ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ, БИОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И ГЕНЕТИЧЕСКОГО ПОЛИМОРФИЗМА КИТАЙСКОЙ БРОККОЛИ – НОВОЙ ДЛЯ РОССИИ ОВОЩНОЙ КУЛЬТУРЫ

Приведены результаты оценки параметров роста и развития, SSR анализа, электронно-микроскопического исследования поверхности пыльцы и семян, биохимического состава, содержания макро- и микроэлементов в стеблевой части растений 8 образцов китайской брокколи Brassica oleracea var. alboglabra, выращенных в условиях необогреваемой пленочной теплицы ЦСБС СО РАН, г. Новосибирск (54°49′33″ с.ш. 83°06′34″ в.д.) и фитотрона. При исследовании поверхности семенной кожуры (спермодермы) семян видов рода Brassica L. установлено сходство крупной ячеистости поверхности семян B.oleracea var. alboglabra (сортобразец “Siji Xianggu jie lan” (“SX”) с семенами B.oleraceae var. сapitata f. alba, сv. Слава. При электронно-микроскопическом исследовании пыльцы китайской брокколи (“SX”) отмечено формирование в пыльниках кольпатной пыльцы эллипсоидного очертания, размером 32,9±0,76 х 17,8±0,42 мкм, характеризующейся фовеолятной орнаментацией, с соотношением длины к диаметру 1,85. Продолжительность периода от всходов до технической спелости, характеризующейся утолщением стебля китайской брокколи (“SX”) и переходом растений к бутонизации, продолжался 49-54 суток. Установлена тесная корреляционная связь между наибольшим диаметром стебля и длиной черешка листа (r=0,87, p < 0,001), а также между длиной черешка листа и массой товарной части стебля (r=0,77, p < 0,001). В результате молекулярно-генетического скрининга 5 SSR маркерами (Na10D09, Ol12F02, Ra2E12, BC 7 и BC 65) наибольший полиморфизм был при скринировании исследуемого материала маркером BC 7 – пять аллелей размером от 160 до 295 п.н. У образца “SX” цветение единичное (10%) наступало на 59-63 сутки, массовое цветение (75%) – на 65-68 сутки. Стеблевая часть B. oleracea var. alboglabra является достаточно хорошим источником витамина С, накапливая 32-46 мг%, также отличаясь повышенной концентрацией K, Ca, Mg и Сu. В конце сезона плоды вместе со срезанной фитомассой стеблей в течение 3-4 недель хорошо дозариваются, формируя полноценные семена со всхожестью выше 85%, соответствуя стандарту (ГОСТ 32592-2013) для семян капусты белокочанной.

1. Dixon G.R. Vegetable Brassicas and Related Crucifers. ‒ Wallingford (UK): CABI, 2007. ‒ 327 pp.

2. Rana M.K., Reddy P.K. Chinese Broccoli / Chinese Kale. In: Vegetable Crop Science (Ed.: Rana M.K.), Chapter 33. London (UK): CRC Press. 2017. ‒ 472p.

3. Rakow G. Species Origin and Economic Importance of Brassica / In: Biotechnology in Agriculture and Forestry. Eds.: Pua E. C., Douglas C. J. Vol. 54. Brassica. ‒ Berlin,Heidelberg, New York: Springer-Verlag. 2004. ‒ P.3-11.

4. Xue X., Jinhua G., Dan L., Yimei W., Yuxiao T., Qing C., Fen Zh., Haoru T., Bo S. Optimization of chromosome preparation and karyotype analysis of yellow-flower Chinese kale //J.Zhejiang Univ.(Agric.& LifeSci.). ‒ 2016. V.42, N5. ‒ P.527-534.

5. Plant Resources of South-East Asia/ Brassica oleracea Chinese Kale (PROSEA). 2016. URL: http://uses.plantnet-project.org/en/Brassica_oleracea_Chinese_Kale_(PROSEA) (дата обращения: 11.02.2018)

6. Ганнибал Ф.Б., Гасич Е.Л., Орина А.С. Оценка устойчивости селекционного материала крестоцветных и паслёновых культур к альтернариозам. Методическое пособие. Под ред. М.М. Левитина. ‒ С-Пб.: ГНУ ВИЗР Россельхозакадемии. ‒ 2011.‒ 50 с.

7. Буренин В. И., Артемьева А. М., Храпалова И. А., Пискунова Т. М., Кожанова Т. Н., Хмелинская Т. В. Генотипические характеристики коллекций овощных и бахчевых культур/ Труды по прикл. бот., ген. и сел. ‒ 2009. Т.166. ‒ С.20-26.

8. Hong De-Yuan, Blackmore S. The plants of China. ‒ Cambridge University Press, UK.2015. ‒ 488 pp.

9. Hu S.-y. Food Plants of China. ‒ Hong Kong: Chinese University Press. 2005. ‒ 844 pp.

10. Bothmer R., Gustafsson M., Snogerup S. Brassica sect. Brassica (Brassicaceae) II. Inter- and intraspecific crosses with cultivars of B. oleracea // Genet. Resources Crop Evol.‒ 1995. V.42, N 2. ‒ P.165-178.

11. Chen H. G., Wu J. S. Characterization of fertile amphidiploid between Raphanus sativus and Brassica alboglabra and the crossability with Brassica species// Genet. Resources Crop Evol. ‒ 2008. V.55. ‒ P.143-150.

12. Guihua L., Guiquan Z., Yan Z., Kai L., Tingyao L., Hancai C. Identification of quantitative trait loci for bolting and flowering times in Chinese kale (Brassica oleracea var. alboglabra) based on SSR and SRAP markers// J.Hort.Sci.Biotech. ‒ 2015. V.90, N6. ‒P.728-737.

13. Артемьева А.М., Клоке Э., Чесноков Ю.В. Анализ филогенетических связей вида Brassica oleracea L. (Капуста огородная) // Вестник ВОГиС. ‒ 2009. Т.13, № 4. ‒ С.759-771.

14. Li G., Zhang G., Zhang Y., Kai Liu K., Tingyao Li T., Chen H. Identification of quantitative trait loci for bolting and flowering times in Chinese kale (Brassica oleracea var. alboglabra) based on SSR and SRAP markers// The Journal of Horticultural Science and Biotechnology. ‒ 2015. V. 90, N6. ‒ P.728-737.

15. Чесноков Ю.В., Артемьева А.М. Оценка меры информационного полиморфизма генетического разнообразия // С.-х. биология. ‒ 2015. Т.50, N5. ‒ С.571-578.

16. Wang Y.Q., Hu L.P., Liu G.M., Zhang D.S., He H.J. Evaluation of the nutritional quality of chinese kale (Brassica alboglabra Baileyusing UHPLC-quadrupole-orbitrap MS/MS-based metabolomics // Molecules. ‒ 2017. V.22. N8. ‒ P.1-17.

17. Jun-lin Y., Xiao-yan Z.， Xi-rong C., Pu-yan Z., Yun-yan K., Shi-fang L., Xian Y. Research on main nutritional components and active oxygen metabolism in Chinese kale （Brassica alboglabra Bailey// Guangdong Agricultural Sciences (广东农业科学). 2016，V.43, N4. P.57-62 (In Chinese). doi：10.16768/j.issn.1004-874X.2016.04.012.

18. Judprasong K., Ornthai M., Siripinyanonda A., Shiowatana J. A continuous-flow dialysis system with inductively coupled plasma optical emission spectrometry for in vitro estimation of bioavailability // J. Anal. At. Spectrom. ‒ 2005. V.20. ‒ P.1191-1196.

19. Tom M., Fletcher T.D., McCarthy D.T. Heavy metal contamination of vegetables irrigated by urban stormwater: a matter of time? // PLoS ONE. ‒ 2014. V. 9, N11. ‒ P.1-21.

20. Дорохов Д.Б., Клоке Э. Быстрая и экономичная технология RAPD анализа растительных геномов // Генетика. ‒ 1997. Т. 33. № 4. ‒ С. 358-365.

21. Lowe A.J., Moule C., Trick M., Edwards K.J. Efficient large-scale development of microsatellites for marker and mapping applications in Brassica crop species // Theor. Appl.Genet. ‒ 2004. V.108. ‒ P.1103-1112.

22. Ермаков А. И., Арасимович В.В., Ярош Н. П. И др. Методы биохимического исследования растений. Л.: Колос. ‒ 1987. ‒ 430с.

23. Zhang J., Zhang L.G. Evaluation of genetic diversity in Chinese kale (Brassica oleracea L. var. alboglabra Bailey) by using rapid amplified polymorphic DNA and sequence-related amplified polymorphism markers // Genetics and Molecular Research. 2014. V.13, N2.‒ P.3567-3576.

24. Sun V.G. The evaluation of taxonomic characters of cultivated Brassica with a key to species and varieties ‒ I. The characters// Torrey Bot. Club Bull. ‒ 1946. V.73, No.3. ‒ P. 244-281.

25. Hossain M.M., Inden H., Asahira T. Pollen morphology of interspecific hybrids of Brassica oleracea and B.campestris // HortScience. ‒ 1990. V.25, N1. ‒ P.109-111.

26. Snogerup S., Gustafsson M., Von Bothmer R. Brassica sect. Brassica (Brassicaceae) I. Taxonomy and variation // Willdenowia. ‒ 1990.V. 19. ‒ P.271-365.

27. La G., Fang P., Teng Y., Li Y., Lin X. Effect of CO2 enrichment on the glucosinolate contents under different nitrogen levels in bolting stem of Chinese kale (Brassica alboglabra L.) // J. Zhejiang Univ. Sci. B. ‒ 2009. V.10, N6. ‒ P.454-464.

28. Kopsell D.E., Kopsell D.A., Lefsrud M.G., Curran-Celentano J. Variability in elemental accumulations among leafy Brassica oleracea cultivars and selections // J. Plant Nutr. ‒ 2004. V. 27, N.10. ‒ P.1813-1826.

29. National Nutrient Database for Standard Reference Release 28 slightly revised May, 2016. Agricultural Research Service/ USDA, 2016. URL: https://ndb.nal.usda.gov/ndb/foods/show/3602?manu=&fgcd=&ds= (дата обращения: 11.02.2018).

30. Kopta T., Pokluda R. Nutritional Parameters of Chinese Broccoli (Brassica oleracea var. alboglabra) under Organic Growing Conditions // Acta horticulturae. ‒ 2015. No1099. ‒ P. 339-345.

31. Simpson B.K., Benjakul S., Klomklao S. Natural Food Pigments/ In: Food Biochemistry and Food Processing, 2rd Edition. Edited by Simpson B.K., Leo M.L. Nollet, Fidel Toldrґa, Soottawat Benjakul, Gopinadhan Paliyath and Y.H. Hui: John Wiley & Sons. ‒ 2012. ‒ P.704-722.