Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Биохимия растений

.pdf
Скачиваний:
794
Добавлен:
17.05.2015
Размер:
8.33 Mб
Скачать

стых веществ — аминокислот и белков, в результате чего их˝ концентрация в тканях растений повышается. С другой стороны,˝ преобладание красного света активирует синтез и накопление˝ в растениях углеводов.

Подобные сдвиги в обмене веществ постоянно происходят и в˝ процессе вегетации злаковых растений, так как спектральн˝ый со-

став поглощаемого ими света заметно изменяется в зависим˝ости от погоды, а также условий данного региона. В ясную погоду и˝

при большей высоте стояния солнца над горизонтом в состав˝е

солнечной радиации увеличивается доля коротковолнового˝ (сине-

го) света, вследствие чего усиливается накопление в зерно˝вках за-

пасных белков.

В связи с тем что увеличение содержания белков в зерне про˝ис-

ходит в основном за счет накопления их запасных форм, обра˝зую-

щих клейковину, количество последней возрастает и улучша˝ются

хлебопекарные и макаронные качества зерна.

Важный фактор формирования качества зерна — обеспечен-˝ ность растений влагой. В условиях относительного дефицит˝а вла-

ги быстрее отмирают листья и сокращается приток углеводо˝в в со-

зревающее зерно, в результате чего в нем снижается накопл˝ение

запасных углеводов, а концентрация белков повышается, кро˝ме

того, в зерновках быстро понижается активность гидролити˝ческих ферментов. При сильном дефиците влаги (засуха, суховеи) бы˝стро

ингибируются все биосинтетические процессы, в результате обра-

зуется щуплое зерно с невыполненным эндоспермом, вследст˝вие

чего уменьшается масса зерновок.

Под действием сильного дефицита влаги в зерновках ингиби˝- руются ферменты азотного, углеводного, липидного обмена и˝ ускоряется созревание зерна, вследствие чего в нем понижает˝ся

концентрация сахаров, небелковых азотистых веществ и кра˝хмала, но увеличивается содержание белков и клейковины. Поэтому˝ главный ущерб от засухи или суховея не ухудшение качества˝ зерна, а снижение урожая и выхода муки при переработке зерна

вследствие недовыполненности эндосперма.

Высокая влажность в период налива зерна затягивает его со˝зревание, в зерновки поступает больше углеводистых веществ, ˝вследствие чего повышается содержание крахмала, а накопление б˝елков снижается.

Очень часто при затяжных дождях, сильных туманах и росах в˝о

время созревания зерновок в них усиливается активность г˝идролитических ферментов, повышающих концентрацию сахаров и˝ небелковых азотистых веществ, в результате чего в зерне у˝величи-

вается осмотическое давление за счет притока воды с повер˝хности

колосковых чешуй и на поверхность колоса инициируется вы˝де-

ление низкомолекулярных органических веществ.

601

За счет потери сухих веществ быстро уменьшается масса зер˝на

èухудшаются его технологические свойства. Такие явления˝ полу- чили название «стекания зерна». Оно может наблюдаться так˝же при неправильном орошении, например, когда дождевание про˝-

водят в начале налива зерновок. Поэтому при орошении очен˝ь важно правильно определять сроки полива зерновых культу˝р.

Если происходит переувлажнение зерна на завершающих эта˝- пах созревания, в нем могут инициироваться процессы скрыт˝ого

прорастания (прорастание на корню), повышается активност˝ь

гидролитических ферментов и особенно α-амилаз, наблюдается

частичная деградация крахмала и клейковинных белков, что˝ при-

водит к ухудшению технологических свойств зерна. Вследст˝вие деградации крахмала и клейковины усиливается газообраз˝ующая

èослабляется газоудерживающая способность теста, повыш˝ается

его растекаемость. В результате уменьшается объем хлеба и˝ ухуд-

шаются его вкусовые свойства (солодовый привкус), мякиш хл˝еба

теряет упругость. Проросшее зерно очень плохо хранится и ˝быстро теряет всхожесть.

Особенно склонна к прорастанию на корню такая злаковая

культура, как рожь, зерно которой имеет очень короткий пер˝иод

покоя. При длительном переувлажнении пшеница также может˝

подвергаться скрытому прорастанию на корню или в валках п˝ри раздельной уборке. При возделывании данных культур в реги˝онах

с повышенным увлажнением необходимо подбирать сорта с ме˝нь-

шей склонностью к прорастанию зерна на корню или такие со˝рта,

у которых созревание зерновок происходит в более благопр˝иятные

по погодным условиям сроки.

Âкачестве критерия влажности в данном регионе используе˝тся такой показатель, как гидротермический коэффициент, выражаю-

щий отношение количества осадков за определенный период˝ вегетации растений к средней температуре воздуха. Если гидрот˝ерми- ческий коэффициент в период массовой уборки зерновых пре˝вышает 4—5, возникает опасность переувлажнения и скрытого пр˝о-

растания зерна.

При выращивании зерновых культур в засушливой зоне приме˝- няют орошение. С помощью поливов регулируется водный режи˝м растений и создаются условия, необходимые для формирован˝ия высоких урожаев. Однако при этом очень часто снижается бе˝лко-

вость зерна. В опытах с разными сортами яровой и озимой пше˝-

ницы показано, что в условиях орошения содержание в зерне˝ белков может снижаться на 2—5 %, примерно на такую же величину увеличивается содержание крахмала.

Одной из причин снижения белковости зерна при поливах яв-˝

ляется повышение влагообеспеченности растений, в связи с˝ чем в

период созревания зерна, как указывалось ранее, складываю˝тся

602

более благоприятные условия для накопления углеводов. Др˝угая возможная причина — недостаток питательных веществ, и п˝режде всего азота, в период налива зерна.

Орошение стимулирует ростовые процессы в первой половин˝е

вегетации растений, в результате из почвы поглощается мно˝го питательных веществ на формирование вегетативной массы, зн˝ачи-

тельная часть азота связывается микрофлорой почвы или те˝ряется из-за вымывания. Таким образом, к началу налива зерна, когда˝

начинается интенсивный синтез запасных белков, почва зна˝чи-

тельно обедняется доступными для растений формами азота˝. По-

этому важной задачей при выращивании зерновых культур в у˝сло-

виях орошения является обеспечение необходимого уровня˝ азотного питания в период налива и созревания зерна. Только в э˝том

случае можно получить высококачественное зерно.

В северных и восточных регионах нашей страны наряду с пе-

реувлажнением созревающее зерно может подвергаться дей˝ствию

низких температур (заморозки ниже –3 °С), при этом в зернов˝ках образуются кристаллики льда, разрушающие их ткани. После ˝от-

таивания наблюдается замедление или полное прекращение˝ био-

синтетических процессов в зерне.

Поэтому морозобойное зерно из-за незавершенности процес˝-

сов синтеза белков и крахмала не достигает своей полной м˝ассы, оно отличается повышенным содержанием сахаров и небелко˝вых

азотистых веществ, высокой активностью гидролитических˝ фер-

ментов, вследствие чего характеризуется низкими техноло˝гичес-

кими свойствами и непригодно для длительного хранения. Од˝на-

ко зерно, достигшее полной спелости, сохраняет свое качес˝тво при длительном действии заморозков.

Значительное ухудшение технологических свойств происхо˝дит

при повреждении зерна клопом-черепашкой. Этот вредитель н˝а- носит укус вблизи зародыша и вводит в зерно гидролитическ˝ие ферменты, вызывающие разложение крахмала и белков. Через укус он всасывает из зерна растворенные вещества, что выз˝ывает

потерю урожая. Введенные в зерно ферменты изменяют в нем х˝од

биохимических процессов, снижая содержание белков и крах˝мала. Остающиеся в зерне протеолитические ферменты насекомых˝ могут способствовать деградации клейковины при хранении з˝ерна и в процессе приготовления хлебопекарного теста.

Биохимические процессы при послеуборочном дозревании и˝ хранении зерна. Полная физиологическая спелость зерна наступает, когда достигаются наивысшая всхожесть и наилучшие техно˝логи- ческие свойства. Это происходит через некоторое время пос˝ле

уборки, которая проводится при наступлении технической с˝пело-

сти зерна. Такой процесс называют послеуборочным дозрева˝нием

зерна. При послеуборочном дозревании в зерне понижается и˝н-

603

тенсивность дыхания, но продолжаются процессы синтеза по˝лисахаридов, белков, липидов и других веществ, укрепляются б˝елки клейковины, что улучшает ее качество. В зерновках понижае˝тся активность гидролитических и окислительно-восстановите˝льных

ферментов.

Для лучшего прохождения послеуборочного дозревания вла˝ж-

ность зерна должна быть ниже критической (14,5—15,5 %), температура не ниже 15 °С. Критическая влажность — это тот уровень

влажности, выше которого появляется свободная (несвязанн˝ая)

вода, которая инициирует ферментативные процессы дыхани˝я и

гидролиза веществ. Снижение влажности зерна достигается˝ суш-

кой на солнце, в сушильных установках. Оптимальная темпер˝атура сушки зерна 45 °С. Особенно заметно ускоряется послеубо˝роч-

ное дозревание зерна при активном вентилировании, когда е˝го

сушка производится путем подачи сухого воздуха. Приток су˝хого

воздуха обеспечивает подвод кислорода и отвод тепла и вла˝ги.

Кислород ускоряет дозревание зерна, а накопление СО2, наоборот, замедляет этот процесс. При недостатке кислорода ˝ини-

циируется анаэробное дыхание, которое ухудшает семенные˝ и тех-

нологические свойства зерна.

Продолжительность послеуборочного дозревания зерна зав˝и-

сит от генотипа культуры (сорта) и составляет у пшеницы 1— 1,5 мес (при правильной сушке можно сократить до 2—3 нед), у

ржи — 10—15 сут, у овса — 20 сут, у ячменя — 6—8 мес. Семена ку-

курузы становятся полноценными сразу после удаления изб˝ытка

влаги. Пониженная температура и высокая влажность во врем˝я со-

зревания замедляют послеуборочное дозревание зерна. Одн˝ако повышенная температура и отсутствие осадков в период фор˝мирования зерновок сокращают продолжительность их послеубо˝роч-

ного дозревания.

При хранении зерна в нем происходит процесс дыхания, в ход˝е которого расходуются органические вещества, в зерновой массе накапливаются СО2 и влага, выделяется тепло. При повышении

влажности интенсивность дыхания в зерне возрастает, а при˝ влаж-

ности ниже критической (14—15 %) процесс дыхания замедляется˝. При нормальных условиях хранения убыль массы зерна обычн˝о составляет 0,02—0,2 % в зависимости от срока хранения, а при повышении температуры и влажности этот показатель может до˝сти-

гать значительных величин, при этом резко ухудшается каче˝ство

зерна.

Зерновая масса обладает плохой теплопроводностью, поэто˝му тепло, выделяемое при дыхании, накапливается, вызывая дал˝ь-

нейшее усиление дыхания, что инициирует процесс самосогр˝ева-

ния зерна. При температуре выше 55 °С начинается денатурац˝ия

белков и гибель зародыша, теряется всхожесть зерна. При ды˝ха-

604

нии также образуется вода, которая усиливает дыхание и ин˝ициирует самосогревание зерна.

При температуре, близкой к 0 °С, дыхание зерна максимально˝

замедляется, и при таких условиях зерно может храниться д˝ольше с минимальными потерями. Легче подвергается порче свежеу˝б- ранное зерно, так как оно более влажное. При неправильном и˝

длительном хранении в зерне накапливается аммиак, которы˝й уг-

нетает зародыш. Интенсивное дыхание, накопление аммиака, ˝денатурация белков, происходящие при неправильном хранени˝и,

обусловливают старение зерна, которое характеризуется п˝отерей

его всхожести и ухудшением технологических свойств.

При влажности, превышающей критическую, в зерновках на-

чинается процесс прорастания. В эндосперме инициируется˝ рас-

пад запасных веществ, а в зародыше — синтез жизненно важн˝ых веществ проростка. В ходе прорастания продукты распада за˝пас-

ных веществ из эндосперма перемещаются в зародыш.

Âпроросшем зерне резко повышается активность гидролити˝- ческих ферментов. Под действием амилаз происходит гидрол˝из

крахмала с образованием глюкозы и мальтозы. Протеазы ката˝ли-

зируют гидролиз белков, который сопровождается увеличен˝ием концентрации пептидов и аминокислот. Возрастает активно˝сть

фермента протеиндисульфидредуктазы, осуществляющего во˝сста-

новление дисульфидных связей в клейковинных белках с обр˝азованием восстановленных тиоловых (—SН) групп.

Âрезультате указанных процессов происходят постепенно˝е ос-

лабление и деградация клейковины. На пятые сутки прораста˝ния клейковина полностью разрушается. Клейковина сильной пш˝ени-

цы по сравнению со слабой в ходе прорастания зерна деградирует медленнее. Клейковина прорастающего зерна малосвязная, к˝рошится, имеет темный цвет. При прорастании зерна усиливает˝ся процесс дыхания, что приводит к увеличению потерь сухих в˝е- ществ. В зерновках уменьшается количество свободных липи˝дов и каротиноидов, увеличивается кислотное число жира.

Мука из проросшего зерна имеет сладковатый вкус, из нее формируется хлеб с липким сладковатым мякишем, имеющим по˝- ниженную эластичность и неравномерную пористость. Тесто˝, полученное из такой муки, расплывается.

Оптимизация питания. Формирование урожая и интенсивность биохимических процессов в созревающем зерне злаковых ку˝льтур

зависят от обеспеченности растений элементами питания. В˝ поч-

ве, как правило, содержится недостаточно питательных веще˝ств в

доступной для растений форме, поэтому для получения высок˝их урожаев зерна с оптимальным химическим составом необход˝имо

вносить минеральные и органические удобрения.

605

В опытах по изучению действия удобрений установлено, что ˝в процессе роста и развития злаковых культур между азотом, ˝с одной стороны, и фосфором и калием — с другой, происходит оп˝ределенное взаимодействие, которое оказывает заметное вли˝яние на

формирование урожая и белковость зерна. В связи с тем что а˝зот используется растениями как на образование их структурн˝ых ком-

понентов, так и на синтез запасных белков, при его недостат˝ке понижаются и урожайность, и накопление в зерне белков, тог˝да

как при дефиците фосфора или калия снижается только урожа˝й, а

концентрация азотистых веществ в растениях может возрас˝тать.

При внесении невысоких доз азота усиливаются ростовые

процессы и увеличивается урожай, однако белковость зерна˝ чаще всего не повышается или даже снижается. Последующее увели˝че-

ние дозы азота повышает как урожайность культур, так и нак˝опле-

ние в зерне белков до такого уровня, при котором фосфор или˝ ка-

лий не окажутся лимитирующими факторами или не будет дост˝иг-

нута потенциальная урожайность, характерная для данного˝ сорта. Дальнейшее увеличение дозы азота на 30—40 кг/га, как правило˝,

не оказывает существенного влияния на урожай, но повышает˝

белковость зерна. Одностороннее усиление фосфорного или˝ ка-

лийного питания повышает урожай до такого уровня, при кот˝о-

ром азот или один из указанных выше элементов становится ˝лимитирующим фактором, но при этом происходит снижение бел-˝

ковости зерна.

Отмеченные нами закономерности по влиянию условий пита-

ния на формирование урожая и белковости зерна злаковых ку˝ль-

тур показаны в одном из наших вегетационных опытов с двум˝я сортами яровой мягкой пшеницы — Московская 35 и Саратовск˝ая 29 (табл. 14.2) и полевом опыте с пшеницей сорта Московская 35

(ðèñ. 14.4).

14.2. Урожайность и белковость зерна яровой мягкой пшеницы в˝ зависимости от условий питания

 

Московская 35

Саратовская 29

Варианты*

 

 

 

 

урожай зерна,

содержание

урожай зерна,

содержание

 

г/сосуд

в зерне белков, %

г/сосуд

в зерне белков, %

Без удобрений

15,0

10,8

13,9

10,5

ÐÊ

17,1

10,0

16,8

10,3

N1K

13,3

14,8

13,5

13,2

N1P

24,8

12,9

27,9

12,5

N1PK

32,5

12,3

31,8

12,2

N2PK

32,7

14,0

33,4

13,2

* N1 — 0,7, N2 — 1,5 г/сосуд.

606

Рис. 14.4. Изменение урожайности (1) и белковости зерна пшеницы (2) в зависимости от уровня азотного питания (сорт Московская 35)

Урожайность,т/га

4

 

 

 

 

Содержаниебелков в зерне, %

 

 

 

1

16

3

 

 

2

15

 

 

 

 

14

2

 

 

 

13

90

150

180

12

 

 

Доза азота, кг/га

 

 

Таким образом в ходе исследований выяснено, что ведущую

роль в формировании качества урожая играют азотные удобр˝ения. При увеличении доз азота урожайность зерновых культур по˝вы-

шается до определенного уровня, после достижения которог˝о воз-

растает только концентрация азотистых веществ в зерне, и ˝прежде

всего запасных белков.

Однако чрезмерное увеличение доз азота, вносимого под зер˝- новые культуры, может вызывать понижение урожайности эти˝х

культур, а очень часто и ухудшение качества зерна, хотя при˝ этом

концентрация азотистых веществ в зерне остается очень вы˝сокой.

Это объясняется целым рядом причин. С одной стороны, при до˝-

посевном внесении повышенных доз азота в виде минеральны˝х удобрений создается избыточная концентрация питательны˝х ве-

ществ, которая ингибирует органогенез на стадии развития˝ проро-

стков, что снижает уровень урожайности выращиваемых куль˝тур.

С другой стороны, усиленное азотное питание растений в пе˝рвой

половине вегетации стимулирует образование большой вег˝етативной массы, вызывая тем самым ее полегание и раннее отмиран˝ие

нижних листьев, приводящее к большому недобору зерна. Кро˝ме

того, повышается влажность зерна и затягивается его созре˝вание,

что может инициировать скрытые процессы прорастания сем˝ян на корню и снижение их качества.

Учитывая высокую потребность злаковых культур в азоте в п˝е- риод формирования и налива зерна, разработаны приемы и сп˝осо-

бы его внесения во время вегетации растений. Причем устан˝овле-

но, что чем позднее по фазам развития растений вносятся аз˝отные удобрения, тем в большей степени азот удобрений используе˝тся для биосинтеза запасных белков.

В фазах выхода в трубку и колошения азотные удобрения обы˝ч-

но вносят в виде корневых, а в начале налива зерна — в виде˝ не-

корневых подкормок. Корневые подкормки (30—80 кг азота на

1 га) проводятся путем поверхностного разбрасывания гранулиро-

ванных нитратных и аммиачно-нитратных азотных удобрений˝. Для некорневых подкормок (20—40 кг азота на 1 га) используют мочевину или ее смесь с аммиачной селитрой (2 : 1), которые в˝

607

виде 20—30%-го раствора разбрызгивают над посевом зерновых культур.

Наиболее эффективно проведение поздних некорневых азот˝-

ных подкормок на посевах пшеницы и кукурузы: белковость з˝ерна повышается на 1—3 %, содержание клейковины у мягкой пшеницы — на 2—5 %, улучшается также качество клейковины. Данные˝,

показывающие действие азотных удобрений, внесенных до по˝се-

ва, а также в виде азотных подкормок, на урожайность и качес˝тво зерна, приведены в таблице 14.3.

14.3. Урожайность и качество зерна пшеницы сорта Московская ˝35 в зависимости от дозы и способа внесения азотных удобрений

Вариант

Урожай-

Белок, %

Сырая клей-

ÈÄK,

Kатегория качества

ность, т/га

ковина, %

ñò. åä.

зерна

Ð90K90

2,16

12,4

19,7

101

Слабая пшеница

N90Ð90Ê90

3,64

13,8

23,4

89

Òî æå

N150Ð90Ê90

3,91

14,6

25,7

81

Ценная пшеница

N180Ð90Ê90

3,42

14,9

26,1

82

Òî æå

N90Ð90Ê90 + N60

4,07

14,7

26,4

73

»

в кущение

 

 

 

 

 

N150Ð90Ê90 + N40

4,07

16,2

29,7

69

Сильная пшеница

в виде некорневой

 

 

 

 

 

подкормки

П р и м е ч а н и е. Дозы удобрений даны в килограммах действующего вещества на 1 га.

В таблице представлены результаты опытов с яровой мягкой

пшеницей сорта Московская 35, проведенных на дерново-подзо˝-

листой почве в Московской области. Из этих данных следует˝, что в условиях Московской области высококачественное зерно˝ можно получить только при внесении достаточно высоких доз азот˝ных удобрений (150 кг азота на 1 га) в сочетании с поздней некорне˝вой азотной подкормкой.

Повышение белковости зерна при некорневой азотной подко˝рм-

ке объясняется тем, что нанесенная на листья мочевина оче˝нь быстро проникает в их ткани (1—2 сут) и включается в обмен аз˝о- тистых веществ. В тканях листьев мочевина расщепляется с ˝образованием аммиака, который далее включается в реакции восс˝та-

новительного аминирования и используется для синтеза ам˝ино-

кислот.

Расщепление мочевины может происходить гидролитически под действием фермента уреазы или другим путем с участием

АТФ-зависимой ферментной системы. Образующиеся амино-

кислоты вместе с потоком ассимилятов поступают в зерно и

включаются в синтез белков. Кроме того, как было показано р˝а-

нее, возможна ассимиляция мочевины за счет обращения реак˝-

608

ций орнитинового цикла, при этом азот мочевины включается в аминокислоты (аргинин, аргининоянтарную и аспарагиновую˝ кислоты).

Âнаших опытах с применением 15N показано, что растения

мягкой пшеницы используют на синтез белков в зерне 20—30 % азота некорневой подкормки, проведенной в фазе начала фор˝ми-

рования зерна (через 1 нед после цветения). Уже через 5 дней ˝после проведения подкормки раствором мочевины, меченной 15N,

75 % азота подкормки, поступающего в зерно, включается в син˝-

тез белков, а к фазе полной спелости зерна 95 % поступившего˝ в

зерно азота подкормки включается в состав белков. В зрело˝м зер-

не азот подкормки составляет 8—13 % общего азота зерна, а в пе˝- рерасчете на общий азот белков — в среднем 10 %.

Поздние азотные подкормки — необходимый прием в технол˝о-

гиях выращивания сильных пшениц. Однако, учитывая значи-

тельные затраты на их проведение, необходимо прогнозиро˝вать

конечный результат. Если подкормка обеспечивает получен˝ие зерна сильной или ценной пшеницы, то ее проводят, в ином слу˝-

чае она нецелесообразна.

С целью прогнозирования качества зерна пшеницы в фазах вы˝-

хода в трубку — колошения осуществляют диагностику обе˝спечен-

ности растений азотом. Чаще всего для этих целей определя˝ют содержание азотистых веществ в листьях, соке листьев, стебл˝ях рас-

тений и на основе полученных данных устанавливают целесо˝об-

разность проведения поздней некорневой азотной подкорм˝ки. В

результате обобщения большого количества данных в каждо˝м ре-

гионе определены оптимальные градации содержания азоти˝стых веществ, при которых обеспечивается получение зерна с пов˝ы- шенным содержанием белков и клейковины.

Âзависимости от питания и других условий выращивания рас˝- тений изменяется не только уровень накопления в зерне бел˝ков и крахмала, но и их качественный состав. При более влажных ˝условиях и умеренных температурах, способствующих большему н˝а-

коплению крахмала, в нем увеличивается доля амилозы, а в бо˝лее

сухих и жарких условиях повышается относительное содерж˝ание амилопектина.

Значительные изменения происходят и в составе белков. При˝ повышении белковости зерна в результате действия любых ф˝акто-

ров увеличивается накопление запасных белков — пролами˝нов и

глютелинов, а концентрация белков альбуминоглобулиново˝го типа понижается. Поскольку белки проламиновой фракции у˝ всех зерновых культур очень бедны лизином и триптофаном, увели˝че-

ние доли этих белков в общем белковом комплексе зерна сни˝жает биологическую ценность суммарного белка. Это наиболее за˝метно проявляется у пшеницы, кукурузы, ячменя, т. е. у тех культур˝, ко-

609

торые характеризуются высоким содержанием в зерне спирт˝орастворимых белков.

Как было указано ранее, фракции белков — альбумины, глобу-

лины, проламины и глютелины — представлены большим набором индивидуальных белков. Методом электрофореза в полиакриламидном геле было установлено, что при разных уровнях азо˝тного

питания и под влиянием природно-климатических факторов

субъединичный и компонентный состав альбуминов, глобули˝нов, проламинов и глютелинов зерна злаковых культур, зависящи˝й от

набора кодирующих их генов, не подвержен изменениям, всле˝д-

ствие чего аминокислотный состав белковых фракций зерна˝ оста-

ется постоянным.

Таким образом, регулируя влажность, обработку почвы, пита˝- ние растений и другие факторы, можно в значительной степе˝ни

повысить накопление в зерне белков и улучшить технологич˝еские

свойства зерна. Однако аминокислотный состав и биологиче˝ская

ценность белков от действия этих факторов не улучшаются, ˝а у

ряда культур — пшеницы, кукурузы, ячменя — даже ухудшаю˝тся. Объясняется это тем, что изменение аминокислотного соста˝ва

белков зерна возможно только генетическими методами, пут˝ем

изменения наследственных свойств растительных организм˝ов.

Примером может служить создание селекционерами высокол˝и-

зиновых гибридов кукурузы, у которых уровень урожайности˝ примерно такой же, как и у обычных гибридов, однако в их зернов˝ках

содержится больше белков с повышенным содержанием лизин˝а и

триптофана (см. с. 116—117).

Существуют также генно-инженерные проекты улучшения

аминокислотного состава белков зерна, в которых предприн˝има-

ются попытки ввести в генотипы злаков природные или синте˝ти- ческие гены, кодирующие полипептиды, построенные в основн˝ом

из незаменимых аминокислот.

14.2. ЗЕРНОБОБОВЫЕ КУЛЬТУРЫ

Зернобобовые культуры отличаются от зерновых злаков бол˝ее

высоким содержанием азотистых веществ как в вегетативно˝й массе, так и в семенах. Эти их особенности обусловлены тем, что они способны с помощью симбиотических микроорганизмов фикс˝и- ровать молекулярный азот атмосферы и использовать его дл˝я син-

теза аминокислот и белков, в связи с чем бобовые культуры н˝е испытывают дефицита азота даже при выращивании на сравните˝ль-

но бедной почве.

Кроме того, зернобобовые культуры обладают более интенси˝в-

ной системой синтеза запасных белков, в результате чего в˝ их зерне в 2—3 раза больше белков, чем у злаковых растений. Наряду с˝

610