ЗНАЧЕНИЕ МЕЖДУНАРОДНЫХ СИМПОЗИУМОВ «НОВЫЕ И НЕТРАДИЦИОННЫЕ РАСТЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ»

On 14-18 June, 2011, XI international symposium on «New and nontraditional Plant Cultures and Prospects of Their Use» was hosted by Institute of Fundamental Problems of Biology, RAS.С 14 по 18 июня 2011 года на базе Института фундаментальных проблем биологии РАН состоялся очередной IX Международный симпозиум «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования», который собирается один раз в два года

Change in the Biochemical Composition of Amaranth Leaves during Selection for Increased Amaranthine Content

The composition and content of secondary compounds produced by the shikimate pathway and the contents of protein and cellulose were determined in leaves of amaranth (Amaranthus tricolor L.) K-99 and the cultivar Valentina raised from it by family selection and enriched in the pigment amaranthine. It was found that intense biosynthesis of amaranthine, tyrosine, and phenylalanine resulted in a decrease in the contents of lignin, protein, and cellulose in leaves of Valentina by comparison with K-99 and in changes to the morphological traits: color deepening and a decrease in leaf density. It is concluded that amaranth biosynthesis is related to nitrogen metabolism and amaranthine is an intermediate involved in conversion of nitrogen compounds in the cell

АКТИВНОСТЬ И ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКИЕ СПЕКТРЫ ФЕРМЕНТОВ В ЛИСТЬЯХ СОИ ПРИ ПОРАЖЕНИИ ПАТОГЕНАМИ РАЗЛИЧНЫХ ТРОФИЧЕСКИХ ГРУПП

Stability of soybean plants to the damaging effect of pathogens with different types of trophicity is due not only to their genetic nature, but also to various physiological and biochemical mechanisms. Therefore, the aim of the study was to investigate the activity of enzymes (peroxidase, catalase and acid phosphatase) in the soybean leaves of the medium-resistant cultivar Harmonia, Sonata cultivar susceptible to septoriosis and Dauria cultivar, strongly affected by peronosporosis. It is shown that infection of soybean leaves with hemibiotroph (Septoria glycines) or biotroph (Perenospora manshurica) depends on the plant genotype and leads to an increase in peroxidase activity in medium-resistant varieties and decrease catalase and acid phosphatase activity in all cultivars studied. The causative agent of septoriosis leads to an increase in the heterogeneity of peroxidase and a decrease in the heterogeneity of catalase and acid phosphatase, while the causative agent of peronosporosis does not induce a change in the electrophoretic spectra of catalase and acid phosphatase in soybean leaves. The data obtained indicate that the rate and direction of enzyme activity is determined by the genotype of soybean and by the type of trophicity of the pathogen.лько их генетической природой, но и определяется разными физиологическими и биохимическими механизмами. Поэтому целью исследования было изучение активности ферментов (пероксидазы, каталазы и кислой фосфатазы) в листьях сои среднеустойчивого сорта Гармония, восприимчивого к септориозу сорта Соната, сильно поражающегося пероноспорозом сорта Даурия. Показано, что заражение листьев сои гемибиотрофом (Septoria glycines) или биотрофом (Perenospora manshurica) зависит от генотипа растения и приводит к увеличению активности пероксидазы у растений среднеустойчивых сортов и снижению активности каталазы и кислой фосфатазы у растений всех исследованных сортов. Возбудитель септориоза приводит к увеличению гетерогенности пероксидазы и снижению гетерогенности каталазы и кислой фосфатазы, а возбудитель пероноспороза не вызывает изменения электрофоретических спектров каталазы и кислой фосфатазы в листьях сои. Полученные данные свидетельствуют о том, что скорость и направленность энзимной активности определяется генотипом сои и типом трофности возбудителя

СОСТАВ АМИНОКИСЛОТ В ГЕТЕРОТРОФНЫХ И АВТОТРОФНЫХ ЛИСТЬЯХ AMARANTHUS TRICOLOR L. СОРТА EARLY SPLENDOR

Using GC-MS, in extracts of hetero-and autotrophic leaves, 8 and 11 amino acids were identified, which determine the nutritional and pharmacological value of amaranth leaf bio-mass. This indicates that amaranth leaves are a promising raw material for creating functional products and herbal remedies.С использованием ГХ-МС, в экстрактах гетерои автотрофных листьев было идентифицировано 8 и 11 аминокислот, которые определяют пищевую и фармакологическую ценность листовой биомассы амаранта. Это указывает на то, что листья амаранта являются перспективным сырьем для создания функциональных продуктов и фитопрепаратов

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР КАК ПРОДУКТОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

It is shown that the quality of vegetable production is due not only nutritional value of plastic and energy substances (proteins, fats, carbohydrates), vitamins, micro and macro elements, but also the content of biologically active substances, including polyphenols which have high antioxidant activity and are involved in the regulation of metabolic processes of the human body and to the formation body's antioxidant systemСодержание биологически активных веществ и антиоскидантов определяли в растениях овощных культур сортов селекции ВНИИССОК, которые по хозяйственному использованию относились к листовым и листостебельным (капустные, зеленные и пряновкусовые), корне- и клубнеплодным (морковь, свекла столовая, дайкон, якон, стахис), луковым и плодовым (томат, перец). Наибольшая суммарная концентрация полифенолов отмечена в листьях прянозеленных и салатных растений, а также лука репчатого (3,18...5,83 % от сухой массы). Кроме того, у них установлена самая высокая доля флавоноидов (2,13...5,14 % от сухой массы). В корнеплодных овощных растениях при существенно меньшем содержании флавоноидов накаливалось больше конденсированных и полимерных полифенолов (0,74.2,75 % от сухой массы). Плоды перца и томатов близки по суммарному содержанию фенольных соединений - 3,42...3,52 % от сухой массы. При этом функциональные качества плодов томатов повышались за счет накопления ликопина, а перцев - каротиноидов, антоцианов и оксибензойных кислот. Корневые клубни созданного во ВНИИССОК сорта якона с высоким содержанием инулина и фруктозанов можно использовать в качестве углеводсодержащего сырья для производства пюре, отличающегося значительной концентрацией инулина (42,1 %), фруктозы (31,3 %) и белка (6,1 %) с полным набором незаменимых аминокислот, которое представляет собой функциональный продукт для диабетиков. Одним из приоритетных направлений в овощеводстве должно стать повышение эффективности синтеза биологически активных веществ и антиоксидантов

АКТИВНОСТЬ И ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКИЕ СПЕКТРЫ ФЕРМЕНТОВ В ЛИСТЬЯХ СОИ ПРИ ПОРАЖЕНИИ ПАТОГЕНАМИ РАЗЛИЧНЫХ ТРОФИЧЕСКИХ ГРУПП

Stability of soybean plants to the damaging effect of pathogens with different types of trophicity is due not only to their genetic nature, but also to various physiological and biochemical mechanisms. Therefore, the aim of the study was to investigate the activity of enzymes (peroxidase, catalase and acid phosphatase) in the soybean leaves of the medium-resistant cultivar Harmonia, Sonata cultivar susceptible to septoriosis and Dauria cultivar, strongly affected by peronosporosis. It is shown that infection of soybean leaves with hemibiotroph (Septoria glycines) or biotroph (Perenospora manshurica) depends on the plant genotype and leads to an increase in peroxidase activity in medium-resistant varieties and decrease catalase and acid phosphatase activity in all cultivars studied. The causative agent of septoriosis leads to an increase in the heterogeneity of peroxidase and a decrease in the heterogeneity of catalase and acid phosphatase, while the causative agent of peronosporosis does not induce a change in the electrophoretic spectra of catalase and acid phosphatase in soybean leaves. The data obtained indicate that the rate and direction of enzyme activity is determined by the genotype of soybean and by the type of trophicity of the pathogen.лько их генетической природой, но и определяется разными физиологическими и биохимическими механизмами. Поэтому целью исследования было изучение активности ферментов (пероксидазы, каталазы и кислой фосфатазы) в листьях сои среднеустойчивого сорта Гармония, восприимчивого к септориозу сорта Соната, сильно поражающегося пероноспорозом сорта Даурия. Показано, что заражение листьев сои гемибиотрофом (Septoria glycines) или биотрофом (Perenospora manshurica) зависит от генотипа растения и приводит к увеличению активности пероксидазы у растений среднеустойчивых сортов и снижению активности каталазы и кислой фосфатазы у растений всех исследованных сортов. Возбудитель септориоза приводит к увеличению гетерогенности пероксидазы и снижению гетерогенности каталазы и кислой фосфатазы, а возбудитель пероноспороза не вызывает изменения электрофоретических спектров каталазы и кислой фосфатазы в листьях сои. Полученные данные свидетельствуют о том, что скорость и направленность энзимной активности определяется генотипом сои и типом трофности возбудителя

СОСТАВ И АНТИОКСИДАНТНАЯ АКТИВНОСТЬ АМИНОКИСЛОТ В ЛИСТЬЯХ AMARANTHUS TRICOLOR L. СОРТА EARLY SPLENDOR

Material for research was fresh leaves of Amaranthus tricolor L. varieties Early Splendor. They were grown in a greenhouse (Federal Scientific Vegetable Center, Moscow region). Using GC-MS, 8 and 11 amino acids were identified in extracts of hetero- and autotrophic leaves. One of the mechanisms that provide resistance to stresses of various natures is the accumulation of free amino acids; therefore, the total content of antioxidants can serve as an indicator of plant resistance. The amino acids found in amaranth leaves have pronounced functional activity in the human body. For example, tyrosine is the most important neurotransmitter, stimulates the brain, is involved in the control of stress. In humans, the precursor of tyrosine is the essential amino acid phenylalanine, while tyrosine is formed by hydroxylation of the phenyl group of phenylalanine. In this case, the lack of the latter in food leads to a deficiency of tyrosine in the body. Tryptophan controls the body's protective and adaptive functions. Amino acids valine, leucine, glutamine, proline - stimulate the growth of beneficial intestinal flora and biomass accumulation. Thus, the amino acid composition determines the nutritional and pharmacological value of amaranth leaf biomass. This indicates that amaranth leaves are a promising raw material for creating functional products and herbal remedies.Материалом служили свежие листья овощного амаранта (Amaranthus tricolor L.) сорта Early Splendor, который выращивали в пленочной теплице (ФНЦО, Московская обл.). С использованием ГХ-МС в экстрактах гетеро- и автотрофных листьев было идентифицировано 8 и 11 аминокислот. Одним из механизмов, обеспечивающих устойчивость к стрессам различной природы, является накопление свободных аминокислот, поэтому величина суммарного содержания антиоксидантов может служить индикатором устойчивости растений. Обнаруженные в листьях амаранта аминокислоты обладают выраженной функциональной активностью в организме человека. Например, тирозин является важнейшим нейромедиатором, стимулирует работу мозга, участвует в контроле за стрессом. В организме человека предшественником тирозина является незаменимая аминокислота фенилаланин, при этом тирозин образуется путем гидроксилирования фенильной группы фенилаланина. Отсутствие последнего в пище ведет к дефициту тирозина в организме. Триптофан контролирует защитно-приспособительные функции организма. Аминокислоты валин, лейцин, глутамин, пролин - стимулируют рост полезной кишечной флоры и накопление биомассы. Таким образом, аминокислотный состав определяет пищевую и фармакологическую ценность листовой биомассы амаранта. Это указывает на то, что листья амаранта являются перспективным сырьем для создания функциональных продуктов и фитопрепаратов

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОВОЩНЫХ И ПЛОДОВО-ЯГОДНЫХ КУЛЬТУР С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ АНТИОКСИДАНТОВ

On 25th February, 2011 the jubilee international conference "The Role of Physiology and Biochemistry for Plant Introduction and Breeding of Vegetables, Fruit and Berries Crops and Medicinal Plants» was held in All-Russian Research Institute of Vegetable Breeding and Seed Production at laboratory of plant physiology and seed research and that was dedicated to 130th anniversary of Prof. Zhegalov's birth; and 80 years since the laboratory of plant physiology and seed research was organized. The major directions of plant physiology and biochemistry research in vegetables, fruit and berries crops that were presented by scientists from the former USSR republics and far abroad were reported in this article.25 февраля 2011 года во ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур на базе отдела физиологии и биохимии растений состоялась Международная юбилейная научно-методическая конференция «Роль физиологии и биохимии в интродукции и селекции овощных, плодово-ягодных и лекарственных растений», посвященная 130-летию со дня рождения профессора С.И. Жегалова и 80-летию со дня создания лаборатории физиологии и биохимии растений ВНИИССОК. В статье представлены направления физиолого-биохимических исследований по овощным и плодово-ягодным культурам ученых РФ и стран ближнего и дальнего зарубежья

Содержание низкомолекулярных антиоксидантов в органах растения хризантемы овощной в условиях низкой положительной температуры

The use of the rapid amperometric method made it possible to promptly measure and evaluate the total content of water- and ethanol-soluble antioxidants in extracts from Chryzantemum coronarium L. plants. The effect of optimal and low positive temperatures on the accumulation of low molecular weight antioxidants: ascorbic acid, phenolic compounds, soluble carbohydrates, carotenoids in various organs of vegetable chrysanthemum plant were investigated. In the leaves of the studied varieties, the content of flavonoids was two times higher than in the stems, while the accumulation level of condensed and polymeric polyphenols in the stem was three times higher than the level of their accumulation in the leaves. The maximum total antioxidant content was found in the inflorescences, whereas in other organs of the plant they accumulated 2-3 times less. Under the conditions of hypothermia in November, the amount of ascorbic acid, photosynthetic pigments and the total antioxidant content remained at a higher level in the upper photosynthesizing leaves. The data obtained indicate the important role of low molecular weight antioxidants in the protection of plant cells under the action of low positive temperatures.Использование амперометрического экспресс-метода позволило оперативно измерить и оценить суммарное содержание водо- и спирторастворимых антиоксидантов в экстрактах из растений Chryzantemum coronarium L. Исследовано влияние оптимальных и низких положительных температур на накопление низкомолекулярных антиоксидантов: аскорбиновой кислоты, фенольных соединений, растворимых углеводов, каротиноидов в различных органах хризантемы овощной. В листьях изученных сортов содержание флавоноидов было в два раза выше, чем в стеблях, в то время как уровень накопления конденсированных и полимерных полифенолов в стебле - в 3 раза выше их аккумуляции в листьях. Максимальное суммарное содержание антиоксидантов обнаружено в соцветиях, тогда как в других органах растения их накапливали в 2-3 раза меньше. В условиях гипотермии в ноябре количество аскорбиновой кислоты, фотосинтетических пигментов и суммарное содержание антиоксидантов оставались на более высоком уровне в верхних фотосинтезирующих листьях. Сделан вывод о важной роли низкомолекулярных антиоксидантов в защите клеток растений при действии низких положительных температур

Листовая биомасса овощных и ягодных растений - источник антиоксидантов

Extracts were obtained from foliar biomass of vegetable plants Amaranthaceae, Brassicaceae and small fruit crops Actinidia polygama and Schisandra chinensis families, investigation of content and composition of series of small molecule metabolites with antioxidative activity was performed. The following metabolites-antioxidants were identified in the derived extracts: ascorbic acid, carotenoids, monosaccharides; total antioxidant capacity was studied as well. Positive correlation between total antioxidant capacity and ascorbic acid was found for the examined vegetable plant varieties. Peak content of ascorbic acid was identified in foliage of Dobryj molodets and Akkord varieties of the silver vine, with the value reaching 690 mg%. The characteristic of the antioxidants accumulation in leaves of watercress is due to the strong of antioxidants among different parts of the plant.Из листовой биомассы овощных растений семейства Amaranthaceae и Brassicaceae и ягодных культур семейства Actinidia polygama и Schisandra chinensis выделены экстракты, исследованы состав и содержание ряда низкомолекулярных метаболитов с антиоксидантной активностью. В полученных экстрактах идентифицированы метаболиты - антиоксиданты: аскорбиновая кислота, каротиноиды, моносахара, изучено суммарное содержание антиоксидантов. Для исследованных сортов овощных растений выявлена положительная корреляция суммарного содержания антиоксидантов и аскорбиновой кислоты. Максимальное количество аскорбиновой кислоты обнаружено в листьях актинидии полигамы сортов Добрый молодец и Аккорд, которое достигало 690 мг%. Особенность накопления антиоксидантов в листьях водяного кресса - их сильная изменчивость в различных органах растения