AGRIS - 

2021

E. A. Krylova | A. S. Mikhailova | Е. А. Крылова | А. С. Михайлова

Флавоноиды играют важную роль в метаболизме растений. Многие из них проявляют антиоксидантную активность и являются пигментами, окрашивающими ткани растений в разнообразные цвета. Продукты питания, богатые флавоноидными соединениями, рассматривают в качестве функциональных компонентов здорового рациона. В настоящее время отмечается повышенный интерес к изучению генетических механизмов, лежащих в основе появления признаков окраски у растений. Пути биосинтеза флавоноидов находятся под контролем двух групп генов. Структурные гены кодируют ферменты биосинтеза, а регуляторные гены ‒ транскрипционные факторы, контролирующие экспрессию структурных генов. Транскрипционные факторы, относящиеся к семействам R2R3-Myb, bHLH-Myc и WDR, образуют комплекс MBW, который вовлечен в регуляцию экспрессии структурных генов биосинтеза флавоноидов. Механизмы регуляции биосинтеза антоцианов и проантоцианидинов комплексом MBW подробно описаны у модельного растительного объекта Arabidopsis thaliana L. В настоящем обзоре обобщены данные о регуляции биосинтеза фенольных пигментов и об особенностях их накопления в растительных тканях у основных представителей трибы Phaseoleae DC: сои Glycine max (L.) Merr., фасоли обыкновенной Phaseolus vulgaris L., адзуки Vigna angularis (Willd.) Ohwi & Ohashi и коровьего гороха V. unguiculata (L.) Walp. Обсуждаемые в данном обзоре виды являются наиболее важными бобовыми культурами во многих странах мира, играя ключевую роль в рационе питания миллионов людей. Идентификация и характеристика генов, контролирующих пути биосинтеза флавоноидов, являются необходимым условием для успешной селекции современных сортов с повышенной диетической ценностью. Выявление закономерностей накопления флавоноидов необходимо для решения проблемы расширения разнообразия растительной продукции. | Flavonoids play a crucial role in plant metabolism. Many of them have antioxidant activity, and they are also pigments that render a variety of colors to plant tissues. Foods rich in flavonoid compounds are considered as functional components of a healthy diet. Currently, there is an increased interest in studying genetic mechanisms underlying the coloration of plants. Flavonoid biosynthesis pathways are controlled by two groups of genes. Structural genes encode enzymes, while regulatory genes are responsible for transcription factors that activate the expression of structural genes. Transcription factors that belong to R2R3-Myb, bHLH-Myc and WDR families form the ternary MBW complex, which is involved in regulating the expression of structural genes of flavonoid biosynthesis. The mechanisms of regulation of the anthocyanins and proanthocyanidin biosynthesis by the MBW complex are described in detail for the model plant Arabidopsis thaliana L. This review summarizes data on the regulation of phenolic pigment biosynthesis and the features of phenolic pigment accumulation in plant tissues in the main representatives of the Phaseoleae tribe: soybean Glycine max (L.) Merr., common bean Phaseolus vulgaris L., adzuki bean Vigna angularis (Willd.) Ohwi & Ohashi, and cowpea V. unguiculata (L.) Walp. The species discussed in this review are the most important food legumes in many countries of the world and they comprise the staple food in diets of millions of people. Identification and characterization of the genes controlling the flavonoid biosynthesis pathways are necessary for successful breeding of modern varieties with an increased dietary value. Identification of the flavonoid accumulation patterns is essential for solving the problem of broadening the diversity of plant products.

Show more [+]

Less [-]

N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources - Russian Federation

2021

K. A. Lukina | O. Y. Shoeva | O. N. Kovaleva | I. G. Loskutov | К. А. Лукина | О. Ю. Шоева | О. Н. Ковалева | И. Г. Лоскутов

Актуальность. Ячмень (Hordeum vulgare L.) и овес (Avena sativa L.) – зерновые культуры, относящиеся к одним из основных источников питания и кормов в Российской Федерации. Они содержат белки, различные группы витаминов, жиры, углеводы, β-глюканы, минеральные вещества и разнообразные биологически активные соединения, в том числе антоцианы. Антоцианы привлекают все больше внимания в связи с широким спектром полезных свойств для человека. Все это позволяет рассматривать зерно ячменя и овса как потенциально перспективный экономический продукт и компонент функционального питания. Цель данной работы оценить относительное содержание антоцианов в образцах ячменя и овса с различной пигментацией зерновки и цветковых чешуй. Материалы и методы. Изучено 32 образца ячменя и 11 образцов овса спектрофотометрическим методом. Экстрагирование антоцианов из зерновок ячменя и овса проводилось 1% раствором HCl в метаноле. Результаты и обсуждение. В результате изучения выделены образцы и разновидности с наибольшим содержанием антоцианов: ячмень − к-15904 (Китай), к-19906 (Монголия), к-18709 (Япония), к-18723, к-18729 (Канада), к-17725 (Турция), относящиеся к разновидности var. violaceum; к-29568 (Япония) – var. densoviolaceum; к-8690 (Эфиопия) – var. griseinigrum; к-28205 (Германия) – var. nudidubium; овес − к-15527 (A. ayssinica Hochst. var. braunii Koern., Эфиопия) и к-15245 (A. strigosa Schreb. subsp. brevis var. tephera Mordv. ex Sold. et Rod., Польша). Заключение. Полученные результаты показывают, что коллекция ВИР включает потенциально ценные образцы для разработки сортов с повышенным содержанием антоцианов, которые могут быть использованы для расширения ассортимента функциональных продуктов. | Background. Barley (Hordeum vulgare L.) and oat (Avena sativa L.) are grain crops belonging to one of the main sources of food and forage in the Russian Federation. They contain proteins, various groups of vitamins, fats, carbohydrates, β-glucans, minerals and different bioloactive compounds, including anthocyanins. Recently, much attention has been given to anthocyanins due to their various valuable properties. Therefore, the grain of barley and oat is a potentially promising economic product and a component of functional nutrition. The aim of this work was to estimate the content of anthocyanins in barley and oat accessions with different pigmentation of kernels and lemma. Materials and methods. 32 barley and 11 oat accessions were studied by spectrophotometry. Anthocyanins were extracted from barley and oat kernels with a 1% HCl solution in methanol. Results and discussion. As a result of the study, accessions and varieties with the highest content of anthocyanins were identified: for barley these are k-15904 (China), k-19906 (Mongolia), k-18709 (Japan), k-18723, k-18729 (Canada), k-17725 (Turkey) belonging to var. violaceum; k-29568 (Japan) – var. densoviolaceum; k-8690 (Ethiopia) – var. griseinigrum; k-28205 (Germany) – var. nudidubium; and for oat these are k-15527 (A. ayssinica Hochst. var. braunii Koern., Ethiopia) and k-15245 (A. strigosa Schreb. subsp. brevis var. tephera Mordv. ex Sold. et Rod., Poland). Conclusion. The obtained results demonstrated that the VIR collection includes accessions with potential value for the development of varieties with an increased anthocyanin content, which can be used as functional food products.

Show more [+]

Less [-]

N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources - Russian Federation