Вісн. Харків. нац. аграрн. ун-ту. Сер. Біологія, 2017, вип. 2 (41), с. 85-91


https://doi.org/10.35550/vbio2017.02.085




ВМІСТ ТА ЖИРНОКИСЛОТНИЙ СКЛАД ОЛІЇ У ЗЕРНІ ЕНДОСПЕРМОВИХ МУТАНТІВ КУКУРУДЗИ


Д. С. Тимчук1, В. В. Мужилко2, Д. А. Демченко2

1Харківська державна зооветеринарна академія
(Мала Данилівка, Харківська обл., Україна)
2Науково-дослідна селекційно-генетична станція «НАСКО» ПП «Агросвіт»
(Нова Каховка, Херсонська обл., Україна)


У трирічних дослідах визначався ефект ендоспермових мутацій кукурудзи за вмістом та жирнокислотним складом олії. Встановлено, що ці мутації, як правило, підвищують вміст олії у зерні і його найбільш високими рівнями вирізнялися носії мутацій sh2, se та su1. Підвищення вмісту олії в зерні ендоспермових мутантів забезпечувалося сукупним ефектом зростання частки і олійності зародка. Носіям мутацій se та su1 був властивий підвищений вміст в оліях гліцеридів олеїнової кислоти, а носіям мутації sh2 – і насичених кислот. Висловлено припущення, що підвищення частки зародка в зерні носіїв ендоспермових мутацій є наслідком їх плейотропного ефекту, а підвищення вмісту олії в зародку і зміна жирнокислотного складу олії – результатом зчеплення генів структури ендосперму з генами, які контролюють ліпідний склад зерна.


Ключові слова: Zea mays, ендоспермові мутанти, вміст олії в зерні, жирнокислотний склад олії

 


ЛІТЕРАТУРА


1. Dospehov B.A. 1985. Field Experience Technique. Moscow : 351 p.
 
2. Lakin G.F. 1973. Biometrics. Moscow : 343 p.
 
3. Biochemical research methods (lipid and energy metabolism) 1982. (Ed. Prokhorova M.I.) Leningrad : 272 p.
 
4. Methods of biochemical research of plants (Ed. Ermakov A.I.) 1987. Leningrad : 430 p.
 
5. Guidelines for field and laboratory study of maize genetic resources (Issue 2, supplemented). 2003. Gur'yeva I.A., Ryabchun V.K., Litun P.P., Stepanova V.P., Vakulenko S.M., Kuzmyshyna N.V., Kolomatska V.P., Byelkin O.O. Kharkiv : 43 p.
 
6. Nikolenko I.A., Tymchuk S.M., Suprun O.G., Xryakova V.P. 2006. Fatty acid composition of oil in grain of corn lines - carriers of mutant genes of endosperm structure. Visn. Hark. nac. agrar. univ., Ser. Biol. 2 (9) : 74-78.
 
7. Alrefai R., Berke T.G., Rocheford T.R. 1995.Quantitative trait locus analysis of fatty acid concentrations in maize. Genome. 38 : 894-901.
https://doi.org/10.1139/g95-118
 
8. Arnold J.M., Piovarci A., Bauman L.F. 1974. Weight, oil and fatty acid composition of normal, opaque-2 and floury-2 maize kernels. Crop Sci. 14: 598-599.
https://doi.org/10.2135/cropsci1974.0011183X001400040033x
 
9. Boyer C.D., Hannah L.C. 2001.Kernel mutants of corn. In: Specialty Corns (Ed. A.R. Hallauer). Boca Raton; London; New-York; Washington : 10-40.
 
10. Brigelius-Flohe R., Traber M.G. 1999.Vitamin E: function and metabolism. FACEB J. 13 : 1145-1155.
https://doi.org/10.1096/fasebj.13.10.1145
 
11. Choe E.,Min D.B. 2006.Mechanisms and factors for edible oil oxidation // Comprehensive Rev. Food Sci. Food Safety. 5 : 169-186.
https://doi.org/10.1111/j.1541-4337.2006.00009.x
 
12. Coe E., Polacco M. 1994.Maize gene list and working maps. Maize Genet. Newslett. 68 : 156-191.
 
13. Dudley J.W., Lambert R.J. 2004. 100 generations of selection for oil and protein in corn.Plant Breeding Rev.: Long-term selection of maize. Vol. 34, part 1. (Ed. Janick J.) New Jersey : 79-110.
https://doi.org/10.1002/9780470650240.ch5
 
14. Flora L.F.,Wiley R.C. 1972. Effect of various endosperm mutants on oil content and fatty acid composition of whole kernel corn (Zea mays L.). J. Amer. Soc. Hortic. Sci. 97 : 604-607.
 
15. Grote K. E. 2011.Genetic Basis of Maize Whole Kernel, Embryo and Endosperm Oil: Diss. … Doctor of Phylosophy. Ames, IA: Iowa State University, 112 p.
 
16. Harwood J.L. 1996.Recent advances in the biosynthesis of plant fatty acids. Biochim. Biophys. Acta. 1031 : 7-56.
https://doi.org/10.1016/0005-2760(95)00242-1
 
17. Laurie C.C., Chasalow S.D., Le Deaux J.R., Mc Car-roll R., Bush D., Hauge B., Lai C., Clark D., Roche-ford T.R., Dudley J.W. 2004. The genetic architecture of response to long-term artificial selection for oil con-centration in the maize kernel. Genetics. 168 : 2141-2155.
https://doi.org/10.1534/genetics.104.029686
 
18. Lambert R.J. 2001.High-oil corn hybrids. In: Specialty Corns (Ed. Hallauer A.R.) Boca Raton; London; New-York; Washington : 137-161.
https://doi.org/10.1201/9781420038569.ch5
 
19. Lee E.A. 2009. Maize for oil. In: Oil crops (Eds. Vollmann J., Raican I.) Dordrecht; Heidelberg; London; New-York : 493-506.
https://doi.org/10.1007/978-0-387-77594-4_17
 
20. Moreau R.A. 2005.Corn oil. In: Bailey's Industrial Oil and Fat Products Vol. 2. (Ed. Shahidi F.).Hoboken, New Jersey : 149-172.
https://doi.org/10.1002/047167849X.bio007
 
21. Moreau R.A. 2011. Corn Oil. In: Vegetable Oils in Food Tech-nology: Composition, Properties and uses (Ed. Gun-stone F.D.). Chichester : 273-290.
https://doi.org/10.1002/9781444339925.ch10
 
22. Motto M., Balconi C., Hartings H., Rossi V. 2010.Gene discovery for improvement of kernel quality-related traits in maize. Genetika. 42 : 23-56.
https://doi.org/10.2298/GENSR1001023M
 
23. Murphy D.J. 2014.Using modern plant breeding to improve the nutritional and technological qualities of oil crops. OCL. 21. D 607. 12 p.
https://doi.org/10.1051/ocl/2014038
 
24. Nelson O. E., Pan D. 1995. Starch synthesis in maize endosperm. Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 46 : 475-496.
https://doi.org/10.1146/annurev.pp.46.060195.002355
 
25. Neuffer M.G., Coe E.H., Wessler S.R. 1997. Mutants of maize. New-York : 468 p.
 
26. Ohlrogge J.B., Browse J., Sommerville C.R. 1991.The genetics of plant lipids. Biochim. Biophys. Acta. 1082 : 1-26.
https://doi.org/10.1016/0005-2760(91)90294-R
 
27. Ohlrogge J.B., Jaworski J.G. 1997.Regulation of fatty acid synthesis. Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 48 : 109-136.
https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.48.1.109
 
28. Plewa M.J.,Weber D.F. 1973. The use of monosomics to de-tect genes conditioning lipid content in Zea mays L. embryos. Can. J. Genet. Cytol. 15 : 313-320.
https://doi.org/10.1139/g73-034
 
29. Pollak L.M., Scott M.P. 2005. Breeding for grain quality traits. Maydica. 50 : 247-257.
 
30. Palmitic Acid. Occurrence, Biochemistry and Health Effects 2014. (Ed. Porto L.F.) New-York : 246 p.
 
31. Prasanna B.M., Vasal S.K., Kassahun B., Singh N.N. 2001.Quality protein maize. Curr. Sci. 81 : 1308-1319.
 
32. Pravst I. 2014. Oleic acid and its potential health effects. In: Oleic acid. Production, uses and potential health effects (Ed. Whelan L.). New-York : 35-54.
 
33. Pryde E.H. 1979. Vegetable oil raw materials. J. Amer. Oil. Chem. Soc. 56 :719 -725.
https://doi.org/10.1007/BF02667427
 
34. Rocheford T.R., Wong J.C., Egesel C.O., Lambert R.J. 2002.Enhacement of vitamin E levels in corn. J. Amer. Coll. Nutr. 21 : 191-198.
https://doi.org/10.1080/07315724.2002.10719265
 
35. Scrimgeour C. 2005. Chemistry of fatty acids. In: Bailey's Industrial Oil and Fat Products. Vol. 1 (Ed. Shahidi F.). Hoboken, New Jersey : 1-43.
https://doi.org/10.1002/047167849X.bio005
 
36. Shah T.R., Prasad K., Kumar P. 2016.Maize - a potential source of human nutrition and health : a review. Cogent. Food Technol. 2 (1) : doi.org/10.1080/23311932.2016.1166995
https://doi.org/10.1080/23311932.2016.1166995
 
37. Val D.L., Schwartz S.H., Kerns M.R., Deikman J. 2009. Development of a high oil trait for maize. In: Molecular Genetic Approaches to Maize Improvement. (Eds. Kriz A.L., Larkins B.A.). Berlin; Heidelberg : 303-323.
https://doi.org/10.1007/978-3-540-68922-5_21
 
38. White P.J., Weber E.J. 2003. Lipids of the kernel. In: Corn: Chemistry and Technology. ( Eds. White P.J., Johnson L.A.). St. Paul, MN : 355-395.
 
39. White P., Pollak L.M., Duvick S. 2007. Improving the fatty ac-id composition of corn oil by using germplasm in-trogression.Lipid Technol. 19 : 35-38.
https://doi.org/10.1002/lite.200600009
 
40. Wright A. 1995. A gene conditioning high oleic maize oil, OLC1. Maydica. 40 : 85-88.
 
41. Yang X., Ma H., Zhang P., Yan J., Guo Y., Song T., Li J. 2012.Characterization of QTL for oil content in maize kernel. Theor. Appl. Genet. 125 : 1169-1179.
https://doi.org/10.1007/s00122-012-1903-x