«Три основные зерновые культуры (пшеница, рис, кукуруза) составляют 60% мирового производства продовольственных культур и не удовлетворяют потребности человечества в белках и других питательных веществах. Поэтому ФАО рекомендует разнообразить рацион человека ранее «забытыми продуктами», более простыми в переработке, полезными для здоровья и в то же время экономически поддерживающими местное население, улучшающими агроэкологию и развивающими регенеративное земледелие. Одной из таких культур является лен, возделывание которого началось еще за 5000 лет до н.э. Однако с конца ХХ века его начали широко использовать в питании как «цельнозерновую» добавку к тесту при выпечке, а затем и в виде муки (цельнозерновой или обезжиренной)», – пишет коллектив авторов – ученых ВИР имени Н.И. Вавилова в журнале Plants.
Коллекции льна ВИР в этом году исполняется ровно 100 лет. Ее начал собирать еще основатель ВИР – академик Николай Вавилов – в своих многочисленных экспедициях. В настоящее время она насчитывает 6270 образцов масличного, прядильного льна и диких видов рода Linum L. со всех континентов, кроме Антарктиды. В ее состав входят стародавние кряжевые льны; первые и современные селекционные сорта; местные образцы, собранные во время экспедиций Николаем Вавиловым, а также его соратниками и последователями; селекционный материал. Значительную часть коллекции составляют самоопыленные линии, созданные сотрудниками отдела, и несущие различные гены морфологических, физиологических, биохимических и других хозяйственно ценных признаков.
Область использования семян льна зависит от концентрации в них различных веществ. Хранящаяся в ВИР имени Н.И. Вавилова коллекция льна обладает широким биохимическим разнообразием, а современный анализ метаболомных профилей позволяет проводить оценку коллекции по содержанию целого комплекса веществ.
В исследовании, результаты которого опубликованы в журнале Plants, ученые оценили биохимический состав семян 16 линий льна шестого поколения инбридинга с помощью газовой хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией. В эксперименте они сравнили наличие разных веществ и их содержание в растениях, выявив таким образом внутривидовое разнообразие биохимического состава семян растений, а также взаимоотношения между группами веществ и отдельными компонентами.
«Целью нашей работы было выявление различий метаболомных профилей линий льна, контрастных по окраске и размеру семян. До этого семена льна изучали только по отдельным биохимическим показателям – жирнокислотному составу масла, содержанию стеролов и токоферолов, углеводному составу оболочки», – рассказала ведущий научный сотрудник отдела генетических ресурсов масличных и прядильных культур ВИР Елизавета Пороховинова.
Всего в эксперименте было идентифицировано более 90 соединений, относящихся к сахарам (17), свободным жирным кислотам, глицеролам парафинам (16), многоатомным спиртам (9), фитостеролам и гетероциклическим соединениям (9), свободным аминокислотам (16) и органическим кислотам (23).
При этом, как отметила ведущий научный сотрудник отдела биохимии и молекулярной биологии Татьяна Шеленга, в настоящее время не существует универсального метода, выделяющего из биологических объектов все вещества одновременно в реальном соотношении. Определенные методы извлекают соединения с разной интенсивностью в зависимости от их доступности и ряда других факторов. Многие вещества взаимосвязаны друг с другом, и извлечение одного может замедлить выход других или, наоборот, ускорить его.
Пилотное исследование показало высокую эффективность примененного метода для первичного скрининга биологического разнообразия коллекций растений и его структурирования. Такие результаты могут помочь в более чётком выборе исходного материала для селекции.
Исследование будет продолжено, а количество изучаемых образцов будет увеличиваться, что открывает перспективы в создании новых сортов с заданными характеристиками.
Фотографии: Елизавета Пороховинова (ВИР имени Н.И. Вавилова), Александр Леншин (ВИР имени Н.И. Вавилова)
Информация и фото предоставлены Федеральным исследовательским центром "Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова"
Ирина Усик
