ИЗУЧЕНИЕ ОВОЩНЫХ ФОРМ СОИ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РФ И МОДЕЛИРОВАНИЕ НОВЫХ СОРТОТИПОВ

The whole period of modern scientific soybean breeding in Russia was devoted to the development of oilseeds varieties with the required biochemical, morphophysiological, organoleptic qualities. The use of various grain varieties of soybeans, the main breeding direction of which is the production of oil, in the form of a food ingredient or as a basis for food production, showed their weak taste qualities, high activity of anti-nutrient substances contained in the seeds, the presence of lipoxygenase - an enzyme responsible for the breakdown of fatty acids with the formation of byproducts - peroxides and the inherent unpleasant legume-herbal flavor, insufficient protein content and low commodity properties. Their use in food, and even more so for the production of functional foods with minimal heat treatment (“edamame”) is unacceptable. A balanced composition of chemicals and an incomparable combination of economically important components make it possible to use vegetable soybean for the production of a huge number of diverse food products, such as traditional products coming from the eastern cuisine: soybean dairy products, tofu cheese, sauces, sprouts, fresh /frozen / canned bean seeds (edamame), edible oil with a high proportion of polyunsaturated fatty acids, as well as new products that have undergone deeper processing with high added value: protein isolates, protein concentrates, fat-free flour, isoflavones, and lecithin. A new direction is proposed to make vegetable varieties with different nutritional qualities, biological and morphological features, chemical composition, economic characteristics, and elements of the yield structure. Basing on theoretical and proprietary experimental data, the authors have proposed a model of vegetable soybean varieties for the European part of the Non-chernozem zone. The paper summarizes the previous work on the evaluation and study of the source material of vegetable soybeans conducted at the Federal Scientific Vegetable Center (FSVC).Весь период современной научной селекции сои в России был посвящен созданию масличных сортов с соответствующими этому биохимическими, морфофизиологическими, органолептическими качествами. Использование различных зерновых сортов сои, основная селекционная направленность которых заключается в производстве масла, в качестве пищевого ингредиента или в качестве основы для производства продуктов питания, показало их слабые вкусовые качества; высокую активность антипитательных веществ, входящих в состав семян; присутствие липоксигеназы - фермента, отвечающего за расщепление жирных кислот с образованием побочных продуктов - перекисей; появление неприятного бобово-травяного привкуса; недостаточное содержание белка, а также низкие товарные свойства. Употребление их в пищу, а тем более для производства функциональных продуктов питания с минимальной термической обработкой («эдамаме»), неприемлемо. Сбалансированный состав химических веществ, несравненное сочетание хозяйственно важных компонентов дают возможность использования овощной сои для производства огромного количества видов пищевой продукции, таких, как традиционные, пришедшие из восточной кухни: соевые молочные продукты, сыр-тофу, соусы, проростки, свежие/замороженные/консервированные семена в бобах (эдамаме), пищевое масло с высокой долей полиненасыщенных жирных кислот, а также новых продуктов, прошедших более глубокую переработку с высокой добавленной стоимостью: изоляты белка, протеиновые концентраты, обезжиренная мука, изофлавоны, лецитин. Предлагается новое направление по созданию овощных сортов с иными пищевыми качествами, биологическими и морфологическими особенностями, химическим составом, хозяйственными характеристиками, элементами структуры урожая. На основании теоретических и собственных экспериментальных данных, сформирована модель сортов овощной сои для Европейской части Нечернозёмной зоны. В статье обобщаются предыдущие работы по оценке и изучению исходного материала овощной сои, которые проводятся в Федеральном научном центре овощеводства (ФНЦО)

НАКОПЛЕНИЕ СЫРОГО БЕЛКА ОБРАЗЦАМИ СОИ ОВОЩНОГО ТИПА В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ

The use of the spectrophotometric analysis method made it possible to study and evaluate the content of crude protein in the leaves and seeds of the vegetable soybean, which is used in functional and healthy nutrition. Breeding forms were cultivated in the experimental field and in the greenhouse of the Federal Scientific Vegetable Center in the Moscow Region. For the first time in the conditions of the Central region of the Non-Chernozem Zone, accumulation of crude protein in seeds of soybean of vegetable type in the phase of biological ripeness was studied in 3 years. It was found that there were almost no significant differences in the protein content in the leaves between the vegetable and oilseed breeding forms, averaging 8.1% in the first ones in the phase of R6. The samples possessed protein accumulation at almost the same level - 25.7-28.4% in soybean seeds in R6. It was also found that, according to three years of observation, soybean of vegetable type accumulates a higher - by 15.7% (in relative values) - the amount of protein in the seeds in the phase of biological ripeness, which is explained by hereditary reasons. The lines of Sample A, Hidaka, Cha Kura Kake with an average value of 47.4% (in absolute numbers) excelled in the highest crude protein content in seeds. Vegetable soybean forms grown in the Central Russia (55°N) have shown significant accumulation of crude protein in leaves and seeds in both phases of the generative development of plants; the use of these samples in the production of high-protein functional food products has great prospects.Применение спектрофотометрического метода анализа дало возможность изучить и дать оценку содержанию сырого белка в листьях и семенах важнейшей бобовой культуры - сои овощной, которую используют в функциональном и здоровом питании. Селекционные формы культивировали на опытном поле и в защищенном грунте Федерального научного центра овощеводства в Московской области. Впервые в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России (55° с.ш.) за 3 года изучено накопление сырого протеина в семенах сои овощного типа в фазе биологической спелости. Существенных различий между формами сои овощной и масличной направленности по содержанию белка в листьях в фазе технической спелости не отмечено (в среднем у овощных образцов оно составило 8,1%). В фазе технической спелости образцы аккумулировали белок в семенах почти на одном уровне - 25,7-28,4%. По данным трех лет наблюдений, в фазе биологической спелости соя овощного типа накапливала более высокую (на 15,7% в относительных значениях) сумму белков в семенах благодаря наследственным факторам. Наибольшим содержанием сырого протеина в семенах характеризовались селекционные линии Образец А, Hidaka, Cha Kura Kake со средним значением 47,4% (в абсолютных числах). У форм сои овощного типа в изучаемых условиях отмечено значительное накопление сырого протеина в листьях и семенах в обе фазы генеративного развития растений, что может иметь большие перспективы для использования этих образцов в производстве высокобелковых функциональных продуктов питания

ИССЛЕДОВАНИЕ СУММАРНОГО СОДЕРЖАНИЯ АНТИОКСИДАНТОВ В СЕМЕНАХ ОВОЩНЫХ БОБОВЫХ КУЛЬТУР, ВЫРАЩЕННЫХ В УСЛОВИЯХ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ

The analysis of the amount of antioxidants as an integral value characterizing the content of the most important components for the production of functional products is carried out. For this purpose, the amount of water-soluble antioxidants was studied in the phase of complete biological ripeness in seeds of the most important vegetable leguminous crops, such as soybean, pea, broad beans, French bean. The varieties were used of different ripening groups and the registration periods of the breeding of the Federal Scientific Vegetable Center (formerly All-Russian Research Institute of Breeding and Seed-Production of Vegetable Crops), except for the four soybean oilseed varieties. Samples were grown in the Moscow region on sod-podzolic medium loam soils. Applying the amperometric method, it was possible to measure and estimate the total content of water-soluble antioxidants in seeds of vegetable leguminous plants, which are the most important protein crops and using in healthy nutrition. When analyzing the effect of the genotype on the accumulation of hydrophilic antioxidants, it was found that some outstanding age-old vegetable varieties created more than 60-70 years ago accumulate antioxidants at the level of modern industrial varieties, and sometimes exceed them. Varieties of all vegetable leguminous crops have generally shown a good ability to accumulate water-soluble antioxidants in seeds in terms of the antioxidant total content. The data obtained make it possible to propose the use of plants Glycine max L., Pisum sativum L., Vicia faba L., Phaseolus vulgaris L., cultivating in the Central Zone of Russia (55°N), as a raw material for manufacture of products with increased content of compounds with antioxidant properties. It is planned that further the "antioxidant" parameter will be included in the breeding programs of vegetable varieties for medical and health nutrition. The work on the breeding lines selection of vegetable legumes, which have a complex of useful biochemical qualities, continues.Проведён анализ суммы антиоксидантов как интегральной величины, характеризующей содержание важнейших компонентов для производства функциональных продуктов. Для этого изучена сумма водорастворимых антиоксидантов в фазе полной биологической спелости в семенах овощных бобовых культур, таких как соя, горох, бобы, фасоль. В работе использовались сорта селекции Федерального научного центра овощеводства различных групп спелости и периодов включения в Госреестр за исключением четырёх масличных сортов сои. Образцы выращивались в условиях Московской области на дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах. Применение амперометрического метода позволило измерить и оценить суммарное содержание водорастворимых антиоксидантов в семенах овощных бобовых растений, являющихся ведущими белковыми культурами и используемых в здоровом питании. При анализе влияния генотипа на накопление гидрофильных антиоксидантов обнаружено, что некоторые выдающиеся стародавние овощные сорта, созданные больше 60-70 лет назад, аккумулируют антиоксиданты на уровне современных промышленных сортов, а иногда и превышают их. Сорта всех овощных бобовых культур в целом проявили хорошую способность накапливать водорастворимые антиоксиданты в семенах по показателю суммы антиоксидантов. Полученные данные дают возможность рекомендовать использовать растения Glycine max L., Pisum sativum L., Vícia fába L., Phaseolus vulgaris L., выращиваемые в условиях средней полосы России (55° с. ш.), в качестве сырья для производства продукции с повышенным содержанием соединений, характеризующимися антиоксидантными свойствами. Планируется, что в дальнейшем «антиоксидантный» параметр будет включён в селекционные программы по созданию сортов богатых ценными компонентами для лечебного и оздоровительного питания. Работа по выделению селекционных линий овощных бобовых культур, обладающих комплексом полезных биохимических качеств, продолжается

Impacts of high temperature on embryonic growth and seed germination of dill (Anethum graveolens)

Temperature is the main exogenous factor that determines the growth, development and productivity of agricultural plants, including seed germination. In this work, we studied the thermosensitivity of heterogeneous dill seeds (Anethum graveolens). The study aimed to study the short-term (1-5 days) effect of high temperature (40 degrees C) on the growth of the embryo and germination of dill seeds formed on different umbels of the mother plant. The growth of the embryo had a significant effect on seed germination (r = 0.976; P < 0.001). Seeds collected from primary umbels have a more developed embryo and can overcome the effects of thermal stress. We also found that the duration of heat exposure at 40 degrees C, leading to a decrease in viability, can vary from 1-5 days for seeds from primary umbels, to 1-2 days for seeds from secondary umbels, which, in our opinion, is due to the heteromorphism. The influence of the place of seed formation on the mother plant and the high temperature during germination is critical for embryo growth and dill seeds' germination

Relationship of Inductional Changes in the Fluorescent Indices of Soybean (Glycine max (L.) Merr.) Leaves with their Biochemical Characteristics and Productivity

The impact of growth conditions on the fluorescent characteristics of the leaves of the vegetable and cultivated oilseed forms of soybean (Glycine max (L.) Merr.), which were introduced in central Russia for the first time, was studied. The following parameters of fluorescence induction were used: NPQ (nonphotochemical fluorescence quenching), qP (photochemical fluorescence quenching), Qy (actual quantum yield of photochemical reactions in photosystem II), Qymax (maximum quantum efficiency of photosystem II), and Rfd (vitality coefficient). Using soybean plants in the flowering and technical ripeness phases as an example a direct relationship between nonphotochemical quenching and the Rfd indicator (r = 0.95), as well as an inverse relationship between the Fv indicator with photochemical quenching (r = –0.89 and r = –0.78 in the flowering and technical ripeness phases, respectively) was shown. The biochemical parameters were studied and their correlation with the photosynthetic parameters of the leaves of vegetable forms of soybean was analyzed. As an example, the accumulation of antioxidants had approximately the same moderate degree of correlation (r = 0.40) with Qymax, Rfd, and qRstat. At the end of the growing season, the correlation of the vitality coefficient in the technical ripeness phase with the productivity of vegetable soybean in the phase of full biological ripeness, namely, the weight of the plant (including the underground part), the number of beans per plant, and the weight of seeds per plant, were analyzed. There was a stable positive correlation between these indicators from r = 0.78 (with the mass of the plant and the mass of seeds from the plant) to 0.90 (with the number of beans per plant). The vitality coefficient has practical significance, playing the role of a quantitative characteristic of plant productivity, which makes it possible to use PAM fluorimetry in the assessment of the physiological state of a plant organism and its economic efficiency. © 2021, Pleiades Publishing, Inc