Польза красного: учёные объяснили генетическую подоплёку пользы краснолистных сортов салата
13 февраля 2025 г. | наука
Краснолистный салат, богатый биоактивными соединениями, такими как антоцианы и флавоноиды, приносит пользу здоровью, снижая окислительный стресс и повышая иммунитет. Чтобы разобраться в генетических предпосылках биосинтеза антоцианов, а также понять, как влияет окружающая среда на формирование особенных свойств краснолистного салата, учёные СФУ изучили имеющиеся данные и инновационные методы выращивания данного вида салата для повышения его рыночного и оздоровительного потенциала.
«Нас интересовали генетические и эпигенетические факторы — почему именно краснолистный салат такой полезный для человека за счёт высоких антиоксидантных свойств, но главное — практическая сторона выращивания данного вида салата в условиях гидро- и аэропоники. Технологии сити-фермерства набирают всё больший вес, поскольку их можно использовать даже в арктических широтах: обеспечивать таким образом продовольственную безопасность этого региона, покрывать потребность населения в здоровых продуктах питания», — рассказал соавтор исследования, заведующий лабораторией сити-фарминга СФУ Иван Тимофеенко.
По словам генетика, профессора кафедры геномики и биоинформатики СФУ и профессора Геттингенского университета Константина Крутовского, накопление антоцианов регулируется структурными, регуляторными и транспортными генами, а также комплексом MYB-bHLHWD40 (MBW). Мутации в этих генах влияют на окраску и реакции на стресс.
«С проявлением действия антоцианов сталкивались абсолютно все, кто видел или употреблял в пищу растения, окрашенные в пурпурно-синюю, фиолетово-розовую гамму. Такими бывают цветы, некоторые сорта селекционного картофеля или свёклы. Антоцианы — это растительные пигменты, которые могут присутствовать у растений в генеративных (цветках, пыльце) и вегетативных (стеблях, листьях, корнях) органах, а также в плодах и семенах. Они могут или постоянно находиться в клетке, или появляться на некоторое время — в том числе, при действии стресса. Вероятно, они как раз и требуются растениям для борьбы с различными типами стрессов. Современная генетика знает ключевые гены и механизмы, участвующие в синтезе антоцианов. Помимо этого, на образование полезных соединений влияет интенсивность света, стрессовые условия (засуха, повышение или понижение температуры) и т. д. Если выращивать краснолистный салат в контролируемых средах (вертикальных фермах) можно максимально оптимизировать все условия для улучшения пигментации и фитохимического состава салата», — отметил Константин Крутовский.
Эксперт уточнил, что светодиодное освещение и индивидуальные методы выращивания улучшают интенсивность цвета, антиоксидантную способность и урожайность такого салата в контролируемых условиях.
«Больше всего антоцианов содержится в черноплодной рябине, ежевике, чернике, чёрной смородине, тёмных сортах винограда, краснокочанной капусте и, разумеется, в краснолистном салате. Краснолистные салаты в целом выделяются среди других видов салата благодаря своим функциональным свойствам, они — богатый источник биоактивных фитометаболитов, таких как антоцианы, флавоноиды и каротиноиды. Эти соединения не только дают яркую окраску растениям, но и повышают наш иммунитет, снижая риски заболеваний, связанных с окислительным стрессом. Антоцианы, в частности, полезны для сердечно-сосудистой системы, снижают артериальное давление и уровень холестерина в крови. Есть данные о позитивном влиянии на мозговую деятельность и память», — продолжил Крутовский.
Учёные показали, что такие технологии, как светодиодное освещение, позволяют достаточно точно контролировать фенотипические признаки салата и помогают производителям оптимизировать интенсивность цвета, содержание антиоксидантов и пищевую ценность этого продукта.
Было доказано, что низкие температуры в корневой зоне и тщательно подобранные спектры света на протяжении всего вегетационного периода усиливают накопление антоцианов и других ценных соединений, сохраняя при этом приемлемые уровни продуктивности салата.
«Мы получили ряд идей, которые имеют решающее значение для разработки высококачественных продуктов, адаптированных к предпочтениям потребителей и требованиям наших промышленных партнёров», — заявил Иван Тимофеенко.
По его словам, в междисциплинарной лаборатории сити-фарминга Института гастрономии СФУ уже ведётся проект, посвящённый созданию устойчивых технологий производства краснолистного салата в вертикальных фермерских системах. Создаются технологии, сочетающие передовые методы выращивания краснолистного салата с более глубоким пониманием генетических, эпигенетических и экологических факторов, влияющих на качества этого продукта. В итоге, уже вскоре будет получена высококачественная продукция для современного сельского хозяйства и гастрономии.
Эксперимент по выращиванию краснолистного салата при помощи технологий сити-фермерства — часть масштабного проекта, реализуемого в рамках международного гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (грант № 075-15-2024-682) в сотрудничестве с Центром светодиодных и оптоэлектронных технологий Национальной академии наук Республики Беларусь.
В рамках этого проекта ведётся разработка цифрового двойника фитотрона, чтобы моделировать динамику микроклимата в закрытых агросистемах (технология поможет автоматизировать выращивание и снизит энергозатраты до 20–30 %). Также создаётся источник питания для LED-фитосветильников и специализированный LED-фитомодуль. Он позволит точно настраивать фотосинтетические процессы в растениях, что повысит качество и урожайность салата.
Первыми рассказали: Газета.ru
