Аккумулирование селена базиликом огородным (ocinum baslicum L.)

ние как антиаллергенного, антикан-

рицидное, антиоксидантное, проти-

Базилик является богатым источником эссенциального масла и широко используется в кондитерской промышленности, как приправа к мясу, приготовления за- правки к салатам, безалкогольных напитков и мороженого. Широкий спектр биологической активности растения определяет его примене- церогенного (Gajula et al, 2009; Hakkim et al, 2007; Beric et al, 2008), антимикробного, антисептического, спазмолитического (Suppakul et al, 2003), противогрибкового, проти- вовирусного, противовоспалительного, анальгетического и иммуностимулирующего средства (Umadevi, 2001). В литературе описаны бакте- вовоспалительное, противоязвенное, противодиаррейное действие базилика, снижающее уровень сахара в крови, стимулирующее нервную систему, проявляющее радиопро- текторное действие (Prakash Umadevi, 2001). Значительная часть биологической активности базилика определяется присутствием природных антиоксидантов. Так, важнейшими компонентами базилика O. basilicum являются розмариновая (Kim et al, 2003), кофейная кислоты (Gulcin et al, 2007), терпеноиды (Loughrin&Kasperbauer, 2001), окси-коричные кислоты (синаповую и феруловую) (Chamila et al, 2003), флавоноиды (Umadevi, 2001), антоцианины (Mazza&Miniati, 1993; Simon et al, 1999; Singelton et al, 1999).

С другой стороны, крайне ограничены сведения о содержании в базилике еще одного природного антиоксиданта, обладающего антиканцерогенным действием, – селена (Справочик, 2002). Хотя эссенци-альность селена для растений (в отличие от млекопитающих) не доказана, его защитная роль в отношении разного рода стрессов (засуха, подтопление, воздействие тяжелых металлов, вредных насекомых и т.п.) не вызывает сомнения (Голубкина, Папазян, 2006; Golubkina, Skryabin, 2009). Кроме того, ограничены сведения о взаимосвязи селена с вторичными метаболитами растений. Так, установлено активирование нитрат редуктазы под действием селенатов и селенитов (Голубкина, Соколов, 2012), показана взаимосвязь селена с половыми гормонами (Солдатов, 2008), установлено, что селен способствует накоплению полиненасыщенных жирных кислот в семенах льна (Голубкина, Киселева, 2012) и сельдерейных (Голубкина и др, 2010). Что касается влияния селена на накопление эфирных масел, то этот вопрос до сих пор остается открытым и требу- ет своего разрешения.

Целью настоящего исследования было установление сортовых особенностей аккумулирования селена базиликом и выявление взаимосвязей с содержанием эфирных масел и флавоноидов.

Материалы и методы

Материалом для исследований послужили 20 образцов базилика огородного различного экологогеографического происхождения и места репродукции, полученные из мировой коллекции ГНЦ ВИР и розничной сети.

Исследования проводили на дерновоподзолистой тяжелосуглинистой почве со средним содержанием гумуса -3,5%, фосфора – 10 мг/100 г, калия – 15 мг/100 г; рН 6,5. Содер-

1. Сортовые различия в аккумулировании селена базиликом

№ п/п	№ кат ВИР, название	Происхождение	Место репродукции	Год репродукции	Содержание селена мкг/кг сухой массы
1	К-117	Йемен	Майкоп	2007	40±4
2	К-63	Аргентина	Крымск	2001	45±3
3	К-3	Армения	Волгоград	2007	46±5
4	К-9	Азербайджан	Волгоград	2007	46±4
5	«Базилик»	Россия	-	-	47±4
6	К-48	Китай	Майкоп	2003	50±5
7	Фиолетовый Ереванский	Россия	-	-	52±5
8	Тонус	Россия	-	-	56±6
9	Философ	Россия	-	-	58±5
10	К-106	Туркмения	Волгоград	2008	62±5
11	К-44	Чехия	Майкоп	2004	63±6
12	К-26	Узбекистан	Волгоград	2001	67±6
13	К-32	-	-	-	68±7
14	К-130	Габон	Крымск	2008	70±7
15	К-73	Иран	Волгоград	2008	71±6
16	Гвоздичный	Россия	ВНИИССОК	2008	73±7
17	К-318	Венгрия	Майкоп	2003	84±7
18	К-173	Непал	Крымск	2008	85±8
19	К-33	Киргизия	Майкоп	2008	94±9
20	Карамельный	Россия	ВНИИССОК	2008	96±9

2. Содержание селена в календуле и мяте (мкг/кг сухой массы)

Сорт календулы Содержание селена Сорт мяты Содержание селена Абрикос 22±1 Медичка 117±9 Арт шедс 25±2 Москвичка 130±10 Еллоу Гитана 49±3 Згатка 134±10 Оранжевый король 55±3 Кубанская 161±11 Фиеста Гитана 77±5 Янтарная 276±15 жание селена составило 240±25 мкг/кг сухой массы.

Опыт закладывали по методике коллекционного изучения согласно ОСТ 46 71-78 этап I с учетом биологических и агротехнических особенностей базилика. Посев семян проводили 24 апреля в пластиковые кассеты, наполненные торфяной смесью. Рассаду выращивали в условиях весенней пленочной теплицы. До пересадки растений в грунт, по мере необходимости, проводили многократные поливы и подкормки растворимыми комплексными удобрениями «Кемира-Люкс». Высадка в открытый грунт осуществлялась 4

июня. Схема посадки на грядах двухстрочная. Размер опытной делянки – 7,5 м2. С целью выявления особенностей аккумулирования селена базиликом отдельно выращивали образцы мяты (5 сортов) и календулы (5 сортов) в открытом грунте по общепринятой методике.

В середине июля листья с соцветиями собирали, высушивали при комнатной температуре до постоянной массы и гомогенизировали.

Эфирное масло базилика выделяли перегонкой с водяным паром. Количество эфирного масла устанавливали гравиметрически.

Содержание селена в образцах базилика, мяты и календулы определяли с помощью флуорометрического метода, основанного на мокром сжигании смесью азотной и хлорной кислот, восстановлении шестивалентного селена до Se+4 действем 6N соляной кислоты и образовании флуоресцирующего комплекса между селенистой кислотой и 2,3-диаминонафталином (Alfthan, 1984).

Концентрацию флавоноидов в листьях базилика устанавливали спектрофотометрически (Руководство, 2004).

Статистическую обработку результатов осуществляли с использованием критерия Стьюдента.

3. Сортовые различия в аккумулировании селена некоторыми сельскохозяйственными культурами

Наименование	n*	Среднее	Интервал концентраций	Литература
Базилик	20	63,7±13,5	40-96
Календула	5	45,6±17,7	22-70	Настоящая работа
Мята	5	164±45	117-276
Томат	6	50±9	38-62	Голубкина и др, 2002
Паприка	9	84±17	52-114	Бавыкина и др, 2012
Многолетние луки	14	180±13	155-221	Голубкина и др, 2009
Капуста китайская	13	236±33	131-308	Голубкина и др, 2003
Капуста пекинская	17	239±63	122-369

Результаты и их обсуждение

Уровни аккумулирования селена сортообразцами базилика находились в интервале концентраций от 40 до 96 мкг/кг сухой массы и были несколько выше соответствующих значений для календулы (табл.1,2).

В то же время обращает внимание, что средние показатели накопления селена мятой при прочих равных условиях более чем в 2 раза превышали значения, характерные для базилика, хотя известно, что все три вида относятся к растениям, не аккумуляторам селена (Голубкина, Папазян, 2006). Возможности значительных различий в аккумулиро-

Содержание селена, мкг/кг

вании селена покрытосеменными растениями описаны и для других сельскохозяйственных культур (табл.3). Так, томаты и паприка имеют сходные уровни аккумулирования селена с базиликом, в то время как капуста пекинская и китайская, а также луки многолетние отличаются поразительно высокими уровнями накопления микроэлемента.

Являясь компонентом антиокси-дантой защиты растений, селен часто оказывается взаимосвязан с другими природными антиоксидантами. Прямые взаимосвязи селена с различными природными антиоксидантами описаны для разных сельскохозяйственных культур: для капусты китайской ( Brassica chinensis L.) – с содержанием витамина С (r=+0,79; n=23), для перца сладкого ( Capsicum annuum L.) – с суммарным содержанием каротиноидов (r=+0,82; n=14), для жимолости – с уровнем накопления флавоноидов (r=+0,58; n=21) (Голубкина и др., 2011), для сельдерейных – с содержанием полиненасыщенных жирных кислот в семенах (r=+0,81; 8 видов)

Рис.1. Взаимосвязь между содержанием селена в базилике и уровнем накопления эфирных масел (r=+0,74; P<0,001) (номера точек соответствуют нумерации табл.1)

VO = о

К

<и

7    8

Содержание флавоноидов, мг/100г

Рис.2. Гистограмма содержания флавоноидов в базилике

(Голубкина и др., 2010). При этом каждая из выявленных взаимосвязей характерна для определенного вида растений и не повторяется для других видов. Механизмы таких взаимосвязей до настоящего времени не выявлены.

Являясь вторичными метаболитами растений, эфирные масла представляют собой сложную смесь терпеноидов и ароматических соединений. Установлено, что многие из вторичных метаболитов защищают растения против вирусов, бактерий, грибов и насекомых вредителей. Многие из этих соединений, включая эфирные масла, влияют на рост и развитие соседствующих растений. Показательно, что микроэлемент селен проявляет аналогичные свойства в высших растениях. Так, установлено защитное действие селена в отношении бактериальных инфекций и насекомых-вредителей (Golubkina,Skryabin, 2010; Голубкина и др, 2002). Выявлено, что растения-аккумуляторы селена подавляют рост растений не акку- муляторов (El Mehdawi et al, 2011).

Количество эфирных масел и их состав определяется генетическими и сортовыми особенностями вида, рН почвы, температурой, относительной влажностью, временем сбора урожая, плотностью посадки растений и минеральным питанием (Ма-ланкина, 2009). Результаты настоящих исследований свидетельствуют о существовании достоверной взаимосвязи между величиной аккумулирования селена и содержанием эфирных масел в базилике (рис.1).

Как видно из представленных данных, сортообразец K-33 и сорт Карамельный характеризуются наиболее высоким содержанием селена и эфирных масел. Наблюдаемая закономерность может быть объяснена, по крайней мере, частично антагонистическими взаимосвязями селена и тяжелых металлов. В самом деле, для базилика известна обратная корреляция между содержанием эфирных масел и величиной накопления свинца, кадмия и меди (Zheljazkov et al, 2006). Аналогичные обратные корреляции характерны и между уровнями аккумулирования селена сельскохозяйственными растениями и величиной аккумулирования тяжелых металлов (Голубкина, Папазян, 2006). Это позволяет предположить возможность опосредованного влияния селена на накопление эфирных масел путем подавления аккумулирования тяжелых металлов.

Другими важными вторичными метаболитами базилика являются флавоноиды. Ранее нами было показано существование прямой корреляции между уровнем накопления селена и содержанием флавоноидов в коллекции многолетних луков (Дудченко, 2010), что давало основание предполагать возможность аналогичных взаимосвязей и в других видах сельскохозяйственных растений. Было установлено, что средний уровень флавоноидов в исследуемых образцах базилика составил 2,58±1,17 мг/100 г и варьировал от 0,09 до 7,43 мг/100 г сухой массы (рис.2).

Обращает внимание аномально высокое содержание флавоноидов (более 7 мг/100г) в сортообразце К32. В отличие от многолетних луков, для выбранной коллекции базилика мы не наблюдали взаимосвязи между содержанием селена и уровнем аккумулирования флавоноидов (r=+0,15; P>0,5). Очевидно, что взаимосвязи уровня аккумулирования селена с различными вторичными метаболитами растений строго видоспецифичны.

Таким образом, впервые установлена прямая взаимосвязь уровней аккумулирования эфирных масел и селена в коллекции сортообразцов базилика и отсутствие взаимосвязи указанных показателей с величиной накопления флавоноидов.