Инбредные линии и гибриды кукурузы ( Zea mays L.) сербской селекции с высокой эффективностью фотосинтеза, обогащенным пигментным составом и повышенной питательной ценностью

Автор: Раденович Ч., Делич Н., Сечански М., Йованович Ж., Станкович Г., Попович А.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Математические модели и инструментальные методы в селекции

Статья в выпуске: 5 т.50, 2015 года.

Бесплатный доступ

Чтобы удовлетворить потребность в качественных продуктах для населения (прежде всего детей и пожилых людей), в кормах для домашних животных, а также в сырье, пригодном для промышленной переработки (производство полуфабрикатов и готовой продукции), необходимо отобрать инбредные линии кукурузы с функционально эффективным и обогащенным пигментным комплексом, с высокими пищевыми достоинствами. В настоящей работы мы изучили физиологические, биохимические, биофизические свойства у элитных инбредных линий кукурузы и их гибридов, специально оценив эффективность фотосинтеза, продуктивность и пригодность образцов для широкого использования, питательную ценность зерна и содержание в нем эссенциальных биогенных веществ, в частности пигментов, проявляющих антиоксидантные свойства. В этой работе объектом изучения были высокоурожайные гибриды кукурузы ( Zea mays L.) ZP 633, ZP 735 и ZP 737 и исходные инбредные линии ZPPL 146 и ZPPL 159 (линии и гибриды являются собственностью Maize Research Institute, Zemun Polje - Института кукурузы «Земун Поле», г. Белград, Сербия). Изученные линии и гибриды имеют габитус, соответствующий модели эффективного фотосинтеза (вертикально стоящие листья с углом наклона 1-3-го надпочаточных листьев примерно 15-20°). С помощью рамановской спектроскопии интактных листьев выявлены изменения в состоянии каротиноидов. На основании определения интенсивности замедленной флуоресценции хлорофилла в зависимости от температуры, критических температур фазовых переходов и энергии активации хлорофилла (экспериментальные данные и линеаризация в соответствии с критерием Аррениуса) образцы оценены как устойчивые в условиях повышенных температур и засухи, что подтверждено испытанием в полевых опытах на участках, расположенных в разных зонах как в Сербии, так и в других странах Юго-Восточной Европы. Анализ химического состава зерна у элитных инбредных линий выявил обогащенный пигментный комплекс. Так, у линий содержание желтых пигменты - 18-19 μg βCE/g d.m, каротиноидов - 21-27 мг/кг, у гибридов - соответственно 31-33 μg βCE/g d.m и 27-32 мг/кг. Гибриды имеют продолжительный период вегетации, обладают stay-green фенотипом, проявляют высокую урожайность (60-80 т/га на силос и 7-12 т/га по зерну), устойчивость к полеганию, болезням и засухе. У них более чем на 10 % увеличена доля зародыша в зерне, что особенно важно для повышения его питательной ценности и качества продуктов переработки. Приведена полная характеристика основных селекционно ценных признаков у элитных инбредных линий ZPPL 146 и ZPPL 159 как родительских форм создаваемых гибридов с программируемыми свойствами.

Еще

Линии кукурузы (zea mays l.), гибриды, лист, зерно, тилакоидная мембрана, температурная зависимость, фотосинтетическая модель, замедленная флуоресценция хлорофилла, состав пигментов, нутриенты

Короткий адрес: https://sciup.org/142133622

IDR: 142133622   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2015.5.600rus

Список литературы Инбредные линии и гибриды кукурузы ( Zea mays L.) сербской селекции с высокой эффективностью фотосинтеза, обогащенным пигментным составом и повышенной питательной ценностью

  • Duvick D.N. Genetic contribution to yield gains of U.S. Hybrid maize, 1930 to 1980. In: Genetic contributions to yield gains of five major crop plants/W.R. Fehr (ed.). CSSA, Special Publication 7, Crop Science Society of America, American Society of Agronomy, Madison, WI, USA, 1984: 15-47.
  • Sprague G.F. Organization of breeding programs. 20th Ann. Illinois Corn Breeding School (USA) 1984, 20: 20.
  • Trifunović V. Četrdeset godina moderne selekcije kukuruza u Jugoslaviji. Zbornik radova Naučnog skupa «Genetika i oplemenjivanje kukuruza -dostignuća i nove mogućnosti», 11-12 decembar 1986, Beograd, Jugoslavija. Beograd, 1986: 5-46.
  • Dumanović J. Savremeni programi oplemenjivanja kukuruza. Zbornik radova Naučnog skupa «Genetika i oplemenjivanje kukuruza -dostignuća i nove mogućnosti», 11-12 decembar 1986, Beograd, Jugoslavija. Beograd, 1986: 77-94.
  • Hallauer A.R. Modern methods in maize breeding. Proc. Workshop on Maize Breeding and Maize Production EUROMAIZE ’88, October 6-8, 1988, Belgrade, Yugoslavia. Belgrade, 1988: 1-20.
  • Kojić L., Ivanović M. Dugoročni programi oplemenjivanja kukuruza. Zbornik radova Naučnog skupa «Genetika i oplemenjivanje kukuruza -dostignuća i nove mogućnosti», 11-12 decembar 1986, Beograd, Jugoslavija. Beograd, 1986: 57-75.
  • Petrović R., Filipović M., Vidaković M. Identification of sources containing useful alleles for improving parents of superior maize single crosses (Zea mays L.). Genetika, 1992, 24(2): 115-126.
  • Ivanović M., Petrović R., Drinić G., Trifunović V., Kojić L., Vuković M., Mišović M., Radović G., Ristanović D., Pajić Z., Trifunović B.V. Pedeset godina selekcije ZP hibrida kukuruza. Knjiga radova Simpozijuma sa međunarod. učešćem «Oplemenjivanje, proizvodnja i iskorišćavanje kukuruza -50 godina Instituta za kukuruz «Zemun Polje», 28-29 septembar 1995, Beograd, Jugoslavija. Beograd, 1995: 3-16.
  • Kukuruz na pragu trećeg milenijuma -sećanja, kazivanja i predviđanja/Č. Radenović, M. Somborac (urednici). Institut za kukuruz «Zemun Polje», Beograd, 2000.
  • Radenović M. Review, a study of delayed fluorescence in plant models: photo-synthetic, transportation and membrane processes. J. Serb. Chem. Soc., 1994, 59(9): 595-617.
  • Pajić Z., Mišović M., Dumanović J., Mišević D., Babić M., Saratlić G. Selekcija kukuruza specifičnih svojstava i namene. Knjiga radova Simpozijuma sa među-narodnim učešćem «Oplemenjivanje, proizvodnja i iskorišćavanje kukuruza -50 godina Instituta za kukuruz «Zemun Polje», 28-29 septembar 1995, Beograd, Jugoslavija. Beograd, 1995: 229-237.
  • Radenović Č., Atarić I., Husić I., Mišović M.M., Filipović M., Kojić L. A study of functioning of thylakoid membranes in inbred lines of maize (Zea mays L.). Genetika, 2001, 32(3): 377-386.
  • Radenović Č., Babić M., Hojka Z., Stanković G., Trifunović B.V., Ristanović D., Delić N., Selaković D. Характеристика инбредных линий кукурузы с вертикально стоящими листьями для эффективного использования в селекции. Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук, 2004, 2: 7-9.
  • Radenović Č., Filipović M., Babić M., Stanković G., Radojčić A., Sečanski M., Pavlov J., Branković D., Selaković D. Actual prestigious properties of maize inbred lines -a good initial basis for the efficient development of new and yielding maize hybrids. Genetika, 2008, 40(2): 121-133.
  • Radenović Č., Filipović M., Anđelković V., Babić M., Radojčić A. Significant breeding properties of inbred maize lines as the basis for creating new, higher yielding hybrids. Russian Agricultural Sciences, 2009, 35(6): 374-377.
  • Konstantinov K., Mladenović-Drinić S., Anđjelković V., Babić M. Ethics in scientific results application: gene and life forms patenting. Genetika, 2010, 42(1): 195-208.
  • Bekrić V. Kvalitet kukuruza i kako ga meriti. U: Upotreba kukuruza. Institut za kukuruz «Zemun Polje», Beograd-Zemun, 1997: 201-204.
  • Bekrić V. Industrijska proizvodnja stočne hrane. Institut za kukuruz «Zemun Polje», Beograd, 1999.
  • Dumanović J., Pajić Z. Specifični tipovi kukuruza. Institut za kukuruz «Zemun Polje», Beograd, 1998.
  • Pejić Đ. Silažni kukuruz -tehnologija proizvodnje i siliranja. Institut za kukuruz «Zemun Polje», Beograd, 1994.
  • Liu R.H. Whole grain phytochemicals and health. J. Cereal Sci., 2007, 46: 207-219 ( ) DOI: 10.1016/j.jcs.2007.06.010
  • Strati I.F., Sinanoglou V.J., Kora L., Miniadis-Meimaroglou S., Oreopoulou V. Carotenoids from foods of plant, animal and marine origin: an efficient HPLC-DAD separation method. Foods, 2012, 1: 52-65.
  • Radosavljević M., Bekrić V., Božović I., Jakovljević J. Physical and chemical properties of various corn genotyps as a criterion of technological qality. Genetika, 2000, 32(3): 319-329.
  • Corn: сhemistry and technology/P.J. White, L.A. Jonson (eds.). American Association of Cereal Chemists, Minnesota, USA, 2003: 71-101.
  • AACC 1995. Pigment. Methods 14-50. In: AACC methods. American Association of Cereal Chemists, Minnesota, USA, 1995.
  • Radenović Č., Grodzinskij D.M., Filipović M., Radosavljević M.M., Videnović Ž.V., Denić M.P., Čamdžija Z.F. The prestigious maize inbred lines and hybrids with erect top leaves are characterised by a property of an efficient photosynthetic model and a satisfactory base for the further progress in breeding and selection. Physiology and biochemistry of cultivated plants, 2010, 42(3): 187-201.
  • Radenović Č., Jeremić M., Maximov G.V., Filipovović M., Trifunović B.V., Mišović M.M. Mogućnost korišćenja ramanske spektroskopije u proučavanju otpornosti inbred linija kukuruza prema uslovima stresa. Savremena poljoprivreda, 1994, 42(1-2): 5-19.
  • Radenović Č., Jeremić M., Maximov G.V., Mišović M.M., Trifunović B.V. Resonance Raman spectra of carotenoids in the maize seed tissue -a new approash in studies on effecte of temperatures and other enviromental factors on the state of vital functions. J. Sci. Agric. Res., 1994, 55(4): 33-47.
  • Radenović Č., Jeremić M., Maximov G.V., Mišović M.M., Selaković D., Trifunović B.V. Rezonantni ramanski spektri semena kukuruza i njihova primena u proučavanju životnih funkcija. Proc. Symp. «Oplemenjivanje, proizvodnja i iskorišćavanje kukuruza -50 godina Instituta za kukuruz «Zemun Polje», 28-29 septembar 1995, Beograd, Jugoslavija. Beograd, 1995: 291-296.
  • Radenović Č., Jeremić M., Maximov G.V., Mišović M.M., Selaković D. Resonance Raman spectra of carotenoides in the maize kernel -a contribution to the evaluation of the kernels resistence to the temperature and the chemical composition of soil. Proceedings for Natural Science, Matica Srpska (Novi Sad), 1998, 95: 41-50.
  • Radenović Č., Babić M., Delić N., Atarić I., Kojić L. Новый фотосинтетическо-биолюминесцентный метод в селекции кукурузы. Кукуруза и сорго, 2002, 4: 21-24.
  • Radenović Č., Konstantinov K., Delić N., Stanković G. Photosynthetic and bioluminiscence properties of maize inbred lines with upright leaves. Maydica, 2007, 52(3): 347-356.
  • Radenović Č., Filipović M., Babić M. Međuzavisnost procesa zakasnele fluo-rescencije hlorofila, fotosinteze i oplemenjivanja kukuruza. Matica Srpska, Novi Sad, Institut za kukuruz «Zemun Polje», Beograd, 2013.
  • Radenović Č., Simić M., Srdić J., Dumanović Z. Long term effects of different soil tillage systems on maize (Zea mays L.) yields. Plant, Soil and Environment, 2011, 57(4): 186-192.
  • Radenović Č. Programirana ishrana dece kukuruzom doprinosi regulisanju metabolizma njihovog efikasnog rastenja i razvića. Društvo biofizičara Srbije (Interna publikacija), Beograd, 1991.
  • Карнаухов В.Н. Биологические функции каротиноидов. М., 1988.
  • Granado F., Olmedilla B., Blanco I. Nutritional and clinical relevance of lutein in human health. Br. J. Nutr., 2003, 90: 487-502.
  • Kurilich A.C., Juvik J.A. Quantification of carotenoid and tocopherol antioxidants in Zea mayz L. J. Agric. Food Chem., 1999, 47: 1948-1955.
  • Luo Y., Wang Q. Bioactive compounds in corn. In: Cereals and pulses: nutraceutical properties and health benefits/Liangli (Lucy) Yu, Rong Tsao, Fereidoon Shahidi (eds.). Wiley-Blackwell, 2012: 85-103 (ISBN: 9781118229460).
  • Abdel-Aal E.M., Young C., Rabbalski I. Anthocyanin composition in black, blue, pink, purple, and red cereal grains. J. Agricult. Food Chem., 2006, 54: 4696-4704 ( ) DOI: 10.1021/jf0606609
  • Bacchetti T., Masciangelo S., Micheletti A., Ferretti G. Carotenoids, phenolic compounds and antioxidant capacity of five local Italian сorn (Zea mays L.) kernels. Journal of Nutrition and Food Science, 2013, 3(6): 1-4.
  • Weber E.J. Carotenoids and tocols of corn grain determined by HPLC. J. Am. Oil Chem., 1987, 64: 1129-1134 ( ) DOI: 10.1007/BF02612988
Еще
Статья научная