Результат интеллектуальной деятельности: Способ отбора растений картофеля с повышенным содержанием антоцианов

Изобретение относится к селекции растений и может быть использовано для отбора образцов картофеля с целью создания сортов с повышенным содержанием антоцианов (пеларгонидин 3-глюкозида) в кожуре клубня.

Использование кожуры клубней картофеля при производстве натуральных пищевых красителей является актуальным и экономически выгодным направлением. Объясняется это, во-первых, безотходным производством картофелепродуктов, где мякоть клубня употребляется для получения чипсов, фри, крахмала, спирта, а кожура служит для извлечения из нее антоцианов - растительных пигментов. Во-вторых, концентрация пигментов в большом количестве сосредоточена в кожуре, а не в мякоти клубня картофеля. В-третьих, отдельные антоцианы легче извлекать из кожуры, чем из самого клубня, так как в его мякоти присутствуют крахмальные зерна, которые затрудняют экстракцию глюкозидных веществ - пеларгонидин 3-глюкозид. Пеларгонидин 3-гюкозид является одним из шести антоциановых соединений, имеет простую структуру и является веществом красного цвета. Инъекция пеларгонидин 3-глюкозида снижает уровень глюкозы в крови человека и увеличивает уровень инсулина в сыворотке крови и затем снижает уровень гликозилирования гемоглобина. Применение пеларгонидина 3-глюкозида в питании человека дает возможность защиты клеток кожи человека от УФ (А) лучей и меньшего повреждения ДНК при концентрации от 0.05 мг/мл до 0.5 мг/мл. Считается, что пеларгонидин 3-глюкозид в наиболее высоких количествах содержится в клубнике. Вклад картофеля, как источника этого глюкозида, гораздо выше из-за количества его потребления, возможности круглогодичного использования, что не скажешь о клубнике, которая характеризуется сезонностью выращивания и дороговизной ягод.

Известен способ выведения сорта с окрашенной мякотью клубня, включающий изучение исходных форм и включение их в скрещивание (см., например, Тайков В.В., Удовицкий А.С., Киру С.Д., Дергилева Т.Т., Ахмет А.З. Новый сорт картофеля Киру с окрашенной мякотью клубней создан совместно селекционерами Казахстана и России. - Сб. трудов международной дистанционной научно-практической конференции. «Актуальные вопросы садоводства и картофелеводства», 2018. - С. 377-382).

Недостатком способа выведения сорта с окрашенной мякотью, является отсутствие изучения окраски других частей растений (венчика соцветий, кожуры), что увеличивает срок исследований и не позволяет отбирать образцы на первоначальных этапах селекции.

Известен также способ создания исходного материала картофеля с цветной мякотью клубней (см., например, Козлов В.А. Создание исходного материала картофеля с цветной мякотью клубней. - Картофелеводство: сб. науч. тр. / РУП «Науч.-практ. центр НАН Беларуси по картофелеводству и плодоовощеводству»; редкол.: С.А. Турко (гл. ред.) и др. - Минск, 2014. - Т. 22. - С. 29-34).

Недостатком способа создания исходного материала картофеля с цветной мякотью клубней является отсутствие исследований на соответствие окраски частей растений с количественным содержанием антоцианов и их идентификации.

Цель изобретения - упрощение способа отбора образцов картофеля с повышенным содержанием антоцианов в кожуре клубня и их идентификацию, ведущее к ускорению выведения сортов с антиоксидантными свойствами.

Указанная цель достигается тем, что способ отбора образцов картофеля с повышенным содержанием антоцианов, включающий подбор исходных родительских форм, получение гибридов, отбор образцов и их анализ, отличающийся тем, что в фазу массового цветения растений выделяют образцы с красно-фиолетовой окраской венчика соцветий, а на 60-й день после посадки из них выделяют образцы с красной и розовой окраской кожуры клубней, в которой содержание пеларгонидин 3-глюкозида составляет 78-95 мг/кг.

По сравнению с прототипом признаками изобретательского уровня предлагаемого способа отбора образцов картофеля с повышенным содержанием антоцианов в кожуре клубней является следующее:

1. «… в фазу массового цветения растений выделяют образцы с красно-фиолетовой окраской венчика соцветий…», что позволяет:

- на первоначальном этапе провести визуальный отбор образцов, что способствует повышению эффективности отбора;

- сократить количество образцов и их анализов, так как проводится в краткие сроки, в период наблюдения и по конкретной окраске венчика соцветий (красно-фиолетовой);

- сокращается время отбора образцов картофеля.

2. «…на 60-й день после посадки из них выделяют образцы с красной и розовой окраской кожуры клубней…», что позволяет:

- использовать данный отбор в комплексе на хозяйственно ценные признаки (скороспелость), так как проводится в фазу, когда происходит активное клубненакопление;

- сократить трудоемкость и время на проведение отбора образцов, так как не требуется дополнительных методов оценки и отбираются сорта и гибриды с розовой и красной окраской кожуры.

3. «…в которой содержание пеларгонидин 3-глюкозида составляет 78-95 мг/кг.», что позволяет:

- сделать вывод о высоком содержании антоцианов в кожуре клубней, что увеличивает антиоксидантную активность образцов картофеля;

- найти связь между красной и розовой окраской кожуры клубня с содержанием пеларгонидин 3-глюкозида;

- отобрать образцы картофеля с повышенным содержанием пеларгонидин 3-глюкозида, что способствует использованию выделенных гибридов в целенаправленных скрещиваниях на повышенное содержание антоцианов.

Признаки, указанные в отличительной части описания достижения цели, доказывают, что заявляемый способ обладает новизной. Совокупность признаков, приведенных в сравнении свойств заявляемого и известного решений, дает основание сделать вывод, что заявляемый способ имеет изобретательский уровень.

Предлагаемый способ отбора образцов картофеля с повышенным содержанием антоцианов в кожуре картофеля осуществляется следующим образом. В подготовленную почву на селекционном участке высаживают образцы картофеля с нормой посадки 38 тыс. семенных клубней на гектар, схема посадки 90x30, где 90 - ширина междурядий, см; 30 - расстояние между высаженными семенными клубнями, см. Всего ежегодно высаживается 150-250 сортов по 5-50 штук клубней. За время вегетации проводят все агротехнические приемы (междурядные обработки, уничтожение сорняков и вредителей, обработки против грибных болезней). При оценке образцов осуществляют фенологические наблюдения по Методическим указаниям Всероссийского НИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова (Санкт-Петербург, 2010). С достижением растений фазы массового цветения производят визуальную оценку окраски венчика соцветий по девятибалльной шкале по всей делянке: 1 - белая; 2 - кремовая; 4 -розовая; 5 - красно-фиолетовая; 7 - голубая; 8 - сине-фиолетовая; 9 - темно-фиолетовая.

На 60-й день после посадки проводят динамические копки на трех кустах от делянки для определения скороспелости сортов картофеля. В это же время осуществляют визуальную оценку цвета кожуры клубней по девятибалльной шкале: 1 - белая; 2 - светло-желтая; 3 - желтая; 4 - желто-коричневая; 5 - розовая; 6 - красная; 7 - красно-фиолетовая; 8 - сине-фиолетовая; 9 -темно-фиолетовая. Проводят отбор образцов картофеля с красной и розовой окраской кожуры клубней, для определения содержания и идентификации антоцианов в кожуре. От каждого образца отбирают по 3-4 клубня массой от 40 граммов, в которых определяют антоциановые вещества методом масс-спектрометрии с помощью ловушки Amazon SL (Bruker, Германия).

Результаты исследований представлены в таблицах 1, 2.

Анализ таблицы 1 показывает, что растения сортов картофеля с красно-фиолетовым венчиком соцветия имеют розовую и красную окраску кожуры клубня.

Примечание. Приведены средние арифметические значения параметров в разрезе сортов и их доверительные интервалы (±SEM).

Результаты таблицы 2 показывают, что образцы картофеля с розовой и красной окраской кожуры имеют повышенные содержания антоцианов - пеларгонидин 3-глюкозида (78,3±0,3, 95,4±0,3) по сравнению с сортами, имеющих другую окраску кожуры клубней.

Применение предлагаемого изобретения позволит ускорить и упростить способ отбора образцов картофеля с повышенным содержанием антоцианов в кожуре клубней при создании новых сортов и снизить его трудоемкость и затраты.