WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |

Ресурсывидов рода fagopyrum mill. (гречиха) на российском дальнемвостоке (таксономия, химический состав,возможности использования,культивирование)

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Клыков АлексейГригорьевич

Биологические ресурсывидов рода Fagopyrum Mill. (Гречиха) на РОССИЙСКОМ ДальнемВостоке (таксономия, химический состав,Возможности использования,культивирование)

03.02.14 – биологическиересурсы

03.02.08 –экология

Автореферат

диссертации насоискание ученой степени

доктора биологическихнаук

Владивосток –2013

Работа выполнена в ГНУПриморском научно-исследовательскоминституте сельского хозяйства Российскойакадемии сельскохозяйственных наук (РАСХН)и ФГБУН Тихоокеанскоминституте биоорганической химии им. Г.Б. Елякова Дальневосточногоотделения РАН

Научные консультанты: Горовой Петр Григорьевич  доктор биологическихнаук, профессор, академик РАН Моисеенко ЛюдмилаМихайловна докторсельскохозяйственных наук, старший научныйсотрудник
Официальные оппоненты: Зориков Петр Семенович доктор биологическихнаук, профессор, ФГБУНГорнотаежная станция им. В.Л.Комарова Дальневосточного отделения РАН,директор Ковалев НиколайНиколаевич доктор биологическихнаук, профессор, заведующийкафедрой биохимии, микробиологии,биотехнологии ШЕН, Дальневосточныйфедеральный университет. Артюков АлександрАлексеевич доктор биологическихнаук, старший научныйсотрудник, ФГБУН Тихоокеанский институтбиоорганической химии им. Г.Б. Елякова Дальневосточного отделенияРАН, заведующий лабораторией биотехнологии
Ведущаяорганизация: Дальневосточный государственныйаграрный университет (г.Благовещенск)

Защита состоится «26»декабря 2013 г. в 10 часов на заседаниидиссертационного совета Д 005.005.02 вФедеральном государственном бюджетномучреждении науки Тихоокеанском институтебиоорганической химииим. Г.Б. Елякова Дальневосточногоотделения РАН по адресу: 690022, г.Владивосток, проспект 100 лет Владивостоку,159, ТИБОХ ДВО РАН. Тел.: 8(423) 231-14-09, факс 8(423)231-40-50

С диссертацией можноознакомиться в филиале Центральнойнаучной библиотеки ДВО РАН (г. Владивосток,проспект 100 лет Владивостоку, 159, ТИБОХ ДВОРАН).

Авторефератразослан « ___» ________ 2013 г.

Ученый секретарьдиссертационного совета,

кандидат биологическихнаукА.В. Салохин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКАРАБОТЫ

Актуальностьтемы. Виды рода Fagopyrum Mill. обладаютценными пищевыми и лекарственнымисвойствами. Гречиха съедобная (Fagopyrum esculentum Moench)– важнаякрупяная и медоносная культура, ширококультивируемая во многих странах мира.Основными производителями зерна гречихи вмире являются Китай, Россия, Украина. В рядестран Юго-Восточной Азии (Китай, Индия)F. tataricum (L.)Gaertn., и F. cymosum Meissn.используются в качестве пищевой илекарственной культуры. Растения видаF. esculentum широкоприменяются в народной медицине. Вкачестве лекарственного сырьяиспользуются верхушки цветущих побегов илистья (Шретер, 1970; Синяков, 1999; Hinneburg, Neubert, 2005;Kreft et al., 2006; Yu, Li,2007). Представители рода Fagopyrum перспективныеисточники флавоноидов, основным средикоторых является 3-О-рутинозид кверцетина(рутин или витамин Р), обладающийантиоксидантными, ангиопротекторными,антибактериальными, гепатопротекторнымисвойствами (Киселев и др., 1985; Машковский,1997; Куркин, 2007). В качестве лекарственногосредства рутин входит во многие препараты:«Рутин», «Венорутон», «Аскорутин»,«Профилактин С», «Компливит».

В России для получениярутина используются бутоны и цветки софорыяпонской (Sophora japonica L.), которые закупают в Китае(Растения..., 1996). В ряде стран (Россия,Канада, Украина, Япония) для производстварутина получены специальные сорта гречихис повышенным его содержанием (Алексеева,2002; Сабитов, 2007; Черников, Соколов, 2009). Всвязи с этим вид Fagopyrum esculentum является перспективнымотечественным источником получения рутинадля фармацевтическойпромышленности.

Флавоноиды играютважную роль в устойчивости растений кизменяющимся экологическим условиям,процессах роста, развитии, репродукции,энергетическом обмене, защите от болезней,вирусов и в других жизненно важныхфункциях растительного организма(Harborne, 1972;Минаева, 1978; Запрометов, 1993; Высочина, 2004;Загоскина и др., 2005; Храмова, 2010; Волынец, 2010).

На территории ДальнегоВостока гречиха выращивается в различныхэкологических условиях, поэтомунеобходимы сорта адаптированные кабиотическим и биотическим факторам среды.Сложность селекции при работе с гречихойсостоит в том, что вид F.esculentum, имеет узкийгенетический потенциал устойчивости кдействию стрессовых факторов. Поэтомуулучшение существующих сортов F. esculentum и созданиеновых с высоким содержанием рутина,адаптированных к условиям произрастания,болезням и вредителям, делают необходимымвовлечение в селекционный процессразнообразного генофонда культурных идикорастущих видов.

При производствегречихи образуются значительные объемыотходов (вторичные ресурсы) в виде соломы иплодовых оболочек (шелуха), которые до сихпор не находят эффективного применения.Доля соломы в общей надземной массерастения зависит от сорта и составляет40–60 %, шелуха– 20–30 % (от массы зерна).Солома, как правило, измельчается иостается на полях или сжигается. Шелухаиспользуется крупозаводами как топливо, ав последнее время применяется в качественаполнителя для подушек. Наиболееперспективным, нам представляется,вовлечение вторичных ресурсов в качестведополнительного источника сырья дляфармацевтической промышленности с цельюполучения рутина и микроудобрений, а такжедля решения проблемы защиты окружающейсреды от загрязнения отходами.



Это обуславливаетнеобходимость разработки технологиикультивирования гречихи с целью полученияв промышленных масштабах растительногосырья с максимальным содержанием рутина.Актуальность проведениякомплексных исследований биологическихресурсов, представителей рода Fagopyrum, какпищевых, медоносных и лекарственныхрастений на Дальнем Востоке Россиинесомненна.

Цель работы. Разработка технологиикультивирования гречихи на ДальнемВостоке для получения сырья с высокимсодержанием рутина и обоснованиевозможностей её использования.

Задачиисследований:

  1. исследовать биологическиеособенности трех видоврода Fagopyrum:Fagopyrum esculentum Moench(гречиха съедобная), F.tataricum (L.) Gaertn. (гречихататарская), F. cymosum Meissn. (гречиха полузонтичная)различного эколого-географическогопроисхождения;
  2. выявить влияние экологическихусловий выращивания на содержание рутина внадземной массе районированных сортовF. esculentum;
  3. изучить динамику накопления рутинав различных органах растений трех видоврода Fagopyrum Mill. впроцессе онтогенеза и выявить наиболееперспективные виды и сорта гречихи дляселекции и промышленного получениярутина;
  4. определить возможностьиспользования окраски органов растенийкак диагностического признака вселекционных исследованиях для отбораадаптированных форм гречихи с высокимсодержанием рутина;
  5. изучить влияние различных условий культивирования(срок посева, норма высева, дозы удобрений,микроэлементов, биологически активныхвеществ) на накопление рутина в растенияхгречихи;
  6. исследовать возможностииспользования вторичных ресурсов (солома,плодовые оболочки) в качестве сырья дляполучения продуктов различного назначенияи оценить экономическую эффективностьпроизводства рутина из зеленой массы исоломы гречихи.

Научная новизна. Изучены морфологические признаки ибиологические особенности трёх видоврода Fagopyrum различного эколого-географическогопроисхождения и проведена оценка содержания рутина вкультурных и дикорастущих растенияхсемействаPolygonaceae. Изучена динамика накопления рутинаи обоснованы оптимальные сроки заготовкисырья. Разработана модель нового сорта F. esculentum,адаптированного к условиям Дальнего Востока, сповышенным содержанием рутина. Исследовано влияние экологических условий насодержание рутина в надземной массе F. esculentum культивируемой в Приморскомкрае. Обоснована возможностьиспользования окраски цветков и стеблей в качестведиагностического признака в селекции дляотбора адаптированных формгречихи с высокимсодержанием рутина. Выявлены условия культивирования(срокпосева, нормавысева, дозыудобрений,микроэлементов, биологическиактивных веществ), влияющие насодержание рутина в гречихе. Изучена возможность использованиявторичных ресурсов (солома, плодовые оболочки) вкачестве источника сырья для получениярутина имикроудобрений. Разработан способ отбора растенийгречихи на устойчивость к полеганию.Впервые исследовано влияние виресценозидаА и суммы гликозидов из морского грибаAcremonium striatisporumКММ 4401 на содержание рутинав гречихе.

Практическаяценность. Выявленыперспективные виды и сорта гречихи дляселекциии промышленного получения рутина.Разработаны рекомендации культивирования F. esculentum с высоким содержанием рутина и выясненавозможность использования вторичныхресурсов (солома, плодовыеоболочки) в качестве сырьядля получения продуктов различногоназначения. Способы отбора высокорутинныхрастений гречихи, устойчивых кабиотическим и биотическим факторамсреды, включены в план НИРПриморского научно-исследовательскогоинститута сельского хозяйства Российской академиисельскохозяйственных наук по теме 04.05.05.02 «Выделить селекционный материал для созданиясреднеспелого сорта гречихи для районовДальнего Востока» и используется при создании новыхсортов,адаптированных к условиямпроизрастания. Определенаэкономическая эффективность производстварутина иззеленой массыи соломыF. esculentum. Материалыдиссертации использованыдля подготовкинаучных,учебно-методических пособий ирекомендаций для получения рутина вфармацевтической промышленности, вселекционной работе по гречихе, а также дляспециалистов в областибиологических ресурсов, экологии, истудентовсельскохозяйственных и биологическихфакультетов высших учебныхзаведений.

Защищаемыеположения

1. Накопление рутина вразличных органах и фазах развития видоврода Fagopyrum Mill. зависит отгенотипа и экологических условий произрастания.

2. Сроки посева, нормавысева, удобрения, микроэлементы, биологическиактивные вещества влияют на накоплениерутина в растениях гречихи.

3. Высокое содержание рутинахарактерно для цветков илистьев гречихи.

4.Селекция F.esculentum проводится длясоздания адаптированных сортов с высоким содержанием рутина, устойчивых к абиотическим ибиотическим факторам среды.





Апробацияработы. Материалыисследований доложены и обсуждены: нанаучной конференции, посвященной 70-летию Дальневосточнойопытной станции Всероссийскогонаучно-исследовательского институтарастениеводства им. Н.И. Вавилова (Владивосток, 1999); научнойконференции молодых ученых Тихоокеанскогоинститута биоорганической химии ДВО РАН(Владивосток, 1999); международной научной конференциипосвященной 75-летиюДальневосточной опытной станции Всероссийскогонаучно-исследовательского институтарастениеводства им. Н.И.Вавилова «Перспективы использованиягеноресурсов в селекциисельскохозяйственных культур ДальнегоВостока» (Владивосток, 2004);Дальневосточной научно-практическойконференции молодых ученых (пос.Тимирязевский, Приморский край, 2005);научно-практической конференции молодыхученых, посвященной 100-летию аграрной наукив Дальневосточном регионе «Биологическиеи агротехнические исследования –сельскохозяйственному производствуДальнего Востока» (Благовещенск, 2008);III международномсимпозиуме «Пищевые биотехнологии:проблемы и перспективы в XXI веке»(Владивосток, 2008); Дальневосточнойнаучно-практической конференции«Актуальные направления исследованиймолодых учёных в Дальневосточном регионе»(Хабаровск, 2009); региональнойнаучно-методической конференции«Актуальные проблемы защиты растений»(Уссурийск, 2009); III международной научно-практическойконференции молодых ученых «Актуальныепроблемы технологии живых систем»(Владивосток, 2009); ХI международномсимпозиуме по гречихе (Орел, 2010); на краевой ярмаркенаучно-технических идей изаконченных научно-исследовательских иопытно-конструкторских разработок всельском хозяйстве, пищевой иперерабатывающей промышленности (пос. Тимирязевский, 2010); международнойконференции с элементами научной школы длямолодежи «Новые технологии переработкисельскохозяйственного сырья впроизводстве продуктов общественногопитания» (Владивосток, 2010);Дальневосточной научно-практическойконференции молодых ученых«Агротехнические и биологическиеисследования в сельскохозяйственномпроизводствеДальнего Востока» (Благовещенск, 2010);Iмеждисциплинарной молодежной научнойконференции «Современные методы научныхисследований» (Владивосток, 2011); XIV Всероссийскоймолодежной школе-конференции поактуальным проблемам химии и биологии(Владивосток, 2012); I Всероссийской научной конференции«Современные исследования в биологии»(Владивосток, 2012).

Личный вкладавтора. Экспериментальныеисследования и теоретические обобщениявыполнялись лично автором и совместно сдругими исследователями. Диссертантпринимал непосредственное участие впостановке цели и задач исследования,выполненииэкспериментальной части, проведенииполевых исследований, обобщении иинтерпретации полученных результатов,подготовкенаучных публикаций. Отдельные фрагменты работы выполнялисьсовместно: с Тихоокеанским институтомбиоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВОРАН (г. Владивосток), Институтом химии ДВОРАН (г. Владивосток), Дальневосточным федеральнымуниверситетом (г. Владивосток), Дальневосточнымнаучно-исследовательским институтомзащиты растений (пос.Камень-Рыболов, Приморскийкрай).

Публикации результатовисследований. По материаламдиссертации опубликовано 88 работ,из них 24 вроссийских научных журналах, включённых в список ВАКМинобрнауки РФ, в которых должны быть опубликованыосновные научные результаты диссертацийна соискание ученой степени доктора икандидата наук, 4 статьи в зарубежныхжурналах, монография (в соавторстве) «Гречиха на ДальнемВостоке», получены 2патента.

Структура и объемдиссертации. Общий объем диссертационной работы составляет 403страницымашинописного текста, состоит из введения, 9 глав,выводов, предложений и практических рекомендаций,библиографического списка, включающего805цитируемыхработ, в том числе 338 –иностранных авторов, 16 приложений. Работа содержит 76 таблиц, 81 рисунок.

Автор выражаетискреннюю благодарность научнымконсультантам – академику РАН, докторубиологических наук, профессору П.Г.Горовому и доктору сельскохозяйственныхнаук Л.М. Моисеенко за ценные консультациии постоянное внимание к работе. Особуюпризнательность автор выражаетзаслуженному деятелю науки РФ, академикуРАСХН, доктору сельскохозяйственных наук,профессору А.К. Чайка, докторусельскохозяйственных наук, профессору А.А.Моисеенко, доктору биологических наук,профессору М.М. Анисимову, а такжекандидату сельскохозяйственных наук,доценту В.А. Чувилиной, старшему научномусотруднику Ю.С. Капустину, сотрудникамлаборатории селекции зерновых и крупяныхкультур Приморскогонаучно-исследовательского институтасельского хозяйства, лабораториихемотаксономии и лаборатории биоиспытанийи механизма действия биологическиактивных веществ Тихоокеанского институтабиоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВОРАН за помощь при выполнении данной работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1.Биоресурсный потенциалвидов родаFagopyrum Mill. вРоссии

1.1. История изучения, возделывания ираспространения гречихи на ДальнемВостоке России

В разделе приводится обзор работ современныхотечественных и зарубежных исследователей опроисхождении,распространении и истории изучениягречихи на Дальнем ВостокеРоссии. Археологическиеисследования на территорииДальневосточного региона показывают, чтонаселение, проживающее в этих местах вVII–VIIIвеке, выращивало F. esculentum.

1.2.Таксономическийобзор родаFagopyrum

Вработах В.Л.Комарова,Е.Н. Клобуковой-Алисовой(1931), В.Н. Ворошилова (1966, 1982, 1985), в«Определителерастений Приморья и Приамурья»(Воробьев идр., 1966), сводке «Сосудистыерастения советского ДальнегоВостока» (Цвелев, 1989) приводитсядва вида рода Fagopyrumдля территории ДальнегоВостока – F.esculentum Moench(гречиха съедобная) и F. tataricum (L.) Gaertn. (гречихататарская).



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.