Состав и содержание антоцианов в диетических сортах картофеля (Solanum tuberosum L.), перспективных для выращивания и селекции в условиях Дальнего Востока России

Состав и содержание антоцианов в диетических сортах картофеля (Solanum tuberosum L.), перспективных для выращивания и селекции в условиях Дальнего Востока России

Автор: Ким И.В., Волков Д.И., Захаренко В.М., Захаренко А.М., Голохваст К.С., Клыков А.Г.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Картофелеводство: наука и технологии

Статья в выпуске: 5 т.55, 2020 года.

Бесплатный доступ

В последние десятилетия большое внимание уделяется наличию фенольных веществ (антоцианов) в картофеле (Solanum tuberosum L.), поскольку эта культура рассматривается как продукт для диетического питания. В России такие сорта созданы для ряда регионов возделывания, но в условиях Дальнего Востока работы по увеличению содержания антоцианов в клубнях картофеля начаты недавно. В представленном исследовании с применением методов жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии второго порядка мы идентифицировали антоцианы и измерили их содержание у сортов картофеля разного происхождения (Россия, Украина, Беларусь, Казахстан, Германия, Нидерланды), которые ранее не были охарактеризованы по этому признаку. Впервые выделены четыре сорта российского происхождения с повышенным содержанием антоцианов для диетического использования. Целью работы было определение профилей антоцианов и их содержания в клубнях в условиях российского Дальнего Востока. В качестве материала использовали 22 сорта, отобранных по раннеспелости, продуктивности, с низким содержанием крахмала, разной окраской клубней и венчика соцветия. Антоциановые профили анализировали методом двойной идентификации: по времени удерживания на обратнофазной колонке С18 с детектированием в диапазоне длин волн 400-700 нм и методом масс-спектрометрии второго порядка в режиме положительной ионизации с последующей фрагментацией ионов. В клубнях изученных сортообразцов выявлены дельфинидин, петунидин, мальвидин, цианидин и пеларгонидин. Дельфинин и цианидин обнаружены в двух формах - в моно- и дигликозилированной. Наиболее распространенным антоцианом оказался петунидин-3-глюкозид, он присутствовал почти во всех исследованных образцах. Установлено, что антоциановый состав клубне изменяется в зависимости от сорта и может включать от одного до пяти антоцианов. Сорта с желтой окраской кожуры и розовыми пятнами на желтой кожуре клубня характеризовались незначительным содержанием антоциановых компонентов. Исследования показали, что розовая и темно-розовая окраска кожуры определяется содержанием в ней пеларгонидин-3-глюкозида. Петунидин-3-гликозид и цианидин-3-глюкозид придавали кожуре фиолетовую и сине-фиолетовую окраску. Среди исследованных сортов наибольшее содержание антоцианов отмечено в сортах Фиолетовый (цианидин-3-глюкозид - 310 мг/кг, мальвидин - 50 мг/кг, дельфинидин - 30 мг/кг), Василек (петунидин-3-глюкозид - 150 мг/кг), Маяк (пеларгонидин - 95 мг/кг) и Кузнечанка (пеларгонидин - 78 мг/кг). В селекции картофеля на повышенное содержание антоцианов рекомендуем использовать сорта с розовой, темно-розовой, фиолетовой и сине-фиолетовой кожурой.

Еще

Solanum tuberosum l, картофель, диетические сорта, антоцианы, дельфинидин, петунидин, мальвидин, цианидин, пеларгонидин, масс-спектрометрия, вэжх

Короткий адрес: https://sciup.org/142229486

IDR: 142229486   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2020.5.995rus

Список литературы Состав и содержание антоцианов в диетических сортах картофеля (Solanum tuberosum L.), перспективных для выращивания и селекции в условиях Дальнего Востока России

  • Жевора С.В., Анисимов Б.В., Симаков Е.А., Овэс Е.В., Зебрин С.Н. Картофель: проблемы и перспективы. Картофель и овощи, 2019, 7: 2-7.
  • Иванисенко Т.В., Сайк О.В., Деменков П.С., Хлесткин В.К., Хлесткина Е.К., Колчанов Н.А., Иванисенко В.А. База знаний SOLANUM TUBEROSUM: раздел по молеку-лярно-генетической регуляции метаболических путей. Вавиловский журнал генетики и селекции, 2018, 22(1): 8-17 (doi: 10.18699/VJ18.325).
  • Zhang Y., Cheng S., De Jong D., Griffiths H., Halitschke R., De Jong W. The potato R locus codes for dihydroflavonol 4-reductase. Theor. Appl. Genet., 2009, 119(5): 931-937 (doi: 10.1007/s00122-009-1100-8).
  • Wegener C.B., Jansen G. Soft-rot resistance of coloured potato cultivars (Solanum tuberosum L.): the role of anthocyanins. Potato Res., 2007, 50(1): 31-44 (doi: 10.1007/s11540-007-9027-4).
  • Симаков Е.А., Анисимов Б.В., Митюшкин А.В., Жевора С.В., Старовойтов В.И., Овэс Е.В., Журавлев А.А., Мелешин А.А., Зебрин С.Н., Зейрук В.Н., Усков А.И., Жарова В.А., Митюшкин Ал.Р.В., Шабанов А.Э., Мальцев С.В., Салюков С.С., Овечкин С.В., Семенов В.А., Гайзатулин А.С. Сорта картофеля селекционного центра ВНИИКХ. Потребительские и столовые качества, кулинарный тип. М., 2016.
  • Mulinacci N., Ieri F., Giaccherini C., Innocenti M., Andrenelli L., Canova G., Saracchi M., Casiraghi M.C. Effect of cooking on the anthocyanins, phenolic acids, glycoalkaloids, and resistant starch content in two pigmented cultivars of Solanum tuberosum L. J. Agric. Food Chem., 2008, 56(24): 11830-11837 (doi: 10.1021/jf801521e).
  • Cassidy A., O'Reilly E.J., Kay C., Sampson L., Franz M., Forman J.P., Curhan G., Rimm E.B. Habitual intake of flavonoid subclasses and incident hypertension in adults. The American Journal of Clinical Nutrition, 2011, 93(2): 338-347 (doi: 10.3945/ajcn.110.006783).
  • Hui C., Bi Y., Xiaopin Y., Lon Y., Chunye C., Mantian M., Wenhua L. Anticancer activities of an anthocyanin-rich extract from black rice against breast cancer cells in vitro and in vivo. Nutrition and Cancer, 2010, 62(8): 1128-1136 (doi: 10.1080/01635581.2010.494821).
  • Sancho R.A.S., Pastore G.M. Evaluation of the effects of anthocyanins in type 2 diabetes. Food Research International, 2012, 46(1): 378-386 (doi: 10.1016/j.foodres.2011.11.021).
  • Стрыгина К.В., Хлесткина Е.К. Синтез антоцианов у картофеля (Solanum tuberosum L.): генетические маркеры для направленного отбора. Сельскохозяйственная биология, 2017, 52(1): 37-49 (doi: 10.15389/agrobiology.2017.1.25rus).
  • Zhang Y., Jung C.S., De Jong W.S. Genetic analysis of pigmented tuber flesh in potato. Theor. Appl. Genet., 2009, 119(1): 143-150 (doi: 10.1007/s00122-009-1024-3).
  • Stushnoff C., Ducreux L.J., Hancock R.D., Hedley P.E., Holm D.G., McDougall G.J., McNicol J.W., Morris W. L., Sugurtas J.A., Verrall S.R., Zuber T., Taylor M.A. Flavonoid profiling and transcriptome analysis reveals new gene-metabolite correlations in tubers of Solanum tuberosum L. Journal of Experimental Botany, 2010, 61(4): 1225-1238 (doi: 10.1093/jxb/erp394).
  • Feller A., Machemer K., Braun E.L., Grotewold E. Evolutionary and comparative analysis of MYB and bHLH plant transcription factors. Plant J., 2011, 66(1): 94-116 (doi: 10.1111/j.1365-313X.2010.04459.x).
  • Allan A.C., Hellens R.P., Laing W.A. MYB transcription factors that colour our fruit. Trends in Plant Science, 2008, 13(3): 99-102 (doi: 10.1016/j.tplants.2007.11.012).
  • Dubos C., Stracke R., Groteworld E., Weisshar B., Martin C., Lepiniec L. MYB transcription factors in Arabidopsis. Trends in Plant Science, 2010, 15(10): 573-581 (doi: 10.1016/j.tplants.2010.06.005).
  • Andre C.M., Ourfir M., Guignard C., Hoffman L., Hausman J.F., Evers D., Larondelle Y. An-tioxidant profiling of native Andean potato tubers (Solanum tuberosum L.) reveals cultivars with high levels of beta-carotene, alpha-tocopherol, chlorogenic acid, and petanin. J. Agric. Food Chem., 2007, 55(26): 10839-10849 (doi: 10.1021/jf0726583).
  • Дейнека Л.А. Антоцианы: природные антиоксиданты и не только. Научные ведомости БелГУ. Серия: Медицина и фармация, 2006, 3(4): 92-100.
  • Andersen 0.M., Jordheim M. The anthocyanins. In: Flavonoids: chemistry, biochemistry and applications /0.M. Andersen, K.R. Markham (eds.). London, CRC Press. 2006: 471-552.
  • Eichhorn S., Winterhalter P. Anthocyanins from pigmented potato (Solanum tuberosum L.) varieties. Food Research International, 2005, 38(8-9): 943-948 (doi: 10.1016/j.foodres.2005.03.011).
  • Lewis C.E., Walker J.R.L., Lancaster J.E., Sutton K.H. Determination of anthocyanins, flavo-noids and phenolic acids in coloured potatoes. I: Coloured cultivars of Solanum tuberosum L. J. Sci. Food Agric., 1998, 77(1): 45-57 (doi: 10.1002/(SICI)1097-0010(199805)77:1-45::AID-JSFA1-3.0.C0;2-S).
  • Мелешина О.В., Мелешин А.А. Создание картофеля с повышенной антиоксидантной активностью — перспективное направление в селекции современных сортов. Мат. науч.-практ. конф. «Современное состояние и перспективы развития селекции и семеноводства картофеля». М., 2018: 129-139.
  • Ким И.В., Клыков А.Г. Перспективы развития картофелеводства на Дальнем Востоке. Вестник ДВО РАН, 2018, 3: 12-15.
  • Митюшкин А.А., Журавлев А.А., Жарова В.А., Митюшкин А.В., Салюков С.С., Овеч-кин С.В., Гайзатулин А.С., Симаков Е.А. Эффективный подбор родительских форм в селекции столовых сортов картофеля для здорового питания. Картофелеводство (сб. науч. тр.). Минск, 2018, вып. 26: 57-64.
  • Анисимов Б.В., Еланский С.Н., Зейрук В.Н., Кузнецова М.А., Симаков Е.А., Склярова Н.П., Филипов С.Н., Яшина И.М. Сорта картофеля, возделываемые в России. М., 2013.
  • Dodds K.S., Long D.H. The inheritance of color in diploid potatoes. 1. Types of anthocyanins and their genetic loci. Journ. of Genetics, 1955, 53: 136-149 (doi: 10.1007/BF02981517).
  • Wang H., Race E.J., Shrikhande A.J. Characterization of anthocyanins in grape juices by ion trap liquid chromatography—mass spectrometry. J. Agric. Food Chem., 2003, 51(7): 1839-1844 (doi: 10.1021/jf0260747).
  • Kalita D., Jayanty S.S. Comparison of polyphenol content and antioxidant capacity of colored potato tubers, pomegranate and blueberries. Journal of Food Processing and Technology, 2014, 5: 358 (doi: 10.4172/2157-7110.1000358).
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp