Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время во многих странах мира активно ведутся исследования по расширению спектра сельскохозяйственных и лекарственных культур – источников биологически активных веществ с антиоксидантной активностью, в частности, низкомолекулярных водорастворимых антиоксидантов, проявляющих высокую физиологическую активность в живом организме (Кононков и др., 2005; Голубкина и др., 2010; Яшин и др., 2011). Антиоксиданты связывают свободные радикалы, препятствуя развитию опасных заболеваний. В связи с этим, особое внимание уделяется изучению содержания антиоксидантов в овощных культурах, среди которых важное место занимают зеленные и листовые культуры, употребляемые в пищу в свежем или сушеном виде. По данным последних лет, к таким растениям можно отнести амарант овощного направления, в листьях которого обнаружен сложный комплекс химических соединений, оказывающий на организм человека многостороннее действие (Чиркова, 1999; Гинс М.С., Гинс В.К., 2011).
При создании новых сортов овощного направления с повышенным содержанием антиоксидантов важно знать особенности формирования антиоксидантной системы растений, учитывать видо- и сортоспецифичность динамики их накопления в онтогенезе в зависимости от условий выращивания. Это позволит определить фазы развития растений и критерии сравнительной оценки для отбора ценных генотипов, а также установить оптимальные сроки сбора листьев амаранта в качестве обогащенной антиоксидантами овощной продукции для свежего потребления и сырья для переработки в сухие биодобавки и концентраты.
Количественная оценка общего содержания низкомолекулярных водорастворимых антиоксидантов в листьях различных видов, сортообразцов, индивидуальных растений представляет несомненный практический интерес и позволяет отобрать образцы с высокой антиоксидантной активностью для селекции на качество.
Цель работы – изучение динамики накопления эндогенных антиоксидантов в процессе роста и развития растений различных видов и сортов амаранта, а также влияния БАВ (экзогенные антиоксиданты и фитогормоны) на их содержание в листьях при предпосевной обработке семян.
В связи с этим были решены следующие задачи:
1. Оптимизировать элементы методики определения суммарного содержания водорастворимых антиоксидантов в листовой массе и оценить по данному показателю образцы амаранта и других зеленных культур;
2. Провести сравнительную оценку содержания водорастворимых антиоксидантов в листьях коллекционных образцов амаранта и выделить образцы с повышенным их содержанием;
3. Изучить характер динамики накопления антиоксидантов в листовой биомассе, выявить корреляционные зависимости и вариабельность биохимических показателей и морфобиологических признаков на разных фазах развития растений амаранта в зависимости от вида и условий выращивания;
4. Изучить особенности влияния предпосевной обработки биологически активными веществами на посевные качества семян, морфологические параметры растений, биохимические показатели и содержание антиоксидантов в листьях в зависимости от вида, фазы развития и условий выращивания.
Научная новизна исследований. Впервые изучена сортовая специфика в динамике накопления водорастворимых антиоксидантов в листьях различных видов амаранта и зависимость суммарного содержания антиоксидантов на различных фазах развития растений от условий выращивания, степень варьирования которой была максимальна в фазу вегетативного нарастания. Показана высокая положительная корреляционная зависимость между параметрами суммарного содержания антиоксидантов и содержанием аскорбиновой кислоты в фазу вегетативного нарастания и высокая отрицательная корреляция между суммарным содержанием антиоксидантов и содержанием каротиноидов в фазу созревания семян.
Установлено, что для выделения селекционно ценных форм амаранта с повышенным содержанием эндогенных антиоксидантов в листьях оценку образцов или индивидуальных растений в сортопопуляциях нужно проводить поэтапно: по показателю суммарного содержания антиоксидантов в фазу вегетативного нарастания с последующей оценкой выделенных форм на содержание БАВ (суммарного содержания антиоксидантов, аскорбиновой кислоты, каротиноидов) на стадии бутонизации.
Выявлено положительное влияние предпосевной обработки экзогенными БАВ (антиоксиданты и фитогормоны) на прорастание семян и показана специфичность их последействия на развитие растений различных видов (сортов) амаранта, накопление эндогенных антиоксидантов и других биохимических показателей в листьях в зависимости от условий выращивания. Отмечен стабильный стимулирующий эффект на повышение содержания антиоксидантов в листьях амаранта при использовании водных растворов галловой кислоты.
Практическая значимость. Модифицирована методика измерения суммарного содержания антиоксидантов в листьях овощных зеленных культур амперометрическим способом с использованием прибора ЦветЯуза-01-АА.
Выделены перспективные для селекции на качество коллекционные образцы амаранта с повышенным содержанием антиоксидантов в фазу вегетативного нарастания и в фазу бутонизации.
Обоснованы оптимальные сроки сбора листьев амаранта с целью получения овощной продукции с высоким суммарным содержанием водорастворимых антиоксидантов: до фазы цветения – для свежего потребления, а при заготовке сырья для получения фиточаёв в фазы бутонизации и цветения.
Предпосевная обработка семян амаранта галловой кислотой в концентрации 10-6% при экспозиции 12 часов стабильно способствует накоплению в листьях биологически активных соединений с антиоксидантной активностью.
Апробация работы. Материалы работы были доложены на Международной научно-методической конференции «Интродукция нетрадиционных и редких растений» (Мичуринск, 2008), на VIII Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования» (Москва, 2009), на 2nd International Conference “Effect of Pre- and Post-harvest Factors on Health Promoting Components and Quality of Horticultural Commodities”(Skierniewice, Poland, 2010), на VIII Международной конференции «Биоантиоксидант» (Москва, 2010), на ежегодных отчётах аспирантов и научных сотрудников ВНИИССОК (2008-2010 годы).
Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 2 в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на ____ страницах, состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, рекомендаций, списка литературы и приложения; содержит ___ таблиц, ___ рисунков, ___ приложений. Список использованной литературы включает ___ наименований, в том числе ____ иностранных авторов.
