Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время актуальной народно-хозяйственной задачей является создание высокоурожайных сортов хлопчатника, устойчивых к заболеваниям, а также обладающих хорошими технологическими свойствами волокна и повышенной масличностью. Для получения таких сортов хлопчатника необходимо изучение физиологических, биохимических и генетических основ, признаков продуктивности, устойчивости и масличности семян хлопчатника. Хлопковое масло, по объему производства в СНГ, занимает второе место после подсолнечного. Удельный вес хлопкового масла в общем балансе растительных жиров, производимых в СНГ, составляет примерно 22 % и оно является основным видом растительного жира в рационе питания населения республик Средней Азии и РТ.
Увеличение масличности семян только на 1% может дать прибавку более 5 тысяч тонн высококачественного пищевого масла в расчете на год. В свете сказанного, наряду с такими проблемами: как селекция высокопродуктивных сортов интенсивного типа с улучшенными технологическими параметрами хлопкового волокна, повышенной устойчивостью к различным заболеваниям и вредителям, становится очевидным актуальность исследований, связанных с повышением масличности семян хлопчатника. Для успешного решения этой сложной и ответственной задачи необходимо всестороннее физиолого-биохимическое и эколого-генетическое изучение характера изменчивости признака масличности семян, у различных форм и линий хлопчатника.
Анализ данных мировой литературы показывает, что проблема масличности хлопчатника еще не нашла своего решения. Именно, поэтому, определение содержания масла и изучение некоторых параметров продуктивности хлопчатника является актуальным.
Цель и задачи исследования. Основной целью работы являлось сравнительное изучение масличности, содержания свободных и связанных кислот, фенольных соединений, макро- и микроэлементов состава семян, а также определение содержания хлорофилла и органических кислот состава листьев некоторых сортов и линий хлопчатника. Цель и задачи исследования. Цель нашей работы заключается в получении данных, которые позволили бы оценивать масличности семян в сортовом разрезе, а также в сравнительном изучении компонентного состава семян, признака масличности и других количественных признаков различных сортов и линий хлопчатника, отличающихся по продуктивности.
В связи с этим были поставлены следующие задачи:
- определить масличность ядра семян хлопчатника и изучить динамику накопления количества свободных жирных кислот масла в разных фазах созревания;
- методом атомно-эмиссионного спектрального анализа определить макро- и микроэлементный состав семян;
- изучить накопление фенольных соединений в разных фазах созревания ядра семян хлопчатника;
- выявить динамику содержания хлорофилла и органических кислот в листьях изучаемых сортов и линий хлопчатника в онтогенезе растений;
- модифицировать метод ТСХ-анализа с целью получения более точных результатов.
Научная новизна работы.
С применением биохимического анализа впервые изучены и определены основные компоненты состава масла, полученного из ядра семян хлопчатника. Результаты сравнительного изучения параметров компонентного состава семян (признака масличности, макро- и микроэлементов, количества свободных и связанных жирных кислот, глицеридного состава при ТСХ и ГЖХ-анализах, а также ОАП, содержания органических кислот и хлорофилла листьев и других количественных признаков) позволили установить некоторые особенности изменения этих параметров в онтогенезе хлопчатника, отличающиеся по продуктивности.
Методом АЭСП детально определены макро- и микроэлементы семян изучаемых образцов. Сравнительный анализ макро- и микроэлементов семян показал, что соотношение в распределении этих элементов колеблется у отдельных сортов хлопчатника, однако закономерность в их локализации остается одинаковой для всех исследованных сортов. Эти данные характеризуют многообразие минеральных веществ, содержащихся в главных частях семени – в ядре и шелухе. Макро- и микроэлементы, такие как: цинк, медь и марганец в основном сосредоточены в ядре семени. Локализация этих элементов в зародыше является, очевидно, не случайной. Они входят в состав ядра в виде различных органических соединений, и играют важную роль в обмене веществ. Изучена динамика накопления свободных кислот и фенольных соединений в разных фазах развития семян. Модифицировано ТСХ-анализ свободных кислот и титрометрическим методом определена сумма фенольных соединений в маслах.
Теоретическая и практическая значимость работы. Выявлены генотипы с повышенной масличностью, с небольшим количеством свободных жирных кислот и фенольных соединений, а также с хорошим выходом волокна, которые могут быть полезными при создании более продуктивных форм хлопчатника в практической селекции. Модифицированные методы могут найти применение при выполнении аналогичных исследований, а научные разработки и опубликованные работы могут быть использованы при подготовке методических указаний, а также при чтении спецкурсов и проведении спецпрактикумов по биохимии растений на кафедрах биохимии в ВУЗах биологического профиля.
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на конференции «Молодые учёные и современная наука», (Душанбе, 2002, 2003), на международной конференции «Здоровое питание - здоровая нация». (Душанбе, 2005), на II международном симпозиуме «Регуляторы роста растений: внутриклеточная гормональная сигнализация и применение в аграрной промышленности» (Киев, 2007), на международной конференции «Состояние и перспективы развития биохимии в Таджикистане» (Душанбе, 2009), на Всероссийском симпозиуме «Растение и стресс» (Москва 2009), VI-международной научно-практической конференции «Перспективы развития науки и образования», посвященной 20-летию XVI Сессии Верховного Совета Республики Таджикистан (Душанбе, 16-17 ноября 2012 г), на конференции «Вклад биологии и химии в обеспечение продовольственной безопасности и развитие химических технологий в Таджикистане», посвященной 80-летию образования Худжандского государственного университета им. академика Б. Гафурова (Худжанд, 2012), апрельских конференциях профессорско - преподавательского состава ТНУ «День науки» (2008, 2009, 2010, 2011, 2012), на конференциях и научных семинарах биологического факультета и кафедры биохимии ТНУ, на расширенном заседании кафедры биохимии ТНУ (2012).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав (обзор литературы; объекты и методы исследования; результаты исследований), заключения, выводов, списка литературы. Диссертация изложена на 118 страницах компьютерного текста, содержит 35 таблиц, 17 рисунков. Список цитируемой литературы содержит 100 работ.
