Содержание фенольных соединений в листьях груши разных сортов

Введение. Фенольные вещества в листьях растений вовлечены в разнообразные физиологические процессы. Несмотря на то, что первоначально многие физиологи растений этим соединениям отводили второстепенную роль и считали их конечными продуктами метаболизма, сегодняшние исследования, напротив, раскрывают многочисленные функции, включающие защиту от патогенов, УФ-излучения, участие в опылении, развитии семян, организации клеточных стенок и др. [1]. Изменения в количественном и качественном составе фенольных соединений в растительных тканях могут свидетельствовать о воздействии на растение различных стрессовых факторов окружающей среды, таких как свет, температура, инфекции, дефицит питательных элементов и воды [2, 3].

Многолетняя плодовая культура Pyrus communis L. богата фенольными веществами. В разных частях груши было определено более 70 фенольных соединений [4]. Хлорогеновая кислота и арбутин являются основными фенольными соединениями в плодах груши, которые также присутствуют в почках, цветках и листьях [4, 5]. Аналогичные данные были получе- ны при исследовании листьев китайских сортов груши видов P. bretschneideri Rehder, P. pyrifolia (Burm.) Nak., P. ussuriensisе Maxim., в которых на долю арбутина приходилось около 30 % от общего содержания фенолов [6]. Кроме того, существуют работы по оценке вариабельности состава и содержания фенольных веществ в листьях груши при различных условиях произрастания растений, периодах вегетации и стадий развития [7, 8]. Немаловажным является изучение поливариантности фенолов с учетом сортового состава груши [9].

Цель исследования – определить содержание фенольных соединений в листьях разных сортов груши в течение летнего периода на территории плодовых насаждений Краснодарского края.

Задачи: рассчитать концентрации общих фенолов и флавоноидов в листьях; оценить степень развития окислительного стресса в растительных клетках; сравнить сорта груши по полученным биохимическим параметрам.

Объекты и методы. Исследование было проведено в Прикубанской зоне садоводства Краснодарского края в 2021–2022 гг. на базе генетической коллекции центра коллективного пользования «Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия» (СКФНЦСВВ). Объектами исследования являлись четыре сорта груши, привитые на подвое BA-29. Среди них были изучены два интродуцированных сорта (Вильямс, Конференция) и два сорта отечественной селекции (Фламенко и Люберская) (селекция СКФНЦСВВ).

Содержание общих растворимых фенолов определяли по методу Фолина-Чокалтеу с некоторыми модификациями [10, 11]. Растительный материал гомогенизировали в 96 % этаноле. Оптическую плотность реакционного раствора измеряли при 760 нм. Содержание фенольных соединений рассчитывали по калибровочной кривой, построенной по растворам галловой кислоты.

Количественное определение флавоноидов проводили с использованием спиртового экстракта в реакционной смеси с хлоридом алюминия и ацетатом натрия [12]. Оптическую плотность раствора измеряли при 415 нм. Калибровочную кривую строили по растворам кверцитина.

Накопление малонового диальдегида оценивали колориметрическим методом по реакции с

Вестник КрасГАУ. 2023. № 3 тиабарбитуровой кислотой [13]. Интенсивность окраски раствора измеряли при длинах волн 600, 595 и 450 нм.

Исследование было проведено в двухчетырехкратной аналитической повторности. Данные представлены в виде средних значений и их ошибок.

Результаты и их обсуждение. Согласно полученным результатам, для всего исследовательского периода 2021 г. было характерно постепенное увеличение общих фенолов у четырех сортов груши в диапазоне от 7 до ~12 мг/г сырой массы (рис. 1). В 2022 г. динамика накопления фенольных веществ у сортов груши была различной. Содержание фенольных соединений в июле 2022 г. относительно июня 2022 г. у сорта Фламенко возросло более чем в 2 раза и составило около 30 мг/г сырой массы, у сорта Лю-берская, напротив, значительных изменений по данному параметру не было выявлено. У сортов Конференция и Вильямс содержание фенолов в июле 2022 г. в отличие от отечественных сортов снижалось на 12,6 и 52 % соответственно. В более ранних работах исследователи отмечали схожесть сортов Вильямс и Конференция по содержанию фенолов [14].

Рис. 2. Содержание общих фенолов в листьях груши разных сортов в летний период

Флавоноиды – одна из многочисленных групп фенольных соединений, насчитывающая более 8 тысяч различных соединений, некоторые из которых являются антиоксидантами [2]. Основными доминантами флавоноидов в листьях груши P. communis L. являются катехин, процианидин, кверцитин, кемпферол и изорам-нетин [15]. В работе A.-M. Stoenescu с соавторами был исследован подвид груши обыкновенной – груша лесная (P. pyraster (L.) Burgsd.), и в листьях этого растения доминантами были катехол, рутин, кемпферол и мирицетин [16].

Наибольшее содержание флавоноидов было выявлено у сорта Конференция в июне 2022 г., равное 2,4 мг/г сырой массы (рис. 2). При этом рост данного параметра с июня по июль происходил в 2021 г. у всех исследованных сортов на ~10–26 %, а в 2022 г. – только у сорта Любер-ская (на 10 %). Максимальное снижение флавоноидов в 2022 г. было установлено у сорта

Конференция – на 42 %, у сортов Фламенко и скими показателями составила 30 и 25 % соот-Вильямс разница между июньскими и июль- ветственно.

Рис. 2. Содержание флавоноидов в листьях груши разных сортов в летний период

Лист груши обладает наибольшим уровнем антиоксидантной защиты по сравнению с плодами [14], что позволяет использовать его для оценки стрессового воздействия на растение. Одним из маркеров перекисного окисления клеточных мембран под влиянием стрессовых факторов является накопление малонового диальдегида в клетках [13]. Согласно полученным данным, в летний период 2021 г. содержание малонового диальдегида увеличивалось с июня по июль у четырех сортов груши на 27–41 % (рис. 3). Причем максимальные значения были выявлены у сорта Конференция в июле 2021 г. и соответствовали 83,5 мкМ/г сырой массы. В 2022 г. у сортов Люберская и Конференция значения малонового диальдегида значительно не изменились за два исследованных месяца. Рост этого показателя был отмечен у сорта Фламенко, а у сорта Вильямс, напротив, наблюдали его снижение.

Рис. 3. Содержание малонового диальдегида в листьях груши разных сортов в летний период

Заключение. На основании полученных данных, установлено, что в исследованный период 2021 г. динамика содержания общих фенолов и флаваноидов была схожа с изменениями малонового диальдегида, одного из маркеров стрессового состояния. Это согласуется с результатами других работ, в которых усиление стрессовых воздействий приводило к увеличению фенольных соединений. В 2022 г. были выявлены два типа изменений в содержании изученных параметров. К первому типу относятся отечественные сорта Люберская и Фламенко. Для первого из них был характерен рост фенольных соединений на фоне неизмененных показателей малонового диальдегида. У сорта Фламенко было зафиксировано незначительное повышение малонового диальдегида и резкое увеличение содержания общих фенолов. Таким образом, отечественные сорта постепенно накапливают фенольные вещества в листьях при усилении стрессовых воздействий летнего периода. Ко второму типу отнесли интродуцированные два сорта груши. В листьях этих сортов наблюдалось снижение содержания фенольных соединений при отсутствии роста концентраций малонового диальдегида.

Таким образом, полученные новые данные об изменениях накопления фенольных соединений в начале и середине летнего периода в листьях груши позволяют заключить, что для сортов отечественной селекции характерно более высокое содержание общих фенолов, которое увеличивается в середине летнего периода, в отличие от интродуцированных европейских сортов. Причем у последних изменения в накоплении фенольных соединений в разные года исследования различны. Более детальное изучение данного вопроса в дальнейшем даст возможность полностью охарактеризовать динамику накопления фенольных соединений в листьях сортов груши различного происхождения в течение всего вегетационного периода.