Перспективы селекции высококачественных белков, сбалансированных по аминокислотному составу на основе культуры фасоли

УДК 635.65:577.122.3

Ю. С. ЛАРИОНОВ

Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина

ПЕРСПЕКТИВЫ СЕЛЕКЦИИ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ БЕЛКОВ, СБАЛАНСИРОВАННЫХ ПО АМИНОКИСЛОТНОМУ СОСТАВУ НА ОСНОВЕ КУЛЬТУРЫ ФАСОЛИ

Оценка аминокислотного состава белка бобовых культур сои, фасоли и гороха показала, что в условиях Западной Сибири по содержанию белка и сумме незаменимых аминокислот зерновая фасоль превосходит горох. Аминокислотный состав белка фасоли свидетельствует о возможности дальнейшего повышения эффективности селекции её для решения белковой проблемы в регионе.

Ключевые слова: семена, сорт, фасоль, соя, горох, белок, незаменимые амино-

кислоты.

Разработка селекционной стратегии увеличения производства высококачественного растительного белка для Западной Сибири является важнейшей задачей. В связи с этим поиск культур и сортов, обеспечивающих стабильное получение высококачественных белков, сбалансированных по аминокислотному составу, имеет первостепенное значение в формировании исходного материала в этом сравнительно неблагоприятном по климатическим условиям регионе страны. Человек давно ввел в пищу бобовые культуры, отличающиеся высоким содержанием белка и незаменимых аминокислот. К таким незаменимым аминокислотам относятся — изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин.

Незаменимые аминокислоты не синтезируются в организме и должны обязательно в определенных количествах поступать с пищей. Отсутствие любой из восьми незаменимых аминокислот в пище вызывает серьезные нарушения здоровья, особенно это тяжело сказывается на молодом растущем организме. В связи с этим создание новых сортов и оценка существующих на содержание в конкретной агроэ-кологической зоне имеет большое значение для создания исходного материала в селекции и получения высококачественной продукции при возделывании этой культуры [1—4].

Полевые и лабораторные исследования проводились на поле и лабораториях Омского государственного аграрного университета, расположенном в зоне южной лесостепи Омской области. Учетная площадь делянки 2 м2.

В качестве материала исследований были использованы 3 культуры и 12 сортов, рекомендованные в различные годы для возделывания в Западно-Сибирском регионе, характеризующиеся различной скороспелостью и другими хозяйственно-ценными признаками. Фасоль — Рубин (2001 г., скороспелый), Нерусса (1991 г., среднеспелый), Щедрая (1938 г., скороспелый), Фиалка (местный образец с 1999 г., скороспелый); соя — Омская-4 (1993 г., скороспелый), Дина (2003 г., скороспелый), Эльдорадо (2010 г., скороспелый), СибНИИСХоз-6 (2000 г., ско-

роспелый); горох — Благовест (2008 г. скороспелый), Демос (2003 г., среднеспелый), Омский-9 (1999 г., среднеспелый), Омкий-7 (1981 г., среднеспелый).

Анализ количественного содержания белка был проведен с помощью двух аналитических подходов. Во-первых, по гостированной (ГОСТ 13496.4-93) методике определения азота по Кьельдалю. Во-вторых, при помощи прибора для определения азота VELP NDA 701, результаты которого принимают международные организации.

Анализ аминокислотного состава был проведен относительно новым методом капиллярного электрофореза на приборе Капель-105. Статистическая обработка данных проведена дисперсионным методом по Б. А. Доспехову [5] на ПК. Статистическую обработку и вычисления осуществляли в программе

Excel 2007.

Май 2008 года характеризовался сухой и тёплой погодой, во второй декаде июня наблюдалась раннелетняя засуха и прохладная погода. Июль был контрастным по обеспеченности осадками с тёплой погодой. В августе было мало осадков, и температура была выше среднемноголетней на 10°С. В мае 2009 года температура воздуха была выше среднемноголетней, отмечено значительное количество осадков. В июне и июле преобладала холодная дождливая погода. Первая и вторая декады августа характеризовались прохладной дождливой погодой, а в третьей декаде августа преобладала теплая погода с повышенным количеством осадков. Май 2010 года оказался на уровне среднемноголетних данных. В июне, июле и августе была теплая и сухая погода. Погодные условия позволили изучить и оценить образцы сортов бобовых культур по основным хозяйственно-ценным признакам, содержанию белка и аминокислотному составу.

Изучение трех бобовых культур и их 12 сортов показало, что по содержанию белка в среднем за 3 года культуры соя, фасоль и горох достоверно различаются (табл. 1). Наиболее высоким содержанием количества белка характеризуется культура соя 43,5% и фасоль 26,4%, а в семенах гороха содержится 24,9%. При этом необходимо отметить, что все

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (114) 2012 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (114) 2012

Аминокислотный состав* бобовых культур

Культура Показтели Лизин Треонин Валин Метионин н + * ш я К и 2 ж § е зо Ли Фенилаланин Триптофан Сумма аминокислот Сумма незаменимых аминокислот Содержание белка, %

Горох ср. 2,4 0,9 1,3 0,9 3,1 1,4 1,0 28,5 11,0 24,9

S 0,3 0,1 0,4 0,2 0,4 0,1 0,2 2,6 1,4 0,4

с^% 10,4 15,8 31,5 17,2 12,4 8,5 16,5 9,3 9,9 1,7

II II III III II II I

Соя ср. 3,8 2,2 2,0 1,0 5,1 2,3 1,7 45,9 18,1 43,5

S 0,3 0,1 0,2 0,4 0,5 0,3 0,2 3,3 1,7 1,4

с^% 6,9 5,8 8,1 42,2 10,5 11,4 10,3 7,2 7,2 3,1

III II II II I

Фасоль ср. 2,1 1,5 1,4 1,2 3,3 1,5 1,1 29,0 12,1 26,4

S 0,5 0,4 0,3 0,2 0,5 0,4 0,1 5,9 3,0 1,0

с^% 22,1 28,0 18,6 18,2 16,7 28,4 4,9 20,5 19,1 3,9

III III II II II III III II I

*Группы варьирования: I — слабоварьирущий (до 10%), II — средневарьирующий 10,1-20%, III — сильноварьирующий более 20,1% показатель.

изучаемые культуры обеспечивают сравнительно стабильное накопление белка (показатель слабова-рьирует по годам). Это свидетельствует о сравнительной адаптивности изучаемых сортов к условиям южной лесостепи Омской области.

По урожайности семян наиболее высоким показателем выделяются культуры фасоль и горох соответственно 0,30 т/га и 0,33 т/га. Урожайность сои за три года составила 0,22 т/га, что достоверно ниже других изучаемых бобовых культур. Сравнительное изучение аминокислотного состава (отдельных аминокислот, общей суммы и суммы незаменимых) показывает, что наиболее высоким содержанием общей суммы аминокислот и незаменимых характеризуется культура соя, на втором месте по общей сумме аминокислот и незаменимых находится фасоль (табл. 1). Горох в сравнении с этими культурами имеет более низкие показатели. Фасоль, как культура новая для зернового направления, по большему числу незаменимых аминокислот превосходит горох. По содержанию отдельных аминокислот фасоль приближается либо превосходит сою (например, валин). Исследования показали, что наиболее сильное варьирование по годам аминокислот как отдельных, так и их суммы наблюдается у сортов фасоли, в сравнении с сортами гороха и сои, т.е. сегодня необходимо усилить селекцию на качестве белка у этой культуры в условиях Западной Сибири. Одновременно следует отметить, что наблюдается значительное варьирование отдельных аминокислот в пределах культур по годам (например, метионин, валин, фенилаланин). Это свидетельствует о том, что необходимо ежегодно осуществлять контроль не только за общим содержанием белка, но и за его качеством как в пределах культур, так и сортов.

Таким образом, сравнительная характеристика по урожайности и качеству белка современных сортов бобовых культур показала, что зерновая фасоль является перспективной культурой для За-

падной Сибири, поскольку она имеет более стабильную и высокую урожайность по сравнению с соей и горохом. При этом количество и качество белка у фасоли превосходит наиболее распространенную полевую бобовую культуру горох. Аминокислотный состав белка свидетельствует о возможностях повышения эффективности селекции культуры фасоль, что будет играть положительную роль для решения белковой проблемы (продовольственного и кормового белка) в Западной Сибири.

Библиографический список

1. Содержание аминокислот и жирных кислот в семенах гибридов и мутантов сои / В. С. Ала [и др.] // Биология, генетика и микробиология сои. — Новосибирск, 1986. — С. 106—110.

2. Асанов, А. М. Сравнительная продуктивность и основные агротехнические приёмы выращивания скороспелых сортов сои в условиях южной лесостепи Западной Сибири : авто-реф. дис. ... канд. с-х. наук / А. М. Асанов. — Омск, 1998. — 26 с.

3. Аминокислотный состав белков семян различных сортов сои и соевой сенной муки / И. Ф. Беликов [и др.] // Биология возделывания сои. — Владивосток, 1971. — 134 с.

4. Васякин, Н. И. Селекция зернобобовых в Западной Сибири / Н. И. Васякин // Современные проблемы и достижения аграрной науки в земледелии, селекции и животноводстве : сб. науч. тр. / РАСХН. Сиб. отд-ние. — Барнаул, 2005. — С. 79 — 89.

5. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. — М. : Агропромиздат, 1985. — 351 с.

ЛАРИОНОВ Юрий Степанович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор (Россия), профессор кафедры селекции, генетики и физиологии растений; заслуженный работник высшей школы РФ. Адрес для переписки: e-mail: larionov42@mail.ru

Статья поступила в редакцию 07.03.2012 г.

© Ю. С. Ларионов