Подсолнечник (Helianthus annuus) – ведущая масличная культура Краснодарского края, играющая ключевую роль в агропромышленном комплексе и пищевой индустрии, обеспечивая людей ценными ресурсами. Селекция подсолнечника представляет собой совокупность целей направленных на выведение сортов и гибридов с повышенной урожайностью и масличностью, а также устойчивостью к болезням и способностью адаптироваться к климатическим условиям.
Культуру возделывают в разных районах, например с риском засухи, высоких температур и интенсивного солнечного света. В таких условиях растение накапливает в своих клетках защитные пигменты - антоцианы. Антоцианы – это водорастворимые гликозиды, принадлежащие к классу флаваноидов, придающие растению красную, синюю и фиолетовую окраску [3]. Также они берут на себя несколько защитных функций. Они играют ключевую роль в фотопротекционных механизмах растений.
Антоцианы обладают способностью поглощать световые волны в синем и ультрафиолетовом диапазоне. Этот поглощающий эффект помогает снизить количество света, который достигает фотосистемы II, тем самым предотвращая ее перегрев и защитив растения от фотодеструкции. Основные пики поглощения антоцианов находятся в области 500-550 нм, а это делает их эффективными поглотителями синего света, который наиболее вреден для фотосинтетических процессов. При снижении водного потенциала листья подсолнечника демонстрируют до шестикратного увеличения концентрации антоцианов за первые 48 часов стрессового воздействия. Поглощая УФ-B и синий спектр, они уменьшают температуру поверхностных тканей на несколько градусов, что приводит к замедлению транспирации и сохранению более высокого относительного содержания воды [1].
Также при абиотических стрессах в хлоропластах и митохондриях подсолнечника усиливается образование реактивных форм кислорода (ROS), такие как супероксидные анионы (O₂•–) и перекись водорода (H₂O₂). Это предотвращает окислительное повреждение клеточных мембран, липидов и белков, что особенно актуально при стрессах, вызванных высокой температурой или избыточным светом. Эти процессы приводят к потере клеточного гомеостаза и снижению фотосинтеза, но антоцианы инактивируют ROS тремя основными путями — химическим захватом, энергетическим гашением и подавлением их образования через хелатирование металлов. Это позволяет защитить мембраны, белки и ДНК от окислительного повреждения [2].
Подсолнечник обладает высокой пластичностью к изменениям внешней среды, однако ранние фазы его роста и генеративного развития особенно чувствительны к дефициту влаги. Засуха вызывает резкий рост уровня реактивных форм кислорода (ROS), перекисное окисление липидов и нарушение целостности тилакоидных мембран. В качестве ответного механизма растение активирует синтез разнообразных вторичных метаболитов, среди которых ключевую роль играют антоцианы – соединения, способные одновременно поглощать избыточное коротковолновое излучение и инактивировать свободные радикалы.
Таким образом, антоцианы в подсолнечнике являются объединяющим звеном, сочетая фотопротекцию, мощную антиоксидантную активность, хелатирование ионов и регуляцию газообмена. Их быстрое накопление и взаимодействие с ферментными и гормональными системами делают возможным эффективное противостояние абиотическим стрессам и сохранение продуктивности культуры в неблагоприятных условиях. Повышение синтеза антоцианов через селекцию или агротехнические приемы способно стать перспективным подходом к созданию высокоустойчивых сортов подсолнечника.
Список литературы
- Шпига, Е.Ю. Использование маркерных признаков в селекции и семеноводстве подсолнечника / Е.Ю. Шпига // Генетический потенциал сельскохозяйственных растений и его реализация в селекции, семеноводстве и размножении: сборник статей по материалам Всероссийской науч.-практ. конф. Кубанского отделения ВОГиС, Краснодар, 14 февраля 2024 г. – Краснодар: Кубанский гос. аграр. ун-т им. И.Т. Трубилина, 2024. – С. 194–196. – EDN AQRFPS
- Лебедева, О.Н., Стафеева, Е.Б., Николаевская, Т.С., Титов, А.Ф. Роль пигментов в формировании фотопротекторных свойств растений / О.Н. Лебедева, Е.Б. Стафеева, Т.С. Николаевская, А.Ф. Титов // Успехи современной биологии. – 2008. – Т. 128, № 4. – С. 369–383. – EDN JJRLNP
- Устинов, Ю.В., Головин, В.Н. Антиоксидантная роль флавоноидов в стресс-реакциях подсолнечника / Ю.В. Устинов, В.Н. Головин // Вестник ТГПУ. – 2017. – Т. 17, № 3. – С. 102–109
