Growth of buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench) seedlings and the accumulation of primary and secondary metabolites under various mineral nutrition conditions | Рост проростков гречихи обыкновенной (Fagopyrum esculentum Moench) и накопление первичных и вторичных метаболитов при различных условиях минерального питания

English. Buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench) is an important agricultural crop In addition to the unique nutritional value, it is characterized by the formation of various phenolic compounds including rutin widely used in medicine. The aim of this work was to study the initial stages of F. esculentum ontogenesis, including the assessment of the morphophysiological characteristics of seedlings under various mineral nutrition conditions, as well as the accumulation of photosynthetic pigments, sugars, and phenolic compounds in cotyledon leaves. Studies were conducted using two varieties of this crop included in the State Register of the Russian Federation ('Devyatka' and 'Dasha', respectively). Plant cultivation was carried out by a roll method in water (control) and Hoagland-Arnon nutrient medium (experiment). The temperature was of 24 deg. C, light day duration of 16 h. The cultivation of buckwheat on Hoagland-Arnon nutrient medium contributed to faster growth of aboveground organs compared to control; in contrast, the growth of underground organs was the same in both cases. In most cases, in the experimental samples, the differences in the accumulation of photosynthetic pigments (chlorophyll a and b, carotenoids) and soluble sugars in the cotyledons of two buckwheat varieties were revealed to be higher than in control. As for the accumulation of phenolic compounds, it was not obviously dependent on the level of mineral nutrition. As an exception, in cotyledons of seedlings cultivated on a nutrient medium, the content of phenylpropanoids changed to a greater extent compared to control and reached high values at the end of the investigation period. On a nutrient medium at the late ontogenesis stages cotyledons of 'Dasha' seedlings significantly accumulate pigments (by 20%, p less 0.05), sugars (by 33%, p less 0.05) and phenolic compounds (by 35%, p less 0.05) in comparison with 'Devyatka'.

Russian. Гречиха обыкновенная (Fagopyrum esculentum Moench) - важная с.-х. культура. Для нее характерно образование различных фенольных соединений, в том числе рутина, широко применяемого в медицине. Цель работы - изучение начальных этапов онтогенеза проростков гречихи обыкновенной, включая оценку их морфофизиологических характеристик в условиях различной обеспеченности элементами минерального питания, а также накопления в семядольных листьях фотосинтетических пигментов, сахаров и фенольных соединений. Объектом исследования служили проростки гречихи обыкновенной сортов Девятка и Даша селекции ВНИИ зернобобовых культур (г. Орел), внесенных в Государственный реестр селекционных достижений. Растения выращивали в лабораторных условиях рулонным способом на воде (контроль) и питательной среде Хогланда-Арнона (опыт) при 24 град. C и 16-часовом фотопериоде. Выращивание гречихи на питательной среде Хогланда-Арнона способствовало более быстрому росту надземных органов по сравнению с выращиванием на воде. Рост подземных органов в обоих случаях был одинаковым. Выявлены различия в накоплении фотосинтетических пигментов (хлорофилла a и b, каротиноидов) и сахаров в семядольных листьях у проростков: в опытных вариантах в большинстве случаев эти показатели были выше, чем в контрольных. Накопления фенольных соединений не столь явно зависело от условий минерального питания. Исключением было содержание фенилпропаноидов, которое в семядольных листьях проростков, выращенных на питательной среде, изменялось в большей степени по сравнению с контролем и достигало высоких значений в конце периода исследования. При выращивании проростков гречихи сорта Даша на питательной среде в их семядольных листьях на поздних этапах онтогенеза отмечалось более значительное накопление пигментов (на 20%, р не более 0,05), сахаров (на 33%, р не более 0,05) и фенольных соединений (на 35%, р не более 0,05) по сравнению с сортом Девятка.