Μεταβολομική και γονιδιωματική μελέτη ποικιλιών κτηνοτροφικού κουκιού (Vicia faba L.) με σκοπό την εύρεση δεικτών για βελτίωση της ποιότητας του σπόρου

Abstract

Το κουκί (Vicia faba) είναι ψυχανθές που χαρακτηρίζεται από υψηλές αποδόσεις με την καλλιέργειά του για την παραγωγή ξηρού σπόρου να παρουσιάζει άνοδο τα τελευταία χρόνια. Χρησιμοποιείται ως κτηνοτροφικό φυτό και για κατανάλωση από τον άνθρωπο ενώ ιδιαίτερο ενδιαφέρον προσελκύει η φαρμακευτικές του ιδιότητες εξαιτίας της περιεκτικότητα των φυτικών του μερών σε L-DOPA. Η παρούσα μελέτη πραγματοποιήθηκε στο θερμοκήπιο του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών. Τέσσερις γονότυποι κτηνοτροφικού κουκιού (ΚΚ10, ΚΚ14, ΚΚ18, ΠΟΛΥΚΑΡΠΗ) φυτεύτηκαν σε γλάστρες και αξιολογήθηκαν ως προς τα μορφολογικά χαρακτηριστικά τους και την περιεκτικότητα φύλλων (σε πρώιμο στάδιο αλλά και στο στάδιο της πλήρους άνθησης) και σπόρων ως προς την διατροφική τους αξία. Ακόμη εξετάστηκε πιθανή συσχέτιση υψηλής περιεκτικότητας μεταβολιτών στα φύλλα με υψηλή περιεκτικότητα στον σπόρο. Ο γονότυπος ΚΚ18 έδειξε να υπερτερεί στα χαρακτηριστικά των λοβών ενώ ο γονότυπος ΠΟΛΥΚΑΡΠΗ έδωσε τις υψηλότερες αποδόσεις σε αριθμό λοβών και σπόρων. Ο γονότυπος ΚΚ18 έδειξε να υπερέχει έναντι των υπολοίπων ως προς την περιεκτικότητα των σπόρων σε οργανικά οξέα, βασικά αμινοξέα (arginine, tryptophan, phenylalanine). Οι γονότυποι ΠΟΛΥΚΑΡΠΗ και ΚΚ18 έδειξαν επίσης τις χαμηλότερες συγκεντρώσεις φλαβονοειδών στους σπόρους.

Faba bean (Vicia faba) is a high-yielded legume, mainly cultivated for its dry seeds. Its cultivation depicts a gradual rise during the last decade. Mostly used for animal feeding and human consumption, furthermore, it piques scientists’ interest in its pharmaceutical usage due to the high accumulation of L-DOPA in its leaves and seeds. The current study took place at the greenhouse of the Agricultural University of Athens. Four genotypes of fodder faba bean (KK10, KK14, KK18, POLYKARPI) were sown in pots, and evaluated for their morphological traits. Leaves (collected in the early stage and full anthesis) and seeds were analyzed for their nutritional value. Additionally, the correlation between high accumulated metabolites in leaves and seeds was examined. Genotype KK18 was shown to excel in pod characteristics while the POLYKARPI genotype gave the highest yields in the number of pods and seeds. Genotype KK18 was shown to excel over the rest in terms of seed content in organic acids, and essential amino acids (arginine, tryptophan, phenylalanine). The genotypes POLYKARPI and KK18 also showed the lowest concentrations of flavonoids in the seeds.