Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии
На правах рукописи
Юнусова Фатима Магомедбаговна
ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПЛОДОВ ОБЛЕПИХИ КРУШИНОВИДНОЙ (HIPPOPHAE RHAMNOIDES L.) ПО СОДЕРЖАНИЮ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ВДОЛЬ ВЫСОТНОГО ГРАДИЕНТА (НА ПРИМЕРЕ ДАГЕСТАНСКИХ ПОПУЛЯЦИЙ)
Специальность 03.02.08 - экология
(биология) - биологические науки
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Махачкала - 2012
Работа выполнена на кафедре аналитической и
фармацевтической химии химического факультета
ФГБОУ ВПО Дагестанский государственный университет
Научный руководитель: доктор химических наук, профессор
Рамазанов Арсен Шамсутдинович
Официальные оппоненты: Магомедов Абдурахман Маллаевич
доктор биологических наук, профессор
ФГБОУ ВПО Дагестанская государственная медицинская академия,
заведующий кафедрой общей биологии
Темердашев Зауаль Ахллоович
доктор химических наук, профессор ФГБОУ ВПО Кубанский государственный университет,
заведующий кафедрой аналитической химии
Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Астраханский государственный университет
Защита диссертации состоится л29 июня 2012 г. в 16.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.053.03 по защите докторских и кандидатских диссертаций при ФГБОУ ВПО Дагестанский государственный университет по адресу: г. Махачкала, ул. Дахадаева, 21.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Дагестанский государственный университет.
Автореферат разослан л___ мая 2012 года
Отзывы, заверенные печатью, можно направлять по адресу:
367001, г. Махачкала, ул. Дахадаева, 21. факс: 8(8722) 674651.
e-mail: eco@mail.dgu.ru
Ученый секретарь
диссертационного совета,
к.г.н. Ахмедова Г.А.
Актуальность исследования.
Морфологические изменения популяций растений Дагестана служили предметом исследований на примере многих дикорастущих форм и видов, произрастающих по высотным и зональным градиентам. В этом отношении, особенности изменчивости химического состава растений в связи с синтезом и накоплением в них биологически активных веществ, определяющих их устойчивость к неблагоприятным условиям, пока не служили предметом изучения.
Накопление биологически активных веществ в природных популяциях вдоль средовых градиентов позволяет выявить различия в росте, развитии и приспособленности популяций. В целом, изучение накопления биологически активных веществ и масел имеет значение для прогноза устойчивости растений к неблагоприятным условиям. В этом отношении заслуживают внимания популяции облепихи крушиновидной, широко распространенные в горном Дагестане. Объект является удобной моделью для подобных целей из-за наличия географических барьеров распространения, разнообразия почвенных и климатических условий. На этой основе можно подойти к анализу микроэволюционных процессов, опираясь на показатели изменчивости биохимического состава плодов и семян. К тому же, такой анализ привлекает повышенный интерес при филогенетических исследованиях ввиду выраженности специфичности и консерватизма компонентов их химического состава.
Целью исследования является выявление основных трендов изменчивости биохимического состава плодов облепихи крушиновидной и содержания масла в связи с высотным градиентом комплекса экологических факторов.
Задачи исследования:
- анализ дифференциации растений по химическому составу плодов в эколого-географических градиентах;
- изучение химического состава плодов и масла мякоти плодов Hippophae rhamnoides L. из-за его биологической значимости для распространения растения;
- оценка влияния условий произрастания растений на химический состав плодов;
Основные положения, выносимые на защиту:
- результаты комплексных исследований содержания основных биологически активных веществ (БАВ) (каротиноидов, токоферолов, аскорбиновой кислоты, дубильных веществ, флавоноидов, свободных органических кислот, минерального состава и др.) в плодах Hippophae rhamnoides L., произрастающей в Дагестане;
- развитие представлений о изменчивости показателей плодов и жирного масла из мякоти (околоплодник и семядоли) Hippophae rhamnoides L. вдоль высотного градиента в Предгорном и Горном Дагестане для дифференциации популяций;
Научная и практическая новизна. Впервые детально изучены химический состав плодов и масла плодов облепихи, произрастающей в различных районах Республики Дагестан и особенности изменчивости химического состава растений в связи с синтезом и накоплением в них биологически активных веществ, определяющих их устойчивость к неблагоприятным условиям, для оценки роли влияния комплекса факторов высотного градиента в структуре изменчивости содержания биологически активных веществ в водорастворимой и липидной фракциях плодов облепихи.
Теоретическая и практическая значимость определяется новизной полученных результатов, расширивших представления о динамике накопления БАВ в плодах природных популяций облепихи.
Проведенные исследования представляют интерес с точки зрения решения общебиологических вопросов, касающихся микроэволюции и адаптации видов в природных популяциях и при интродукции, позволяют развить теоретические представления о динамике вида и его структурной организации на фоне меняющейся климатической и экологической обстановки в пределах ареала.
Используя уравнение линейной регрессии, можно прогнозировать накопление биологически активных веществ в различных экосистемах. Результаты исследований могут быть использованы в курсах лекций для студентов биологических и экологических специальностей.
Апробация работы. Материалы работы представлены на Всероссийской научной конференции "Современные аспекты химической науки" (Махачкала 2006), Всероссийской научной конференции Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии и материаловедения (Махачкала 2008), Международной научно-практической конференции на тему: Проблемы управления экологическим состоянием территории Каспийского бассейна, Казахстан, Актау, 2009г , IV Международной конференции: Фундаментальные и прикладные проблемы получения новых материалов: исследования, инновации и технологии, Астрахань, 2010г. Они также докладывались на специализированных семинарах кафедры фармацевтической химии ДГУ, конференциях молодых ученых ДГУ, итоговых научных конференциях ДГУ за период 2005-2011гг.
Достоверность научных результатов и обоснованность научных положений. Достоверность результатов и обоснованность выводов диссертации обеспечивалась применением комплекса современных методов обработки результатов эксперимента, моделирования процессов. Измерения проводились на метрологически аттестованных установках. Интерпретация полученных данных выполнена с учетом анализа существующих литературных данных.
ичный вклад автора. Основные результаты экспериментов и расчетов, представленные в диссертации, получены непосредственно автором или при его определяющем личном участии. Научному руководителю принадлежат разработка концепции решаемой задачи и постановка задачи исследования. Автор лично осуществлял сбор полевого материала на территории Республики Дагестан, самостоятельно провел химико-аналитические анализы, а также статистическую обработку данных. Анализ всего цикла работ, подготовка иллюстраций, электронных картографических моделей, выводы диссертации, оценка их значимости и основные положения, выносимые на защиту, также принадлежат автору. В совместных публикациях вклад автора составил 60-70%.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 3 статьи в научных журналах, включенных в перечень ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы. Общий объем работы - 116 страниц. В качестве иллюстративного материала представлено 26 таблиц и 24 рисунка. Список литературы состоит из 164 наименований, в том числе 24 на иностранных языках.
ГЛАВА 1. КРАТКИЙ ОБЗОР
ИССЛЕДОВАНИЙ HIPPOPHAE RHAMNOIDES L.
Род облепиха, Hippophae L., относится к семейству Лоховые - Elaeagnaceae, распространен от 27 до 69 северной широты и от 5 западной долготы до 122 восточной. По последним данным в роде насчитывается 7 видов, а наиболее широко географически распространенный вид Hippophae rhamnoides L. делится на 9 подвидов. (Bartish, 1999; Bartish, 2000; Bartish, 2002).
В данной главе обосновывается выбор объекта исследования. Анализ литературных данных показывает, что степень зрелости плодов, сроки сбора, условия выращивания, генетические особенности сорта и экотипические особенности популяции существенно влияют на содержание масла в мякоти плодов облепихи и это необходимо учитывать при их переработке и использовании.
ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
В данной главе на основе анализа литературных данных представлена общая характеристика районов исследований с описанием геологического состояния, рельефа местности, климатической, ландшафтной, почвенной характеристик, растительного покрова.
ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В данной главе приведены сведения об объектах и методах исследования.
3.1. Объекты исследований.
В качестве объектов исследования использовались плоды Hippophae rhamnoides L., собранных в десяти модельных популяциях вдоль высотного экологического градиента в Предгорном и Горном Дагестане. Выбор модельных популяций объясняется целью максимально охватить экологическую амплитуду произрастания облепихи крушиновидной в районе исследования. Основные эколого-географические и климатические характеристики этих популяций приведены в таблице 1.
Таблица1
Климатические характеристики местонахождения модельных популяций облепихи
| № | Район сбора | Высота над уровнем моря, м | Продолжи-тельность солнечного сияния, ч | Средняя годовая темпе-ратура, 0С | Относи-тельная влажность, % | Среднего-довые осадки, мм |
1 | Буйнакский район, окр. Чиркейской гидроэлектростанци | 475 | 2000 | 9.6 | 76 | 341 |
2 | Гергебильский район, окр. с. Гергебиль | 665 | 2200 | 9.8 | 68 | 397 |
3 | Шамильский район, окр. с. Голотль | 770 | 2000 | 6.2 | 62 | 443 |
4 | евашинский район, окр. с. Хаджал-Махи | 1210 | 2200 | 6.6 | 72 | 437 |
5 | Акушинский район, окр. с. Акуша | 1410 | 2300 | 6.3 | 68 | 280 |
6 | Рутульский район, окр. с Рутул | 1500 | 2300 | 6.2 | 66 | 550 |
7 | акский район, окр. с. Куркли | 1522 | 2200 | 6.5 | 66 | 102 |
8 | Шамильский район, окр. с. Хебда | 1550 | 2000 | 6.2 | 64 | 443 |
9 | Тляратинский район, окр. с. Хотог | 1640 | 1900 | 6.1 | 70 | 101 |
10 | Хунзахский район, окр. с. Хунзах | 1684 | 2100 | 6.1 | 63 | 577 |
Как следует из таблицы 1, из десяти популяций восемь расположены в пределах Внутригорного Дагестана, крайние популяции с большой долей условности можно отнести к предгорной (Буйнакский район) и высокогорным (Тляратинский, Хунзахский районы). В среднем климатические параметры этих территорий близки друг к другу. Однако имеются определенные различия, такие как постепенное снижение среднегодовой температуры вдоль высотного градиента и связанное с этим укорочение длины вегетационного периода, что может повлиять на структуру изменчивости по содержанию жирного масла и биологически активных веществ в плодах Hippophae rhamnoides L.
3.2. Методы исследований.
Сбор растительного сырья проводили с 2006 по 2008 год в период с 1 по 15 ноября. Определение запасов сырья проводили на конкретных зарослях методом учетных площадок (Крылов, Шретер, 1971; МетодикаЕ, 1986; Положий и др., 1988). Картирование местообитаний исследованных видов на территории Дагестана проводили по литературным данным и по собственным наблюдениям точечным методом на картосхемах Дагестана.
Количественное определение биологически активных веществ, товаро-ведческие показатели плодов, а также физико-химические показатели жирного масла определяли по соответствующим методикам, приведенным в ГФ XI.
В работе применялись стандартные методы статистического анализа. Выбор методов был непосредственно связан с задачами исследования и необходимостью доказательств различий между средними величинами, выявления структуры внутривидовой изменчивости, степени влияния изучаемых факторов на исследуемые параметры, а также выявления латентной факторной структуры объясняющей видимую структуру изменчивости.
ГЛАВА 4. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПРИУРОЧЕННОСТЬ
ДАГЕСТАНСКИХ ПОПУЛЯЦИЙ ОБЛЕПИХИ К ЭКОЛОГИЧЕСКИМ ФАКТОРАМ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАПАСОВ СЫРЬЯ
4.1. Экологическая приуроченность дагестанских популяций облепихи к экологическим факторам
Поскольку физико-географическое районирование не несет информации о характере изменчивости климатических факторов, нами были составлены точечные карты с наложением на различные климатические параметры исследуемого региона, с целью предварительного, разведочного определения важнейших факторов лимитирующих произрастание Объектом исследования являются плоды Hippophae rhamnoides L. в пределах предгорной и горной части Дагестана. Для составления карт использован картографический материал из Атласа республики Дагестан(М., 1999, 62 с.).
Исходя из полученных данных, температурный фактор гораздо важнее для этого вида, чем режим осадков. В сочетании с сухим и относительно теплым зимним климатом, холодными родниковыми или речными грунтовыми водами, на хорошо проницаемых песчаных или супесчаных грунтах создаются наиболее благоприятные условия для роста и развития облепихи крушиновидной.
4.2. Морфометрические показатели плодов Hippophae Rhamnoides L.
В ходе сбора растительного сырья облепихи в 2006, 2007, 2008 гг нами проведен морфометрический анализ, основной целью которого являлось определение индивидуальной изменчивости морфологических признаков показателей исследуемого вида в зависимости от мест произрастания.
4.3. Запасы сырья плодов Hippophae Rhamnoides L. в исследованных растительных сообществах
В перечисленных районах проводилось обследование и определение запасов сырья Hippophae Rhamnoides L. Согласно методическим указаниям ВИЛР (Крылова, Шретер, 1971; МетодикаЕ, 1986; Положий и др., 1988) определялись два показателя: численность, то есть число экземпляров на единицу площади и масса сырья с модели.
Полученные нами данные позволяют рекомендовать использование сырья в исследуемых районах как для нужд местного населения, так и для сбора для приготовления медицинских препаратов.
ГЛАВА 5. ФИТОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПЛОДОВ HIPPOPHAE RHAMNOIDES L.
В данной главе представлены результаты исследований и их обсуждение.
5.1. Определение биологически активных веществ в плодах и масле из плодов Hippophae Rhamnoides L.
5.1.1. Аскорбиновая кислота.
На рис.1 показано, что содержание аскорбиновой кислоты в плодах облепихи, выросшей в Дагестане в среднем колеблется от 100 до 130 мг%. Причем в образцах 8,9,10, т.е. предгорных районах содержание аскорбиновой кислоты выше, чем в горных.
Рис. 1. Профили изменчивости содержания аскорбиновой кислоты в
плодах, мг% вдоль высотного градиента (2006-2008гг)
Относительно невысокое содержание аскорбиновой кислоты связано с тем, что плоды были собраны после первых заморозков, а, как известно, содержание аскорбиновой кислоты в растениях в этот период резко снижается.
Возможно, именно с этим и связано увеличение количества аскорбиновой кислоты с уменьшением высоты произрастания, т.е. увеличением средней температуры воздуха. Условия года не влияли на структуру изменчивости содержания аскорбиновой кислоты в плодах (рис.2), заметное влияние оказал комплекс факторов высотного градиента и взаимодействие факторов (в меньшей степени).
Рис. 2. Регрессия содержания аскорбиновой кислоты в
плодах вдоль высотного градиента
5.2. Дубильные вещества
Закономерности изменчивости по содержанию дубильных веществ напоминают структуру изменчивости аскорбиновой кислоты, поскольку год сбора не оказал существенного влияния на структуру изменчивости, а влияние оказали происхождение сырья и взаимодействие факторов (рис.3).
Рис. 3. Профили изменчивости содержания дубильных веществ (%) в
плодах вдоль высотного градиента (2006-2008гг)
Регрессия на высотный градиент (рис.4), как и в случае с аскорбиновой кислотой отрицательная (r = - 0,61).
Рис. 4. Регрессия содержания дубильных веществ в
плодах вдоль высотного градиента
Исследование динамики накопления дубильных веществ показывает синхронное их изменение во всех районах в разные годы. Структура изменчивости по компонентам дисперсионного представлена на круговой диграмме. Из рисунка 5 видно, что влияние места сбора сырья (фактор высота) на содержание дубильных веществ равно 85,9% и 9,1% влияния взаимодействия факторов год и высота (место произрастания).
Рис. 5. Компоненты дисперсии по содержанию дубильных веществ
Влияние фактора год - 2,5% остается недоказанным на уровне вероятности 0,05, поэтому его можно приплюсовать к ошибке. Линейное влияние высотного градиента можно вычислить по итогам регрессионного анализа и оно называется коэффициентом детерминации, равно квадрату коэффициента корреляции в %, данный коэффициент является компонентой дисперсии линейной связи высотного градиента на изучаемый признак и в нашем случае равен 36% (0,612100). Таким образом межгрупповые различия составляют в общей структуре изменчивости по содержанию дубильных веществ 85,6%, из них напрямую воздействие высотного градиента объясняет 36% изменчивости, остальные 49,6% межпопуляционной дифференциации объясняются другими, неизученными факторами (отклонения от регрессии).
5.3. Флавоноиды
Профили средних по годам, как видно из рисунка 6, значимо отличаются друг от друга и влияние фактора год статистически существенно на 5% уровне.
Но особенно велико влияние взаимодействия факторов год и высота, что подтверждается анализом компонент дисперсии, которое достигает 62 % (рис.8).
Рис. 6. Профили изменчивости содержания флавоноидов (%) в
плодах облепихи вдоль высотного градиента (2006-2008гг)
Непосредственно условия года влияют на структуру изменчивости на 17%. Коэффициент детерминации близок к нулю и недостоверен, как и коэффициент корреляции (рис.7).
Рис. 7.Регрессия содержания флавоноидов в
плодах вдоль высотного градиента
Рис. 8. Компоненты дисперсии по содержанию флавоноидов
Образцы отличается относительно низким содержанием флавоноидов.
5.4. Органические кислоты
Содержание свободных органических кислот, как видно из таблицы 2, в образцах 2,4,5 значительно выше, чем в остальных, в которых выше и содержание остальных ценных компонентов, что позволяет предположить о наличии экологического оптимума в данных местообитаниях облепихи.
Таблица 2
Содержание свободных органических кислот, %.
Район сбора | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
2008 | 2.2 | 3.8 | 2.5 | 5.4 | 4.7 | 1.9 | 1.7 | 2.6 | 3.1 | 2.8 |
5.5. Экстрактивные вещества
Из таблицы 3 видно, что содержание экстрактивных веществ увеличи-вается с высотой произрастания и уменьшением среднегодовой температуры, что объясняется тем, что масла в растениях выполняют защитную функцию и их накопление находится в прямой зависимости от температурных условий.
Таблица 3
Содержание экстрактивных веществ в %
| Район сбора | 2006 | 2007 | 2008 | Среднее значение | итературные данные |
Буйнакский район, окр. Чиркейской гидроэлектростанци | 19.3 | 19.7 | 19.8 | 19.6 | 3-14% |
Гергебильский район, окр. с. Гергебиль | 17.8 | 18.1 | 18.6 | 18.2 | |
Шамильский район, окр. с. Голотль | 18.0 | 18.9 | 18.1 | 18.4 | |
евашинский район, окр. с. Хаджал-Махи | 17.3 | 17.8 | 18.1 | 17.7 | |
Акушинский район, окр. с. Акуша | 17.4 | 18.1 | 17.0 | 17.5 | |
Рутульский район, окр. с Рутул | 17.5 | 17.3 | 17.4 | 17.4 | |
акский район, окр. с. Куркли | 17.3 | 17.6 | 17.0 | 17.3 | |
Шамильский район, окр. с. Хебда | 16.6 | 16.8 | 17.4 | 16.9 | |
Тляратинский район, окр. с. Хотог | 18.7 | 19.1 | 19.5 | 19.1 | |
Хунзахский район, окр. с. Хунзах | 16.9 | 16.7 | 17.2 | 16.9 |
Следует отметить что накопление масла и содержание биологически активных компонентов в плодах или не связаны между собой или имеют отрицательную корреляцию, что наглядно видно из дальнейших данных, указанных в следующих таблицах.
5.6. Токоферолы
По итогам дисперсионного анализа, содержание токоферола в масле из плодов облепихи не связано с годом сбора облепихи, а имеющая разница между группами, не связана напрямую с высотным градиентом. Небольшое повышение количества токоферолов в плодах с повышением высоты над уровнем моря не является статистически достоверным (рис.9).
В целом компонента дисперсии по межгрупповым различиям токоферолов составляет 67,3% , а по взаимодействию факторов 17,4%. Влияние фактора место сбора и взаимодействия двух факторов объясняют 85,7% наблюдаемой изменчивости. Однако, прямой связи с высотой над уровнем моря с содержанием токоферолов не наблюдается (рис.10).
Рис. 9. Профили содержания токоферолов (мг%) в масле плодов
вдоль высотного градиента (2006-2008гг)
Наиболее вероятным предположением о факторе контролирующем содержание токоферолов является экспозиция склона и уровень солнечной радиации, поскольку это напрямую влияет на биосинтез этих веществ.
Рис. 10. Регрессия содержания токоферолов в масле плодов вдоль высотного градиента
По профилям средних, заметно что содержание токоферолов в выборках произрастающих в условиях экологического оптимума заметно выше (рис.9).
5.7. Каротиноиды
Основным компонентом, определяющим ценность облепихового масла, являются каротиноиды. Также из рис 11 видно, что содержание каротиноидов увеличивается по мере уменьшения высоты произрастания и повышения средней температуры воздуха, а также с уменьшением выхода масла. Наибольшее содержание отмечено в образце 2, которые также отличаются содержанием и других биологически активных компонентов, в том числе аскорбиновой кислоты, что вполне ожидаемо, т.к. эти накопление этих веществ находится в прямой зависимости друг от друга, но и высоким содержанием флавоноидов.
Рис. 11. Профили содержания каротиноидов в масле плодов
вдоль высотного градиента (2006-2008гг)
Зависимость содержания токоферолов от места сбора сырья и линейную связь этой зависимости с высотным градиентом иллюстрируют результаты дисперсионного и регрессионного анализов (рис.12, 13).
Корреляция по содержанию каротиноидов в масле плодов облепихи значительная, -0,75, и статистически достоверная (рис.12). Анализ компонентов дисперсии подтверждает вывод о значительной межпопуляционной дифференциации по содержанию каротина (88,9% межгрупповая разница и 9,1% взаимодействие факторов, в сумме 98 %).
Рис. 12. Регрессия содержания суммарных каротиноидов вдоль высотного градиента
Из 98% процентов суммарного воздействия факторов 55,4% ( r2%) изменчивости объясняетcя прямым воздействием высотного градиента (рис.13).
Рис. 13. Компоненты дисперсии по суммарным
каротиноидам в масле плодов облепихи
В данном случае мы либо имеем случай с хеморасой, отличающейся высоким содержанием данных биологически активных веществ, а значит данный признак будет передаваться по наследству, либо условия произрастания, в своей совокупности, в данном районе являются наиболее благоприятными для накопления данных веществ.
5.9. Жирно-кислотный состав
Тенденция к снижению содержания жирного масла в мякоти плодов с возрастанием высоты над уровнем моря места сбора плодов, как видно из таблицы 3, объясняется нехваткой энергетических ресурсов для синтеза энергоемких соединений в условиях укороченного вегетационного периода выше расположенных популяций.
Таблица 3.
Жирнокислотныйсостав масла из мякоти плодов (%)
| № | Район сбора | иноле-вая | Олеино-вая | Стеари-новая | иноле-новая | Паль-мити-новая |
1 | Буйнакский район, окр. Чиркейской гидроэлектростанци | 36,4 | 13,6 | 4,78 | 9,62 | 35,50 |
2 | Гергебильский район, окр. с. Гергебиль | 39,12 | 14,51 | 4,71 | 8,35 | 37,41 |
3 | Шамильский район, окр. с. Голотль | 38,37 | 12,35 | 4,74 | 8,74 | 35,8 |
4 | евашинский район, окр. с. Хаджал-Махи | 38,02 | 14,55 | 4,53 | 8,29 | 34,31 |
5 | Акушинский район, окр. с. Акуша | 36,96 | 16,89 | 4,50 | 7,88 | 33,68 |
6 | Рутульский район, окр. с Рутул | 36,55 | 16,82 | 4,78 | 8,63 | 37,32 |
7 | акский район, окр. с. Куркли | 37,73 | 13,83 | 4,54 | 8,36 | 35,54 |
8 | Шамильский район, окр. с. Хебда | 36,28 | 15,12 | 4,63 | 8,20 | 35,77 |
9 | Тляратинский район, окр. с. Хотог | 37,04 | 16,79 | 4,41 | 8,73 | 37,01 |
10 | Хунзахский район, окр. с. Хунзах | 37,74 | 15,79 | 4,75 | 8,90 | 32,82 |
Нами были определены основные физико-химические показатели масла, исходя из которых сделаны выводы, что масло, полученное из мякоти плодов относится к невысыхающим маслам (йодное число от 69.1 до 79.7), а значит содержит небольшое количество ненасыщенных жирных кислот, что подтверждается величиной показателя преломления (1.4583-1.4699), которая увеличивается с увеличением количества триглицеридов жирных кислот в масле. Йодное число, также имеет тенденцию к возрастанию с набором высоты над уровнем моря, что свидетельствует о большем процентном содержании ненасыщенных жирных кислот в масле из плодов собранных в популяциях расположенных выше над уровнем моря.
Кислотное число, характеризующее количество свободных жирных кислот, колеблется в пределах от 3.1 до 5.3, причем в образцах 2 и 9 оно значительно ниже, чем остальных, что объясняется тем, что данные образцы содержат значительные количества токоферолов, которые являясь природными антиоксидантами препятствуют прогорканию масла.
Количество неомыляющих веществ, характеризующее количество жироподобных веществ в масле также наибольшее в тех образцах, в которых наблюдается наибольшее содержание токоферолов и каротиноидов, которые составляют основную массу неомыляемых веществ в данном масле (3.27-4.31).
Плотность масла находится в пределах от 0.921 до 0.927, что очевидно связано с тем, что масло содержит остатки экстрагента (петролейного эфира), который способствует ее уменьшению.
5.2. Многомерный анализ межпопуляционной дифференциации по параметрам водорастворимой и липидной фракции плодов
Межгрупповая классификация с использованием многомерных методов позволяет выявить две важнейшие структурные особенности изучаемых популяций: основные тренды изменчивости и близость групп друг к другу по комплексу признаков и отбрасывание неинформативных показателей не вносящих вклада в межгрупповые различия.
Для выявления роли изученных признаков в межгрупповой дифференциации, на первом этапе нами был проведен анализ главных компонент, с помощью которого выявляется латентная факторная структура контролирующая признаки. По итогам факторного анализа выявлено, что признаки четко делятся на две группы, в одну входит только суммарные флавоноиды, скоррелированные со вторым фактором, в другую все изученные признаки, скоррелированные с первым фактором.
Дальнейшая процедура дискриминантного анализа с пошаговым удалением признаков подтвердила факт различного эндогенного контроля биосинтеза флавоноидов и остальных групп БАВ, поскольку флавоноиды оказались исключенными из модели, как данные не вносящие дополнительной существенной информации в межгрупповые различия.
5.3. Анализ липидной фракции семян.
БАВ в масле семян облепихи определялись по перечисленным выше методикам. Накопление биологически активных веществ в масле семян соответствует их содержанию в масле плодовой мякоти и подчиняется той же закономерности накопления (таб.4). Заметна тенденция к увеличению содержания жирного масла с возрастанием высоты над уровнем моря при одновременном возрастании содержания суммы каротиноидов.
По итогам определения физико-химических показателей нами было определено, что масло, полученное из семян относится к высыхающим маслам (йодное число от 137 до 164.8), и содержит в своем составе триглицеридов большое количество ненасыщенных жирных кислот, что также подтверждается значением показателя преломления (1.5675-1.5898).
Плотность данного масла ниже, чем масла, полученного из мякоти плодов (0.910-0.918), а йодное число намного выше, т.к. масло семян содержит большое количество глицеридов ненасыщенных кислот (линолевой и линоленовой).
Неомыляемые вещества (1.9-2.92), также как и в масле плодов, выше в образцах 2,8,9 и 10.
Таблица 4.
БАВ жирного масла семян
| № | Район сбора | Содержание жирного масла, % | Содержание каротиноидов, мг% | Содержание токоферолов, мг/100г |
1 | Буйнакский район, окр. Чиркейской гидроэлектростанци | 10.0 | 12.5 | 145.4 |
2 | Гергебильский район, окр. с. Гергебиль | 12.9 | 15.1 | 180.1 |
3 | Шамильский район, окр. с. Голотль | 10.3 | 12.6 | 135.0 |
4 | евашинский район, окр. с. Хаджал-Махи | 10.8 | 12.1 | 124.9 |
5 | Акушинский район, окр. с. Акуша | 11.1 | 11.9 | 132.0 |
6 | Рутульский район, окр. с Рутул | 11.1 | 11.5 | 126.7 |
7 | акский район, окр. с. Куркли | 11.4 | 10.5 | 137.8 |
8 | Шамильский район, окр. с. Хебда | 12.5 | 10.6 | 149.0 |
9 | Тляратинский район, окр. с. Хотог | 12.9 | 9.7 | 197.2 |
10 | Хунзахский район, окр. с. Хунзах | 13.2 | 9.3 | 142.0 |
ВЫВОДЫ
- Установлено, что биохимический состав плодов подвержен широкой вариации в связи с условиями обитания популяций по высотному градиенту:
- содержание аскорбиновой кислоты колеблется в пределах от 101.7 мг%, в плодах, произрастающих на высоте 1522 м над уровнем моря, до 134.0 мг%, на высоте 665 м;
- содержание дубильных веществ - от 5.6%, на высоте 1684 м, до 7.7%, на высоте 475 м;
- содержание флавоноидов - от 0.051%, на высоте 1640 м, до 0.070%, на высоте 665 м;
- содержание токоферолов - от 123.0 мг/100г, на высоте 1684 м, до 145.3 мг/100г, на высоте 1640 м;
- содержание каротиноидов - от 165.0 мг%, на высоте 1684 м, до 241.4 мг%, на высоте 665 м.
2. Выявлена линейная и статистически достоверная зависимость изменчивости содержания большинства биологически активных компонентов плодов (аскорбиновая кислота - r = -0.6356; дубильные вещества - r = -0.6108; каротиноиды - r = -0.7446) у популяций облепихи в пределах высотного градиента.
3. Содержание флавоноидов и токоферолов, в отличие от других метаболитов, имеет незначительную корреляционную связь с высотным градиентом (флавоноиды - r = -0.0662; токоферолы - r = -0.1081). Их накопление контролируется эндогенно и мало зависит от условий высоты над уровнем моря.
4. У группы биологически активных веществ (аскорбиновая кислота, дубильные вещества, каротиноиды), по сравнению с содержанием экстрактивных веществ, более четко прослеживается прямая линейная зависимость от комплекса факторов высотного градиента.
5. Многомерный статистический анализ позволил констатировать, что внутрипопуляционные микроэволюционные процессы в гетерогенных горных экосистемах с географическими барьерами менее адаптивно выражены, по сравнению с межпопуляционным уровнем дифференциации.
6. Тенденция к снижению содержания жирного масла в мякоти и семенах плодов облепихи с высотой произрастания популяций, вероятно, является следствием нехватки энергетических ресурсов, в связи с сокращением вегетационного периода растений.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ
ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК
1. Юнусова, Ф.М. Содержание биологически активных веществ в плодах облепихи Дагестанских популяций / Ф.М. Юнусова, А.Ш. Рамазанов, К.М. Юнусов // Химия растительного сырья. Барнаул. - 2009. - вып. 1. - С.109-111.
2. Юнусова, Ф.М. Химический состав липидной фракции семян Hippophae Rhamnoides / Ф.М. Юнусова, А.Ш. Рамазанов, К.М. Юнусов // Юг России. Экология, развитие. Махачкала. - 2009. - вып. 2 - С.57-60.
3. Юнусова, Ф.М. Эколого-географическая изменчивость плодов HIPPOPHAE RHAMNOIDES L. по содержанию токоферолов и каротиноидов // Ф.М. Юнусова, А.Ш. Рамазанов, К.М. Юнусов // Вестник Дагестанского Государственного Университета. - 2012. - вып.1. - С. 205-213.
Публикации в других изданиях
4. Гусейханова, Ф.М. Физико-химическая характеристика масла из мякоти плодов облепихи, произрастающей в Дагестане / Ф.М. Гусейханова, К.М. Юнусов, А.Ш. Рамазанов// Вестник Дагестанского Государственного Университета. - 2004. - вып.1. - С. 32-33.
5. Гусейханова, Ф.М. Некоторые физико-химические исследования масла плодов облепихи, произрастающей в Южном Дагестане / Ф.М. Гусейханова, К.М. Юнусов, А.Ш. Рамазанов// Вестник Дагестанского Государственного Университета. - 2005. - вып.1. - С. 90-93.
6. Гусейханова, Ф.М. Исследования облепихового масла плодов Дагестанских популяций (на примере материала, собранного в Унцукульском районе)/ Ф.М. Гусейханова, К.М. Юнусов, А.Ш. Рамазанов// Тез. докл. всеросс. конф. "Современные аспекты химической науки". Махачкала. 2006 г. - С. 94-96.
7. Юнусова, Ф.М. Влияние экологических факторов на биохимический состав масла из плодов облепихи / Ф.М. Юнусова, А.Ш. Рамазанов, К.М. Юнусов// Вестник Дагестанского Государственного Университета. - 2007. - вып.4. - С. 76-80.
8. Юнусова, Ф.М. Химический состав плодов облепихи Гергебильского и Акушинского районов /Ф.М. Юнусова, А.Ш. Рамазанов, К.М. Юнусов// Тез. докл. всеросс. научно-практич. конф. Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии и материаловедения. Махачкала. -2008. - С.48-51.
9. Юнусова, Ф.М. Содержание аскорбиновой кислоты в плодах облепихи Дагестанских популяций / Ф.М. Юнусова, А.Ш. Рамазанов, К.М. Юнусов// Вестник Дагестанского Государственного Университета. - 2008. - вып.1. - С. 50-53.
10. Юнусова, Ф.М. Состав водно-спиртовой фракции плодов HIPPOPHAE CAUCCASICAE /Ф.М. Юнусова, А.Ш. Рамазанов, К.М. Юнусов// Тез. докл. междунар. конф. Проблемы управления экологическим состоянием территории Каспийского бассейна Казахстан. Актау. - 2009. - С.68-71.
11. Юнусова, Ф.М. Сравнительная характеристика содержания биологически активных веществ в плодах облепихи кавказской /Ф.М. Юнусова, А.Ш. Рамазанов, К.М. Юнусов// Тез. докл. междунар. конф. Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии и материаловедения. Астрахань. - 2010. - С.105-109.
___________________________________________________________________
Подписано в печать 03.03.2012г.
Формат 60х841/16. Печать ризографная. Бумага офсетная.
Гарнитура Таймс. Усл. п. л. 1,5. Тираж 100 экз.
Отпечатано в издательско-типографском участке ИПЭ РД
Дахадаева 21. Тел.: 8-988-2919-920
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии