CC BY
82
Известия ТСХА, выпуск 2, 2006 год
УДК 633.11:664.646.1:581.19
СВЯЗЬ МЕЖДУ СОСТАВОМ ЛЕГКОРАСТВОРИМЫХ БЕЛКОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ ЗЕРНА У СОРТОВ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ
Н.Н. НОВИКОВ, О.М. ГАВРИКОВА
(Кафедра хранения, переработки и товароведения продукции растениеводства)
Выполнены исследования по выяснению связи между полипептидным составом водо- и солерастворимых белков и технологическими свойствами зерна у сортов озимой мягкой пшеницы. Выявлены генотипы, имеющие высокую продуктивность растений и зерно, обладающее хорошими мукомольно-хлебопекарными свойствами, а также улучшенными структурно-механическими свойствами теста. В результате корреляционного анализа установлено, что количественная выраженность на электрофореграммах многих полипептидных компонентов водо- и солерастворимых белков зерна тесно связана с урожайностью генотипов пшеницы и такими технологическими показателями, как число падения, масса 1000 зерен, стекловидность зерна, содержание клейковины, объем хлеба, удельная работа деформации теста, водопоглотительная способность муки, валориметри-ческая оценка теста.
Легкорастворимые белки (альбумины и глобулины) представлены в зерновках пшеницы ферментами, транспортными, регуляторными, а также запасными формами белков, которые кодируются генами, локализованными в различных хромосомах. Причем многие такие гены дублируются в гомеологичных хромосомах.
В ряде опытов было показано, что в составе легкорастворимых белков зерна пшеницы содержатся изофер-ментные наборы гидролитических, окислительно-восстановительных и других ферментов, которые кодируются аллельными локусами нескольких хромосом. И у некоторых генотипов с локусами, кодирующими определенные изоферменты, сцеп-ленно наследуются признаки устойчивости этих генотипов к тем или
иным стрессовым факторам внешней среды [3, 4, 9, 10].
В процессе электрофоретических исследований белкового комплекса зерна различных сортов пшеницы выяснено, что они заметно различаются по составу легкорастворимых белков. Однако сорта пшеницы, имеющие сходный состав легкорастворимых белков, довольно близки и по качеству зерна [1, 2, 7].
На основе изучения легкорастворимых белков зерна у комбинаций тетраплоидных и гексаплоидных форм пшеницы, имеющих разную дозу генома D, выяснено, что некоторые компоненты легкорастворимых белков, по-видимому, кодируются генами, локализованными в D-хромосомах, с которыми также связано наследование хлебопекарных свойств зерна. Поэтому вполне
возможно наличие связи между составом легкорастворимых белков и показателями качества зерна [5, 8].
Нами выполнены исследования с целью выяснения связи между составом водо- и солерастворимых белков зерна и технологическими показателями у генотипов озимой хлебопекарной пшеницы.
Объекты и методы исследований
В качестве объектов исследований было взято зерно 12 сортов озимой мягкой пшеницы, рекомендуемых для возделывания в Центральных районах Нечерноземной зоны: Мироновская 808, Заря, Московская низкостебельная, Инна, Памяти Федина, Им. Рапопорта, Московская 39, Звезда, Ранняя 805, Нана, Ивона, Тимирязевская 162. Последние 5 сортов принадлежат селекции А.А. Кондратьева и Н.Н. Кондратьевой (РГАУ - МСХА имени Тимирязева).
Генотипы пшеницы выращивали в полевых опытах на Полевой опытной станции МСХА им. Тимирязева в 2000-2001 гг. Почва на опытном участке дерново-подзолистая среднесуглинистая, содержание гумуса 2,4—2,5%, pH солевой вытяжки 5,8-6,2, содержание подвижного фосфора (по Кирсанову) — 15 мг, обменного калия — 12 мг в расчете на 100 г почвы. Учётная площадь опытных делянок 9 м2, повторность опыта 4-кратная. Посев производили из расчёта 5,5 млн всхожих семян на 1 га. Весной в фазу кущения пшеницы проводили подкормку аммиачной селитрой в дозе 70 кг азота на 1 га.
В зрелом зерне оценивали технологические показатели по действующим ГОСТам. Лабораторную выпечку хлеба проводили безопар-ным методом с интенсивным замесом теста в модификации ВЦОКС
(Всероссийского центра по оценке качества сортов сельскохозяйственных культур) [6].
Водорастворимые белки зерна (альбумины и легкорастворимые глобулины) выделяли из навески цельносмолотого зерна дистиллированной водой, солерастворимые белки (глобулины) экстрагировали 10%-м раствором после выде-
ления водорастворимых белков. Полипептидный состав водо- и со-лерастворимых белков определяли методом вертикального электрофореза в 10%-м полиакриламидном геле в щелочной буферной системе (pH 8,8), применяя в качестве диссоциирующих агентов (3-меркапто-этанол и додецилсульфат натрия [11]. Статистическую обработку экспериментального материала проводили с использованием компьютерной программы «Straz» в модификации информационно-вычислительного центра РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева (Версия 2.1, 1989-1991 гг.).
Результаты исследований
Условия вегетации растений в годы проведения полевых опытов существенно различались по гидротермическому режиму. В 2000 г. гидротермический коэффициент был значительно выше оптимальных значений, тогда как в 2001 г. он был близок к среднемноголетним данным. В связи с этим у изучаемых сортов озимой пшеницы уровень урожайности в 2001 г. в среднем был выше на 0,72 т/га (табл. 1). По итогам 2-летних полевых опытов высокой продуктивностью характеризовались сорта: Тимирязевская 162, Инна, Московская 39, Московская низкостебельная, Памяти Феди-на, Заря. Их урожайность в опыте 2000 г. составляла 4,26 — 5,17 т/га, а в 2001 г. находилась в пределах
4,89 — 6,05 т/га. Сравнительно низкую продуктивность имели сорта Ивона, Нана, Мироновская 808, Ранняя 805, Звезда.
Хорошо выполненное и крупное зерно с массой 1000 зерен 35-40 г имели сорта Нана, Ивона, Московская 39, Заря, Инна, Им. Рапопорта, Тимирязевская 162 (см. табл. 1). Более мелкое зерно формировалось у сортов Звезда и Московская низкостебельная с массой 1000 зерен 25-30 г.
Показатель натуры, характеризующий выполненность зерна и массовую долю эндосперма в зерне, по всем сортам в 2-летних опытах был выше базисной нормы, что соответствует требованиям ГОСТ к сильной пшенице. Однако у сортов Иво-на, Московская 39, Ранняя 805, Им. Рапопорта, Мироновская 808, Тимирязевская 162, Заря этот показатель был более стабильным по годам.
Показатель стекловидности зерна у большинства сортов составлял 48-59%, что отвечает требованиям, предъявляемым к пшенице с улучшенным качеством зерна. У сорта Звезда отмечена более выраженная стекловидность зерна — 62—68%, что обусловлено особенностями данного генотипа.
По накоплению клейксвинных белков заметно выделялись сорта Звезда и Московская 39, у которых содержание сырой клейковины превышало 30% в оба года исследований, заметно различавшихся по гидротермическим условиям. Высокий уровень содержания клейковины наблюдался также у сортов Заря и Нана (более 26-28%). Высокое качество клейковины (I группа) по измерению показателя ИДК отмечены у сортов Московская низко-
стебельная, Ивона, Ранняя 805, Звезда.
В 2000 г. на завершающих этапах созревания пшеницы наблюдалась сухая погода, , в связи с чем сформировалось зерно с низкой активностью гидролитических ферментов. Поэтому у большинства сортов показатель число падения имел высокие значения (более 300 с.). В опыте 2001 г. во время созревания зерна была влажная погода, вследствие чего отмечался более высокий уровень активности гидролитических ферментов, вызвавший уменьшение значений показателя число падения в среднем на 50-100 с. Однако у таких сортов, как Московская 39, Ивона, Памяти Федина, Московская низкостебельная, Им. Рапопорта, он оставался на высоком уровне (280-374 с.), что свидетельствует о возможно высокой устойчивости этих генотипов к инициации процессов прорастания зерна в предуборочный период.
При сопоставлении показателей, характеризующих физико-хими-
ческие свойства зерна, установлена довольно тесная положительная связь между стекловидностью зерна и содержанием клейковины (г . = = 0,70)*, что указывает на зависимость стекловидности зерна от наличия в нем клейковинных белков. Однако не наблюдается устойчивой связи физико-химических свойств зерна с величиной урожайности пшеницы.
По показателю упругости теста в 2-летних опытах лучшую характеристику имеют сорта Московская 39 и Ранняя 805, которые отвечают требованиям, предъявляемым к сильной пшенице (табл. 2). Хорошие показатели упругости теста, отвечающие требованиям к
* Здесь и далее приводятся средние коэффициенты корреляции, рассчитанные по показателям 2000 и 2001 гг. и существенные при 5%-м уровне значимости.
Таблица 1
Физико-химические и хлебопекарные свойства зерна различных генотипов озимой мягкой пшеницы*
Сорт Урожайность, т/га Масса 1000 зерен, Натура, г/л Стекло-видность, Массовая доля клейко- Качество клейковины, Число падения, Объем хлеба из 100 г муки, Общая хлебопекарная оценка,
г % вины, % ед. ИД К с. мл балл
Мироновская 808 4,13/5,15 34,4/35,2 768/778 54/54 26,4/27,7 80/80 310/237 990/1050 4,1/4,0
Заря 4,28/5,36 36,9/35,5 764/775 51/54 28,7/30,8 75/80 369/261 950/1030 3,5/4,1
Московская низко- 4,38/5,77 30,9/28,2 727/750 48/55 24,6/27,0 70/75 383/280 930/980 3,2/3,8
стебельная
Инна 4,88/5,32 35,9/36,8 747/773 53/53 24,8/26,4 75/80 355/257 910/1000 3,4/4,0
Звезда 4,10/4,91 25,2/27,1 753/786 62/68 31,0/38,1 80/65 358/253 1000/1100 4,0/4,6
Памяти Федина 4,39/5,69 33,7/34,7 728/769 48/53 25,5/28,2 75/85 379/360 880/960 3,0/3,7
Им. Рапопорта 4,29/5,14 35,6/36,6 772/780 51/55 25,8/26,6 75/85 365/283 960/1030 4,0/4,0
Московская 39 4,26/6,05 38,0/37,3 795/799 55/59 31,4/32,0 75/80 406/374 970/1060 4,0/4,2
Ранняя 805 4,25/4,26 33,2/34,0 791/782 50/55 26,0/26,2 70/75 270/210 1050/1110 3,8/4,3
Нана 3,69/3,77 39,1/40,4 786/729 49/55 26,3/37,0 50/90 328/155 960/1070 3,8/4,0
Ивона 3,86/4,01 36,1/37,9 813/787 52/51 30,5/26,1 70/65 387/336 1010/1110 4,1/4,6
Тимирязевская 162 5,17/4,89 35,8/34,9 768/774 52 /52 25,5/26,4 75/80 290/223 1010/1030 3,7/3,8
НСРоб 0,44/0,40 2,1 5 5 2 5 31 19 —
* В этой и других таблицах в числителе — показатели 2000 г., в знаменателе — 2001 г.
Таблица 2
Структурно-механические свойства теста
Сорт Упругость теста, мм Отношение упругости к растяжимости Удельная работа деформации теста, е. а. ВПС, % Время образования теста, мин. Устойчивость теста, е.ф. Разжижение теста, е.ф. Валоримет-рическая оценка, е. вал.
Мироновская 808 94/72 0,8/1,0 258/209 66,2/56,5 5,5/5,0 5,0/9,0 70/60 51/64
Заря 71/63 0,5/0,6 243/246 66,3/56,7 7,5/5,5 10,5/9,5 60/50 60/67
Московская низкостебельная 83/70 0,9/1,1 233/179 66,2/56,5 4,0/2,5 6,5/8,0 80/55 41/56
Инна 74/63 0,6/0,8 252/177 63,9/56,0 5,0/3,0 4,5/7,0 80/75 52/55
Звезда 73/118 0,8/1,8 282/336 66,8/62,1 7,0/4,0 4,5/7,0 110/65 60/60
Памяти Федина 67/66 0,5/0,9 255/182 63,8/55,9 5,5/3,5 6,0/8,5 100/50 50/59
Им. Рапопорта 62/66 0,4/1,0 225/180 66,8/56,0 6,0/4,5 5,5/9,0 100/60 53/62
Московская 39 100/100 1,0/1,3 308/314 69,7/60,3 7,0/6,5 8,5/12,0 60/40 58/70
Ранняя 805 82/88 0,8/1,4 298/238 68,0/58,2 6,0/3,0 9,0/5,5 80/75 58/54
Нана 60/80 0,4/0,9 262/305 67,9/61,8 7,0/6,0 9,5/7,5 120/85 71/67
Ивона 60/95 0,6/1,6 250/251 67,5/59,8 8,0/3,0 12,0/6,5 80/65 67/56
Тимирязевская 162 71/74 0,9/1,0 230/209 65,5/57,1 3,5/3,5 5,5/6,5 67/70 55/57
HCPos — 20 1,0 1,0 1,0 20 20
сильной и ценной пшенице, имеют также сорта Звезда, Мироновская 808, Московская низкостебельная, Тимирязевская 162.
Наиболее высокие значения отношения упругости теста к растяжимости отмечались у сортов Мироновская 808, Московская 39, Ранняя 805, Звезда, Московская низкостебельная, Тимирязевская 162, которые по этому показателю удовлетворяют требованиям, предъявляемым к сильной пшенице.
По величине показателя удельная работа деформации теста требованиям. предъявляемым к сильной пшенице, удовлетворяло зерно сортов Звезда и Московская 39; к ним приближался также сорт Нана. У других генотипов пшеницы показания альвеограммы находились на уровне хороших и удовлетворительных филлеров.
При оценке показателя разжижение теста выявлены сорта, которые отвечали требованиям, предъявляемым к сильной пшенице (Заря и Московская 39), а также генотипы, имеющие значения этого показателя на уровне ценной пшеницы (Мироновская 808, Московская низкостебельная, Инна, Ранняя 805, Ивона, Тимирязевская 162).
По результатам общей валори-метрической оценки теста выявлены сорта, имеющие значения данного показателя на уровне ценной по качеству пшеницы, к ним относятся Заря, Звезда, Московская 39, Нана, Ивона, Тимирязевская 162. У этих сортов наблюдались более высокие значения показателей водо-поглотительной способности теста, а также времени образования и устойчивости теста.
Выяснена также связь между 'показателями, характеризующими свойства теста. Показатель упругости теста тесно коррелирует с во-
допоглотительной способностью
муки (гср= 0,82), удельной работой деформации теста (гср = 0,83) и отношением упругости теста к его растяжимости (гср = 0,85). Тесная положительная связь выявлена между показателем удельной работы деформации теста и водопогло-тительной способностью муки (гср = = 0,86), а также показателем вало-риметрической оценки теста и временем образования и устойчивостью теста (гср= 0,87 и г^ = 0,73) соответственно. Показатель устойчивости теста положительно коррелирует с временем образования теста (гср= 0,69) и отрицательно связан с показателем разжижения теста (гср= —0,79). Выявленные корреляционные связи показывают, что из большого набора показателей, характеризующих свойства теста, можно отобрать 2~3 показателя, которые позволяют наиболее полно оценивать его качество, например, упругость и валориметричес-кая оценка теста.
В опытах изучены связи между свойствами теста и физико-химическими свойствами зерна. В результате было выяснено, что упругость теста довольно тесно коррелирует со стекловидностью зерна (гЛрЛ 0,65), а показатели удельной работы деформации теста, водопог-лотительной способности муки и времени образования теста — с содержанием в зерне клейковины (средние коэффициенты корреляции соответственно: 0,68; 0,70; 0,68). Кроме того, установлено, что показатель устойчивости теста имеет положительную связь с урожайностью пшеницы (гср= 0,64), а показатель разжижения теста — отрицательную связь с урожайностью пшеницы (ГсрЛ -0,68). Таким образом, при сопоставлении коэффициентов корреляции мы видим,
что по показателям стекловиднос-ти зерна, содержания в зерне клейковины и даже уровню урожайности пшеницы можно в определенной степени прогнозировать свойства теста.
Все изучаемые сорта пшеницы, за исключением Памяти Федина, по объемному выходу хлеба характеризовались как удовлетворительные филлеры, а сорта Звезда, Ранняя 805, Ивона были близки по этому показателю к наиболее ценным по качеству пшеницам. По показателю общей хлебопекарной оценки к наиболее ценным по качеству пшеницам можно отнести сорта Мироновская 808, Звезда, Им. Рапопорта, Московская 39, Ивона. Следует отметить, что в опыте 2001 г. объем хлеба у всех сортов пшеницы был на 50" 100 см3 больше по сравнению с 2000 г., что, очевидно, было связано с большим содержанием клейковины. По результатам общей хлебопекарной оценки можно отметить сорта с хорошим качеством зерна: Ивона, Звезда, Московская 39, Мироновская 808, Им. Рапопорта. Показатель общей хлебопекарной оценки положительно коррелирует с объемом хлеба (гср = 0,69) и содержанием клейковины (гср= 0,60). Установлена положительная связь между объемом хлеба и такими показателями, как удельная работа деформации теста (гср = 0,62), во-допоглотительная способность муки (гср= 0,66), натура (гср= 0,62), содержание в зерне клейковины (гср = = 0,64), стекловидностью зерна (гср= 0,55), индексом деформации клейковины (гср= 0,60). На основе выявленных связей можно отметить, что объем хлеба представляет собой интегрирующий показатель, который выражает и физико-химические свойства зерна, и свойства теста, но отрицательно
коррелирует с качеством клейковины (положительная связь с ИДК).
По комплексу анализируемых показателей из всех изучаемых генотипов заметно выделяется сорт пшеницы Московская 39, который обладает высокой урожайностью, а также хорошими мукомольно-хле-бопекарными свойствами и качеством теста. По многим показателям к нему приближается сорт Тимирязевская 162, имеющий высокую продуктивность, а также улучшенные свойства теста. Высокую оценку имеет сорт Звезда, который превосходит другие генотипы по ряду показателей, характеризующих
мукомольно-хлебопекарные свойства зерна и структурно-механические свойства теста. Однако этот сорт уступает сортам Московская 39 и Тимирязевская 162 по урожайности. Хорошие свойства теста и высокие хлебопекарные показатели наблюдаются у сорта Ивона. Повышенные урожайность и способность к накоплению в зерне клейковин-ных белков, а также улучшенные свойства теста имеет сорт Заря.
У рассматриваемых сортов озимой пшеницы был изучен полипептидный состав водо- и солераство-римых белков зерна методом электрофореза в полиакриламидном геле. В результате электрофорети-ческого разделения были получены электрофореграммы, содержащие полипептидные компоненты белков, различающиеся по молекулярным массам.
На электрофореграммах водорастворимых белков, представленных альбуминами и легкорастворимыми глобулинами, были идентифицированы 12 электрофоретических компонентов, у которых достаточно четко можно было оценить их количественную выраженность (рисунок, А). Наиболее интенсивно вы-
ражены полипептидные компоненты 5, 10, 11 и 12 с относительной электрофоретической подвижностью (ОЭП), соответственно 0,41; 0.79; 0,83; 0.96.
При электрофоретическом анализе солерастворимых белков, пред-
ставленных глобулинами, идентифицировано 11 полипептидных компонентов с достаточно четкой количественной выраженностью (рисунок, Б). В составе полипептидных компонентов солерастворимых белков наиболее интенсивно выраже-
оэп
0,25 0,27
0,32 0,37 0,41 0,44 0,47 0,54
0,59
0,79 0,83
0,96
МщвЗар. М.н. Ин. Зв. П.Ф. И.Р. М39 Psos Н. Ив. Т
162
ОЭП
0,18 0,20 0,22 0,24 0,26 0,28
0,43
0,55 0,68
0,74 0,77
Май Зар. М.н. Ин. Зв. П.Ф. И.Р. М39 Psos Н. Ив. Т162
Электрофореграммы полипептидных компонентов водорастворимых (А) и солерастворимых (Б) белков зерна пшеницы
Условные обозначения сортов: М80в-Мироновская 808, Зар.-Заря, М.н.-Московская низкостебельная, Ин.-Инна, Зв.-Звезда, П.Ф.-Памяти Федина, и.Р.-им. Рапопорта, М39- Московская 39, РВо5 — Ранняя 805, Н. — Нана, Ив. — Ивона, Тшг-Тимирязевская 162
ны компоненты 4, 5, 6, 7, 8, имеющие ОЭП соответственно 0,24; 0,26; 0,28; 0,43; 0,55. Количественную выраженность компонентов водо- и солерастворимых белков зерна на электрофореграммах оценивали по ширине и интенсивности окрашенных зон. Чем интенсивней выражены полипептидные компоненты на электрофореграмме, тем выше их концентрация в зерне.
Путем сопоставления количественной выраженности полипептидных компонентов водо- и солера-
створимых белков зерна у представленных генотипов пшеницы с показателями, характеризующими их урожайность и технологические свойства зерна, были определены коэффициенты корреляции. На основе статистической оценки из них выбраны коэффициенты корреляции, которые существенны при уровне вероятности 0,95 (г > 0,58) и 0,99 (г > 0,72), и эти данные представлены в табл. 3 и 4.
При анализе полученных данных выявлено, что урожайность изуча-
Таблица 3
Коэффициенты корреляции между содержанием в зерне полипептидных компонентов водорастворимых белков, урожайностью и различными технологическими показателями изучаемых генотипов пшеницы (в среднем за 2 года)
Показатель Номера электрофоретических компонентов
1 2 5 6 7 8 9 11
Урожайность Масса 1000 зерен Стекловидность зерна Число падения Объем хлеба Водопоглотительная способность муки Удельная работа
деформации теста Разжижение теста Валориметрическая оценка
-0,66 -0,60
-0,66
-0,59
-0,62
-0,69
-0,64
-0,77*
0,72* 0,62
0,67
0,64
Таблица 4
Коэффициенты корреляции между содержанием в зерне полипептидных компонентов солерастворимых белков, урожайностью и различными технологическими показателями изучаемых генотипов пшеницы (в среднем за 2 года)
Показатель Номера электрофоретических компонентов
1 3 4 5 7 9 10
Урожайность -0,62 -0,67
Масса 1000 зерен -0,69
Стекловидность зерна -0,67
Содержание клейковины 0,82*
ИДК клейковины -0,64
Число падения -0,61
Объем хлеба 0,89* 0,67
Общая хлебопекарная оценка 0,83*
Водопоглотительная способность муки 0,63
Разжижение теста 0,62
Валориметрическая оценка 0,67
емых генотипов пшеницы отрицательно коррелирует с количественной выраженностью на электрофо-реграммах полипептидных компонентов 1, 2, 6, 9 водорастворимых и компонентов 3 и 7 солераствори-мых белков зерна.
Масса 1000 зерен отрицательно связана с количественной выраженностью компонента 7 водорастворимых и компонента 1 солераствори-мых белков зерна. Стекловидность зерна имеет отрицательную связь с содержанием в зерне компонента 8 водорастворимых и компонента 4 солерастворимых белков. Показатель число падения связан отрицательной связью с количественной выраженностью компонента 1 водорастворимых и компонента 9 солерастворимых белков.
Содержание клейковины имеет тесную положительную связь с концентрацией в зерне компонента 10 солерастворимых белков, а ИДК клейковины, выражающий ее упругость, — отрицательную связь с компонентом 3 этих же белков. Объем хлеба довольно тесно коррелирует с количественной выраженностью компонента 9 водорастворимых и компонентов 7, 10 со-лерастворимых белков, а показатель общей хлебопекарной оценки зерна — с количественной выраженностью компонента 7 солера-створимых белков зерна пшеницы.
Выявлены связи между полипептидным составом белков зерна со свойствами муки и теста. Установлено, что водопоглотительная способность муки положительно коррелирует с содержанием в зерне компонента 9 водорастворимых и компонента 7 солерастворимых белков зерна. Показатель разжижения теста имеет положительную связь с количественной выраженностью
компонента 9 водорастворимых и компонента 5 солерастворимых белков.
Показатель удельной работы деформации теста отрицательно коррелирует с содержанием в зерне компонента 5 водорастворимых белков, а показатель общей валориметричес-кой оценки теста имеет положительную связь с количественной выраженностью компонента 11 водорастворимых и компонента 10 соле-растворимых белков зерна.
Оценивая представленные в табл. 3 и 4 коэффициенты корреляционной связи хозяйственно ценных признаков озимой мягкой пшеницы с содержанием в зерне полипептидных компонентов водорастворимых и солерастворимых белков, можно отметить возможные направления использования полученных данных для селекционного отбора высокоурожайных генотипов пшеницы с улучшенными технологическими
свойствами зерна.
Как следует из данных табл. 3, электрофоретический компонент 1 водорастворимых белков зерна отрицательно коррелирует с величиной урожайности пшеницы и показателем число падения. Из этого следует, что генотипы с уменьшенной концентрацией в зерне компонента 1 водорастворимых белков имеют повышенную продуктивность и хорошие технологические свойства зерна, которые характеризуются более высоким числом падения.
Электрофоретические компоненты 2 и 6 водорастворимых белков связаны отрицательной связью с величиной урожайности пшеницы. Следовательно, генотипы пшеницы с пониженной концентрацией в зерне этих компонентов отличаются повышенной продуктивностью.
С целым рядом хозяйственно ценных показателей качества пшеницы коррелирует компонент 9 водорастворимых белков зерна. Его концентрация в зерне отрицательно связана с урожайностью пшеницы, но имеет положительную связь с водопоглотительной способностью муки, показателем разжижения теста и объемом хлеба. Однако при отборе по этому компоненту высокоурожайных генотипов пшеницы у них будет уменьшаться объем хлеба, водопоглотительная способность муки и показатель разжижения теста, что приведет к ухудшению технологических свойств зерна, в связи с чем данный электро-форетический компонент не может быть использован в селекции пшеницы.
Определенный интерес для селекции представляет компонент 7 водорастворимых белков. На электро-фореграмме видно, что его количество отрицательно связано с массой 1000 зерен. У генотипов пшеницы с пониженной концентрацией этого полипептидного компонента отмечается более высокая выполненность зерновок, что увеличивает массу 1000 зерен.
Сорта и линии пшеницы, имеющие пониженную концентрацию в зерне компонента 8 водорастворимых белков, характеризуются повышенной стекловидностью зерна, а имеющие повышенную концентрацию в зерне компонента 11 — более высокие значения показателя валориметрической оценки теста.
Определенный интерес для селекции могут также иметь корреляционные связи между технологическими показателями пшеницы и полипептидным составом солераст-воримых белков зерна (см. табл. 4). Генотипы, имеющие пониженную концентрацию в зерне компонента 1
солерастворимых белков, отличаются большей массой зерен, а сор-тообразцы с пониженной концентрацией компонента 4 имеют более стекловидное зерно. У сортов пшеницы с повышенным содержанием компонента 5 солерастворимых белков наблюдаются более высокие значения показателя разжижения теста.
Количественная выраженность компонента 10 солерастворимых белков зерна имеет положительную связь с содержанием клейковины, объемом хлеба и показателем общей валориметрической оценки теста, в связи с чем у генотипов пшеницы с повышенным содержанием этого компонента отмечается более высокое содержание клейковины и увеличение показателей, характеризующих объем хлеба и общую валориметрическую оценку теста.
Концентрация в зерне компонента 7 солерастворимых белков отрицательно коррелирует с урожайностью пшеницы и имеет положительную связь с водопоглотитель-ной способностью муки, объемом хлеба и показателем общей хлебопекарной оценки. Поэтому у высокоурожайных генотипов, имеющих пониженную концентрацию компонента 7, ухудшаются мукомольно-хлебопекарные свойства, что не отвечает задачам селекции.
При понижении в зерновках пшеницы концентрации компонента 3 со-лерастворимых белков увеличивается показатель ИДК, что обусловлено понижением упругости клейковины, ухудшающем технологические свойства зерна. При увеличении в зерне генотипов пшеницы концентрации компонента 9 солераствори-мых белков понижается число падения, что свидетельствует об ухудшении технологических свойств зерна.
Таким образом, в результате анализа корреляционных связей между составом водо- и солераство-римых белков зерна и различными технологическими показателями выявлены полипептидные белковые компоненты, по которым возможен отбор генотипов пшеницы с различными полезными признаками. Компонент 1 водорастворимых белков зерна имеет связь с повышенной продуктивностью и хорошими технологическими свойствами зерна. Компоненты 2 и 6 водорастворимых белков в значительной степени сопряжены с высокой продуктивностью растений, компонент 5 — с хорошими свойствами теста, а компонент 7 — массой 1000 зерен. Компонент 8 водорастворимых и компонент 4 солерастворимых белков могут быть использованны для отбора генотипов с повышенной стекловидностью зерна. Компонент 11 водорастворимых белков коррелирует со свойствами теста. Компонент 10 солерастворимых белков может служить белковым маркером для отбора генотипов пшеницы с повышенным содержанием в зерне клейковины и объемом хлеба, а также улучшенными свойствами теста. Компонент 1 солераствори-мых белков имеет связь с массой зерен.
Выводы
1. В результате анализа большого набора показателей, характеризующих технологические свойства зерна, выявлены генотипы озимой мягкой пшеницы, обладающие высокой урожайностью и хорошими мукомольно-хлебопекарны-ми свойствами (Московская 39, Тимирязевская 162), а также отличающиеся улучшенными структурно-механическими свойствами теста (Звезда, Ивона, Заря).
2. При изучении корреляционных связей между мукомольно-хлебопекарны-ми показателями зерна и структурно-механическими свойствами теста выявлены показатели, выражающие многие технологические свойства зерна и теста. К ним относятся стекловидность зерна, содержание в зерне клейковины, упругость теста, объем хлеба.
3. Концентрация в зерне пшеницы многих полипептидных компонентов водо- и солерастворимых белков коррелирует с урожайностью и технологическими свойствами зерна, в связи с чем эти компоненты белков могут быть использованы для отбора генотипов с повышенной продуктивностью, а также улучшенными мукомольно-хлебопекар-ными свойствами.
4. В качестве молекулярных маркеров в селекции пшеницы могут быть использованы полипептидные компоненты 1, 2, 5, 6, 7, 8, 11 водорастворимых белков, а также компоненты 1, 4, 10 солерастворимых белков зерна (с соответствующей относительной электрофо-ретической подвижностью).
ЛИТЕРАТУРА
1. Асмаева А. П., Авунджян Э. С., Гука-сян Л. А. Электрофоретические исследования альбуминов элитных семян пшеницы, возделываемой в разных экологических условиях // Пшеница, 1974. № 21. С. 11-16. — 2. Дарканбаев Т. Б., Кударов Б.Р., Заиров С. 3. Белковый комплекс зерна короткостебельной пшеницы // Вестник АН. Каз. ССР, 1974. № 211. С. 19 — 22. — 3. Забродина М.В., Хав-кин Э.Е. Органоспецифичная экспрессия изоферментов эстеразы у ржи (Secale L.) // Доклады РАН / Рос. АН, 1993. Т. 329. № 1. С. 110-112. — 4. Забродина М.В., Силис Д.Я., Хавкин Э.Е. Изофермен-ты аспартат-аминотрансферазы у многолетней ржи Державина и ее родительских форм // Доклады РАН / Рос. АН, 1993.Т. 332. № 3. С. 393-395. — 5. Кура-камвели С. Дж., Новиков Н.Н., Пухалъ-ский В.А. Взаимосвязь дозы генома D и состава белков в эндосперме мягкой пше-
ницы // Доклады ВАСХНИЛ, 1980. № 210. С. 8~10. — 6 . Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур / Под общей ред. М.А. Федина. М.: Госагропром, 1988. — 7. Новиков Н.Н., Войесса Б.В. Формирование качества зерна яровой мягкой пшеницы в зависимости от сорта, условий выращивания и уровня азотного питания // Изв. ТСХА, 1994. Вып. 3. С. 14-29. — 8. Новиков Н.Н. Связь между составом белков и
технологическими свойствами зерна пшеницы. С.-х. биотехнология. М.: Евра-зия+, 2000. С. 215-227. — 9. Яаска В. Изменчивость ферментов и филогенетические связи в родах злаков. Agropyron yearet и Elymus J. // Изв. АН ЭССР. Биология, 1972. Т. 21. № 3. С. 207-218. — 10. Dvor-zak J,,Sosulski F.W. // Canad. J. Genet, and Cytol, 1974. V. 16. № 3. P. 627-637. — 11. Hames B.O., Rickwood O. // IRL Press Limited. England, 1981.
SUMMARY
Research done to determine connections between polypeptide composition of water- and salt-soluble proteins and technological characteristics of grain with winter soft wheat varieties. Genotypes having high productivity of plants and grain which has got good milling and baking qualities leading to better structural-mechanical properties of dough have been revealed.
