Biomorphological characteristics of natural forms of Malus sieversii in cenopopulations of the Dzungarian Alatau (Republic of Kazakhstan)
UDC 582.734.3:581.145.21+581.192.2+574.3(235.221)(574)
Keywords:
fruit morphology, leukoanthocyanins, P-active substances, coenopopulations, Sievers apple
Abstract
For thousands of years the origin of modern cultivars of apple (Malus × domestica) is genetically related to Malussieversii (Ledeb.) M. Roem., which grows in temperate forests of Central Asia. The study of the quantitative content of polyphenols in Malus sieversii is a pressing issue of the selection due to their higher content in red-fruit apple trees. This study presents the main pomological characteristics of Malus sieversii fruits from coenopopulation of the Dzungarian Alatau of the Republic of Kazakhstan and the analysis of leukoanthocyanin content and R-active substance in the fruits. The content of leukoanthocyanins in the fruits is from 180 to 1325 mg/100 g, R-active substances – from 380 to 1770 mg/100 g. The highest concentration of leukoanthocyanins and R-active substances in the fruits is indicated for cenopopulations of Malus sieversii from the Mushabai Gorge. During the cluster analysis of flavonoid content, the geographical determinacy of this value and its high correlation with the average weight of fruits were revealed. The Malus sieversii forms from the Mushabai Gorge in the Dzungarian Alatau have the greatest potential for morphological, organoleptic and biochemical characteristics for further selection.
Downloads
Download data is not yet available.
Metrics
Metrics Loading ...
References
Chalker-Scott L. 2002. Do anthocyanins function as osmoregulators in leaf tissues? Adv. Bot. Res. 37: 103–106.
Диагнозы и ключи возрастных состояний лесных растений. Деревья и кустарники. Под ред. О. В. Смирновой. М.: Изд-во «Прометей», 1989. 102 с.
Дмитриев А. П. 2003. Сигнальные молекулы растений для активации защитных реакций в ответ на биотический стресс // Физиология растений, 2003. Т. 50, № 3. С. 465–474.
Джангалиев А. Д. Химико-технологическая характеристика диких яблок. Алма-Ата: «Наука», 1969. 59 с.
Джангалиев А. Д. Охрана и воспроизводство генофонда плодовых лесов Казахстана // Бюл. Глав. ботан. сада, 1976. Т. 102. С. 107–111.
Джангалиев А. Д. Дикая яблоня Казахстана. Алма-Ата: «Наука» КазССР, 1977. 279 с.
Dzhangaliev A. D. 2003. The wild apple tree of Kazakhstan. Hortic. Rev. John Wiley & Sons, Inc.: 63–303.
Evstigneev O. I., Korotkov V. N. 2016. Ontogenetic stages of trees: an overview. Russian Journal of Ecosystem Ecology 1, 2: 1–31. DOI: 10.21685/2500-0578-2016-2-1
Forsline P. L., Aldwinckle H. S., Dickson E. E., Hokanson S. C. 2003. Collection, maintenance, characterization, and utilization of wild apples from central Asia. Hort. Rev. 29: 1–61.
Государственная программа развития агропромышленного комплекса Республики Казахстан на 2017–2021 годы, утв. Приказом Президента РК от 14 февраля 2017 года, № 420. URL: www.fao.org/reu/europe/documents/compnew/Kaz_PDF5.
Гудковский В. А., Каширская Н. Я., Цуканова Е. М. Стресс плодовых растений. Воронеж: Кварта, 2005. 128 с.
Halliwell B. 1996. Antioxidants: The Basics-what they are and how to Evaluate them. Advances in Pharmacology 38: 3–20. DOI: 10.1016/S1054-3589(08)60976-X
Hoch W. A., Singsaas E. L., McCown B. H. 2003. Resorption protection. Anthocyanins facilitate nutrient recovery in autumn by shielding leaves from potentially damaging light levels. Plant Physiol. 133: 1296–1305. DOI: 10.1104/pp.103.027631
Juniper B., Mabberley D. J. 2006. The story of the apple. Portland: Timber Press. 511 pp.
Комплексная программа по селекции семечковых культур в России на 2001–2020 гг. Орел: ВНИИСПК, 2001. 31 с.
Lavola A. 1998. Accumulation of flavonoids and related compounds in birch induced by UV-B irradiance. Tree Physiology 18: 53–58.
Li Y., Mei B., Juvenal T. L. 2019. The economic contribution of the world's forest sector. Forest Policy and Economics 100: 236–253. DOI: 10.1016/j.forpol.2019.01.004
Ma Z., Li S., Zhang M., Jiang S., Xiao Y. 2010. Light Intensity Affects Growth, Photosynthetic Capability, and Total Flavonoid Accumulation of Anoectochilus Plants. Hort. Science horts. 45(6): 863–867. DOI: 10.21273/HORTSCI.45.6.863
Макаренко О. А., Левицкий А. П. Физиологические функции флавоноидов в растениях // Физиология и биохимия культурных растений, 2013. Т. 45, № 2. С. 100–112.
Mitic S. S., Stojanovic B. T., Stojkovic M., Mitic M. 2013. Total phenolics, flavonoids and antioxidant activity of different apple cultivars. Bulgarian Chemical Communications 45: 326–31.
Nikifirova S., Cavalieri D., Velasco R., Goremykin V. 2013. Phylogenetic analysis of 47 chloroplast genomes clarifies the contribution of wild species to the domesticated apple maternal line. Mol. Biol. Evol. 30(8): 1751–1760.
Özek G., Childibayeva A., Ametov A., Nurmahanova A., Özek T. 2022. Chemical composition of flower volatiles and seed fatty acids of Rosa iliensis Chrshan, an endemic species from Kazakhstan. Records of Natural Products 16, 3: 225–235.
Пономоренко В. В. Происхождение и распространение культуры яблони – Malus domestica Borkh. // Бюл. ВНИИ растениеводства, 1982. № 126. С. 7–12.
Причко Т. Г. Биохимические и технологические аспекты хранения и переработки плодов яблони. Краснодар: Просвещение-Юг, 2002. 172 с.
Radionov А. 2013. The states of forest genetic resources in the SEC region. In: The Republic of Kazakhstan Country Report Food and Agriculture Organization of the United Nations. Ankara: FAO. P. 147.
Renaud S. C., Guenguen R., Schenker J., d’Houtand A. 1998. Alcohol and mortality in middle-aged men from Eastern France. Epidemiology 9: 184–188.
Ромаданова Н. В., Эшбакова К. А., Карашолакова Л. Н., Махмутова И. А., Абидкулова К. Т., Кушнаренко С. В. Исследование качественного и количественного состава экстрактов мякоти плодов Berberis iliensis и Berberis integerrima, сохранение генетического материала в криобанке // Вестник Евразийского национального университета имени Л. Н. Гумилева. Серия Биологические науки, 2019. № 2. С. 22–36. DOI: 10.32523/2616-7034-2019-127-2-22-36
Shadmanova L., Sitpayeva G., Mukanova G., Friesen N. Molecular-genetic analysis of Malus sieversii – comparison of Dzungarian populations in situ and ex situ. Turczaninowia 22, 2: 187–198. DOI: 10.14258/ turczaninowia.22.2.15
Скорикова Ю. Г. Полифенолы плодов и ягод и формирование цвета продуктов. М.: «Пищевая промышленность», 1973. 230 с.
Стратегии и программы Республики Казахстан // Стратегия «Казахстан-2050». URL: https://www.akorda.kz/ru/official_documents/strategies_and_programs (дата обращения: 06.06.2020.
Современные методы и международный опыт сохранения генофонда дикорастущих растений (на примере диких плодовых). Алматы: «Программа развития ООН в Казахстане», 2011. 188 с.
Temple N. J. 2000. Antioxidants and disease: more questions than answers. Nutr. Res. 2: 449–459.
Вавилов Н. И. Центры происхождения культурных растений // Избранные труды. Т. 5. М.–Л.: «Наука», 1965. С. 9–176.
Вигоров Л. И. Определение различных форм катехинов в плодах и ягодах // Труды II Всесоюзного семинара по биологически активным (лечебным) веществам плодов и ягод. Свердловск: «Средне-Уральское книжное изд-во», 1964. С. 310–322.
Wang W., Celton J. M., Buck-Sorlin G., Balzergue S., Bucher E., Laurens F. 2020. Skin color in apple fruit (Malus × domestica): Genetic and epigenetic insights. Epigenomes 4(3): 13. DOI: 10.3390/epigenomes4030013
Wojdyło A., Oszmiański J., Laskowski P. Polyphenolic compounds and antioxidant activity of new and old apple varieties. J. Agric. Food Chem. 56(15): 6520–6530. DOI: 10.1021/jf800510j
Wolfe K., Wu X., Liu R. H. 2003. Antioxidant activity of apple peels. J. Agric. Food Chem. 51(3): 609–614. DOI: 10.1021/jf020782a. PMID: 12537430.
Яшин Я. И. Природные антиоксиданты. Содержание в пищевых продуктах и их влияние на здоровье и старение человека. М.: Транслит, 2009. 212 с.
Диагнозы и ключи возрастных состояний лесных растений. Деревья и кустарники. Под ред. О. В. Смирновой. М.: Изд-во «Прометей», 1989. 102 с.
Дмитриев А. П. 2003. Сигнальные молекулы растений для активации защитных реакций в ответ на биотический стресс // Физиология растений, 2003. Т. 50, № 3. С. 465–474.
Джангалиев А. Д. Химико-технологическая характеристика диких яблок. Алма-Ата: «Наука», 1969. 59 с.
Джангалиев А. Д. Охрана и воспроизводство генофонда плодовых лесов Казахстана // Бюл. Глав. ботан. сада, 1976. Т. 102. С. 107–111.
Джангалиев А. Д. Дикая яблоня Казахстана. Алма-Ата: «Наука» КазССР, 1977. 279 с.
Dzhangaliev A. D. 2003. The wild apple tree of Kazakhstan. Hortic. Rev. John Wiley & Sons, Inc.: 63–303.
Evstigneev O. I., Korotkov V. N. 2016. Ontogenetic stages of trees: an overview. Russian Journal of Ecosystem Ecology 1, 2: 1–31. DOI: 10.21685/2500-0578-2016-2-1
Forsline P. L., Aldwinckle H. S., Dickson E. E., Hokanson S. C. 2003. Collection, maintenance, characterization, and utilization of wild apples from central Asia. Hort. Rev. 29: 1–61.
Государственная программа развития агропромышленного комплекса Республики Казахстан на 2017–2021 годы, утв. Приказом Президента РК от 14 февраля 2017 года, № 420. URL: www.fao.org/reu/europe/documents/compnew/Kaz_PDF5.
Гудковский В. А., Каширская Н. Я., Цуканова Е. М. Стресс плодовых растений. Воронеж: Кварта, 2005. 128 с.
Halliwell B. 1996. Antioxidants: The Basics-what they are and how to Evaluate them. Advances in Pharmacology 38: 3–20. DOI: 10.1016/S1054-3589(08)60976-X
Hoch W. A., Singsaas E. L., McCown B. H. 2003. Resorption protection. Anthocyanins facilitate nutrient recovery in autumn by shielding leaves from potentially damaging light levels. Plant Physiol. 133: 1296–1305. DOI: 10.1104/pp.103.027631
Juniper B., Mabberley D. J. 2006. The story of the apple. Portland: Timber Press. 511 pp.
Комплексная программа по селекции семечковых культур в России на 2001–2020 гг. Орел: ВНИИСПК, 2001. 31 с.
Lavola A. 1998. Accumulation of flavonoids and related compounds in birch induced by UV-B irradiance. Tree Physiology 18: 53–58.
Li Y., Mei B., Juvenal T. L. 2019. The economic contribution of the world's forest sector. Forest Policy and Economics 100: 236–253. DOI: 10.1016/j.forpol.2019.01.004
Ma Z., Li S., Zhang M., Jiang S., Xiao Y. 2010. Light Intensity Affects Growth, Photosynthetic Capability, and Total Flavonoid Accumulation of Anoectochilus Plants. Hort. Science horts. 45(6): 863–867. DOI: 10.21273/HORTSCI.45.6.863
Макаренко О. А., Левицкий А. П. Физиологические функции флавоноидов в растениях // Физиология и биохимия культурных растений, 2013. Т. 45, № 2. С. 100–112.
Mitic S. S., Stojanovic B. T., Stojkovic M., Mitic M. 2013. Total phenolics, flavonoids and antioxidant activity of different apple cultivars. Bulgarian Chemical Communications 45: 326–31.
Nikifirova S., Cavalieri D., Velasco R., Goremykin V. 2013. Phylogenetic analysis of 47 chloroplast genomes clarifies the contribution of wild species to the domesticated apple maternal line. Mol. Biol. Evol. 30(8): 1751–1760.
Özek G., Childibayeva A., Ametov A., Nurmahanova A., Özek T. 2022. Chemical composition of flower volatiles and seed fatty acids of Rosa iliensis Chrshan, an endemic species from Kazakhstan. Records of Natural Products 16, 3: 225–235.
Пономоренко В. В. Происхождение и распространение культуры яблони – Malus domestica Borkh. // Бюл. ВНИИ растениеводства, 1982. № 126. С. 7–12.
Причко Т. Г. Биохимические и технологические аспекты хранения и переработки плодов яблони. Краснодар: Просвещение-Юг, 2002. 172 с.
Radionov А. 2013. The states of forest genetic resources in the SEC region. In: The Republic of Kazakhstan Country Report Food and Agriculture Organization of the United Nations. Ankara: FAO. P. 147.
Renaud S. C., Guenguen R., Schenker J., d’Houtand A. 1998. Alcohol and mortality in middle-aged men from Eastern France. Epidemiology 9: 184–188.
Ромаданова Н. В., Эшбакова К. А., Карашолакова Л. Н., Махмутова И. А., Абидкулова К. Т., Кушнаренко С. В. Исследование качественного и количественного состава экстрактов мякоти плодов Berberis iliensis и Berberis integerrima, сохранение генетического материала в криобанке // Вестник Евразийского национального университета имени Л. Н. Гумилева. Серия Биологические науки, 2019. № 2. С. 22–36. DOI: 10.32523/2616-7034-2019-127-2-22-36
Shadmanova L., Sitpayeva G., Mukanova G., Friesen N. Molecular-genetic analysis of Malus sieversii – comparison of Dzungarian populations in situ and ex situ. Turczaninowia 22, 2: 187–198. DOI: 10.14258/ turczaninowia.22.2.15
Скорикова Ю. Г. Полифенолы плодов и ягод и формирование цвета продуктов. М.: «Пищевая промышленность», 1973. 230 с.
Стратегии и программы Республики Казахстан // Стратегия «Казахстан-2050». URL: https://www.akorda.kz/ru/official_documents/strategies_and_programs (дата обращения: 06.06.2020.
Современные методы и международный опыт сохранения генофонда дикорастущих растений (на примере диких плодовых). Алматы: «Программа развития ООН в Казахстане», 2011. 188 с.
Temple N. J. 2000. Antioxidants and disease: more questions than answers. Nutr. Res. 2: 449–459.
Вавилов Н. И. Центры происхождения культурных растений // Избранные труды. Т. 5. М.–Л.: «Наука», 1965. С. 9–176.
Вигоров Л. И. Определение различных форм катехинов в плодах и ягодах // Труды II Всесоюзного семинара по биологически активным (лечебным) веществам плодов и ягод. Свердловск: «Средне-Уральское книжное изд-во», 1964. С. 310–322.
Wang W., Celton J. M., Buck-Sorlin G., Balzergue S., Bucher E., Laurens F. 2020. Skin color in apple fruit (Malus × domestica): Genetic and epigenetic insights. Epigenomes 4(3): 13. DOI: 10.3390/epigenomes4030013
Wojdyło A., Oszmiański J., Laskowski P. Polyphenolic compounds and antioxidant activity of new and old apple varieties. J. Agric. Food Chem. 56(15): 6520–6530. DOI: 10.1021/jf800510j
Wolfe K., Wu X., Liu R. H. 2003. Antioxidant activity of apple peels. J. Agric. Food Chem. 51(3): 609–614. DOI: 10.1021/jf020782a. PMID: 12537430.
Яшин Я. И. Природные антиоксиданты. Содержание в пищевых продуктах и их влияние на здоровье и старение человека. М.: Транслит, 2009. 212 с.
Published
2023-11-01
How to Cite
Shadmanova L. S., Kutsev M. G., Sitpayeva G. T., Mukan G. S. Biomorphological characteristics of natural forms of Malus sieversii in cenopopulations of the Dzungarian Alatau (Republic of Kazakhstan) // Turczaninowia, 2023. Vol. 26, № 3. P. 199-209 DOI: 10.14258/turczaninowia.26.3.19. URL: http://turczaninowia.asu.ru/article/view/14037.
Section
Science articles
Turczaninowia is a golden publisher, as we allow self-archiving, but most importantly we are fully transparent about your rights.
Authors may present and discuss their findings ahead of publication: at biological or scientific conferences, on preprint servers, in public databases, and in blogs, wikis, tweets, and other informal communication channels.
Turczaninowia allows authors to deposit manuscripts (currently under review or those for intended submission to Turczaninowia) in non-commercial, pre-print servers such as ArXiv.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
