Сельское хозяйство/5. Растениеводство, селекция, семеноводство

К.с.-х. Воронкова М.В.

Орловский государственный аграрный университет, Россия

Динамика накопления гликоалкалоидов в картофеле.

Картофель в нашей стране по праву называют «вторым хлебом». Такое значение картофеля определяется высокой продуктивностью и уникальными питательными свойствами этой культуры. Ценность картофеля обуславливается многообразием минеральных и органических веществ клубня, соответсвующих потребностям человеческого организма.

Однако, картофель подвержен многочисленным болезням и нападению насекомых-вредителей, среди которых наибольшую опасность представляет колорадский жук (Leptinotarsa decemleneata Say), занимающий особое положение среди вредителей сельскохозяйственных культур.

В системе защиты картофеля до последнего времени предпочтение отдавалось истребительным мероприятиям, которые позволяют снизить численность жука до экологически неощутимого уровня. Однако, одним из эффективных методов защиты картофеля от вредителей без применения химических средств или с минимальным их использованием, является создание и возделывание сортов с различными механизмами устойчивости к колорадскому жуку (Антощенко, 2008).

Факторы, обуславливающие устойчивость растений картофеля к колорадскому жуку, многообразны: механическая защита листовой пластинки, иммунохимические реакции, накопление в тканях листа защитных белков (ингибиторы протеиназ, растительные токсины) и фитотоксинов небелковой природы (гликоалкалоиды и другие аллелохимические вещества), существенно снижающих питательную ценность зеленой массы для насекомых-листоедов (Цветкова, 2001). Согласно многочисленным данным последнего времени, высокая концентрация гликоалкалоидов в растениях, а также отсутствие или блокирование стероидов, недостаток необходимых для развития колорадского жука аминокислот, каратиноидов и витаминов, является главным фактором в устойчивости растений к вредителю (Фасулати, 1991). Поэтому наличие в растениях вторичных метаболитов (гликоалкалоиды) в связи с их токсичным действием на колорадского жука, привлекают внимание селекционеров-картофелеводов.

Изучение содержания гликоалкалоидов картофеля и их влияния на колорадского жука позволит наметить пути отбора устойчивых сортов, а также создания экологически безопасных препаратов на их основе, что будет способствовать дальнейшему повышению эффективности и рентабельности сельскохозяйственного производства.

Для изучения содержания гликоалкалоидов картофеля использован материал, полученный на Брянской опытной станции ВНИИКХ и различающийся устойчивостью к колорадскому жуку: Алый брянский (У), Слава Брянщины (У), Дитта (СУ), Жуковский ранний (СУ), Аноста (ОУ), Невский (НУ) (стандарт), и 2 районированные в Орловской области сорта картофеля Снегирь (СУ) и Удача (СУ). Исследования показали, что содержание гликоалкалоидов в мякоти клубней картофеля в среднем составило 0,144% на сухое вещество, что является предельно допустимой концентрацией для человека.

Наиболее высокими показателями содержания гликоалкалоидов характеризовались сорта: Алый брянский и Слава Брянщины, клубни которых накопили от 0,174 до 0,194 % на сухое вещество. Клубни относительно устойчивого сорта Аноста и среднеустойчивых сортов: Жуковский и Дитта, накопили от 0,134 до 0,142% на сухое вещество гликоалкалоидов. Наиболее низким показателем содержания изученных гликоалкалоидов в мякоти клубней (0,096% на сухое вещество) был отмечен неустойчивый сорт Невский.

Содержание гликоалкалоидов в клубнях среднеустойчивых, районированных в Орловской области, сортов картофеля составило 0,131% на сухое вещество у сорта Удача и 0,146% на сухое вещество у сорта Снегирь.

Исследование содержания гликоалкалоидов в листьях показало, что накопление данных веществ зависит от сортовых особенностей и варьирует от 162,3 до 312,2 мг/100 г сырой массы.

Максимальная концентрация гликоалкалоидов в листьях была отмечена в стадию прорастания надземных органов растения (169,4…312,5 мг/100 г сырой массы). В стадию цветения наблюдался некоторый спад концентрации данных веществ в листьях (162,3…304,5 мг/100г сырой массы). Стадия увядания характеризовался наименьшим накоплением гликоалкалоидов (153,4…303,2 мг/100г сырой массы) (табл.1).

Наибольшей концентрацией вторичных метаболитов во всех стадиях онтогенеза картофельного растения характеризовались сорта: Алый брянский и Слава Брянщины (300,0…312,5 мг/100г сырой массы). Наименьшее, почти в 2 раза, количество гликоалкалоидов накопили листья сорта Невский (153,4…169,4 мг/100г сырой массы).

Таблица 1.

Содержание гликоалкалоидов в листьях

в разных стадиях онтогенеза картофеля

(мг/100г сырой массы).

Сорт	мг/100 г сырой массы
	в стадию прорастания надземных органов	в стадию цветения	в стадию увядания
Слава Брянщины У	312,5	304,5	303,2
Алый Брянский У	310,3	300,1	300,0
Дитта СУ	234,2	225,9	221,0
Жуковский ранний СУ	205,9	200,0	198,7
Аноста ОУ	206,6	200,6	200,0
Невский НУ	169,4	162,3	153,4
Снегирь СУ	207,3	198,9	192,1
Удача СУ	204,2	198,1	191,3

В листьях сортов, районированных в Орловской области, наибольшее количество гликоалкалоидов накопилось в стадию прорастания картофельного растения -207,3 мг/100 г сырой массы, а наименьшее количество в стадию увядания ботвы картофеля – 191,3 мг/100 г.

Исследование динамики содержания гликоалкалоидов при повреждении листьев картофеля колорадским жуком показало, что количество алкалоидов в листьях картофеля изменилось не значительно, что говорит об отсутствии влияния элиситоров (если таковые есть) вредителя на индуцирование устойчивости.

Сорта Алый брянский и Слава Брянщины отличались повышенной концентрацией данных веществ. Наименьшей концентрацией гликоалкалоидов характеризовались листья сорта Невский.

Районированные сорта не отличились повышенным количеством гликоалкалоидов в листьях при повреждении колорадским жуком.

Обобщив полученные данные, следует полагать, что изменение концентрации гликоалкалоидов в листьях в разных стадиях онтогенеза, является одним из факторов формирования иммунитета картофельного растения к колорадскому жуку. Наиболее устойчивые к колорадскому жуку сорта картофеля: Слава Брянщины и Алый брянский, листья которых накапливают максимальное количество гликоалкалоидов. Другие сорта незначительно отличаются друг от друга, за исключением неустойчивого сорта Невский, листья которого по неизученной причине содержат минимальное количество гликоалкалоидов.

Литература:

1. Антощенко, Ф.Е. Сорта картофеля, созданные на Брянщине / Ф.Е. Антощенко, Л.А. Еренкова, А.А. Молявко: каталог. - Брянск, 2008.-14с.

2. Фасулати, С.Р. Внутривидовые взаимоотношения в системе «картофель - колорадский жук» и зональная специфика устойчивости сортов к вредителю / С.Р.Фасулати // IX Всесоюз. совещ. по иммунитету с.-х. растений к болезням и вредителям: тез. докл. Т.2.- Минск, 1991.- С.271-272.

3. Цветкова, М.А. Биохимия стресса и формирования устойчивости у картофеля при повреждении колорадским жуком: автореф. дис.,,, канд. биол. наук / М.А. Цветкова.- М.: Моск. пед. гос. ун-т, 2001.- 37с.