doi: 10.15389/agrobiology.2023.5.889rus
УДК 635.563:581.1:631.588.5
Исследования выполнены в рамках ГЗ ВИР: номер темы FGEM-2022-0003 «Мировые ресурсы овощных и бахчевых культур коллекции ВИР: эффективные пути раскрытия эколого-генетических закономерностей формирования разнообразия и использования селекционного потенциала».
ИЗМЕНЧИВОСТЬ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ И БИОХИМИЧЕСКИХ
ПРИЗНАКОВ КРЕСС-САЛАТА (Lepidium sativum L.) ИЗ КОЛЛЕКЦИИ ВИР
В УСЛОВИЯХ ИНТЕНСИВНОЙ СВЕТОКУЛЬТУРЫ
А.Б. КУРИНА1, К.О. ЖЕЛЕЗНОВА1, А.Е. СОЛОВЬЕВА1,
Н.Г. СИНЯВИНА2, Г.Г. ПАНОВА2, А.М. АРТЕМЬЕВА1 ✉
Производство свежей овощной продукции высокого качества для населения России остается важной задачей. Получать урожай в течение всего года позволяет технология интенсивной светокультуры (сити-фермы, вертикальные фермы, фабрики растений). Очевидно, что для такого выращивания требуются сорта и линии, максимально реализующие продукционный потенциал в этих специфических условиях. В последние годы проводятся исследования, направленные на поиск и подбор образцов различных культур для светокультуры, цель которых - повышение эффективности и рентабельности производства, а также расширение ассортимента растительной продукции. Кресс-салат Lepidium sativum L. как скороспелая культура с большим разнообразием форм, различающихся по хозяйственно ценным признакам, прежде всего по урожайности и биохимическому составу, представляет значительный интерес для адаптации к подобным технологиям. Однако, влияние условий выращивания, характерных для светокультуры, на проявление признаков продуктивности и качества у образцов кресс-салата, различающихся по эколого-географическому происхождению и ботанической принадлежности, практически не изучено. В настоящей работе мы впервые провели комплексную оценку изменчивости хозяйственно ценных признаков кресс-салата в условиях интенсивной светокультуры. Целью нашей работы было фенологическое, морфологическое, биохимическое изучение 72 образцов L. sativum трех разновидностей — кресс-салата цельнолистного (var. latifolium), посевого (var. sativum) и кудрявого (var. crispum) из мировой коллекции ВИР в условиях интенсивной светокультуры и выявление источников ценных признаков. Морфометрическое описание (высота и диаметр розетки, форма и размеры листа), определение весовых (масса) показателей роста растений, товарной продуктивности, содержания сухого вещества, аскорбиновой кислоты, пигментного комплекса (хлорофиллов, каротиноидов и антоцианов) (биохимический анализ) проводили в фазу технической спелости в 3-кратной повторности. В изученной выборке наибольшую изменчивость выявили по содержанию антоцианов (Cv = 42,5 %), средней массе растения (Cv = 40,3 %), урожайности товарной части продукции (Cv = 38,3 %). Остальные признаки характеризовались средней степенью изменчивости. Отмечены особенности позднеспелых образцов: позднее стеблевание, бóльшая масса растения (в среднем 3,6 г) и высокое содержание сухого вещества (в среднем 9,0 %), тогда как скороспелые и ультраскороспелые формы накапливают большее количество аскорбиновой кислоты (в среднем 32,8±5,7 мг/100 г) и позволяют получать большее число урожаев за год. В среднем наиболее урожайными оказались позднеспелые образцы var. latifolium из Ирана (к-91) и Азербайджана (к-112, к-125, к-131), образец var. sativum из Ирана (к-92) и образец var. crispum из Дании (к-185). Выявлены статистически значимые различия между ботаническими разновидностями по содержанию пигментов. Образцы var. latifolium в целом характеризовались бóльшим содержанием суммы хлорофиллов (124,2±14,0 мг/100 г), каротиноидов (37,3±4,4 мг/100 г), каротинов (6,1±0,6 мг/100 г) и β-каротина (5,0±0,6 мг/100 г). Изменчивость по содержанию каротинов была наибольшая в группе образцов var. sativum (Cv = 24,7 %), по содержанию антоцианов — в группе var. crispum (Cv = 44,7 %). В результате исследований нами выявлены образцы кресс-салата, которые выделяются по скорости развития, устойчивости к стеблеванию и по формируемой урожайности при выращивании в условиях интенсивной светокультуры, а также потенциальные источники хозяйственно ценных признаков для дальнейшей селекции форм кресс-салата, наиболее адаптированным к этой технологии.
Ключевые слова: Lepidium sativum L., кресс-салат, интенсивная светокультура, урожайность, аскорбиновая кислота, хлорофиллы, каротиноиды, изменчивость.
A.B. Kurina1, K.O. Zheleznova1, A.E. Solovieva1,
N.G. Sinyavina2, G.G. Panova2, A.M. Artemyeva1 ✉
The technology of intensive light culture (city farms, vertical farms, plant factories) is actively developing which allows fresh vatable products to be available throughout the year. The search for accessions of various crops that maximize their productive potential under these conditions is of great importance for improving the quality of plant products and breeding work. Among the early ripening crops, garden cress (Lepidium sativum L.) is of large interest, since it is characterized by a wide variability of forms that differ in economically valuable traits, primarily yield and biochemical composition. However, the influence of growing conditions characteristic of light culture on the manifestation of signs of productivity and quality in garden cress accessions that differ in ecological-geographical origin and botanical affiliation has been practically not studied. In this work, we for the first time carried out a comprehensive assessment of the variability of economically valuable traits of garden cress under conditions of intensive light culture. The purpose of our work was to study phenological, morphological, biochemical and economic characteristics in 72 accessions of garden cress of three varieties, var. latifolium DC., var. sativum Alef. and var. crispum (Medik.) DC. under conditions of intense light culture, and to identify accessions with valuable traits. Morphological description (height and diameter of the rosette, shape and size of leaves) and biochemical analysis were carried out at the stage of technical ripeness. Biochemical analysis included the determination of the content of dry matter, ascorbic acid, anthocyanins, chlorophylls and carotenoids. The variability of morphological, phenological and biochemical characteristics of garden cress under intensive light culture was determined. It was noted that the greatest variability was observed in the average plant weight (Cv = 40.3 %), yield (Cv = 38.3 %) and anthocyanin content (Cv = 42.5 %), other parameters were characterized by a middle degree of variability. Late-ripening accessions are characterized by late or slow bolting, larger plant weight (mean 3.6 g) and high dry matter content (mean 9.0 %), while early-ripening forms allow for more vegetations per year and accumulate more ascorbic acid (mean 32.8±5.7 mg/100 g). On average, among the studied accessions, the late-ripening accessions of var. latifolium from Iran (k-91) and Azerbaijan (k-112, k-125, k-131), as well as the accession of var. sativum from Iran (k-92) and the accession of var. crispum from Denmark (k-185), turned out to be productive. Statistically significant differences were found between the accessions and varieties in terms of the content of chlorophylls and carotenoids. The greatest variability in the content of carotenes was in the accessions of var. sativum (Cv = 24.7 %), in the content of anthocyanins was in the accessions of var. crispum (Cv = 44,7 %). The accessions of var. latifolium were generally characterized by a high content of the total chlorophylls (124.2±14.0 mg/100 g), carotenoids (37.3±4.4 mg/100 g), carotenes (6.1±0.6 mg/100 g), and β-carotene (5.0±0.6 mg/100 g). We identified accessions of garden cress that are of the greatest interest in terms of development rate, resistance to bolting and formed yield when grown under intensive light culture, as well as potential sources of economically valuable traits for further breeding and obtaining forms of garden cress that are most adapted to conditions of intensive light culture.
Keywords:Lepidium sativum L., garden cress, intensive light culture, productivity, ascorbic acid, chlorophylls, carotenoids, variability.
1ФГБНУ ФИЦ Всероссийский институт |
Поступила в редакцию |
