28
Апр, 2023
жимолость при разном уровне рН

Оптимальный уровень рН для жимолости

Гидропонный эксперимент с уровнем pH при выращивании жимолости

Авторы: Байартулга Лхагвасурэн и Боб Борс

История вопроса

Считается, что для выращивания жимолости подходит диапазон рН от 5,0 до 7,0 (Hummer, 2006), но на полях Университета Саскачевана, где выращивается жимолость почвы более щелочные (pH от 8 до 8,4) и у многих производителей жимолости кажется, что растения чувствуют себя хорошо на щелочных почвах.

У нас есть коллекция жимолости в которой представлено широкое разнообразие со всего мира и растения из нашей селекционной программы.

Нам было интересно протестировать некоторые образцы полученные из дикой природы, чтобы увидеть есть ли разница между ними по тому как они адаптируются к высоким уровням рН.

Цели

Увидеть влияние разных уровней рН на растения жимолости.

Возможно, среди разнообразия подвидов жимолости удастся обнаружить формы, которые более приспособленными к почвам с высоким уровнем рН, которые обычны для прерий. Эти формы могут быть в будущем вовлечены в селекционный процесс.

Условия проведения опыта

Сорт Тундра и семь подвидов жимолости Lonicera caerulea (pallasii, stenantha, venulosa, emphylocalyx, kamtchatika, altaica и villosa) выращивали в гидропонных растворах с уровнем pH 5, 6, 7, 8 и 9.

Растения выращивали в течение 60 дней. Было 2 повторности, 1-я зимой, и 2-я весной. Проводили взвешивание корней, стеблей и листьев, а также измерение макроэлементов азота, фосфора и калия.

Гидропонный раствор аэрировали аквариумным воздушным насосом. Эксперимент проводился в теплице Университета Саскачеван.

Полученные результаты

Различные типы растений жимолости показали общую тенденцию, согласно которой растения, которые выращивали в гидропонном растворе с более низким pH были крупнее.

жимолость при разном уровне рН
Растения жимолости сорта Тундра после выращивания на гидропонном растворе при 5 уровнях рН в течение 60 дней. В этой линейке растения которые выращивались на растворе с уровнем pH 6 самое большое, но растение на растворе с pH5 имеет больше корней. При этом все растения выглядят здоровыми.

Все растения, в диапазоне pH 5 и 9, имели здоровые зеленые листья (см. рисунок). Это говорит о том, что жимолость имеет широкий диапазон адаптации, но кислый pH может быть оптимальным. Исследование не выявило никаких подвидов или форм с предпочтением щелочных почв. Статистически не было никакой разницы при переходе от одного уровня pH к следующему, но была статистическая разница между самым высоким и самым низким уровнями pH при самый низкий уровень является лучшим. Как видно на рисунке, листья сорта «Тундра» выглядели здоровыми при всех уровнях рН, но растения были крупнее при кислых рН 5 и 6. На представленной фотографии показан только один набор растений. Полная информация о результаты будут доступны, когда Баяр завершит свою диссертацию и опубликует свои результаты.

Обсуждение

Естественные почвы более сложны, чем гидропонные растворы. Гидропонные растворы содержат питательные вещества для растения в разумном балансе на основе исследований многих видов растений. Под гидропонной системой в этом исследовании единственным признаком более высокого уровня рН был уменьшенный размер растения.

Исследуемые в данном эксперименте подвиды жимолости были представлены только одним образцом и результаты не могут толковаться как углубленное исследование всех подвидов жимолости. Это исследование также не было углубленным на наших селекционных сеянцах. До сих пор нет никаких указаний на то, что конкретные подвиды более приспособлены к уровню pH чем представители любого другого подвида. Возможно, стоит потратить время на изучение селекционных линий, которые являются гибридами между различными подвидами.

Рекомендации

Если есть выбор полей для посадки жимолости, то предпочтение следует отдавать участкам с более низким pH. Уровень рН почвы можно регулировать, но корректировку легче выполнить перед посадкой растений.

Авторы: Байартулга Лхагвасурэн и профессор Боб Борс (Университет Саскачевана, Канада)

Оригинальный текст (на английском языке): на сайте Университета Саскачевана, копия на нашем сайте

Перевод: Артем Сорокин

30
Мар, 2023
Ягодоуборочный комбайн Joanna

Механизированная уборка урожая жимолости, ирги и карликовой вишни с использованием комбайна “Джоанна” в 2009 году

Статья проф.Боба Борса о первом опыте испытания ягодоуборочного комбайна на жимолости, ирге и кустовидной вишне была написана в 2009 году, но не потеряла актуальности до сих пор. В 2022 году в России были проведены первые испытания польских ягодоуборочных комбайнов в Нижегородской области и в Сибири, об этом опыте мы расскажем отдельно, а пока узнаем мнение профессора.

(больше…)
21
Дек, 2021

Биохимический состав жимолости

Биохимический состав жимолости

ПОЛИФЕНОЛЫ

Оформление YouTube-канала 2560x1440 пикс

              Биохимический состав жимолости богат биологически активными веществами. Плоды накапливают  до 2800 мг% Р-активных соединений, из которых 900-1400 мг% приходится на антоцианы, 120-620 мг% – на катехины,15-100мг% – на фенолкарболовые кислоты, 70 мг% – на флавонолы и флавоны [3]. По мнению других исследователей, ягоды жимолости накапливают до 33,5% фенольных соединений, включая антоцианы (18,5%), флавоноиды и фенольные кислоты [16]. Фенольные соединения являются вторичными продуктами обмена веществ растений и производятся для защиты от неблагоприятных, повреждающих факторов, таких как засуха, ультрафиолетовое излучение, инфекции и др. [5,15]. Высокая антиоксидантная активность ягод жимолости напрямую связана с содержанием  фенольных соединений [1]. Даже после переработки плодов жимолости в продукции сохраняется высокое содержании полифенолов [2]. Содержание фенольных соединений зависит от степени зрелости ягод, генетического разнообразия, климатических условий и условий хранения [16].  

ФЕНОЛЬНЫЕ КИСЛОТЫ



Как показали исследования, общее содержание фенольных кислот в ягодах жимолости голубой колебалось от 2845,8 ± 141,0 до 5418,2 ± 228,0 мг·кг-1сухого веса.

        Lonicera caerulea L. (жимолость голубая) накапливает разные полифенольные соединения, в том числе, антоцианы, фенольные кислоты, флавоны и др. [12]. Отметим, что фенольные кислоты составляют примерно одну треть от общего количества растительных полифенолов, поступающих с пищей человека. Они могут присутствовать в растительном сырье в свободной или связанной через сложноэфирные, эфирные, ацетильные или другие связи формах.
      Свободные фенольные кислоты составляют лишь незначительную часть фенольных кислот. Их содержание  варьировалось от 1,7 до 4,2 % и они не влияют на вкус ягод.  Среди них преобладают кофейная, феруловая и п-кумаровая кислоты. Содержание связанных фенольных кислот может составлять  69,7%. К ним относятся м-кумаровая, кофейная, феруловая, галловая, п-гидроксифенилуксусная, п-гидроксифенилмолочная и ванилиновая кислоты.
      Ежедневно человек может потреблять с пищей до 1000 мг фенольных кислот. Как показали исследования, общее содержание фенольных кислот в ягодах жимолости голубой колебалось от 2845,8 ± 141,0 до 5418,2 ± 228,0 мг·кг-1сухого веса. Интересно, что простые фенольные кислоты могут также образовываться микрофлорой толстой кишки из флавоноидов. В фенольной фракции хаскапа  наиболее распространенными оказались хлорогеновая (0,42%), кофейная (0,14%) и феруловая кислоты (0,10%) [16]. 

ФЛАВОНОИДЫ HASKAP

        Флавоноиды – это полифенольные соединения, чья структура образована дифенилпропановой основой.  К ним относятся флавонолы, флавоны и др. В фенольной фракции Lonicera  caerulea var. kamtschatica обнаружены кверцетин (0,1% фенольной фракции), его 3-гликозид (0,06%) и 3-рутинозид (0,75%) и незначительные количества эпикатехина и апигенина. Интересно, что кверцетин является одним из наиболее широко изученных флавоноидов, так как преобладает среди овощей и фруктов.  Он достаточно изучен  в связи с его противораковой активностью [16].

ТАКИЕ НУЖНЫЕ АНТОЦИАНЫ

         Антоцианы занимают особое место среди ягодных полифенолов. Они представляют собой группу водорастворимых пигментов, отвечающих за синий, пурпурный и красный цвет растительных тканей. Антоцианы образуются в ответ на повреждающее действие ультрафиолета. В жимолости голубой антоцианы содержатся преимущественно в ягодах, так растение защищает свой генетический материал от повреждений [14].
       Отметим, что присутствие антоцианов в вакуолях растительной клетки  повышает устойчивость растений к засухе и морозам [6,7]. Антоцианы жимолости, как показали научные исследования, обеспечивают антиоксидантные, противовоспалительные, кардиопротекторные, противоопухолевые, антидиабетические свойства препаратов на ее основе [12].
       Исследователи также отмечают антимутагенные, антимикробные, антибактериальные, противоаллергические свойства антоцианов. Эти вещества обеспечивают защиту сердца и   поддерживают проницаемость сосудов [16]. Важной особенностью антоцианов является их способность нейтрализовать свободные радикалы, таким образом они проявляют антиоксидантную активность и предотвращают повреждение клеточных мембран и ДНК.
     Основными антоцианами в плодах Lonicera caerulea являются: глюкозиды и рутинозиды цианидина, пеонидина, дефинидина и пеларгонидина, обладающие потенциалом в лечении заболеваний печени вирусной природы,  диабета, ожирения [16]. Один из представителей антоцианов, цианидин  в 4,4  раза активнее, чем витамин С [18]. Использование антоцианов замедляет процесс повреждения клеток [19].

ПОЛИФЕНОЛЫ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ

          Польза фенольных соединений, в частности, антоцианов  для организма человека огромна. Она заключается в их способности замедлять действие определенных ферментов, а также в защите поступающих при питании витаминов, каротиноидов, пищеварительных ферментов от окислительного действия свободных радикалов.
           Научные данные показывают положительное влияние полифенолов, в частности, антоцианов  на состав и численность полезных бактерий. Отметим, что введение в рацион крыс порошка ягод  и продуктов с высоким содержанием жиров в течение 4 недель способствует увеличению кишечной слизи и иммуноглобулина А. Эти важные компоненты отвечают за иммунитет и барьерную функцию кишечника  [17].             
         Исследователи связывают влияние антоцианов со  снижением уровня глюкозы в крови после приема пищи [8, 10]. Людям с нарушением нормального соотношения жиров в клетке прием антоцианов также показан. Ежедневный прием 160 мг антоцианов 2 раза в день в течение 3 месяцев значительно повысил уровень холестерина в сыворотке крови
(13, 7 %) [11]. 
        Обзор научных исследований подтверждает эти данные для пациентов с нарушениями жирового обмена, в том числе, с ожирением [9]. Интерес представляют и исследования по влиянию экстракта ягод жимолости голубой на давление. Оказалось, что прием 100 грамм ягод , содержащих 300-500 мг антоцианов способен снижать нижнее артериальное давление у пожилых людей [4]. Новые исследования показали, что прием полифенолов, в частности, антоцианов способствует профилактике таких серьезных заболеваний, как болезнь Альцгеймера и связанные с ней деменции. Оказалось, что у пожилых людей, соблюдавших богатую полифенолами диету риск таких заболеваний гораздо ниже. По мнению ученых, флавоноиды и продукты их обмена повышают жизнеспособность нейронов и вызывают благоприятные изменения в кровотоке, отвечающем за образование новых кровеносных сосудов и нейронов в головном мозге. Установлено, что прием антоцианов в дозе 16 мг в сутки связан с наименьшим риском развития болезни Альцгеймера.
        Введение антоцианов в такой дозировке в рацион в 4 раза снижало риски развития деменции по сравнению с диетой с низким содержанием антоцианов.  Плоды жимолости голубой могут обеспечить рекомендуемое количество антоцианов.  Одна чайная ложка органического порошка содержит 70 мг антоцианов [13]. Интересно, что в Канаде положительные свойства антоцианов  уже оценили, он включен в список натуральных продуктов для здоровья, обладающих высокой антиоксидантной активностью [12]. Таким образом, плоды  богаты биологически активными веществами, полифенолами, в том числе, антоцианами, флавоноидами и др. Биохимический состав ягод жимолости с выраженной антиоксидантной активностью позволяет их использовать для профилактики и лечения различных заболеваний. 

Автор: Анна Некратова,
Кандидат биологический наук, доцент,
научный сотрудник

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

  1. Ершова И.В. Биохимический состав плодов жимолости в условиях лесостепной зоны Алтайского края // Состояние и перспективы развития культуры жимолости в современных условиях. – Мичуринск, 2009. – С. 173- 175.
  2. Загородняя А.Ю. Пригодность сортообразцов жимолости синей для технологической переработки // Состояние и перспективы развития культуры жимолости в современных условиях. – Мичуринск, 2009. – С. 182- 185.
  3. Макаров В.Н., Влазнева Л.Н., Акимов М.Ю., Миронов А.М. Создание новых продуктов питания функционального назначения на основе сортов жимолости с повышенными показателями биологической ценности и технологических свойств// Состояние и перспективы развития культуры жимолости в современных условиях. – Мичуринск, 2009. – С. 185-190.
  4. Bell L. et al., A pilotdose–response study of the acute effects of haskap berry extract (Lonicera caerulea L.) oncognition, mood, and blood pressure in older adults, European Journal of Nutrition, (Dec 2018). 
  5. Broda, B. Zarys botaniki farmaceutycznej; Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich: Warszawa, Poland, 2002. 
  6. Chalker-Scott L, Environmental significance of anthocyanins in plant stress responses. Photoechem Photobiol (1999) 70: 1-9.
  7. Chalker-Scott L, Do anthocyanins function as osmoregulators in leaf tissues? Advances in Botanical Research, Academic Press, London (2002).
  8. Li D et al., Purified anthocyanin supplementation reduces dyslipidemia, enhances antioxidant capacity, and prevents insulin resistance in diabetic patients. J Nutr. (2015) 145(4):742-748.
  9. Liu C et al., Effects of anthocyanin on serum lipids in dyslipidemia patients: a systematic review and meta-analysis. PloS One. (2016);11(9):e0162089. 
  10. McDougall GJ et al., The inhibitory effects of berry polyphenols on digestive enzymes. BioFactors (2005); 23:189-195.  
  11. Qin Y et al., Anthocyanin supplementation improves serum LDL-and HDL-cholesterol concentrations associated with the inhibition of cholesteryl ester transfer protein in dyslipidemic subjects. Am J ClinNutr. (2009);90(3):485-492. 
  12. Rupasinghe HPV, The potential health benefits of haskap (Lonicera caerulea L.): Role of cyanidin-3-O-glucoside, Journal of Functional Foods, (2018) 44: 24-39.
  13. Shishtar E et al., Long-term dietary flavonoid intake and risk of Alzheimer disease and related dementias in the Framingham Offspring Cohort . The American Journal of Clinical Nutrition (2020); DOI: 1093/ajcn/nqaa079. 
  14. Steyn W.J et al., Anthocyanins in vegetative tissues: a proposed unified function in photoprotection. N ew Phytologists (2002).155: 349-361.
  15. Szajdek A. et al., Bioactive Compounds and Health-Promoting Properties of Berry Fruits: A Review Plant Foods Hum Nutr (2008) 63:147–156 DOI 10.1007/s11130-008-0097-5.
  16. Svarcova I., Heinrichb J., Valentova K. Berry fruitsasa sourceof biologically active compounds: the case of Lonicera caerulea // Biomed Pap Med FacUnivPalacky Olomouc Czech Repub. 2007, 151(2):1-12.
  17. Taira T el al., Dietary polyphenols increase fecal mucin and immunoglobulin A and ameliorate the disturbance in gut microbiota caused by a high fat diet J ClinBiochemNutr (2015), vol.57, no.3 212-216. 
  18. Wang H et al., Total antioxidant capacity of fruits. J Agric Food Chem, (1996) 44:701-705.doi:10.1021/jf950579y .
  19. Weisel T et al., An anthocyanin/polyphenolic-rich fruit juice reduces oxidative DNA damage and increases glutathione level in healthy probands. Biotechnol J (2006);1:388–397. [PubMed: 16892265]