ovoshchiОвощи РоссииVegetable crops of Russia2072-91462618-7132Федеральный научный центр овощеводства10.18619/2072-9146-2019-5-77-83ovoshchi-891Research ArticleАГРОХИМИЯAGROCHEMISTRYСравнительная характеристика биохимического состава образцов мангольда и свеклы столовой коллекции ВИРComparative characteristics of the biochemical composition of chard and table beet accessions from VIR collectionhttps://orcid.org/0000-0002-9967-7454СоколоваД. В.SokolovaDiana V.

Соколова Диана Викторовна – кандидат биол. наук, старший научный сотрудник отдела Генетических ресурсов овощных и бахчевых культур, куратор коллекции свеклы и амаранта

ResearcherID: L-3340-2017, Scopus ID: 57204728728

190000, г. Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, д. 42,44

PhD in Biological sciences, Senior Researcher

ResearcherID: L-3340-2017, Scopus ID: 57204728728

 42, 44, B. Morskaya Street, St. Petersburg, 190000

dianasokol@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3992-5353ШеленгаТ. В.ShelengaTatiana V.

Шеленга Татьяна Васильевна – кандидат биол. наук, старший научный сотрудник отдела биохимии и молекулярной биологии

190000, г. Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, д. 42,44

PhD in Biological sciences, Senior Researcher

42, 44, B. Morskaya Street, St. Petersburg, 190000

https://orcid.org/0000-0002-6201-4294СоловьеваА. Е.SolovievaAlla E.

Соловьева Алла Евгеньевна – кандидат биол. наук, старший научный сотрудник отдела биохимии и молекулярной биологии

ResearcherID: B-8742-2017

190000, г. Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, д. 42,44

PhD in Biological sciences, Senior Researcher

ResearcherID: B-8742-2017

42, 44, B. Morskaya Street, St. Petersburg, 190000

Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР)РоссияFederal Research Center N. I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources (VIR)Russian Federation201907112019057783Copyright © Соколова Д.В., Шеленга Т.В., Соловьева А.Е., 20192019Соколова Д.В., Шеленга Т.В., Соловьева А.Е.Sokolova D.V., Shelenga T.V., Solovieva A.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vegetables.su/jour/article/view/891Актуальность

Актуальность. Одним из многих этапов, которые ведут к оздоровлению нации, является здоровое питание, которое подразумевает под собой обеспечение организма человека всеми необходимыми ему элементами для его нормального функционирования. В рамках импортозамещения крайне важно выявить и популяризировать ценные культуры, которые пригодны для выращивания на территории РФ. Одной из таких малораспространенных и недостаточно изученных культур является листовая разновидность свеклы – мангольд (Beta vulgaris L. ssp. cicla). Для человека пищевой частью растения мангольда являются мясистые черешки и листья.

Материалы и методы

Материалы и методы. Целью проведенных исследований было выявить особенности биохимического состава мангольда и сравнить их с широко распространенной свеклой столовой. Объектом исследования послужили 44 образца столовой свеклы (Beta vulgaris L. ssp. vulgaris) и 32 образца листовой свеклы коллекции ВИР, различающиеся по фенотипу и происхождению. Опытные образцы выращивали в овощном севообороте в НПБ (научно-производственная база) «Пушкинские и Павловские лаборатории ВИР» (г. Пушкин, Ленинградская обл.) на протяжении двух лет (2014 и 2015 годы). Биохимический анализ проводили в лаборатории биохимии и молекулярной биологии ВИР с помощью стандартных методов. Количественный и качественный состав метаболитов оценивали с применением газо-жидкостной хроматографии, сопряженной с масс-спектрометрией.

Результаты

Результаты. Результаты исследования выявили значительную изменчивость показателей в зависимости от конкретного генотипа. К слабо варьирующими можно отнести показатели содержания аскорбиновой кислоты, белка и пигментов: бетанина у свеклы столовой и β-каротина у листовой. Дано подробное сравнительное описание содержания метаболитов углеводного профиля. Показано, что мангольд лучше сбалансирован по содержанию моносахаридов, отличается пониженным содержанием сахарозы. Аминокислотный состав мангольда богаче и разнообразнее, чем у свеклы столовой, по незаменимым для человека аминокислотам значительно ее опережает. Выделившиеся образцы мангольда рекомендованы к использованию в детском, диетическом и диабетическом питании. Благодаря высокому содержанию белка (выше столовой на 83%) культура рекомендуется как компонент для кормопроизводства. Листовая свекла обладает рядом ценных преимуществ: неприхотлива в выращивании, декоративна и, главное, имеет большой потенциал для использования в питании человека и кормопроизводстве.

Relevance

Relevance. Healthy eating is one of the many steps that lead to a healthy nation. It implies the provision of the human body with all the necessary elements for its normal functioning. Within the framework of import substitution, it is extremely important to identify and popularize valuable crops that are suitable for cultivation in the territory of the Russian Federation. One of these rarely studied and insufficiently studied cultures is the leaf variety of beet –chard (Beta vulgaris L. ssp. сicla). Man uses in the food the fleshy petioles and leaves of this plant.

Material and methods

Material and methods. The purpose of the research was to identify the characteristics of the biochemical composition of chard and compare them with the widespread red beet. The object of the study was 44 accessions of red beet (Beta vulgaris L. ssp. vulgaris) and 32 accessions of chard from the VIR collection, differing in phenotype and origin. The accessions were cultivated in the vegetable crop rotation in the Research and production base “Pushkin and Pavlovsk laboratories of VIR” (Pushkin, Leningrad region) for two years (2014 and 2015). Biochemical analysis was performed using standard methods. The quantitative and qualitative composition of the metabolites was assessed using GС-МS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry).

Results

Results. The results of the study revealed significant variability of indicators depending on the specific genotype. The indicators of the content of ascorbic acid, protein and pigments: betanin in beetroot and β -carotene in leafy can be attributed to slightly varying. A detailed comparative description of the content of carbohydrate profile metabolites is given. It is shown that chard is better balanced in terms of monosaccharides content, differs in low sucrose content. The amino acid composition of chard is richer and more diverse than that of table beet, it is significantly ahead of table beet in essential amino acids for humans. Selected accessions of chard are recommended for use in infant, dietary and diabetic nutrition. Due to the high protein content (83% higher than that of red beet), the culture is recommended as an ingredient for feed production. Leaf beet has a number of valuable advantages: unpretentious in cultivation, decorative and, most importantly, has great potential for use in human nutrition and fodder production.

листовая свекламангольдбиохимические характеристикиметаболитыleaf beetchardbiochemical characteristicsmetabolitesРабота выполнена в рамках государственного задания ВИР № 0662–2018–0017, АААА-А16–116040710360–1 «Выявление диапазона изменчивости биохимических признаков качества генетического разнообразия важнейших зерновых, зернобобовых, масличных, овощных, плодовых и ягодных культур и их диких родичей в связи с поиском, выделением и созданием ценного исходного материала для улучшения качества сельскохозяйственных культур».The work was performed as part of the state assignment VIR No. 0662–2018–0017, AAAA-A16–116040710360–1 “Identification of the range of variability of biochemical characteristics of the quality of the genetic diversity of the most important cereals, legumes, oilseeds, vegetables, fruit and berries and their wild relatives in connection with the search, isolation and creation of valuable source material to improve the quality of crops”.ReferencesHerbach K.M., Stintzing E.C., Carle R. Impact of Thermal Treatment on Color and Pigment Pattern of Red Beet (Beta vulgaris L.) Preparations. J. Food Sci. 2004;(69):491–498.Herbach K.M., Stintzing E.C., Carle R. Impact of Thermal Treatment on Color and Pigment Pattern of Red Beet (Beta vulgaris L.) Preparations. J. Food Sci. 2004;69:491–498.Аблязов Д.Г., Ефремова К.Н., Сокольская О.Б., Опыт использования семейства Сhenopodiаceae в озеленении населенных пунктов Саратовской области. Ландшафтная архитектура и природообустройство: от проекта до экономики – 2018, Материалы международной научно-технической конференции. Под научной ред. О.Б. Сокольской и И.Л. Воротникова. Саратов, 2018. С.11-14.Ablyazov D.G., Efremova K.N., Sokolskaya O.B., Experience of using the Chenopodiaceae family in landscaping settlements of the Saratov region. Landscape architecture and environmental engineering: from the project to the economy – 2018, Materials of the international scientific and technical conference. Under the scientific ed. O.B. Sokolskaya and I.L. Vorotnikova. Saratov, 2018. Р.1-14.Ермаков А.И., Арасимович В.В., Ярош Н.П. Методы биохимического исследования растений. Л., 1987. С.63-91.Ermakov A. I., Arasimovich V. V., Jarosh N. P. et. al. Metods of biochemical research in plants. Leningrad, 1987. P.63-71Pucher G. W., L.C. Curtis and H.B. Vickery. The red pigment of the root of the beet (Beta vulgaris). II A method to determine betanin. J. Biol. Chem. 1938;123:71-75.Pucher G. W., L.C. Curtis and H.B. Vickery. The red pigment of the root of the beet (Beta vulgaris). II A method to determine betanin. J. Biol. Chem. 1938;123:71-75.Jonsson P., Gullberg J., Nordstrom A., et al. A strategy for identifying differences in large series of metabolomics samples analyzed by GS/MS. Anal. Chem. 2004;7:1738-1745.Jonsson P., Gullberg J., Nordstrom A., et al. A strategy for identifying differences in large series of metabolomics samples analyzed by GS/MS. Anal. Chem. 2004;7:1738-1745.Смоликова Г.Н., Шаварда А.Л., Алексейчук И.В., и др. Mетаболомный подход к оценке сортовой специфичности семян Brassica napus L. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2015;19(1):121-127.Smolikova G.N., Shavarda A.L., Aleksejchuk I.V. Metabolic approach to assessing the varietal specificity of seeds of Brassica napus L. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2015;19(1):121-127.Плешков Б.П. Биохимия сельскохозяйственных растений. М.:Колос. 1980. 495 с.Pleshkov B.P. Biochemistry of agricultural plants. M.: Kolos. 1980. 495 р.Буренин В.И., Пивоваров В.Ф. Свекла. СПб.: ВИР, 1998. С.79.Burenin V.I., Pivovarov V.F. Beet. St. Petersburg: VIR, 1998. P.79.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.