CC BY
21
УДК633.111.1. «321»:631.527
исходный материал для селекции озимой мягкой пшеницы на содержание и качество белка
И.Д. ФАДЕЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией
М.Ш. ТАГИРОВ, доктор сельскохозяйственных наук, директор
Г.Н. ВАЛИУЛЛИНА, научный сотрудник Е.С. КИРИЛЛОВА, зав. лабораторией Татарский НИИ сельского хозяйства, Оренбургский тракт, 48, Казань, 420059, Россия E-mail: [email protected]
Резюме. В 2011-2013 гг. изучены 200 образцов озимой мягкой пшеницы различного происхождения по содержанию клейковины в зерне, суммарного белка (Р), показателю седиментации (S) и индексу качества белка (S:Р). Исследования проведены с целью выделения сортов - источников высокого содержания белка и клейковины в условиях северных районов Среднего Поволжья для последующего использования в селекционной работе. Сорта Лю-тесценс 42, Лютесценс 314, Московская 39, Галина, Фишт, О1 Русь, Лютесценс589, Лютесценс499Н7, Rita, Barkan, Льговская 169, Беседа ежегодно формируют зерно с высокими показателями белка и клейковины. Наибольшее содержание белка (18,0%) отмечено у образца Самарского НИИСХЛютесценс589в2012г. Сорта Северная заря, Лютесценс 42, Альбина, Малахит, Льговская 169, Беседа сочетают высокое содержание клейковины и высокую урожайность зерна. Масса зерна с делянок сортов коллекционного питомника колебалась от95,8 до 1229г/м2. По оценке индекса качества белка лучшие сорта из коллекционного питомника: Безенчукская 380, Лютесценс 31/98, Barkan, Лютесценс 316, Дарина, Альбина. Наибольшие индексы качества белка отмечены у сортов Barkan (4,8) и Безенчукская 380 (4,9). Установлена тесная сопряженность показателя седиментации с содержанием клейковины (r=0,65±0,02) и белка в зерне (r=0,68±0,02). Выделены сорта-источники изучаемых признаков, которые рекомендованы для включения в процесс гибридизации при создании сортов с высоким качеством зерна в условиях Республики Татарстан.
Ключевые слова: сорт, озимая пшеница, качество зерна, содержание клейковины, содержание белка.
Для цитирования: Исходный материал для селекции озимой мягкой пшеницы на содержание и качество белка / И.Д. Фадеева, М.Ш. Тагиров, Г.Н. Валиуллина, Е.С. Кириллова//Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. №5. С. 18-19.
По сведениям Е.А. Дорогоневской накопление белка зависит от метеоусловий периода налива [1]. Литературные данные показывают, что большей константностью обладают те сортовые показатели качества, которые прямо или косвенно отражают структуру и свойства клейковинных белков [2]. Среди них можно выделить простые и широкоизвестные параметры, основанные на измерении набухаемости клейковины и муки в молочной кислоте. Особенно популярен и достаточно хорошо объяснен тест Зелени [3]. Поскольку набухаемость муки в молочной кислоте в основном связана с физико-химическими свойствами клейковинных белков, еще не включившихся в клейковинный комплекс, его справедливо считают критерием качества белка [4].
Более точно качество белка можно выразить через соотношение показателя седиментации и содержания суммарного белка (Р). Величина отношения S : Р (индекс качества белка) довольно хорошо коррелирует с данными альвеограмм. Так, для сортов с W (сила муки) >150 величина S:Р >2,5; для сортов с W < 80 отношение S:Р <1,7. Для сорта Магдалена с показателем альвео-графа W=282, индекс качества белка составил 3,4, а для сорта Омар с W=35 - только 0,95 [2].
Цель исследований - выделение источников высокого содержания белка и клейковины в условиях северных районов Среднего Поволжья.
Условия, материалы и методы. Исследования проведены в 2011-2013 гг. на опытных полях ФГБНУ «Татарский НИИСХ». Почва - серая лесная. Содержание гумуса (по Тюрину) 3,0-3,5 %, подвижного фосфора и обменного калия (по Кирсанову) - 260-286 и 120142 мг/кг почвы соответственно, щелочно-гидролизуемого азота - 126,8 мг/кг почвы, рН солевой вытяжки 5,0-5,5. Материалом исследования послужили 200 сортов из 10 стран: Белоруссии, Казахстана, Польши, Канады, США, Германии, Швеции, Франции, Украины, России. Предшественник - чистый пар. Закладку опыта осуществляли в соответствии с Методическими указаниями по изучению мировой коллекции ВИР [5].
Массовую долю и качество клейковины определяли ручным методом по ГОСТ 135861 -68; содержание азота в зерне - по Кьельдалю (ГОСТ 10846-64) с коэффициентом пересчета на сырой протеин 5,7 [6]; показатель седиментации - согласно методике [7].
Зимой 2010-2011 гг. и 2011-2012 гг. отмечали сочетание высокого снежного покрова и слабого промерзания почвы, что привело к поражению растений снежной плесенью, изреживанию и частичному выпреванию озимой пшеницы. Метеоусловия осенне-зимнего периода 2012-2013 гг. были благоприятны для получения всходов и успешной зимовки.
В 2011 г. период от налива до созревания зерна характеризовался избыточной влажностью (ГТК=4,2). Тогда как в 2012 г. ГТК за всю весенне-летнюю вегетацию был равен 0,9 (в фазах начала вегетации - цветение ГТК=1,03; формирование зерновки - начало налива зерна - 0,42; налив зерна - полная спелость - 1,16). В 2013 г. период кущения и трубкования проходил в благоприятных метеоусловиях (ГКТ=1,04), что способствовало развитию густого стеблестоя с крупным колосом, а цветение и формирование зерновки совпало с засухой (ГКТ=0,24), что привело к сокращению межфазных периодов и получению менее крупного зерна, в сравнении со среднемноголетними данными. Выпавшие в I декаде июля осадки (во время налива зерна) способствовали сбору высокого урожая озимой пшеницы. Средний ГТК весенне-летнего периода был равен 0,72.
Таблица 1. Сорта с повышенным содержанием белка в зерне, 2011-2013 гг.
Наименование сорта Урожайность, г/м2 Массовая доля в зерне, %
белка {клейковины
Лютесценс 42 549 16,7 34,5
Лютесценс 314 465 16,7 34,9
Галина 506 15,9 34,2
Московская 39 528 16,9 34,5
ОРусь 491 15,6 33,5
Мирлебен 383 15,5 33,5
Лютесценс 589 553 16,0 33,3
Лютесценс 24/94 337 15,7 34,7
Лютесценс 499 Н 7 530 16,7 35,3
Rita 346 15,1 33,5
Barkan 593 14,9 33,5
Малахит 760 13,7 31,5
Льговская 169 580 14,0 32,2
Северная заря 836 13,8 31,7
Беседа 451 15,1 33,4
Альбина 665 14,6 33,8
НСР по А 68 0,18 0,25
НСР 05по В 70 0,20 0,22
Статистическую обработку данных проводили методом дисперсионного анализа по методике Б.А. Доспехова с использованием программ Exsel.
результаты и обсуждение. Ежегодно повышенное количество белка и клейковины (табл.1) формировали сорта Лютесценс 42, Лютесценс 314, Московская 39, Галина, Фишт, ОРусь, Мирлебен, Лютесценс 589, Лютесценс 499 Н 7, Rita и др. Сбор зерна с опытных делянок коллекционного питомника колебался от 95,8 до 1229 г/м2. Наибольшей урожайностью отличались сорта Северная заря, Малахит, Barkan, Лютесценс 589, Льговская 169, Альбина. Отрицательная корреляция между уровнем урожайности и содержанием клейковины в нашем опыте не выявлена.
В соответствии с существующей классификацией мягкая пшеница с величиной показателя седиментации 50 и выше считается сильной; 30-45 - ценной; менее 30 - слабой [8].
За годы исследований (2011-2013 гг.) средние значения S по всем изучаемым сортам составили 48; 66 и 59 мл соответственно, и колебались в пределах: от наименьших - 30 мл в 2011 г., до наибольших - 85 мл в 2012 г. Самые высокие показатели седиментации (табл. 2) отмечены у сортов Безенчукская 380 (77,7 мл), Лютесценс 316 (73,0 мл) и Barkan (72,0 мл).
В 2011 г. наибольшее содержание белка достигало 16,5% у сортов Dolgushinca, Artemida (Украина), Галина, Московская 39, Виктория (Россия); в 2012 г. - 18,0% у образца Лютесценс 589 (Россия); в 2013 г. - 16,6% у сорта Капылянка (Белоруссия).
В результате трехлетнего изучения образцов озимой пшеницы в условиях северных районов Среднего Поволжья выделены лучшие сорта по индексу качества белка: Безенчукская 380, Лютесценс 31/98, Barkan, Лютесценс 316, Дарина, Альбина, наибольшие его величины отмечены у сортов Barkan (4,8) и Безенчукская 380 (4,9).
Таблица 2. Сорта-источники высокого качества муки, 2011-2013 гг.
Сорт Происхождение S, мл Р, % S:P
Лютесценс 314 Россия 65,3 16,7 3,9
Лютесценс 316 Россия 73,0 16,2 4,5
Лютесценс 589 Россия 68,3 16,0 4,3
Безенчукская 380 Россия 77,7 15,8 4,9
Альбина Россия 67,0 15,3 4,4
Спектр Белоруссия 62,7 14,7 4,3
Тарасовская 29 Россия 62,0 16,2 3,8
Московская 39 Россия 67,0 16,9 4,0
Лютесценс 31/98 Россия 68,7 14,4 4,8
SD 69-103 США 64,0 16,7 3,8
Barkan Украина 72,0 14,9 4,8
Беседа ИХФ 64,0 15,6 4,1
Лютесценс 471Н8 Казахстан 66,0 15,2 4,3
Дарина Россия 67,5 15,4 4,4
Выявлена тесная сопряженность показателя седиментации с содержанием клейковины (г=0,65±0,02) и белка (г=0,68±0,02) в зерне.
В результате многолетних исследований из коллекционного питомника выделены сорта-источники высокого содержания клейковины и белка в зерне: Лютесценс 499 Н 7, Московская 39, Галина, Лютесценс 42, Лютесценс 24/94.
выводы. В условиях северных районов Среднего Поволжья (Республика Татарстан) озимая пшеница способна формировать зерно с высоким содержанием белка и клейковины. В частности, у сорта Самарского НИИСХ Лютесценс 589 количество белка в зерне может достигать 18,0%. Выявлены сорта, сочетающие стабильную урожайность с высоким содержанием клейковины (от 31 до 34%). Наиболее ценные генотипы для включения в программу скрещиваний можно выделять с помощью показателя «индекс качества белка».
Литература.
1. Бюллетень Всесоюзного ордена Ленина и ордена дружбы народов института растениеводства им. Н.И. Вавилова. Ленинград: ВИР, 1977. № 67. С. 13.
2. Конарев В.Г. Белки пшеницы. М.: Колос, 1980. С. 135.
3. Zeleny L.A. A simple sedimentation test for estimating the bread-making and gluten qualities of wheat flour. Cer. Chem, 1947. 24. p.465-475.
4. Feillet P. Contribution a l etude des proteines du ble. Influence des facteurs genetiques, agronomiques et technologiques // Ann. Technol. Agric. 1965. 14. №1. p. 1-94.
5. Пополнение, сохранение в живом виде и изучение мировой коллекции пшеницы, эгилопса и тритикале. Методические указания/А.Ф. Мережко, Р.А. Удачин, В.Е. Зуев, А.А. Филатенко и др.// Санкт-Петербург: ГНЦ РФ ВИР, 1999. С.30-43.
6. Базавлук И.М. Ускоренный метод полумикро-Кьельдаля для определения азота в растительном материале при генетических и селекционных исследованиях //Цитология и генетика. 1968. т. 2. №3. С. 249.
7. Беркутова Н.С. Методы оценки и формирование качества зерна. М.: Росагропромиздат, 1991. С. 170.
8. Казарцева А.Т., Шеуджен А.Х., Нещадим Н.Н. Эколого-генетические и агрохимические основы повышения качества зерна. Майкоп: ГУРИПП «Адыгея», 2004. С.41
study of source material of winter wheat for breeding on the content and quality of protein
I.D.Fadeeva, M.Sh.Tagirov, G.N.Valioullina, E.S.Kirillova
Tatar Research Institute of Agriculture, Orenburgsky tract, 48, Kazan, 420059, Russia
Summary. Two hundred samples of winter soft wheat of various origin were studied in 2011-2013 for the content of gluten in grain, the content of total protein in flour (Р), the indicator of sedimentation (S), and the index of quality of protein (S:P). The aim of the investigation was to select the varieties with high content of protein and gluten under conditions of northern regions of Central Volga area for further use in breeding work. Varieties Lutescens 42, Lutescens 314, Moscovskaya 39, Galina, Fisht, O,Rus, Lutescens 589, Lutescens 499H7, Rita, Barkan, Lgovskaya 169, Beseda formed high content of protein and gluten every year. The maximum protein content (18.0 %) was obtained in 2012 in Lutescens 589 of Samara Agricultural Research Institute breeding. Varieties Severnaya Zarya, Lutescens 42, Albina, Malakhit, Lgovskaya 169, Beseda combine high content of gluten with high grain productivity. Productivity of varieties in the collection nursery varied from 95.8 to 1229 g/m2. According to the protein quality index Bezenchukskaya 380, Lutescens 31/98, Barkan, Lutescens 316, Darina, Albina were the best varieties from collection nursery. The maximum indices of protein quality were received at varieties Barkan (4.8) and Bezenchukskaya 380 (4.9). The close correlation between sedimentation index and content of gluten (r = 0.65 ± 0.02) and protein in grain (r = 0.68 ± 0.02) was established. The varieties-sources of the studied signs were selected, which were recommended for their inclusion in hybridization process during development of varieties with high grain quality under conditions of Republic of Tatarstan.
Key words: variety, winter wheat, grain quality, gluten content, protein content.
Author Details: I.D.Fadeeva, Cand. Sc. (Agr.), Head of Laboratory (e-mail: [email protected]); M.Sh.Tagirov, Dr. Sc. (Agr.), Director; G.N.Valioullina, Senior Researcher; E.S.Kirillova, Head of Laboratory.
For citation: Fadeeva I.D., Tagirov M.Sh., Valioullina G.N., Kirillova E.S. Study of source material of winter wheat for breeding on the content and quality of protein // Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2015. V. 29. № 5. pp. 18-19 (In Russ)
