Девятловская А.Н., Журавлева Л.Н., Девятловский Д.Н.

ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет» Лесосибирский филиал

Влияние фенологического состояния дерева на содержание и состав стеринов

Несмотря на многочисленные работы в области биохимии и физиологии древесных растений липидный обмен хвойных изучен недостаточно. Сведения об обмене стеринов в процессе роста хвойных растений немногочисленны.

Стерины наряду с фосфо- и гликолипидами являются важней­шими липидами клеточных мембран растений. Поэтому представля­ется интересным провести сравнительное исследование стеринов различных анатомических частей хвойных растений; установить влияние фенологического состояния дерева на их содержание и состав.

Нами было изучено содержание и состав стеринов различных тканей хвойных растений хвои и побегов сосны обыкновенной и был определен состав связанных жирных кислот эфиров стеринов и их гликозидов.

Стерины присутствуют в растениях в свободном и связанном состоянии в виде эфиров и гликозидов. Поэтому в настоящих исследованиях дана количественная оценка этих групп.

При исследовании изменения содержания стеринов и их эфиров в хвое сосны выявлена характерная закономерность, в которой наблюдается наличие максимума содержания стеринов в период покоя и минимума в период вегетации.

Уравнение регрессии содержания свободных стеринов в хвое сосны обыкновенной в течение годового цикла имеет вид:

у(х) = 0,1485 – 0,0426 × х + 0,0034 × х2

Уравнение регрессии содержания связанных стеринов в хвое сосны обыкновенной в течение годового цикла имеют вид:

у(х) = 0,0264 – 0,0037 × х + 0,0004 × х2,

где х - месяц отбора пробы в годовом цикле.

Полученные результаты свидетельствуют, что содержание свободных стеринов в хвое сосны изменяется в интервалах 0,109 -0,016 %. Максимальное количество свободных стеринов обнаружено в хвое в де­кабре - январе, минимальное - в июле.

Количество связанных стеринов в хвое в течение годового цикла как и свободных стеринов меняется. Так количество эфиров стеринов в хвое сосны составляет 0,023 % - 0,017 %. Соотношение свободные стерины: эфиры стеринов в течение года изменяется (рис.1). Следует отметить, что эта величина в течение года колеблется более чем в два раза. Так для хвои сосны оно меняется от 4,73 (январь) до 0,94 (июль).

Рисунок 1 Соотношение свободных стеринов и эфиров стеринов древесной зелени сосны

 

Содержание стеринов зависит от возраста хвои (рис. 2). Однолетняя хвоя по сравнению с двух- и трехлетней отличается повышенным содержанием стеринов. В ходе годового цикла изменение количества стеринов в хвое разного возраста носит идентичный характер: повышенное количество в зимний период и пониженное летом. В целом содержание стеринов с увеличением возраста хвои снижается.

Рисунок 2 Содержание стеринов в хвое разного возраста сосны обыкновенной

 

Характер годовой динамики содержания гликозидов стеринов в древесной зелени сосны схож с таковой для свободных и эфиров стеринов, наблюдается повышение их содержания в период покоя и снижение их количества в период вегетации.

Состав жирных кислот связанных стеринов хвои (как эфиров стеринов, так и гликозидов стеринов) устанавливали методом ГЖХ. Жирные кислоты, полученные путем щелочного гидролиза связанных эфиров хвои сосны обыкновенной, метилировали диазометаном. Анализировался жирнокислотный состав в хвое в течение года.

Из полученных данных видно, что набор кислот, входящих в состав эфиров стеринов и гликозидов стеринов для всех пород схож (С12 - С24), однако в их количественном содержании наблюдаются различия.

Основную долю кислот эфиров стеринов хвои сосны составляют непредельные кислоты. Доминирующими среди непредельных кислот являются олеиновая, линоленовая и линолевая кислоты, среди предельных - пальмитиновая кислота. Содержание непредельных кислот в осенне-зимний период повышено. Так в хвое сосны обыкновенной максимальное количество непредельных кислот составляет в ноябре (65,4 %). Среди них преобладает олеиновая кислота (23,22%). Количество предельных кислот в этот период минимально. Пальмитиновая кислота является доминирующей среди них (24,55 %).

При изучении годичной динамики содержания стеринов в побегах сосны выявлена закономерность с максимумом в период покоя и минимумом в период вегетации. Ранее в приведенных исследованиях другими авторами отмечалось аналогичное увеличение содержания стеринов в растениях при пониженных температурах.

Уравнение регрессии содержания свободных стеринов в побегах сосны обыкновенной в течение годового цикла имеет вид:

у(х) т 0,1233 – 0,0346 · х + 0,0027 · х2

Уравнение регрессии содержания эфиров стеринов в побегах сосны обыкновенной в течение годового цикла имеют вид:

у(х) = 0,0274 – 0,0042 · х + 0.0004 · х2

По полученным результатам видно, что содержание свободных стеринов в побегах сосны изменяются в интервалах 0,091 - 0,014 %. Максимальное количество свободных стеринов обнаружено в побегах в январе, минимальное - в июне-июле. Следует отметить, что в период покоя содержание свободных стеринов в хвое превышает их количество в побегах, в то время как в период вегетации их количества сравнимы.

Изученный состав жирных кислот эфиров стеринов побегов сосны показывает, что присутствуют те же кислоты, что и в эфирах сте­ринов хвои. Непредельные кислоты также являются основными. Их количество в течение годового цикла превышает 50 % от суммы кислот и колеблется от 61,56 % до 65,95 % в побегах сосны. В составе предельных кислот количественно преобладает пальмитиновая кислота, с максимумом 14,44 % в январе. Непредельные кислоты эфиров стеринов в побегах, как и в хвое, превышают содержание предельных кислот почти в полтора раза.

 

Вывод

Таким образом, содержание стеринов различно в анатомических частях древесной зелени сосны и зависит от фенологического состояния дерева, а годичная динамика их содержания носит закономерный характер. Установлена годичная динамика содержания и состав жирных кислот связанных стеринов хвои и побегов сосны. Кислоты ряда С16, С18 являются основными в эфирах стеринов и их гликозидов.