Оценка образцов гречихи на содержание рутина в лесостепной зоне Красноярского края

Введение . Гречиха является не только ценной крупяной культурой, она хороший предшественник для многих культур, используется как медонос. Отходы обработки зерна используют на корм скоту и птице. В настоящее время активно ведутся исследования по извлечению биологически активных соединений из растительного сырья, отходов гречихи, что позволяет решить проблему комплексного использования этого растения [1–6].

Считается, что на устойчивость к неблагоприятным условиям вегетации растений влияет содержание флавоноидов (у гречихи это рутин), что вызывает необходимость селекции сортов для этой культуры с его высоким содержанием [7–9].

Маркерным признаком в селекции на устойчивость растений к болезням, вызванным грибами, может служить высокое содержание рутина в растениях [10].

В лесостепной зоне Красноярского края площади под посевами гречихи незначительны (0,3 % от всех посевов гречихи в РФ), по сравнению с Алтаем (46,8 %) [11]. Лесостепные районы Красноярского края характеризуются особенностями погодных условий в период вегетации. Резкая смена погоды с возвратом холодов наблюдается весной. Такие колебания погоды могут продолжаться вплоть до второй половины мая. До середины июня продолжаются ночные заморозки, что значительно сокращает вегетационный период. В первой половине вегетации гречихи (всходы – бутонизация) характерна весенне-летняя засуха, отражающаяся на росте и развитии растений. Во второй половине августа ливневые дожди задерживают период созревания сельскохозяйственных культур, что влияет на удлинение продолжительности периода вегетации. В результате увеличивается опасность повреждения растений осенними заморозками.

Поэтому основное направление селекционной работы с гречихой в лесостепной зоне Красноярского края должно быть направлено на получение устойчивых сортов к местным условиям вегетации, для чего требуется создание селекционного материала с высоким содержанием рутина, который отвечает за адаптацию растений к неблагоприятным условиям произрастания.

Цель исследования : создание селекционного материала с высоким содержанием рутина.

Исходный материал и методика исследования. В качестве исходного материала взяли 6 об- разцов гречихи: Дикуль (ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт зернобобовых и крупяных культур», г. Орел); Землячка (ГНУ «Башкирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства», г. Уфа); местные селекционные гибриды: 1; 2; 3; 4.

Отбор растительных проб проводили в фазу массового цветения гречихи.

Для количественного определения рутина использовали методику, изложенную в статье М.М. Анисимовой, В.А. Куркина, В.Н. Ежкова [1].

Флавоноиды определяли в виде комплексов с хлоридом алюминия. Расчет проводили методом градуировочного графика, в качестве стандартного образца использовали рутин. Содержание флавоноидов измеряли в двух сериях анализируемых растворов: с хлоридом алюминия (опыт) и без него (стандарт), т. е. применяли дифференциальный вариант, который позволяет исключить влияние на результаты анализа присутствия других веществ.

Измерение оптической плотности осуществляли на фотоколориметре КФК-3 при длине волны 412 нм.

Сумму Р-активных флавоноидов в испытуемом растительном материале в пересчете на рутин в мг/100 г (Х) рассчитывали по формуле c • F -105

X = —p—, M где с – количество рутина в анализируемой аликвоте экстракта, соответствующее измеренной оптической плотности по калибровочному графику, г/25 см3;

F р – фактор разбавления;

105 – коэффициент пересчета в мг/100 г;

М – масса экстракта, г.

Результаты исследования . Для определения использовали аликвоты стандартного раствора рутина, см³: 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2. При этом содержание рутина в 25 см³ анализируемого раствора будет равно, г · 10³: 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2. График строили, пересчитывая содержание в мкг/1 см³: 4,0; 8,0; 12,0; 16,0; 20,0; 24,0. Оптическую плотность измеряли при длине волны 412 нм, используя кюветы толщиной 10 мм. В одну из кювет (опыт) помещали раствор с хлоридом алюминия, в другую (кювету сравнения) – раствор без хлорида алюминия. Зависимость оптической плотности (D) от количества рутина в анализируемом растворе (С) на графике имеет вид прямой линии, проходящей через начало координат. Полученный нами график зависимости оптической плотности от количества рутина в определяемом растворе показан на рисунке 1.

Оптическая плотность анализируемых образцов гречихи находилась в интервале 0,212–0,285 нм (рис. 2).

С, мкг/мл

Рис. 1. Оптическая плотность стандартного раствора при разных концентрациях рутина

Рис. 2. Оптическая плотность анализируемых образцов гречихи, нм

Более высокую оптическую плотность показали образцы 2 и 3.

Для расчета концентрации рутина в исследуемых образцах концентрацию рутина, найденную по калибровочному графику, умножали на коэффициент разбавления. Массовую долю суммы Р-активных флавоноидов в исследуемых экстрактах в пересчете на рутин в мг/100 г (Х) вычисляли по формуле и переводили в проценты (рис. 3).

Достоверно выше содержание рутина выявлено в образцах 2 и 3, по сравнению с возделываемыми в крае сортами гречихи Дикуль и Землячка.

Заключение . В Красноярском крае возделываются сорта гречихи с достаточно высоким потенциалом зерновой продуктивности: Дикуль, Дизайн, Землячка, Наташа. Однако высокую урожайность этих сортов в хозяйствах получают не ежегодно. Основной причиной этого является высокая зависимость сортов гречихи от складывающихся в период вегетации погодных условий, так как эти сорта были созданы в других географических зонах, и в процессе селекции им не удалось придать высокой приспособленности и устойчивости к различным неблагоприятным факторам среды и постоянно изменяющимся условиям произрастания. Важной задачей селекции является на основе местного исходного материала получить сорта гречихи, устойчивые к неблагоприятным условиям вегетации с высоким содержанием рутина.

В результате исследований выявлены перспективные образцы гречихи (2; 3) для селекции и рекомендации производству.