ВМІСТ ГЛІЦЕРИДІВ ЛІНОЛЕВОЇ КИСЛОТИ В ОЛІЯХ ЕНДОСПЕРМОВИХ МУТАНТІВ КУКУРУДЗИ ПРИ РІЗНИХ ТЕМПЕРАТУРАХ ПОВІТРЯ В ПЕРІОД ДОСТИГАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.33989/2025.11.2.352474Ключові слова:
кукурудза, ендоспермові мутанти, лінолева кислота, умови вирощуванняАнотація
Наведено результати дослідження залежності ефектів ендоспермових мутацій кукурудзи sh2, su1 та su2 за вмістом лінолеату від температурних умов періоду достигання. Матеріалом для досліджень послугували по 10 неспоріднених за походженням ліній на основі кожної мутації, які вирощувалися протягом трьох років в зоні Степу України. Аналіз жирнокислотного складу олії проводився модифікованим газо-хроматографічним методом Пейскера. Оцінку взаємодій генотип : довкілля за вмістом лінолеату здійснювали з використанням алгоритму Еберхарда-Рассела.
Встановлено, що лінії – носії мутацій sh2, su1 та su2 вирізняються від кукурудзи звичайного типу суттєво зниженим вмісту лінолеату. Рівень цієї ознаки у носіїв кожної мутації, як правило, зростав в умовах більш низьких температур повітря в період достигання. У різних ліній на основі однієї мутації вміст лінолеату варіював в залежності від генотипу лінії і характеру взаємодій генотип : довкілля. У носіїв кожної ендоспермової мутації виділено два типи ліній з різними нормами реакції на коливання кліматичних умов вирощування. У ліній одного типу спостерігалися суттєві змінення вмісту лінолеату при коливаннях температурного режиму вирощування, тоді як лінії іншого типу в таких же умовах проявляли досить стабільний рівень ознаки.
Посилання
Baldin, M., Ying, Y., Fan, Y., Roth, G., Casper, D. P., & Harvatine, K. J. (2018). Characterization of linoleic acid (C18:2) concentration in commercial corn silage and grain hybrids. Journal of Dairy Science, 101 (1), 222-232. DOI: 10.3168/jds.2017-12972
Barrera-Arellano, D., Badan-Ribeiro, A. P., & Serna-Saldivar, S. O. (2019). Corn oil: composition, processing, and utilization. In S. O. Serna-Saldivar (Ed.), Corn: chemistry and technology: monography (pp. 593-613). Duxford, UK: Woodhead Publ. DOI: 10.1016/B978-0-12-811971-6.00021-8.
Belinato, G., Canale, L. C. F., & Totten, G. E. (2011). Effect of antioxidants on oxidative stability and quenching performance of soybean oil and palm oil quenchants. Journal of ASTM International, 8 (9), 1-14. DOI: 10.1520/JAI103376.
Belo, A., Zheng, P., Luck, S., Shen, B., Meyer, D. J., Li, B. … Rafalski, A. (2008). Whole genome scan detects an allelic variant of fad2 associated with increased oleic acid levels in maize. Molecular Genetics and Genomics, 279 (1), 1-10. DOI: 10.1007/s00438-007-0289-y.
Boyer, C. D., & Hannah, L. C. (2001). Kernel mutants of corn. In A. R. Hallauer (Ed.), Specialty corns: monography (pp. 8-40). Boca Raton, London, New York, Washington, DC: CRC Press. DOI: 10.1201/9781420038569.ch1.
Canvin, D. T. (2011). The effect of temperature on the oil content and fatty acid composition of the oils from several oil seed crops. Canadian Journal of Botany, 43 (1), 63-69. DOI: 10.1139/b65-008.
Changizi, M., Choucan, R., Heravan, E. M., Bihamta, M. R., & Darvish, F. (2014). Evaluation of genotype : environment interaction and stability of corn hybrids and relationship among univariate parametric methods. Canadian Journal of Plant Sciences, 94 (7), 1255-1267. DOI: 10.4141/CJPS2013-386.
Coe, E. H., & Schaeffer, M. L. (2005). Genetic, physical, maps and database resources for maize. Maydica, 50 (3), 285-303.
Dar, A. A., Choudhury, A. R., Arumugam, N., & Kancharla, P. K. (2017). The FAD2 gene in plants: occurrence, regulation and role. Frontiers in Plant Science, 8, 1789. DOI: 10.3389/ fpls. 2017.01789.
Hartings, H., Fracasetti, M., & Motto, M. (2012). Genetic enhancement of grain quality-related traits in maize. In Y. O. Ciftci (Ed.), Transgenic plants: advances and limitations: monography (pp. 191-218). Rijeka: InTech. DOI: 10.13140/2.1. 2561.5369.
Horvat, A. A., Molnar, O. O., & Minkovych, V. V. (2019). Metody obrobky eksperymentalnykh danykh z vykorystanniam MS Excel [Methods of processing experimental data using MS Excel]: navchalnyi posibnyk. Uzhhorod: Hoverla [in Ukrainian].
Hurieva, I. A., Riabchun, V. K., Litun, P. P., Stepanova, V. P., Vakulenko, S. M., Kuzmishyna, N. V. … Belkin, O. O. (2003). Metodychni rekomendatsii polovoho ta laboratornoho vyvchennia henetychnykh resursiv kukurudzy [Methodological recommendations for field and laboratory studies of corn genetic resources]. (2 nd ed, supplemented). Kharkiv: National Center for Plant Genetic Resources of Ukraine [in Ukrainian].
Imran, M., Lee, S.-G., Park, S.-Y., Park, H.-M., Kim, E.-H., Oh, S.-W. … Kim, M.-J. (2024). Influence of environmental factors and genotype on natural variation in the chemical composition of maize seeds. Sustainability, 16, 10451. DOI: 10.3390/su162310451.
Jandacek, R. (2017). Linoleic acid: a nutritional quandary. Healthcare, 5, 25. DOI: 10.3390/healthcare5020025.
Larkins, B. A. (2019). Proteins of the kernel. In S. O. Serna-Saldivar (Ed.), Corn: chemistry and technology: monography (pp. 319-336). Duxford, UK: Woodhead Publ. DOI: 10.1016/B978-0-12-811971-6.00021-7.
Li, Q., Zheng, Q., Shen, W., Cram, D., Fowler, B., Wei, Y., & Zou, J. (2015). Understanding the biochemical basis of temperatureinduced lipid pathway adjustments in plants. The Plant Cell, 27 (1), 86-103. DOI: 10.1105/tpc.114.134338.
Menard, G. N., Moreno, J. M., Bryan, F. M., Munoz-Azcarate, O., Kelly, A. A., Hassani-Pak, K. … Eastmond, P. (2017). Genome wide analysis of fatty acid desaturation and its response to temperature. Plant Physiology, 173 (3), 1594-1605. DOI: 10.1104/pp.16.01907.
Mercola, J., & D’Adamo, C. R. (2023). Linoleic acid: a narrative review of the effects of increased intake in the standard American diet and associations with chronic disease. Nutrients, 15, 3129. DOI: 10.3390/nu15143129.
Pelly, J. W. (2012). Fatty acid and triglyceride metabolism. In J. W. Pelly (Ed.), Elsevier’s integrated review biochemistry: monography (2nd ed.). (pp. 81-89). Philadelphia: Elsevier. DOI: 10.1016/B978-0-323-03410-4.50016-x.
Rajendran, A., Chaudhary, D., & Mahajan, V. (2017). Corn oil research and improvement: a review. Journal of Crop and Weed, 13 (2), 247-252. Retrieved from https://www.cropandweed.com/archives/2017/vol13issue2/13-2-44.pdf
Raven, J. A. (2005). Cellular location of starch synthesis and evolutionary origin of starch genes. Journal of Phycology, 41 (6), 1070-1072. DOI: 10.1111/j.1529-8817.2005.00157.x.
Rolletschek, H., Borisjuk, L., Sanchez-Garcia, A., Gotor, C., Romero, L. C., Martinez-Rivas, J. M., & Mancha, M. (2007). Temperaturedependent endogenous oxygen concentration regulates microsomal oleate desaturase in developing sunflower seeds. Journal of Experimental Botany, 58 (12), 3171-3181. DOI: 10.1093/ jxb/erm154.
Salimon, J., Salih, N., & Yousif, E. (2012). Industrial development and applications of plant oils and their biobased oleochemicals. Arabian Journal of Chemistry, 5 (2), 135-145. DOI: 10.1016/j.arabjc.2010.08.007.
Shannon, J. C., Garwood, D. L., & Boyer, C. D. (2009). Genetics and physiology of starch development. In J. BeMiller, & R. Whistler (Eds.), Starch: chemistry and technology: monography (3rd ed.). (pp. 23-82). Amsterdam, Boston, Heidelberg, London, New-York, Oxford, Paris, San Diego, San Francisco, Singapore, Sydney, Tokyo: Elsevier – Academic Press. DOI: 10.1016/B978-0-12-746275-2.00003-3.
Tracy, W. F., Shuler, S. L., & Dodson-Swenson, H. (2019). The use of endosperm genes for sweet corn improvement. In I. Goldman (Ed.), Plant breeding reviews: book of scientific papers (Vol. 43, pp. 215-241). Hoboken, NJ: Wiley & Sons. DOI: 10.1002/9781119616801.ch6.
Tymchuk, D. S., Sadovnichenko, I., Tymchuk, N., Potapenko, H., & Torianik, I. (2021). Oleic acid glycerides content in the oils of maize endospermic mutants and its dependence on temperature during ripening. In Proceedings of the Latvian Academy of Sciences. Section B. Natural, Exact and Applied Sciences, 75, 5 (734), 403-410. DOI: 10.2478/prolas-2021-0059.
Tymchuk, D. S. (2023). Palmitic acid glyceride content in maize lines - carriers of the wx and sh1 mutations depending on the air temperature during the ripening period. Acta Agrobotanica, 76 (1), 169047. DOI: 10.5586/aa/169047.
Vanhercke, T., Wood, C. C., Stymme, S., Singh, S. P., & Green, A. G. (2013). Metabolic engineering of plant oils and waxes for use as industrial feedstocks. Plant Biotechnology Journal, 11 (2), 197-210. DOI: 10.1111/pbi.12023.
Wang, K., Henry, R. J., Golbert, R. G. (2014). Causal relations among starch biosynthesis, structure and properties. Springer Science Review, 2, 15-33. DOI: 10.1007/s40362-014-0016-0
Wassom, J. J., Mikkelineni, V., Bohn, M. O., & Rocheford, T. R. (2008). QTL for fatty acid composition of maize kernel oil in Illinois High Oil x B73 backcross-derived lines. Crop Science, 48 (1), 69-78. DOI: 10.2135/cropsci2007.04.0208.
Yang, X., Guo, Y., Yan, J., Zhang, J., Song, T., & Rocheford, T. (2010). Major and minor QTL and epistasis contribute to fatty acid compositions and oil concentration in high-oil maize. Theoretical and Applied Genetics, 120 (3), 665-678. DOI: 10.1007/s00122-009-1184-1.
Zhao, X., Wei, J., He, L., Zhang, Y., Zhao, Y., Xu, X. … Xu, J. (2019). Identification of fatty acid desaturases in maize and their diffrential responses to low and high temperature. Genes,10, 445. DOI: 10.3390/genes10060445.
Zhuang, X.-Y., Zhang, Y.-H., Xiao, A.-F., Zhang, A.-H. & Fang. B.-S. (2022) Key enzymes in fatty acid synthesis pathway for bioactive lipids biosynthesis. Frontiers in Nutrition, 9, 851402. DOI: 10.3389/fnut.2022.851402.
