Якість, польова схожість насіння та фенольні профілі сучасних гібридів сорго цукрового
DOI:
https://doi.org/10.47414/na.11.3.2023.288673Ключові слова:
енергія проростання, схожість, перикарпій, генотипи, фітохімічна складоваАнотація
Мета. Установити та проаналізувати біологічні особливості якісних показників насіння та польову схожість і фітохімічну складову сучасних гібридів сорго цукрового ‘Sugargraze ARG’ (Аргентина), ‘Sioux’, ‘Mohawk’ (США) та ‘Ананас’ (Україна).
Методи. Використовували фізіолого-біохімічні, агрохімічні та статистичні методи. Уміст фітохімічних речовин у насінні досліджуваних гібридів сорго цукрового визначали методом екстрагування.
Результати. У досліджуваних гібридів сорго встановлена висока концентрація основних фенольних профілів насіння, а кількісна складова залежала від забарвлення перикарпію зернівки, яка впливала на якісні показники проростання та польову схожість насіння. У гібрида ‘Sioux’, який мав темно-коричневе забарвлення перикарпію і найвищий уміст поліфенольних профілів (50,4 %), енергія проростання, лабораторна та польова схожість насіння були низькими і становили відповідно 84, 90 та 80 % . Високий рівень зазначених показників сформував гібрид ‘Ананас’ з найнижчим умістом фенольних профілів (38,1%) та з непігментованим перикарпієм, який мав енергію проростання, лабораторну та польову схожість відповідно 96, 98 та 89%. Гібриди ‘Sugargraze ARG’ (світло-коричневе забарвлення зернівки) та ‘Mohawk’ (рожеве забарвлення зернівки) мали показники енергії проростання 90 та 95 %, лабораторної схожості – 93 та 96 %, польової схожості – 82 та 81 % та відзначалися середнім умістом фенольних профілів – 45,7 та 42,5 % відповідно.
Висновки. Гібрид американського походження ‘Sioux’, з високим умістом фенольних сполук у насінні, забезпечив збереженість рослин у фазі повних сходів на рівні 87 %, у вітчизняного гібрида ‘Ананас’ з найнижчим умістом фітохімічних сполук установлено й найнижчий показник збереження (80 %) серед усіх досліджуваних гібридів. У ‘Sugargraze ARG’ та ‘Mohawk’ із середнім показником умісту фенолів показник збережених рослин у фазі повних сходів становив 84–85 %.
Посилання
Makrushin, M. M. & Makrushina, E. M. (2011). Seed Production. Simferopol: Arial. [In Ukrainian]
State Standard of Ukraine (DSTU) 4138-2002. Seeds of agricultural crops. Methods forseed testing. (2003). Kyiv: Derzhspozhyvstandart Ukrainy. [In Ukrainian]
Pyda, S. (2007). Allelopathic activity of extracts of white lupine varieties. Proceedings of the NSC “Institute of Agriculture of NAAS”, 1, 155–162. [In Ukrainian]
Earp, C. F., McDonough, C. M., & Rooney, L. W. (2004). Microscopy of pericarp development in the caryopsis of Sorghum bicolor (L.) Moench. Journal of Cereal Science, 39, 21–27. doi: 10.1016/S0733-5210(03)00060-2
Dykes, L., Rooney, L. W., Waniska, R. D., & Rooney, W. L. (2005). Phenolic compounds and antioxidant activity of sorghum grains of varying genotypes. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53, 6813–6818. doi: 10.1021/jf050419e
Dykes, L., Seitz, M. L., Rooney, L. W., & Rooney, L. W. (2009). Flavonoid composition of red sorghum genotypes. Food Chemistry, 116, 313–317. doi: 10.1016/j.foodchem.2009.02.052
Cherenkov, A. V., Cherchel, V. Yu., Shevchenko, M. S., Fedorenko, E. M., Bodenko, N. A., Dziubetskyi, B. V., … Kostiva, T. H. (2013). Catalog of varieties and hybrids of the Institute of Agriculture of the Steppe Zone of the National Academy of Sciences of Ukraine. Dnipropetrovsk: N.p. [In Ukrainian]
Hussain, M. I., & Reigosa, M. J. (2014). Evaluation of herbicide potential of sesquiterpene lactone and flavonoid: Impact on germination, seedling growth indices and root length in Arabidopsis thaliana. Pakistan Journal of Botany, 46, 995–1000.
Dykes, L., Peterson, G. C., Rooney, W. L., & Rooney, L. W. (2011). Flavonoid composition of lemon-yellow sorghum genotypes. Food Chemistry 127, 173–179. doi: 10.1016/j.foodchem.2011.03.020
Kumari, P. K., Umakanth, A. V., Narsaiah, T. B., & Uma, A. (2021). Exploring anthocyanins, antioxidant capacity and a-glucosidase inhibition in bran and flour extracts of selected sorghum genotypes. Food Bioscience, 41, Article 100979. doi: 10.1016/j.fbio.2021.100979
Su, X., Rhodes, D., Xu, J., Chen, X., Davis, H., Wang, D., Herald, T. J., & Wang, W. (2017). Phenotypic diversity of anthocyanins in sorghum accessions with various pericarp pigments. Journal of Nutrition and Food Sciences, 7, Article 610. doi: 10.4172/2155-9600.1000610
Xiong, Y., Zhang, P., Warner, R. D., Shen, S., Johnson, S., & Fang, Z. (2020). Comprehensive Profiling of Phenolic Compounds by HPLC-DAD-ESI-QTOF-MS/MS to Reveal Their Location and Form of Presence in Different Sorghum Grain Genotypes. Food Research International, 137, Article 109671. doi: 10.1016/j.foodres.2020.109671
Xiong, Y., Damasceno, Teixeira, T. V., Zhang, P., Warner, R. D., Shen, S., & Fang, Z. (2021). Cellular Antioxidant Activities of Phenolic Extracts from Five Sorghum Grain Genotypes. Food Bioscience, 41, Article 101068. doi: 10.1016/j.fbio.2021.101068
Hussain, M. I., & Reigosa, M. J. (2017). Evaluation of photosynthetic performance and carbon isotope discrimination in perennial ryegrass (Lolium perenne L.) under allelochemicals stress. Ecotoxicology, 26, 613–624.
Jabran, K. (2017). Sorghum Allelopathy for Weed Control. In Manipulation of Allelopathic Crops for Weed Control (pp. 65–75). Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3-319-53186-1_8
Hussain, M. I., González, L., & Reigosa, M. J. (2008). Germination and growth response of four plant species towards different allelochemicals and herbicides. Allelopathy Journal, 22, 101–110.
Hussain, M. I., & Reigosa, M. J. (2014). Higher peroxidase activity, leaf nutrient contents and carbon isotope composition changes in Arabidopsis thaliana are related to rutin stress. Journal of Plant Physiology, 171, 1325–1333. doi: 10.1016/j.jplph.2014.05.009
Storozhyk, L. I. (2018). Agrobiological bases of formation of agrophytocenoses of sugar sorghum as bioenergetic culture in Steppe and Forest-Steppe of Ukraine. Vinnytsia: Tvory. [In Ukrainian]
Hussain, M. I., & Reigosa, M. J. (2012). Seedling growth, leaf water status and signature of stable carbon isotopes in C3 perennials exposed to natural phytochemicals. Australian Journal of Botany, 60, 676–684. doi: 10.1071/BT12072
Storozhyk, L. I., Voitovska, V. I., & Tereshchenko, I. S. (2021). Determination of the action of allelopathic active substances of plants and post-harvest residues of sugar sorghum in agrophytocenoses of agricultural crops. Uman: Vizavi. [In Ukrainian]
Demeshko, O. V., & Komisarenko, A. M. (2005). The dynamics of accumulation of the amount of polyphenolic substances in the leaves of white acacia. Fìtoterapìâ, 4, 63–65. [Іn Ukrainian]
Makarenko, O. A., & Levitsky, A. P. (2013). Physiological Functions of Flavonoids in Plants. Physiology and Biochemistry of Cultivated Plants, 45(2), 100–112. [Іn Ukrainian]
Ahmad, S., Rehman, A., Cheema, Z. A., Tanveer, A., & Khaliq, A. (1995). Evaluation of some crop residues for their allelopathic effects on germination and growth of cotton and cotton weeds. In Proceedings of the 4th Pakistan Weed Science Conference Faisalabad (pp. 63–71). Faisalabad, Pakistan: N.p.
State Pharmacopoeia of Ukraine (1th ed. and 2nd enl). (2008). Kharkiv: RIREG. [Іn Ukrainian]
Awika, J. M., Rooney, L. W., & Waniska, R. D. (2004). Anthocyanins from Black Sorghum and Their Antioxidant Properties. Food Chemistry, 90, 293–301. doi: 10.1016/j.foodchem.2004.03.058
Billa, E., Koullas, D. P., Monties, B., & Koubios, E. G. (1997). Structure and composition of sweet sorghum stalk components. Industrial Crops and Products, 6, 297–302. doi: 10.1016/S0926-6690(97)00031-9
Ghasemi, P. A., Rahnama, G. H., Malekpoor, F., & Roohi, B. H. (2011). Variation in antibacterial activity and phenolic content of Hypericum scabrum L. populations. Journal of Medicinal Plants Research, 5, 4119–4125.
Haq, M., Sani, W., Hossain, A. B. M. S., Taha, R. M., & Monneruzzaman, K. M. (2011). Total phenolic contents, antioxidant and antimicrobial activities of Bruguiera gymnorrhiza. Journal of Medicinal Plants, 5, 4112–4118.
