pigments in strawberry // Food Science and Technology. 2007. Vol. 40. PP. 374-382. doi: 10.10.16/jIwt.2005.09.018

9. Упадышев М.Т. Роль фенольных соединений в процессах жизнедеятельности садовых растений. М. : Изд. Дом МСП, 2008. 320 с.

10. Kajdzanoska M., Gjamovski V., Stefova M. HPLC-DAD-ESI-MSn Identification of phenolic compounds in cultivated strawberries from Macedonia // Macedonian Journal of Chemistry and Chemical Engineering. 2010. Vol. 29, is. 2. PP. 181-194.

11. Aaby K., Mazur S., Nes A., Skrede G. Phenolic compounds in strawberry (Fragaria x ananassa Duch.) fruits: composition in 27 cultivars and changes during ripening // Food Chemistry. 2012. Vol. 132, is. 1. PP. 86-97. doi: 10.10.16/j.foodchem.2011.10.037

12. Зубов А.А. Теоретические основы селекции земляники. РАСХН. ГНУ ВНИИГиСПР им. И.В. Мичурина. Мичуринск : ВНИИГиСПР, 2004. 196 с.

13. Жбанова Е.В., Лукъянчук И.В., Богданова О.А. Биохимический состав ягод гибридных сеянцев и отборных форм земляники // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2009. № 4. С. 124-128.

14. Lundergan C.A., Moore J.N. Inheritance of ascorbic acid content and color intensity in fruits of strawberry (Fragaria x ananassa Duch.) // J. Amer. Soc. Hortic. Sci. 1975. Vol. 100, № 6. PP. 633-635.

15. Singh A., Singh B.K., Deka B.C., Sanwal S.K., Patel R.K., Verma M.R. The genetic variability, inheritance and inter-relationships of ascorbic acid, carotene, phenol and anthocyanin content in strawberry (Fragaria x ananassa Duch.) // Scientia Horticulturae. 2011. Vol. 129. PP. 86-90.

16. Гуляев Г.В., Мальченко В.В. Словарь терминов по генетике, цитологии, селекции, семеноводству и семеноведению. М. : Россельхозиздат, 1975. 215 с.

17. Программа и методика селекции плодовых, ягодных и орехоплодных культур / под общ. ред. Е.Н. Седова. Орел : Изд-во ВНИИСПК, 1995. 502 с.

18. Айтжанова С.Д. Селекция земляники в юго-западной части Нечерноземной зоны России : дис.. д-ра с.-х. наук. Брянск, 2002. 398 с.

19. Зубов А.А., Станкевич К.В. Комбинационная способность ряда сортов земляники по признакам качеств ягод // Бюл. науч. инф. Центр. генет. лаб. 1985. Вып. 42. С. 31-36.

20. Жбанова Е.В. Комбинационная способность ряда сортов земляники по химическому составу ягод // Плодоводство : науч. тр. РУП «Ин-т плодоводства». 2013. Т. 25. С. 407-413.

21. Зубов А.А., Станкевич К.В. Шкала для определения антоцианов в землянике // Садоводство. 1979. № 10. С. 33.

22. Леонченко В.Г., Ханина Н.П. Динамика цианидинов в коре однолетних ветвей яблони в связи с морозостойкостью // Бюл. науч. информ. Центр. генет. лаб. 1985. Вып. 42. С. 15-19.

23. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М. : Агропромиздат, 1985. 351 с.

24. Fredes C., Montenegro G., Zoffoli J.P., Santander F., Paz R. Comparison of the total phenolic content, total anthocyanin content and antioxidant activity of polyphenol-rich fruits grown in Chile // Cien. Inv. Agr. 2014. Vol. 41, is. 1. PP. 49-60.

Tomsk State University Journal of Biology. 2017; : 134-148

Estimation of genetic collection for anthocyanin content in strawberry fruits

Lukyanchuk I. V., Zhbanova E. V.

https://doi.org/10.17223/19988591/38/8

Abstract

The isolation of valuable genotypes with high anthocyanin content in fruits is a promising and current direction of strawberry breeding in connection with the growing interest to their biological and pharmacological activity, and antioxidant properties. The aim of the present study was identification of anthocyanin content variability in strawberry fruits both depending on genetic origin of available forms, definition of range for their varying in varieties and hybrid seedlings, and also isolation of promising genotypes as important sources and donors for high anthocyanin accumulation. The present paper gives the results of long-term investigations for accumulation of anthocyanins in fruits of a great set of varieties, hybrid seedlings, advanced and selected seedlings of strawberry from genetic resources of Federal State Budgetary Scientific Institution " IV Michurin Federal Research Centre" and affiliated "Breeding and genetics centre - IV Michurin All Russian Research Institute for Genetics and Breeding of Fruit Plants" (Tambov region, Michurinsk) (See Fig. 2). We determined the total content of anthocyanin pigments in laboratory with the use of spectrophotometric method (Leonchenko VG, Khanina NP, 1985). The comprehensive assessment of anthocyanin content in hybrid seedlings in open field required AA Zubov's and KV Stankevich's (1979) technique with the use of anthocyanin pigment scale. Transgressive variation was defined according to recommendations of AA Zubov (2004). On the basis of various and numerous varietal resources of strawberry in the Central Chernozem Region we stated that anthocyanin content in strawberry fruits, as well as medium index per collection was 52.3 mg/100g of wet weight (it is proved by adequate breeding measures for development of forms with higher content of the given substances), and here the range of varying of anthocyanin content was within a wide range- 10.5-171.6 mg/100g. As studies have shown, the percentage of varieties with light-colored fruits (52.3%) is much higher than with dark-colored fruits (4.6%) (See Fig. 1). Variability of the given character is higher in hybrid seedlings and within 6.0 to 242.0 mg/100g (See Table 2). We singled out prospective genotypes with high accumulation of anthocyanins. The following varieties can be considered as important for breeding and practical consumption (See Table 1): Feyerverk - 107.4 mg/100g, Privlekatel'naya -106.3 mg/100g, Rubinovy kulon - 103.1 mg/100g. Selected seedlings 3/2-3 (Feyerverk х L'vovskaya rannyaya) - 242.0 mg/100g, 3/3-16 (Feyerverk х Maryshka) - 176.0 mg/100g, 3/6-15 (Rubinovy kulon х Maryshka) - 165.0 mg/100g, 3/6-72 (Rubinovy kulon х Maryshka) - 178.2 mg/100g. We found out that in spite of all differences in hybrid progenies for anthocyanin content, the greatest number of seedlings with their high accumulation (from 80.0 to 100.0 mg/100g and more) was obtained in families where both parental forms have high anthocyanin content: Feyerverk, Privlekatel'naya, Rubinovy kulon). We recommend using the given varieties as sources and donors of high anthocyanin content in further breeding. The article contains 2 Figures, 2 Tables, 24 References.

References

1. Makarevich A.M., Shutova A.G., Spiridovich E.V., Reshetnikov V.N. Funktsii i svoistva antotsianov rastitel'nogo syr'ya // Trudy Belorusskogo gosudarstvennogo universiteta. Ser. Fiziologicheskie, biokhimicheskie i molekulyarnye osnovy funktsionirovaniya biosistem. 2009. T. 4, ch. 2. S. 147-157.

2. Kolbas N.Yu., Silva M.-A., Tessedr P.-L., Reshetnikov V.N. Antotsiany i antioksidantnaya aktivnost' plodov nekotorykh predstavitelei roda Rubus // Vesshch NAN Belarusi Ser. bshlagichnykh navuk. 2012. № 1. S. 5-10.

3. Tarakhovskii Yu.S., Kim Yu.A., Abdrasilov B.S., Muzafarov E.N. Flavonoidy: biokhimiya, biofizika, meditsina. Pushchino : Sunchrobook, 2013. 310 c.

4. Hou D.X. Potential mechanisms of cancer chemoprevention by anthocyanins // Current molecular medicine. 2003. Vol. 3, is. 2. RR. 149-159.

5. Zamor'ska 1.L., Zamor'ska V.V. Fenol'ni rechovini v yagodakh sunishch // Zbirnik naukovikh prats' Uman'skogo NUS. Uman', 2013. Vip. 82, ch. 1: Agronomiya. S. 18-23.

6. Zhao Y. Berry fruit: Value added products for health promotion. Boca Raton, FL: CRC Press Naylor and Francis Group. LLC., 2007. 430 p.

9. Upadyshev M.T. Rol' fenol'nykh soedinenii v protsessakh zhiznedeyatel'nosti sadovykh rastenii. M. : Izd. Dom MSP, 2008. 320 s.

12. Zubov A.A. Teoreticheskie osnovy selektsii zemlyaniki. RASKhN. GNU VNIIGiSPR im. I.V. Michurina. Michurinsk : VNIIGiSPR, 2004. 196 s.

13. Zhbanova E.V., Luk\"yanchuk I.V., Bogdanova O.A. Biokhimicheskii sostav yagod gibridnykh seyantsev i otbornykh form zemlyaniki // Izvestiya Timiryazevskoi sel'skokhozyaistvennoi akademii. 2009. № 4. S. 124-128.

16. Gulyaev G.V., Mal'chenko V.V. Slovar' terminov po genetike, tsitologii, selektsii, semenovodstvu i semenovedeniyu. M. : Rossel'khozizdat, 1975. 215 s.

17. Programma i metodika selektsii plodovykh, yagodnykh i orekhoplodnykh kul'tur / pod obshch. red. E.N. Sedova. Orel : Izd-vo VNIISPK, 1995. 502 s.

18. Aitzhanova S.D. Selektsiya zemlyaniki v yugo-zapadnoi chasti Nechernozemnoi zony Rossii : dis.. d-ra s.-kh. nauk. Bryansk, 2002. 398 s.

19. Zubov A.A., Stankevich K.V. Kombinatsionnaya sposobnost' ryada sortov zemlyaniki po priznakam kachestv yagod // Byul. nauch. inf. Tsentr. genet. lab. 1985. Vyp. 42. S. 31-36.

20. Zhbanova E.V. Kombinatsionnaya sposobnost' ryada sortov zemlyaniki po khimicheskomu sostavu yagod // Plodovodstvo : nauch. tr. RUP «In-t plodovodstva». 2013. T. 25. S. 407-413.

21. Zubov A.A., Stankevich K.V. Shkala dlya opredeleniya antotsianov v zemlyanike // Sadovodstvo. 1979. № 10. S. 33.

22. Leonchenko V.G., Khanina N.P. Dinamika tsianidinov v kore odnoletnikh vetvei yabloni v svyazi s morozostoikost'yu // Byul. nauch. inform. Tsentr. genet. lab. 1985. Vyp. 42. S. 15-19.

23. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta. M. : Agropromizdat, 1985. 351 s.

Оценка генетической коллекции земляники по содержанию в плодах антоцианов

Аннотация

Estimation of genetic collection for anthocyanin content in strawberry fruits

Abstract

События