Варьирование жирнокислотного состава масла семян в коллекции индуцированных мутантов льна масличного (Linum humile Mill.)

Широкое разнообразие сфер применения семян льна требует от селекционеров выведения сортов с различными показателями, соответствующими назначению конечной продукции. Одним из способов решения этой задачи является метод экспериментального мутагенеза, позволяющий за относительно короткий срок создать в пределах одного вида мутантные линии c разнообразными морфометрическими и биохимическими признаками. В статье показано, что обработка семян льна масличного (Linum humile Mill.), сортов Айсберг и Солнечный новыми химическими мутагенами ДГ-2, ДГ-6, ДГ-7, ДГ-9 - производными диметилсульфата, а также мутагенами диметилсульфата и этилметансульфоната привела к получению мутантных линий и образцов с измененными морфометрическими и биохимическими показателями. Семена исходных сортов обрабатывали 0.5 и 0.05 % водными растворами вышеуказанных веществ и высевали в поле для получения поколений М₁, М₂ и М₃. В итоге выявлено 27 типов мутаций, которые разделены на пять групп по морфометрическим характеристикам. Изучен жирнокислотный состав масла семян выделенных мутантных форм: содержание пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, линолевой (ш6) и линоленовой (ш3) кислот, а также соотношение ш6/ш3. Статистический анализ показал достоверную разницу между мутантными линиями и образцами по биохимическому составу масла. Продемонстрирована сильная отрицательная корреляционная взаимосвязь между содержанием линолевой и линоленовой кислот и положительная зависимость средней силы между содержанием стеариновой и олеиновой кислот у обоих сортов. Полученные мутантные образцы могут использоваться в качестве исходных форм для ведения селекционной работы по льну в различных направлениях.

1. Бражников В., Бражникова О., Прахова Т., Прахов В. Результаты селекции и жирнокислотный состав масла льна масличного. Междунар. с.-х. журн. 2015;6.23-27.

2. ГОСТ 30418-96. Масла растительные. Метод определения жирнокислотного состава. Госстандарт Украины. Киев, 1998.

3. ДСТУ 7577:2014 Насшня олшне. Визначання вмюту олн методом екстракцц в апарап Сокслета. К., 2015.

4. Лях В.А., Полякова И.А., Сорока А.И. Индуцированный мутагенез масличных культур. Запорожье: Запорож. нац. ун-т, 2009.

5. Низова Г.К., Брач Н.Б. Изучение генетической коллекции льна на качество масла. Аграр. Россия. 2010;1:32-35.

6. Пелипенко Т.В., Гюлушанян А.П., Калиенко Е.А., Мирзоян А.А. Состав и свойство льняного масла как ингредиента косметических средств. Науч. журн. КубГАУ 2014;103(09):1-11.

7. Пороховинова Е.А., Шеленга Т.В., Косых Л.А., Санин А.А., Казарина А.В., Кутузова С.Н., Павлов А.В., Брач Н.Б. Биохимическое разнообразие льна по жирнокислотному составу семян в генетической коллекции ВИР и влияние условий среды на его проявление. Экол. генетика. 2016;14(1):13-26. DOI 10.17816/ecogen14113-26.

8. Сидоров Р.А., Цыдендамбаев В.Д. Биосинтез жирных масел у высших растений. Физиология растений. 2014;61(1):3-22.

9. Тигова А.В., Сорока А.И. Влияние новых химических мутагенов на растения Linum humile Mill, в поколении М1. Вюник Запорiзького нацюнального ушверситету. Бюлопчш науки. 2016;1:15-22.

10. Тигова А.В., Сорока А.И. Частота и спектр мутаций у растений льна (Linum humile Mill.) под действием новых производных диметилсульфата. Физиология растений и генетика. 2017;49(6): 521-532.

11. Феськова Е.В., Леонтьев В.Н., Титок В.В. Семена льна масличного сорта Солнечный - источник биологически активных веществ. Химия, технология органических веществ и биотехнология. 2009;7:201-203.

12. Banik M., Duguid S., Cloutier S. Transcript profiling and gene characterization of three fatty acid desaturase genes in high, moderate, and low linolenic acid genotypes of flax (Linum usitatissimum L.) and their role in linolenic acid accumulation. Genome. 2011;54(6):471-483. DOI 10.1139/g11-013.

13. Baud S., Lepiniec L. Physiological and developmental regulation of seed oil production. Prog. Lipid Res. 2010;49:235-249. DOI 10.1016/j.plipres.2010.01.001.

14. Brutch N.B., Kutuzova S.N. Linum usitatissimum as a useful plant for people. Melhoramento. 1999;36:176-182.

15. Deepthi T., Remesh K.N. Impact of EMS induction on morphological, anatomical and physiological traits of Bhindi Abelmoschus esculen-tus (L.) Moench. Int. J. Recent Res. Life Sci. (IJRRLS). 2016;3(2): 4-11.

16. Dribnenki J.C.P., Green A.G., Atlin G.N. Linola™ 989 low linolenic acid flax. Can. J. Plant Sci. 1996;76(2):329-331. DOI 10.4141/cjps96-057.

17. Fofana B., Cloutier S., Duguid S., Ching J., Rampitsch C. Gene expression of stearoyl-ACP desaturase and Д12 fatty acid desaturase 2 is modulated during seed development of flax (Linum usitatissimum). Lipids. 2006;41(7):705-712. DOI 10.1007/s11745-006-5021-x.

18. Green A.G. Genetic control of polyunsaturated fatty acid biosynthesis in flax (L, usitatissimum) seed oil. Theor. Appl. Genet. 1986;72(5): 654-661.

19. Green A.G., Marshall D.R. Isolation of induced mutants of linseed (Linum usitatissimum L.) having reduced linolenic acid content. Euphytic.1984;33:321-328.

20. Khadake P., Ranjekar K., Harsulkar A.M. Cloning of a novel omega-6 desaturase from flax (Linum usitatissimum L.) and its functional analysis in Saccharomyces cerevisiae. Mol. Biotechnol. 2009;42(2): 168-174. DOI 10.1007/s12033-009-9150-3.

21. Krasowska A., Dziakowiec D., Polinceusz A., Plonka A., Lukasze-wicz M. Cloning of flax oleic fatty acid desaturase and its expression in yeast. J. Am. Oil Chem. Soc. 2007;84(9):809-816. DOI 10.1007/s11746-007-1106-9.

22. Luan Y.S., Zhang J., Gao X.R., An L.J. Mutation induced by ethyl-methanesulphonate (Ems), in vitro screening for salt tolerance and plant regeneration of sweet potato (Ipomoea batatas L.). Plant Cell Tiss. Organ Cult. 2007;88(1):77-81. DOI 10.1007/s11240-006-9183-2.

23. Nichternein K., Marquard R., Friedt W. Breeding for modified fatty acid composition by induced mutations in linseed (Linum usitatis-simum L.). Plant Breed. 1988;101(3):190-199. DOI 10.1111/j.1439-0523.1988.tb00287.x.

24. Prasad K. Oxidative stress as a mechanism of diabetes in diabetic BB prone rats: Effect of secoisolariciresinol diglucoside (SDG). Mol. Cell. Biochem. 2000;209:89-96.

25. Prasad K. Secoisolariciresinol diglucoside from flaxseed delays the development of type 2 diabetes in Zucker rat. J. Lab. Clin. Med. 2001;138:32-39.

26. Rajarajan D., Saraswathi R., Sassikumar D., Ganesh S. Fixation of lethal dose and effect of Ethyl Methane Sulphonate induced mutagenesis in Rice Adt (R) 47. Life Sciences Leaflets. 2014;57:65-72.

27. Rodriguez-Leyva D., Bassett C., McCullough R., Pierce G.N. The cardiovascular effects of flaxseed and its omega-3 fatty acid, alpha-linolenic acid. Can. J. Cardiol. 2010;26(9):489-496. DOI 10.1016/S0828-282X(10)70455-4.

28. Spence J.D., Thornton T., Muir A.D., Westcott N.D. The effect of flax seed cultivars with differing content of a-linolenic acid and lignans on responses to mental stress. J. Am. Coll. Nutr. 2003;22:494-501.

29. Thambugala D., Duguid S., Loewen E., Rowland G., Booker H., You F.M., Cloutier S. Genetic variation of six desaturase genes in flax and their impact on fatty acid composition. Theor. Appl. Genet. 2013;126(10):2627-2641. DOI 10.1007/s00122-013-2161-2.

30. Vrinten P., Hu Z., Munchinsky M.-A., Rowland G., Qiu X. Two FAD3 desaturase genes control the level of linolenic acid in flax seed. Plant Physiol. 2005;139(1):79-87. DOI 10.1104/pp.105.064451.

31. Wasserman L. All of Statistics: A Concise Course in Statistical Inference. Springer, 2005.