Abstract
Abstract in English, Russian Eggplant (Solanum melongena L.) ranks fifth in importance among vegetable crops of the Solanaceae family, in part due to the high antioxidant properties and polyphenol content of the fruit. Along with the popular purple-fruited varieties of S. melongena, there are cultivars, the fruits of which are rich in phenolic compounds, but are white-colored due to the lack of anthocyanin biosynthesis. Determination of the amount of anthocyanins and other phenolic compounds, as well as carotenoids and sugars, is included in the assessment of the quality of eggplant fruits of commercial (technical) ripeness. In addition to antioxidant and taste properties, these metabolites are associated with fruit resistance to various stress factors. In this study, a comparative analysis of the content of anthocyanins, carotenoids and soluble sugars (sucrose, glucose, fructose) in the peel and pulp of the fruit of both technical and biological ripeness was carried out in purple-fruited (cv. Vlas) and white-fruited (cv. Snezhny) eggplant accessions of domestic selection. The peel and pulp of biologically ripe fruits of the cvs Vlas and Snezhny were used for comparative transcriptomic analysis. The key genes of the flavonoid and carotenoid metabolism, sucrose hydrolysis, and soluble sugar transport were shown to be differentially expressed between fruit tissues, both within each cultivar and between them. It has been confirmed that the purple color of the peel of the cv. Vlas fruit is due to substantial amounts of anthocyanins. Flavonoid biosynthesis genes showed a significantly lower expression level in the ripe fruit of the cv. Vlas in comparison with the cv. Snezhny. However, in both cultivars, transcripts of anthocyanin biosynthesis genes (DFR, ANS, UFGT) were not detected. Additionally, the purple fruit of the cv. Vlas accumulated more carotenoids and sucrose and less glucose and fructose than the white fruit of the cv. Snezhny. Biochemical data corresponded to the differential expression pattern of the key genes encoding the structural proteins of metabolism and transport of the compounds analyzed. Баклажан (Solanum melongena L.) занимает пятое место по значимости среди овощных культур семейства Пасленовых, в том числе благодаря антиоксидантным свойствам плода за счет высокого содержания различных фенольных соединений. Наряду с популярными фиолетовоплодными сортами S. melongena имеются сорта, плоды которых синтезируют фенольные соединения, однако характеризуются белой окраской из-за отсутствия биосинтеза антоцианов. Определение количества антоцианов и других фенольных соединений, а также каротиноидов и сахаров входит в оценку качества плодов баклажана коммерческой (технической) спелости. Кроме антиоксидантных и вкусовых качеств, эти метаболиты связаны с устойчивостью плода к различным стрессовым факторам. В данном исследовании проведен сравнительный анализ содержания антоцианов, каротиноидов и растворимых сахаров (сахарозы, глюкозы, фруктозы) в кожице и мякоти плода как технической, так и биологической спелости у фиолетовоплодного (сорт Влас) и белоплодного (сорт Снежный) образцов баклажана отечественной селекции. Кожица и мякоть плода биологической спелости сортов Влас и Снежный были использованы для сравнительного транскриптомного анализа. Показано, что ключевые гены флавоноидного пути, метаболизма каротиноидов, гидролиза сахарозы, а также транспорта растворимых сахаров дифференциально экспрессируются между тканями плода как внутри каждого сорта, так и между сортами. Подтверждена связь фиолетовой окраски кожицы плода сорта Влас с присутствием значительных количеств антоцианов. Определено, что в сравнении с сортом Снежный спелый плод сорта Влас характеризуется существенно более низким уровнем экспрессии генов биосинтеза флавоноидов. Однако у обоих сортов в спелом плоде не выявлены транскрипты генов биосинтеза антоцианов (DFR, ANS, UFGT). Также показано, что в сравнении с белым плодом сорта Снежный фиолетовый плод сорта Влас накапливает больше каротиноидов и сахарозы и меньше глюкозы и фруктозы. Биохимические данные соответствуют профилю дифференциальной экспрессии ключевых генов, кодирующих структурные белки метаболизма и транспорта анализируемых соединений.