Взаимосвязь первичных метаболитов и бетанина в корнеплодах свеклы столовой (Beta vulgaris L.)

Актуальность. Беталаины это водорастворимые, тирозин-производные пигменты, подразделяющиеся на желто-окрашенные бетаксантины и красно-фиолетовые бетацианины. Наибольшая доля в группе бетацианинов приходится на бетанин, используемый в качестве натурального красителя красного цвета. Основным источником бетанина является высокоурожайная корнеплодная культура - свекла столовая, характеризующаяся лечебными, антиоксидантными свойствами, скороспелостью, длительной сохранностью корнеплодов, а также высоким содержанием биологически активных веществ, минеральных элементов и витаминов. Это исследование было вызвано недостатком информации, необходимой для селекционной работы по увеличению содержания бетанина в свекле. Материалы и методы. Изучение метаболитного профиля использовано в качестве эффективного способа оценки и поиска взаимосвязи показателей отдельных метаболитов с содержанием бетанина у группы перспективных образцов столовой свеклы из коллекции ВИР. Материалом для исследования послужила группа из 225 образцов. Состав метаболитов анализировали у выделенной группы из 23 образцов. Биохимический анализ выполнен в лаборатории биохимии и молекулярной биологии ВИР, количественный и качественный состав первичных метаболитов оценивали методом газо-жидкостной хроматографии, сопряженной с масс-спектрометрией. Результаты. В составе экстракта корнеплодов опытных образцов было идентифицировано 17 свободных аминокислот. Наибольшее число положительных взаимосвязей с другими аминокислотами (r>0,72) отмечено у тирозина, аланина и фенилаланина. Установлена значимая (r= -0,66) отрицательная корреляция бетанина с янтарной кислотой, которая, по результатам факторного анализа, сопряжена с беталамовой кислотой. Среди углеводов преобладала сахароза (95%). У сахарозы и мальтозы проявлялась слабая положительная взаимосвязь с бетанином. Среди жирных кислот доминировали ненасыщенная олеиновая и насыщенная пальмитиновая кислоты (соответственно 52% и 20% от суммарного содержания жирных кислот). Более скороспелые и холодостойкие образцы столовой свеклы характеризовались преобладанием ненасыщенных жирных кислот и пониженным содержанием бетанина. Выявленные взаимосвязи и особенности метаболитного профиля столовой свеклы важны для селекционной работы при создании сортов и гибридов с повышенным содержанием бетанина.