Результаты исследования опубликованы в свежем номере «Вавиловского журнала генетиков и селекционеров».
Полифенолы важны как для развития растения, так и для человека. Антоцианы и меланины формируют защиту зерна от неблагоприятных условий среды и патогенов и вместе с тем обладают выраженной антиоксидантной активностью.
Проантоцианидины влияют на технологические характеристики сырья: их избыток может приводить к помутнению напитка при пивоварении, в других случаях они, наоборот, желательны. По этой причине для селекционеров критически важно определить профиль конкретного образца зерна и понять, какие именно соединения там накапливаются.
Как правило, при химическом анализе применяют хроматографию для идентификации отдельных соединений. Однако для массового исследования большого числа образцов это затруднительно и дорого. Новый подход позволяет, подготовив криосрезы и изучив их под микроскопом, определить, присутствуют ли в зерне антоцианы, меланины или проантоцианидины.
«Обычно, если речь идет о химическом анализе, делают хроматографию и определяют индивидуальные соединения. Но когда нужно массово проанализировать большое количество образцов, это долго и дорого. Наш метод позволяет, приготовив срезы и посмотрев их под микроскопом, сказать, присутствуют ли в зерне антоцианы, меланины или проантоцианидины», – объяснила старший научный сотрудник сектора функциональной генетики злаков ИЦиГ СО РАН, кандидат биологических наук Олеся Шоева.
Особенность исследования состоит в адаптации реактивов, ранее применявшихся преимущественно в медицине, к анализу растительных тканей. Например, они использовали аммиачное серебро для обнаружения меланина. В результате разработана методика, позволяющая различать даже те пигменты, которые внешне выглядят одинаково: к примеру, коричневое зерно может содержать и меланины, и антоцианы, и без микроскопического анализа их трудно отличить.
«Бывает, что в одном образце одновременно присутствуют несколько групп соединений. Визуально зерно просто коричневое, и непонятно, что именно в нем накопилось. А при анализе срезов видно, в каких тканях и какие классы пигментов присутствуют. Это позволяет качественно определить состав и уже потом отобрать образцы для более детального химического анализа», – отметила Олеся Шоева.
Этот метод уже апробирован на линиях ячменя с различными пигментными профилями и успешно применён к зернам пшеницы и вики. Основное преимущество состоит в том, что для анализа достаточно всего одного зерна, что особенно ценно при работе с редким селекционным материалом.
Учёные подчёркивают, что данный подход особенно востребован при создании сортов для функционального питания, поскольку антоцианы и меланины рассматриваются как перспективные компоненты с высокой антиоксидантной активностью. В то же время для пивоваренной отрасли и кормовых целей важнее отбирать линии без ряда конкретных полифенолов.
Разработанная методика может стать очень эффективным этапом предварительного отбора в селекции зерновых и зернобобовых культур, существенно снижая временные и ресурсные затраты на поиск доноров ценных признаков.
Источник: ИЦиГ СО РАН.
