close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

586

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ
АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА
______
IcLubb
V
Wo
•
правах рукописи
Е. Ш. САВИЦКАЙТЕ
ИЗМЕНЧИВОСТЬ
АМИНОКИСЛОТНОГО СОСТАВ А ПШЕНИЦ
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ
ПИТАНИЯ
Автореферат диссертации на
соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Научные, руководители — доктор
химических наук академик ВАСХНИЛ
В. М. Клечковский,
кандидат биологических наук доцент
Б. П. Плешков
Моста—Ш9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
JmZWm^'
fa.WUitf:
Ha K a
гичГсте7х„^°тг^д
* « R1959—1962
l «роввмической
и биолохическои химии ТСХА в •течение
гг.
Защита диссертации состоится « »
•
IQAO ,.
на заседании Совета факультета почвоведения й a r n W u * £
a
Ssstttада---™«*~ ss
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Увеличение производства зерна и улучшение его качест­
ва — одна из главнейших задач, стоящих перед сельским хо­
зяйством Советского Союза. Особенно большое значение в
питании населения имеет ценнейшая зерновая культура—
пшеница. На долю СССР приходится около 30% мировых
посевных площадей пшеницы. Всего в нашей стране пшеница.
занимала в 1961 году 63 млн. га, а валовой сбор се соста­
вил 66,3 млн. т. При таких огромных сборах зерна снижение
содержания белка в пшенице хотя бы на один процент при­
водит к потере многих сотен тысяч тони белка. Поэтому
вполне закономерно, что при изучении пшеницы чаще всего
обращают внимание на содержание белка и других азоти­
стых веществ в зерне.
Качество пшеницы зависит в первую очередь от содержа­
ния в зерне белков и их аминокислотного состава. Известно,
что содержание белка в зерне яровс. озимой пшеницы мо­
жет изменяться от 9 до 26%. Выяснено, что колебания в со­
держании белка связаны с условиями выращивания, с ви­
довыми и сортовыми особенностями пшениц. Однако, не­
смотря на то, что во многих работах доказана роль агротех­
ники — влияние удобрений, выбор предшественника, способы
обработки почвы, орошение, а также роль селекции в повы­
шении белковнстости зерна, возможности эти реализуются
далеко не полностью и зерно пшеницы часто содержит низ­
кий процент азота.
Важное значение в определении качества зерна имеет изу­
чение аминокислотного состава белков и прежде всего со­
держания незаменимых аминокислот в белках. Однако изу­
чение изменчивости аминокислотного состава пшениц в зави­
симости от условий выращивания начато лишь в последнее
десятилетие, причем в значительной части этих работ опреде­
ляли изменчивость содержания только свободных аминокис­
лот в зерне (Carles, 1957, 1958; Linko, 1959—1961; Зайцева,
1961, 1962).
Некоторые автогшл1дуйен"^ ЯЧИНПУ№1ПТНПГП состава про­
водили путём .определения: Ой&грЗДВЙия
аминокислот в гидролизатах MVKH (Rennep. ete aai9eJW»*;| Gunthardt a. Mc Ginnis,
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1957; Лебедева, 1958, 1961; Volker, 1960; Мс Beath et. a!..
I960). Такую методику нельзя считать правильной не толь­
ко потому, что при этом не разделяется содержание амино­
кислот, находящихся в зерне в свободном состоянии, и'ами­
нокислот, входящих в состав'белков, но и потому, что при
гидролизе белков в присутствии углеводов происходят боль­
шие потери аминокислот.
В некоторых работах последних лет (Маркосян, 1959);
Bodo, 1960; Michael, 1960, 1961) изучали влияние условий вы­
ращивания и сортовых особенностей на аминокислотный со­
став белков. При этом было отмечено, что при внесении
удобрений содержание отдельных аминокислот в белках мо­
жет изменяться. Однако следует признать, что изучение влия­
ния условий питания на аминокислотный состав растений, на­
чатое в последние годы, еще только развивается, и результа­
ты, полученные в этих исследованиях, пока еще совершенно
недостаточны для полного выяснения данного вопроса.
В связи с тем, что наиболее активным н быстродействую­
щим фактором внешней среды, оказывающим влияние на
рост и развитие растений, на обмен веществ и химический
их состав, являются условия питания растений, целью на­
шей работы явилось изучение изменчивости содержания
аминокислот, входящих в состав вегетативных и репродук­
тивных органов пшениц в зависимости от разных уров­
ней питания азотом и фосфором.
Кроме того, изучалось влияние сортовых особенностей и
возраста растений па их аминокислотный состав.
Диссертационная работа изложена на 188 стр. машинопи­
си, иллюстрирована 26 рисунками и 38 таблицами. Список
использованной литературы включает 123 работы на русском
языке и 169 — на иностранных языках.
Для изучения влияния различного уровня питания азо­
том и фосфором-иа урожай пшениц, качество урожая, а так­
же на количественный н качественный состав свободных ами­
нокислот в вегетативных органах и зерне и аминокислотный
состав белков были проведены полевые и вегетационные
опыты.
Вегетационные опыты с мягкой пшеницей сорта Москов­
ка 48 и твердой пшеницей сорта Гордеиформе 10 проводили в
1960 и 1961 гг. в песчаных культурах, на питательной смеси
Прянишникова по следующей схеме: I вариант — NPK, II ва­
риант— NKP0,i ; III вариант—KPN0.25;
IV вариант —
KPNj.5 ( где Po.i, NO,L-5 и N2,5 соответствуют 0,1 дозы фосфора
или 0,25 и 2,5 дозы азота от содержания этих элементов
в смеси Прянишникова.
Для изучения влияния различных доз азотных подкормок
на качество урожая были проведены полевые опыты в Учеб-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
но-опытном хозяйстве ТСХЛ «Дубки». В этих опытах ишеннчпо-пырейный гибрид 186 выращивали без подкормки (I вари-.
ант), с внесением в подкормку 45 кг/га N (II вариант), и с
внесением в подкормку 90 кг/га N (III вариант).
Для - изучения влияния удобрений на аминокислотный co-s
став пшеницы нами анализировались образцы растений с
многолетних опытов Долгопрудной агрохимической опытной
станции с яровой и озимой пшеницами. Образцы яровой пше­
ницы сорта Московка 48 брались с делянок без внесения
удобрений и с делянок, где внесено 90 кг/га N; 45 кг/га Ps>Os
и 45 кг/га КгО. Образцы озимой пшеницы—пшенично-пырейного гибрида 599 (ППГ-599) брались с неудобренных деля­
нок и с делянок, где ежегодно вносили 57 кг/га; 47 кг/га KsO,
25 кг/га РаОз и 23 кг/га СаО.
/V ,'
„ Результаты исследований
Различия в питании уже с первых дней отразились на
развитии и химическом составе растений. Независимо от уров­
ня питания азотом и фосфором содержание общего азота и
основных его форм при их старении в вегетативных органах
постепенно уменьшалось, а в зерне при его созревании по­
степенно увеличивалось. Однако в пшенице, выращиваемой
при высоком уровне азота или при недостаточном количестве
фосфора в вегетативных и репродуктивных органах, содер­
жание основных форм азота оказалось более высоким, чемв растениях, выращиваемых на полной питательной смеси или
при недостаточном количестве азота. Эта закономерность
сохранялась и в созревшем зерне (табл. 1).
Таблица 1
Содержание форм азота в зерне пшеницы (% азота на сухое вещество)
Вегетационные опыты, I960 г.
Варианты опыта
Общин
Аммиач­
Белковый Небел­
ковый
ный
Нерас­
творимый
I.
II.
III.
IV.
РК
КРол
РКо.25
РК2.5
Горденфорче 10
2,00
1,35
3,66'
3,00
1.71
1,26
350
2,62
0,45
0,36
0.23
0,64
0,043
0,040
0,014
0,061
0,20
0.30
0,22
0,24
I.
II.
III.
IV.
РК
КРол
РКО.25
PR2.S
Московка 18
1,38
1,94
4,12
3,41
1,95
1.53
3,32
2.61
0,40
0,48
0,26
0,45
0,039
0,048
0,019
0,042
0,16
0,23
0,16
0,26
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 2
Содержание белковых фракций в зерне пшеницы (в % на сухой вес)
Вегетационные опыты 1060 г.
'3^2
Белковые фракции
Варианты
I. NPK
П. NKPo.t
Ш. РКМодо
IV. PKN/.3
I.
П.
III.
IV.
NPK
МКРол
РКМо.гз
PKNw
альбу­
мины
глобу­
лины
гл на­
лимы
тлю генины
£3ёй
Горленформе 10
0,00
0.11
0,10
0,10
0.0G
0,08
0,12
0,15
0,61
1,69
0,58
0,32
0,37
1,03
0,05
1,03
07,5
81,9
73,7
71,9
Московка 18
0,10
0,12
0,20
0,20
0,09
0,09
0,21
0.22
О 17
1,49
0,60
1,03 •
0,09
1,52
0,75
1,15
71 2
82,8
78,5
78,6
Содержание отдельных белковых фракций в процентах от
общего содержания азота в зерне пшеницы в зависимости or
разного уровня питания растении не остается постоянным.
Наибольшее увеличение содержания глиадина в общем комп­
лексе азотистых соединений отмечено при недостаточном пи­
тании растений фосфором. При выращивании растений н,г
полной питательной смеси количество глиадина составляет
меньший- процент в общем комплексе белковых веществ, чем
при обильном или недостаточном питании азотом, а также "при
недостаточном питании фосфором..
Изменения в содержании глютенннов менее заметные, од­
нако в растениях, выращенных на полной питательной смеси
и при обильном питании азотом их количество в процентах
от общего содержания азотистых веществ немного меньше,
чем при недостаточном питании растений фосфором или азо­
том. Содержание альбуминов и глобулинов, как правило, бы­
ло наиболее низким и пшенице, выращенной при недостаточ­
ном питании азотом или фосфором, а при выращивании
на полной питательной смеси или при обильном азотном питанин было немного выше (табл. 2).
Таким образом, при недостаточном питании пшеницы фос­
фором или при высоком уровне азотного питания содержание
альбуминов, глобулинов, птиалинов и глютеинов в зерне по­
вышается в полтора раза.
Наибольший урожай зерна твердой пшеницы сорта Гор­
ленформе 10 был получен при высоком уровне азотного пи­
тания; Урожай мягкой пшеницы сорта Московка 48 при вне4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
сепии высокой дозы азота не повышался. При повышенном
уровне азотного питания общее содержание азота в зерне
пшеницы сорта Гордеиформе 10 увеличивалось в 2,1 раза, а
в зерне сорта Московка 48 — в 1,7 раза, т. е. твердая пшени­
ца более эффективно использовала вносимый с удобрениями
азот. При недостатке фосфора общее содержание N в зерне
уменьшалось более чем вдвое, а в соломе не изменялось или
даже несколько увеличивалось. Это объясняется тем, что
фосфор, необоходим в первую очередь для формирования и .
развития репродуктивных органов. При недостатке азота об­
щее содержание его в зерне понижалось в 3 раза, а в соло­
ме— в 3—5 раз но сравнению с растениями, развивавшимися
на полной питательной смеси.
В вегетационных опытах 1961 года получены аналогичные
данные и их результаты здесь не приводятся.
В нолевых опытах при подкормке пшеницы азотом урожай
зерна увеличился в 3 раза, а содержание общего азота повы­
силось от 1,60% (без подкормки) до 1,95% (при внесении
N4s) и до 2,40 (при внесении NBo). Внесение высоких доз азо­
та в подкормку (N9o) не вызывало дальнейшего повышения
урожая, но значительно увеличивало содержание белка и
общего N в зерне (табл. 4).
.Общий сбор белка с единицы площади при внесении в под-'
кормку 45 кг/га N увеличился в 3,6 раза по сравнению с ва­
риантом без подкормки, а при внесении 90 кг/га N — в 4,7 ра­
за. Таким образом весенняя. подкормка озимых азотом не
только вызывает резкое повышение урожая зерна, но и улуч­
шает его качество и позволяет получить с единицы площади
п несколько раз большее количество белка.
В полевых опытах, проведенных на Долгопрудной агрохи­
мической опытной станции с ишенично-иырейным гибридом
599 и пшеницей Московка 48 при внесении NPKC'a илиЫРК,
также наблюдалось резкое повышение урожаев и значитель­
ное увеличение содержания белкового и общего азота в зер­
не. Общий сбор белка с единицы площади под действием
удобрений у озимой пшеницы ППГ-599 увеличился почти
вдвое, а у яровой пшеницы Московка 48 — почти в четыре
раза.
Изменчивость содержания свободных аминокислот п
зависимости от возраста и условий питания пшеницы
В репродуктивных и вегетативных органах разных сортов
озимой и яровой пшениц в свободном состоянии независимо
от уровня питания растений азотом и фосфором нами иден­
тифицировано и количественно определено содержание сле­
дующих аминокислот: цнетина, цистеина, лизина, гистндина,
•
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
аргинина, аспарагиновой, глютаминовой и у-аминомасляной
кислот, серина, глицина, треонина, аланина, пролина, тирози­
на, триптофана, валина, метионина, фенилаланнна, лейцина
и изолейцина и двух амидов — аспарагина и глютамнна.
Возможно также наличие в пшенице орнитина, ит руллнна,
u-амнномасляной пли к, \"Д"аминомасляной кислот.
Изучение содержания свободных аминокислот в разные
фазы развития растений показало, что при старении растений
количество отдельных аминокислот и амидов в свободном со­
стоянии уменьшается (табл. 3).
Таблица
3
Содержание свободных аминокислот в пшенице Московка 48
(о мг % на сухой вес)
Вегетационный опыт 1960 г.
Зерно
Зеленая масса
Аминокислоты
10. VI .
Цистин + цистенн . .
Орнитин
Лизин + гнстндин . .
Аргинин
Аспарапш
Глютамин
Аспарапшооая кислота
Серии
Глицин
Глютаминовая к и с л о м ,
Треонин
Алании
Пролин
Тнролнк
Аминомасляная кисло га
Триптофан
Валин
Фснилаланин
. . . .
Лейинны
Сумма аминокислот
35,7
10,7
48,8
31,1
90.0
50,9
94,3
Г.1',7
20,4
113.0
44,9
138,0
29,6
44,7
71,8
39.7
63,5
62,5
136,6
1188,5
24. VI
14.2
7,7
16,7
16.5
20.8
45.5
81,7
13,8
12,8
72.4
22,8
74.9
15.7'
38,2
30.2
26,8
24,3
13,0
46,7
024,9
29. VII
|б. VIII
11,8
2.9
28,9
•12.5
11,1
5.9
65,1
23,2
10,8
40.7
18,3
35,5
12,7
23,1
12,9
19,6
18.1
23,4
36,4
415,9
8,7
след.
17,3
12,0
12,9
6,1
24 2
И',9
8,0
19,0
11,9
20,9
7.3
13,8
11,0
8,8
13,2
6,5
23.2
236,7
26. XI
4,4
1,2
12,3
10,0
6,4
3,4
24.5
10,9
0.9
23.0
7,4
16,9
6,3
8,0
21,0
11,3
7,3
5,2
10,8
197, 2
Так, например, общее количество свободных аминокислот
в зеленой массе пшеницы сорта Московка 48 в фазе кущения
(10. VI) составляло 1188,5 мг% и в фазе выхода в труС'жу
(24.VI)—624,9 мг%. В процессе созревания зерна содержа­
ние свободных аминокислот в нем также уменьшалось в два
раза.
•
.
.
Аналогичная картина получена в опытах с пшеницей Гордеиформе 10 и при проведении опытов в 1*961 году.
При изучении влияния условий питания на содержание
аминокислот установлено, что при недостатке фосфора колиб
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
чество аминокислот-в растениях увеличивается примерно в
два раза. Это увеличение содержания аминокислот наблюдалось в образцах зеленой массы и в образцах зерна как для
мягкой пшеницы сорта Московка 48, так и для твердой пше­
ницы сорта Гордеиформе 10. Особенно резко ^почти в б раз)
увеличивается содержание свободных аминокислот при ьедостатке фосфора (табл. 4). При пониженном уровне азотного
питания в первый период развития растении отмечается
уменьшение содержания большинства аминокислот и особенно резкое снижение содержания ленарзгииа. Однако при
дальнейшем развитии в растениях, выращиваемых на полной
питательной смеси и выращиваемых при недостатке азота,
существенных различий в аминокислотном составе обнаруТаблица 1
Содержание свободных аминокислот в зерне и соломе пшеницы сорта
Гордеиформе 10 в лг % на сухой вес
Вегетационный опыт 10D0 г.
Со.юм я
Зерно
Аминокислоты'
Цистин -{- иистеин
Ориитин
. . .
Лизин . . . . 1
Гистндин . . . •
Аргинин
. . . .
Аспарагин . . .
Глюгампн . . .
Лспарагиновая
кислота . . .
Серии
. . . .
Глиинн
. . . .
Глотаминоаая
кислота , . .
Треонин
. . . .
Вариант» i
I
II
III
IV
I
»
5,2
2.0
8,1
10,0
12,9
6,8
8,5
3,1
30,8
38,6
47,0
3,4
3,5
1,2
16,2
17,5
13.7
5,1
3,0
3,5
31,0
57,2
79,7
14,9
3.4
1.3
1.4
4,1
5.9
7,9
4,0
20,5
14,9
21,1
27.0
33,0
51.7
70,0
31.5
10,5
10,2
59,5
10,3
13,1
42,0
9.0
8,3
83,5
18,7
11,6
6,7
3.8
2.8
30,3
11,5
19,1.
7,6
4,4
4,1
31,6
17.9
14,2 :
38,1
7,7
15,7
11,8
10,3
21,0
7,6
12,8
3,9
0,9
35,2
8.0
22,0
15,7
10,7
5,4
4.5
6,4
4,8
0,8
61,5
20,1
20,5
70,5
1,7
8,4 '
7,0
12,4
11,7
2.5
42,6 '•
18,5:
•11,7
63,0 .
19,6
54,5
7,5
9,2
9,0
22,9
9,1
7,2
8,4
46 8
9,6
8,5
9,0
12.5.
7,3
2,3
3,6
11,9
51,7
6,8
11,2
9,1
' 11,3
5.4
6,3
13.8
4,8
13.8 _ ^ _
8,4
7,2
93,3 570.2
135,7
21,9
7.4
12,8
Пролил
. . . .
3,9
Тирозин
. . . . 8,1
Аминомасляная
кислота . . . 21,6
Триптофан . .' . 8,7
Валин
. . . .
77
Фенилаланнн . . 9,6
Лейцин -fизолейцин . .
11,5
Сумма амино­
кислот . . .
1
213,4 392,2 [221.1
1
III
IV
3.6
1.5
3,5
6.0
4.8
9.7
10,0
13.8
100
18,3
27,4
•\ь,\
36,7
30,2
30,7
. 47,2
10,4 '
20.2' 17,4
1'
•184,1
527,4 •
I
i
'
j
\
I
I
'
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
жить не удалось. При обильном азотном питании в растениях
синтезируется значительно больше аминокислот. Повышенное
содержание аминокислот сохраняется как в образцах вегета­
тивной массы, так и в образцах созревающего зерна. В соло­
ме увеличение содержания аминокислот при повышенном
уровне азотистого питания более резко выражено.
Под влиянием условий питания и в зависимости от возра­
ста растений наиболее резкие изменения обычно обнаружи­
ваются в содержании аспарагина и глютампна, а также
аспарагиновой, аминомаслнной и глютаминовой кислот и
основных аминокислот — лизина, гистидина и аргинина.
Плешковым с сотр. еше в 1957 году в опытах с фасолью было
установлено, что при избытке азота в растениях резко повы­
шается содержание аргинина и что аргинин, наряду с ами­
дами, может служить соединением, в виде которою связы­
вается избыток азота, не используемый для синтеза белков.
Эта закономерность проявилась и в наших опытах.
Сортовые различия как по содержанию азота, гак и но
количественному содержанию свободных аминокислот между
мягкой пшеницей сорта Московка 48 и твердой пшеницей
сорта Гордеиформе 10 проявляются менее резко, чем разли­
чия, вследствие изменения условий питания.
Представляло значительный интерес более подробно изу­
чить соотношение в растениях между содержанием общего
азота и свободных аминокислот. При изучении этого вопроса
мы получили новые закономерности. Например, п зерне
пшеницы Московка 48 и Гордеиформе 10 количество сво­
бодных аминокислот, соответствующее 1 грамму азота зерна,
не'зависит от условий питания растений и остается почти
постоянным (колеблется соответственно в пределах 14,5—
17,8 и 16,3—22,1 мг на 1 г общего азота). С другой стороны,
и вегетативных органах наблюдалось резко выраженное
увеличение содержания свободных аминоюклог на 1 г об­
щего азота в тех образцах растений, которые выращива­
лись при недостаточном питании фосфором или при высоком
уровне азота (колебания от 38,6 до 98,2 мг).
В полевых опытах при анализах образцов растений, выра­
щиваемых без удобрении, были выявлены резкие изменения
г. содержании ряда свободных аминокислот. Так, например,
в образцах зеленой массы в фазе кущения яровой пшеницы
Московка 48, выращенной при внесении NPK, общее содер­
жание свободных аминокислот было ниже, чем в растениях,
выращенных без внесения удобрений. В наибольшей степени
уменьшалось содержание цистина и цистеина, глютаминл,
серина, треонина и лейцинов. С другой стороны, содержание
аспарагина повышалось более чем в 5 раз, а аргинина — бо­
лее чем в 2 раза. В образцах зеленой массы озимой пше.8
•
.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ницы ППГ-599 в фазе кущения при «несении NPKCa содер­
жание свободных аминокислот было почти п 2 раза выше, чем
без внесения удобрений. Однако в-зрелом зерне пшеницы
этого опыта, как и в зерне пшеницы, выращенной в вегета­
ционных опытах, общее содержание аминокислот было почти
одинаково, хотя содержание отдельных аминокислот резко
отличалось.
Сравнивая содержание свободных аминокислот в озимой
пшенице ППГ-186 после внесения азотной подкормки и без
нее, мы нашли, что уже в молодых растениях наблюдаются
резкие изменения. Так, если в (разе кущения растения неудоб­
ренного варианта содержали 358 мг% свободных аминокис­
лот, то после азотной подкормки в дозе 45 или 90 кг'га N
эта величина возрастает до 1104 мг%. Это увеличение со­
держания аминокислот сохранялось без внесения N и при
внесении N45 и N&o, и в зрелом зерне составляло соответствен­
но 112,7, 133,3 и 161,5 .мг%. Под действием N наиболее резко
увеличивалось содержание асиарагина. В зеленой массе
молодых растений, выращиваемых без подкормки, содержа­
ние асиарагина составляло 28,9, при 45 кг/га — 297,7 и при
внесении 90 кг/га N —323,9 мг%. В зрелом зерне содержание
асиарагина соответственно составляло: следы, 17,0 и 30,8 мг%.
Таким образом, нами показано, что содержание аспарагина
тесно связано с уровнем обеспеченности растений азотом.
Особенно отчетливо это заметно при анализах молодых ра­
стении. Однако нами установлено, что на содержание пспарагина оказывают влияние и другие факторы. Например, при
недостаточном питании растений фосфором количество аспа­
рагина также сильно возрастает. Поэтому судить по содер­
жанию асиарагина об обеспеченности растений азотом мож­
но лишь в тех случаях, когда они полностью обеспечены дру­
гими элементами питания.
Аминокислотный состав белков в зависимости or
условий питания растений
Во всех изучавшихся нами белковых препаратах оСиаружено и количественно определено содержание следующих
аминокислот: цистина и цистеина, лизина, гистиднна, арги­
нина, аспарагиновой и глютаминовой кислот, сернна, глици­
на, треонина, аланина, пролина, тирозина, триптофана, метионина, валина, фенилаланина лейцина и изолейцича.
Кроме перечисленных идентифицированных амнпокислтг, в
ряде белковых гндролизатов установлено присутствие неиденшфицированной аминокислоты с Rf меньшим, чем Rf цисгнна
и цистеина.
Из образцов зеленой массы пшеницы Московка 48 в фазе
кущения были выделены суммарные белки. Содержание об.0
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
щего азота в белковых препаратах на сухсй вес белка ко­
лебалось в пределах 14,8—14,6%.
Определения аминокислотного состава белкой показали,
•что, несмотря на различное содержание общего и белкового
азота в тканях растений, выращенных при разных условиях
питания и резкие различия в содержании свободных амино­
кислот, аминокислотный состав белков растений разных ва­
риантов довольно сходен, и каких-либо резких отклонений R
содержании отдельных аминокислот в белках не отмечено.
Большинство колебаний в содержании отдельных".ьчинокислот
не выходит за пределы точности метода. При изучении влия­
ния азотных подкормок на аминокислотный состав cyviuapных белков мы также нашли, что все белковые ире ыраты
имеют довольно постоянный аминокислотный состав. Таким
образом, нами показано, что как в условиях вегетацион­
ного, так н в условиях полевого опыта различный уровеньпитания не оказывал существенного влияния на аминокислот"
ный состав суммарных белков, выделенных из зеленой массы
растений.
Нами также изучался аминокислотный состав белков зер­
на пшениц разных сортов, выращенных при различных усло­
виях питания в полевых и вегетационных опытах. Выделенные
суммарные белки нз зерна пшеницы сорта Московка 48, вы­
ращенной в вегетационном опыте 1961 г., содержали 16,56—
16,91% общего азота на сухой вес белка (табл. 5). Изучение
аминокислотного состава суммарных белков, выделенных из
зерна, показало, что наибольшую часть от их общего азота
. составляет глготаминовая кислота, аргинин, а также пролин,
лейцины н амидный азот. В небольшом количестве содержат­
ся цистин, цистени треонин, тирозин и фенилаланин. При не­
достаточном питании растений фосфором по сравнению с
растениями, выращенными при полном питании, .в белках
наиболее заметно увеличилось содержание гистидина, а при
недостаточном или обильном питании растений азотом наибо­
лее заметно снизилось содержание основных аминокислот,
цнстина и цистеииа и амидиого азота. Однако все эти откло­
нения сравнительно небольшие. Сумма незаменимых кислот
в выделенных препаратах белков-соответственно по вариан­
там опыта составляла: I вариант—22,1;- II—22,4; III—26,1
и IV—21,8% азота от общего азота белка. Эти данные покаI зывают, что под влиянием условий питания происходят срав­
нительно небольшие изменения-содержания заменимых и не­
заменимых аминокислот в.белках зерна пшеницы.
Для оценки качества выделенных белков мы сделали рас­
четы их биологической питательной ценности по содержанию
Есех аминокислот, используя формулу, предложенную' Когpaczy, Lindner н Jarga (1961)*. Для этих белковых препаратов
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Т а Г) л ii ц а
3
Аминокислотный состав пшеницы Московка 48
Вегетационный опит 19G1 г.
(Азот аминокислот и процентах or общею азота белка)
Сиирторастпоримыо
Суммарные белки
белки
Аминокислоты
Варианты
II
Ш
IV
I
II
III
IV
Цнстин-г-цнстеин
(по цистину)
Лизин
. . . .
Гистиднн
Арпшин . . .
Аспарагиноваи кис
- лота .
. . .
Серии
Глицин
Треонин
Гдютаминовая кис
лота
. . ,
Алании
Пролин . . .
Гирозин . . .
Валин
. . . .
Триптофан . .
Феннлалаиин
Лейцины . . .
Амиды . . . .
Сумма аминокис
лот
. . . .
Общий азот белка
(п %) на сухой
белок
соответственно по вариантам опыта были получены следую­
щие величины: 64,1; 65,2; 03,7 и 65,0, т. е. биологическая цен­
ность белков в зависимости от условии выращивания пшени­
цы практически не изменяется.
Белковые препараты, выделенные из зерна пшеницы
ППГ-186, выращенной в полевом опыте без подкормки и при
подкормке растений азотом п дозах 45 или 90 кг/га, содер­
жали соответственно 15,33, 15,64 и 16,04% общего азота на су
хой вес белка. В аминокислотном составе этих белков су­
щественных различии также не отмечено. Сумма незаменимых
аминокислот в белках составляла без подкормки 21,0; при
г.несении 45 кг/га N—21,0, а при внесении 90 кг/га—21,7.
Биологическая ценность этих суммарных белков соответствен­
но составляла: 65,1, 64,3 и 64,1. Аналогичные данные были по­
лучены также и при определениях аминокислотного состава
белков зерна пшеницы ППГ-559.
И
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
I
Таким образом, аминокислотный состав суммарных белков
,| зерна озимой и яровой пшениц почти полностью идентичен и
I не изменяется в зависимости от разных условий выращивания.
В связи с такими результатами было интересно просле­
дить содержание отдельных аминокислот в основной белковой
фракции зерна, пшеницы — спирторастворимой белковой
фракции,''При сравнении аминокислотного состава спирторастворимой
фракции белков с составом суммарных белков мы видим
резкие изменения в содержании большинства аминокислот
(табл.5). В глиадине по сравнению с суммарными белками
особенно резко увеличивается содержание 'глютаминовой
кислоты и амидов (составляющих около 50% всего азота
белка), а также пролина. Содержание большинства другихаминокислот в глиадине но сравнению с суммарными бел­
ками значительно понижено.
При изучении влияния минерального питания на аминокис­
лотный состав глиадина было обнаружено, что аминокислот­
ный состав этой белковой фракции в зависимости от усло­
вий питания почти jie изменяется, но все-таки были отмечены
некоторые отклонения в содержании отдельных аминокислот.
Эти обнаруженные изменении аминокислотного состава дали
возможность допустить, что различное минеральное питание
растений азотом и фосфором может, видимо, приводить к
частичной перегруппировке отедельных компонентов спирто­
растворимой фракции зерна.
ВЫВОДЫ
1. При изучении различных способов экстракции свобод­
ных аминокислот из муки пшеницы с последующим их коли­
чественным определением было установлено, что при спир­
товой экстракции получаются гораздо менее достоверные ре­
зультаты, чем при экстракции муки водой. При изучении раз­
личных методов осаждения белков 5% трихлоруксусной кис­
лотой, спиртом, хлороформом или тепловой денатурацией
установлено, что наилучшие результаты дает метод осаж­
дения белков хлороформом.
2. В репродуктивных и вегетативных органах разных сор> юг» озимой и яровой пшениц в свободном состоянии незави­
симо от уровня питания растений'азотом и фосфором иден­
тифицировано и количественно определено содержание сле­
дующих аминокислот: цистина и цистенна, лизина, гистидина,
аспарагинозой, глютаминовой и . Г-амнномасляной кислот,
серина, глицина, треонина, аланина, тирозина, триптофана,
валина, метнонина, фенилаланина, лейцина и изолейцина и
двух амидов—аспарагина и глютамина. Возможно также
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
присутствие в пшенице орнитина, цитруллина, «-аминомасляной или и,Т-диаминомасляной кислот.
3. Количество свободных аминокислот в растениях в про­
цессе роста и созревания пшеницы постепенно уменьшается.
Содержание некоторых аминокислот (лейцинов, фенилаланина, алашгна, валина, цистина, цистеина) и амидов в тече­
ние вегетационного периода уменьшается боле чем в 10 раз.
4. При недостаточном питании пшениц фосфором общее
содержание свободных аминокислот в зерне и особенно в соло­
ме было значительно более высоким, чем в растениях, разви­
вавшихся на полной питательной смеси. Это увеличение со­
держания аминокислот наблюдается во всех фазах развития
и характерно для большинства аминокислот.
5. При недостаточном питании азотом в растениях про­
исходит некоторое уменьшение количества свободных ами­
нокислот. Наиболее резко уменьшается содержание асиарагина. При обеспеченности растений другими элементами
питания количество аспарапша в зеленой массе пшеницы в
фазе кущения может быть использовано как один из пока­
зателей при диагностике азотного питания растений. При
старении растений и при созревании зерна количество сво­
бодных аминокислот в растениях с недостаточным питанием
азотом становится почти таким же, как и в растениях, выра­
щенных на полной питательной смеси.
6. При высоком уровне азотного питания содержание
большинства аминокислот в зерне и особенно в соломе было
более высоким, чем при нормальных условиях азотного пи­
тания.
Т.Сортовые различия в количественном содержании сво­
бодных аминокислот проявлялись менее резко, чем различии
вследствие изменения условий питания. Озимые сорта нше- *
пицы, как лравило, содержали несколько меньшее количе­
ство свободных аминокислот, чем яровые сорта.
J
8. Установлена положительная корреляция между содер­
жанием большинства аминокислот и амидов и содержанием
общего и белкового азота в пшенице.
9. В суммарных белках, выделенных из вегегатиных орга­
нов и зерна пшеницы, а также в глнаднне, выделенном из зер­
на пшеницы, выращенной при разных условиях питания, коли­
чественно определено содержание следующих аминокислот:
цистина и цистеина, лизина, гистидина, аргинина, аспарагино_вой и глютаминовой кислот, серина, глицина, треонина, алани• на, пролина, тирозина, триптофана, метионина, валина, фенилаланина, лейцина и изолейцнна.
10. В зависимости от условий питания, возраста и сорто­
вых особенностей пшениц аминокислотный состав суммарных
белков спнрторастворимой белковой фракции изменяется в
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
значительно меньшей степени, чем содержание свободных амннокислот в растениях. Предполагается, что небольшие изме­
нения аминокислотного состава белков.происходят из-за из­
менений содержания н . соотношения отдельных белковых
фракций и индивидуальных белков.
, ..-.. .1.1. Аминокислотный состав глиаднна резко отличается
от: суммарных белков, особенно по содержанию амидов, глютаминовой кислоты, пролнна и. основных аминокислот. .
\1 • .12. Биологическая ценность белков зерна пшеницы и со­
держание незаменимых аминокислот в белках при разном
уровне питания растений азотом и фосфором почти не из­
меняется.
yj
14. При создании благоприятных условий для развития .
растений, наряду с увеличением урожая происходит увели­
чение содержания и нем азота, что позволяет получить с од- •
ной и той же площади посева в несколько раз большее коли­
чество всех аминокислот и белков.
1
1
Список работ, опубликованных и сданных в печать по
материалам диссертации:
1. Савицкайте Е. М. и Плешков Б. П. Содержание сво­
бодных аминокислот в пшенице в зависимости от уровня пи­
тания растений азотом и фосфором. Доклады ТСХЛ, 1961,
вып. 70, 43—17.
2. Савицкайте Е. М. и Плешков Б. П. Изменчивость со­
держания свободных аминокислот в зависимости от возраста .
и условий питания пшеницы. Доклады ТСХЛ, 1962, вып..,
3. Савицкайте Е. М. и Плешков Б. П. Методика коли­
чественного определения свободных аминокислот в' зерне
пшеницы. Известия ТСХЛ, 1962, Mb 4/47/, 97—105.
4. Плешков Б. П., Савицкайте Е. М., Ясайтис Л. Соотно­
шение свободных аминокислот в зерне и соломе мягких и твер­
дых пшениц в зависимости от'условий питания. Доклады
АН. СССР, 1963 (в печати),
5. «Kvieciu aminorugstys» Lemdirbystes instituto ДагЬе! х
tomas (spaudoje, 1963).
Аминокислоты пшеницы. Тр. Ин-та земледелия JICCP
(в печати).
• ' "
. 6. "Kiek Kybino aminorugsciu, nustatymo augaluose meto. dika». Zemdir bystes mokslinio turimo instituto biuletenis Nr»
• 12 "(Spaudoje, 1963).
Методика количественного определения аминокислот в
растениях. Бюлл. Ин-та земледелия ЛССР (в печати).
7. Аминокислотный состав пшениц в зависимости от усло­
вий питания растений. Доклады ТСХЛ, 1963 (в печати).
И
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Л 49340 21/И—63 г.
Объем 1 д, л.
Тип. ТСХА.
Зак. 311.
Тир. 150
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
3
Размер файла
812 Кб
Теги
586
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа