жирнокислотный состав масла семян f1 при скрещивании

Я. Н. Демурин,
доктор биологических наук
С. Г. Ефименко,
кандидат биологических наук
О. М. Борисенко,
научный сотрудник
Н. И. Бочкарев,
доктор биологических наук
ГНУ ВНИИ масличных культур
ЖИРНО-КИСЛОТНЫЙ СОСТАВ МАСЛА СЕМЯН F1 ПРИ СКРЕЩИВАНИИ МУТАЦИЙ
ВЫСОКООЛЕИНОВОСТИ И ВЫСОКОПАЛЬМИТИНОВОСТИ У ПОДСОЛНЕЧНИКА
УДК 633.854.78:575
Жирно-кислотный состав обычного подсолнечного масла включает около 6 % пальмитиновой, 4 %
стеариновой, 30 % олеиновой и 60 % линолевой кислот.
В 1976 г. во ВНИИМК впервые в мире создан высокоолеиновый сорт подсолнечника Первенец, который стал уникальным донором признака высокоолеиновости в селекционных программах. Доказана
неполная пенетрантность доминантной мутации высокоолеиновости Ol за счѐт действия нестабильного
супрессора, находящегося в геноме некоторых нормальных линий. Так изучение семян F1 в скрещивании 96-ти образцов коллекции подсолнечника с
высокоолеиновыми тестерами показало, что Ol мутация была доминантной в 59 % комбинаций скрещиваний (высокоолеиновый класс), неполностью
доминантной в 38 % (промежуточный фенотипический класс) и рецессивной в 3 % (нормальный фенотипический класс). Наблюдаемое варьирование
содержания олеиновой кислоты в отдельных семенах
F1 от мутантного до нормального фенотипов может
объясняться как неполной пенетрантностью гена Ol в
гетерозиготе при наличии супрессора, так и потенциальной гетерозиготностью нормальных образцов по
супрессору, неидентифицируемому в отсутствии Ol
мутации. Гомозиготное состояние супрессора может
идентифицироваться и контролироваться только на
генотипической среде OlOl гомозиготы, вызывая
нормальный фенотип. Высокоолеиновая линия ЛГ26
обладает резистентностью к действию супрессора
1.
В результате широкомасштабного поиска, отбора
и самоопыления во ВНИИМК в 2004 г. получена линия подсолнечника ЛГ30 со стабильно повышенным
содержанием пальмитиновой кислоты в масле семян.
Состав жирных кислот представлен 24 % пальмитиновой, 4 % пальмитолеиновой, 1 % пальмитолинолевой, 3 % стеариновой, 8 % олеиновой и 60 %
линолевой кислотами 2 .
Создание гибридов подсолнечника с одновременно повышенным содержанием пальмитиновой и
олеиновой кислот в масле семян за счет генетического объединения мутаций позволит обеспечить отечественным сырьем маслоперерабатывающую промышленность для получения высококачественного
растительного масла как натурального заменителя
твердых гидрированных жиров, не содержащего
трансизомеров жирных кислот, и создать альтернативу импортному пальмовому маслу.
Материал и методы. В исследовании были использованы
линии
генетической
коллекции
ВНИИМК. Состав жирных кислот масла семян подсолнечника определяли методом газожидкостной
хроматографии с непосредственным сбором информации через АЦП в персональный компьютер и последующей полуавтоматической обработкой данных
хроматограмм программой CHROM 2000. Использовали стандартную статистическую обработку данных. Гибридологический анализ проводили общепринятым методом.
Результаты и обсуждение. В полевых условиях
были получены гибриды первого поколения линии
ЛГ30 с шестью линиями генетической коллекции
различного происхождения, включая высокоолеиновую ЛГ26.
Для изучения влияния материнского эффекта были проведены прямые и обратные скрещивания с
двумя линиями линолевого типа НА413 и RНА416.
В результате анализа состава жирных кислот в
масле отдельных семянок в реципрокных скрещиваниях установлено, что в F1 материнский эффект по
признаку не наблюдался (табл. 1).
Таблица 1 – Состав жирных кислот масла семян
гибридов F1 от реципрокных скрещиваний
ЦЭБ ВНИИМК, 2003 г.
Скрещивание
НА413 × ЛГ30 хср
мax
мin
S (n=10)
ЛГ30 × НА413 хср
мax
мin
S
RНА416 × ЛГ30 хср
мax
мin
S
ЛГ30 × RНА416 хср
мax
мin
S
НСР05
Жирная кислота, % от суммы
паль- пальмит- стеа- олеимитиолеирино- новая
новая
новая
вая
10,1
0,4
1,8
27,1
12,4
0,5
3,2
47,1
8,7
0,2
1,1
13,5
1,3
0,1
0,8
11,1
10,6
0,4
3,7
28,1
12,3
0,6
5,4
36,6
8,3
0,2
3,0
18,5
1,6
0,1
0,7
7,9
10,3
0,3
2,4
28,1
12,2
0,3
4,1
34,5
8,3
0,2
1,9
18,1
1,5
0,1
0,8
6,0
10,0
0,3
2,8
30,2
12,5
0,5
3,7
33,9
8,3
0,2
2,1
26,3
1,3
0,1
0,5
2,7
3,7
0,1
0,7
6,5
линолевая
60,6
75,4
39,5
12,0
57,3
65,3
47,8
6,5
59,0
69,3
54,1
5,4
56,8
61,6
52,2
3,2
6,4
33
В гетерозиготе содержание пальмитиновой кислоты в масле семян F1 в скрещивании ЛГ30 с линиями подсолнечника линолевого типа по четырем
комбинациям изменялось от 8,3 до 12,5 % от суммы
кислот и в среднем составило около 10 %. При этом
наблюдалось также повышенное по отношению к
норме количество, в среднем около 0,4 %, пальмитолеиновой кислоты.
При скрещивании ЛГ30 с высокоолеиновой линией ЛГ26 в F1 обнаружено, с одной стороны, доминирование гена Ol и, с другой стороны, гетерозиготное
состояние по признаку повышенного содержания
пальмитиновой кислоты (табл. 2).
Таблица 2 – Состав жирных кислот масла семян F1
от скрещивания ЛГ30 с линиями
генетической коллекции
ЦЭБ ВНИИМК, 2003 г.
Скрещивание
ЛГ30 х ЛГ26 хср
мax
мin
S (n=15)
КГ102 х ЛГ30 хср
мax
мin
S
ВИР721 х ЛГ30 хср
мax
мin
S
ЛГ30 х КГ13 хср
мax
мin
S
НСР05
Жирная кислота, % от суммы
пальми- паль- стеа- олеи- линотиновая мит- рино- новая левая
олеивая
новая
8,1
0,4
3,1
84,6
3,8
8,7
0,6
3,4
86,2
5,6
7,6
0,2
2,5
82,6
3,0
0,4
0,2
0,3
1,3
1,0
10,0
0,4
3,4
41,5
44,8
12,7
0,6
4,7
52,1
59,5
8,2
0,2
1,9
27,9
34,0
1,5
0,1
0,8
9,5
10,1
11,1
0,6
2,2
32,9
53,3
12,8
0,8
2,5
46,7
61,6
9,0
0,2
1,6
22,8
40,0
1,5
0,2
0,3
10,8
9,8
11,2
0,4
4,1
35,0
49,4
12,2
0,6
4,9
39,4
54,4
10,4
0,2
2,5
30,3
45,5
0,6
0,2
0,8
3,0
3,2
0,7
0,1
0,4
4,5
4,4
Повышение содержания пальмитиновой кислоты
в семенах F1 и появление в заметных количествах
пальмитолеиновой кислоты дает возможность четко
идентифицировать гетерозиготу (табл. 3). Данные
различия между родительской формой (Р1- реципиент) и F1 позволяют отбирать гетерозиготные семянки при создании аналогов селекционных линий по
непрерывной схеме беккроссов.
34
Таблица 3 – Содержание пальмитиновой и
пальмитолеиновой кислот в масле семян
родительских линий и их гибридов,
% от суммы
×
Скрещивание,
кислота
RНА 416 × ЛГ30
пальмитиновая
пальмитолеиновая
ВИР721 × ЛГ30
пальмитиновая
пальмитолеиновая
ЛГ30 × ЛГ26
пальмитиновая
пальмитолеиновая
ЦЭБ ВНИИМК, 2003 г.
Р1
Р2
F1
НСР05
6,7
следы
24,1
3,7
10,3
0,3
1,9
1,0
10,4
0,1
24,1
3,7
11,1
0,6
1,9
1,0
24,1
3,7
6,0
следы
8,1
0,4
1,5
1,0
Заключение. Гибридные семена F1 при скрещивании высокоолеиновой линии ЛГ26 с высокопальмитиновой ЛГ30 характеризуются доминантно
высоким содержанием олеиновой кислоты и промежуточным содержанием пальмитиновой и пальмитолеиновой кислот. Достоверные различия в
содержании пальмитиновой кислоты между родителями и F1 указывают на неполное доминирование
признака обычного содержания пальмитиновой кислоты. Исключение составляет линия ВИР721, для
которой характерно полное доминирование.
Благодарности: Работа выполнена при поддержке
гранта регионального конкурса РФФИ и администрации Краснодарского края № 06-04-97603.
Литература
1. Демурин Я. Н., Борисенко О. М., Ефименко С. Г. Поиск супрессорных генотипов по мутации
высокоолеиновости масла семян подсолнечника //
Науч.-техн. бюл. ВНИИ масличных культур. – 2004.
– Вып. 2 (131). – С. 31-34.
2. Ефименко С. Г., Ефименко С. К., Демурин Я. Н.
Создание линии подсолнечника ЛГ30 с повышенным
содержанием пальмитиновой кислоты в масле семян
// Науч.-техн. бюл. ВНИИ масличных культур. –
2005. – Вып.1 (132). – С.14-18.