Перспективы улучшения качества твердой пшеницы в процессе селекции в Среднем Поволжье
Автор: Мальчиков Птр Николаевич, Мясникова Марина Германовна, Шаболкина Елена Николаевна, Анисимкина Наталья Васильевна, Оганян Тамара Вардекетовна
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Генетика и селекция
Статья в выпуске: 5-3 т.16, 2014 года.
Бесплатный доступ
Представлены результаты селекции яровой твердой пшеницы в Самарском НИИСХ по признакам качества зерна и макарон. Дана оценка перспектив селекции по этому комплексу признаков. Описаны особенности сортов и перспективных селекционных линий.
Твёрдая пшеница, белок, клейковина, каротиноиды, стекловидность, диаллельный анализ, селекция, сорта
Короткий адрес: https://sciup.org/148203423
IDR: 148203423
Текст научной статьи Перспективы улучшения качества твердой пшеницы в процессе селекции в Среднем Поволжье
параметрами. В Италии, например, по данным фирмы Societa Produtoro Sementi (http:// www.d’ с 60-70гг ХХ века и до настоящего времени расширение целей селекции проходило в значительной степени с преобладанием признаков качества. Современные программы селекции твердой пшеницы в Италии, Канаде, США, Турции, Австралии, CIMMYT, ICARDA, включают помимо мукомольных характеристик (натура, масса зерновки, стекловид-ность, отлёжка семолины, концентрация золы), функциональные признаки технологических качеств конечной продукции (концентрация протениа, сила клейковины, индекс желтизны), признаки питательности и пищевой безопасности (накопление токсинов и тяжелых металлов). В России в большинстве селекционных лабораторий аналогичные направления реализуются с 80гг ХХ века [1,2,3]. В Самарском НИИСХ селекция твердой пшеницы ведется более 100 лет (с 1912г.). Созданные за этот период сорта условно разделены на семь этапов. В этом сообщении представлены результаты селекци на качество продукции по этапам, т.е. дана оценка эволюционных тенденций по этому комплексу признаков и, основываясь на этих результатах и результатах специальных исследований, показаны реализованные элементы технологии селекционного процесса и прогноз улучшения существующего сортимента по ряду признаков качества твердой пшеницы.
Материал и методы исследований. Полевые эксперименты, в которых изучались признаки качества сортов конкурсного, межстанционного сортоиспытаний, коллекционных образцов закладывались рендомизированными блоками в 36 повторностях Стекловидность, натурная масса зерна и масса 1000 зерен определялись по общепринятым методикам в соответствии с ГОСТ 10840-64. Содержание белка и клейковины в зерне определяли в лаборатории технологического сервиса Самарского НИИСХ по общепринятым прописям. Содержание каротиноидных пигментов определяли путем экстрагирования сатурированного н-бутанола и последующим фотоколориметрированием при длине волны 440 …450нм [4]. Показатель седиментации (SDS вариант) определяли, используя навеску шрота массой 6 грамм в 100мл цилиндре в растворе молочной кислоте с концентрацией 9,4% с добавлением 2,0% раствора додецилсульфата натрия. Дисперсионный анализ (однофакторный и двухфакторный) в рендомизированных блоках проводили по [5]. Диаллельный анализ генетических параметров выполнен по B.I.Hayman [6]. Все расчеты сделаны на РС АТ 486 с использованием пакета селекционно-ориентированных программ «Agros –2» , разработанных под руководством докт.биол.наук С.П.Мартынова.
Результаты селекции твердой пшеницы в Самарском НИИСХ за период с 1912г. по настоящее время. В этот период в Средневолжском регионе был реализован (т.е. имел коммерческое значение) 21 сорт яровой твердой пшеницы из них 3 сорта инорайонного происхождения (Гор-деиформе 189, Мелянопус 69 Краснокутской СС оба на 2-ом этапе и Харьковская 46 УкрНИИР-СиГ на 4-м этапе селекции), один (Гордеиформе 1404 селекции Поволжского НИИСХ – на 2 этапе) и 17 селекции Самарского НИИСХ на всех этапах селекции. Наиболее интенсивные изменения параметров качества произошли на последних этапах селекции. Сорта 7 этапа улучшены по большинству основных признаков за исключением содержания белка и клейковины (табл. 1)
Особенно значительное улучшение наблюдается по реологическим свойствам теста и содержанию каротиноидов (индексу желтизны). В среднем за пять лет изучения восемь современных сортов превысили уровень сорта Безенчук-ская 139 (районирован в 1980 году) по SDS седиментации на 25,5 % по содержанию каротиноидов на 40,0 %. Сорта, проходящие в настоящее время оценку в системе государственного сортоиспытания Безенчукская 210 и Безенчукская золотистая, имеют преимущество по SDS на 13,0 и 37,4%, по содержанию каротиноидов на 45,7% и 65,9% соответственно. При этом абсолютные значения этих показателей у всех современных сортов (Безенчукская 200, Безенчукская степная, Безенчукская 205, Марина, Безенчукская Нива, Безенчукская 209, Безенчукская 210, Бе-зенчукская золотистая) соответствуют требованиям мирового рынка (индекс желтизны - > 22; SDS > 40,0мл).
Задачи, возможности и перспективы улучшения сортов твердой пшеницы по признакам качества зерна.
Масса 1000 зерен . Этот признак является усредненным показателем размера зерна. Контролируется генами локусов количественных признаков (QTL), расположенными на хромосомах 4D и 4А в геноме гексаплоидной пшеницы. Коэффициент наследуемости массы 1000 зерен твердой пшеницы в зависимости от условий среды варьирует по данным зарубежных
Таблица 1. Изменение качества сортов твердой пшеницы по этапам селекции в Самарском НИИСХ
Этап |
Степень изменения признаков качества по этапам селекции |
|||||||
масса 1000 зёрен |
натура зерна |
стекло-вид ность |
белок |
клейковина |
ИДК |
SDS-седиментация |
содержание каротиноидов |
|
0 |
местные сорта (Б елотурка, Кубанка, Черноуска, Арнаутка и др.) |
|||||||
1-3 |
нет |
+ слабое |
нет |
нет |
нет |
нет |
- |
- |
4 |
+ среднее |
нет |
нет |
нет |
нет |
нет |
- |
- |
5 |
нет |
нет |
нет |
-слабое |
-слабое |
нет |
нет |
нет |
6 |
+ среднее |
+ слабое |
нет |
нет |
нет |
нет |
нет |
нет |
7 |
+ среднее |
+ слабое |
+ среднее |
нет |
нет |
-среднее |
+ сильное |
+ сильное |
Примечание: (+) – увеличение величины признака; (-) – уменьшение величины признака; слабое = 5,0-10,0%; среднее = 10,0-20,0%; сильное >25,0%.
исследователей от 0,37 до 0,69 [7; 8].
Генетический контроль признака в условиях Нижнего и Среднего Поволжья по результатам диаллельных скрещиваний, где были изучены сорта Безенчукская степная, Памяти Чехо-вича, Безенчукская 182, Гордеиформе 1734, Безенчукская 205, Безенчукская 202 и их гибриды F1 (2004г) и F2 (2005г) от прямых скрещиваний, осуществлялся при превалировании аддитивных эффектов генов (табл. 2), что предполагает высокую эффективность отбора в ранних поколениях гибридных популяций. Крупное зерно имеет широкое отношение эндосперма к оболочке зерна или отрубям, что увеличивает выход крупки [9]. Однако крупное зерно имеет пониженное содержание белка и клейковины [10], что необходимо учитывать при создании сортов и их возделывании в производственных условиях.
Потенциал большинства современных сортов, включенных в реестр РФ по величине признака больше 40 грамм. Ряд сортов в конкурсном, экологическом и государственном сортоиспытании достигает 54,0 грамм. Наиболее крупнозерные сорта самарской селекции получены на седьмом этапе это: Марина, Безенчукская Нива, Безенчукская 205, Безенчукская степная, Безенчукская 210, Бе-зенчукская золотистая. По нашим данным [3] потенциал признака в Среднем Поволжье достиг оптимальных значений. В связи с этим основные усилия в селекции необходимо сосредоточить на повышении стабильности признака в разнообразных условиях среды при неуклонном увеличении адаптивности и реальной урожайности вновь создаваемых сортов. Оптимальные величины признака (реализованные у современных сортов) хорошо комбинируются с параметрами высоты растений, вегетационного периода, содержанием белка, каротиноидов, качества и количества клейковины, качества макарон в широком диапазоне проявления этих признаков. Существующее определённое противоречие на генотипическом уров- не признаков «масса 1000 зерен» и «число зерен в колосе» преодолевается последовательной селекцией на повышение адаптивности (устойчивости) к спектру лимитирующих факторов среды. Таким образом, стабилизация признака (на уровне 40-50 грамм) вполне достижима.
Натура зерна отражает выполненность и плотноть зерновки, используется как фактор классификации пшеницы. Формируется под влиянием генотипа и условий среды. Вклад генотипа в разнообразных условиях среды значителен. По даннымм Bhatt and Derera [11] коэффициент наследуемости признака в зависимости от условий среды варьровал от 0,44 до 0,83.
Благоприятный прогноз для отбора генотипов с высокой натурой зерна получен нами в 2005 году при анализе генетических параметров Хеймана на основе диаллельных скрещиваний адаптированных к местным условиям сортов, значимо различающихся по изучаемому признаку (табл. 3). В этом эксперименте изучены те же сорта и их гибриды F2, которые представлены в предыдущем опыте при изучении наследования массы 1000 зерен. Амплитуда изменчивости признака в сортовой популяции была значительной – от 627,2 г/л у Памяти Чеховича до 743,4 г/л у Безенчукской степной. Дисперсионный анализ полученных данных показал достоверные различия между сортами по исследуемому признаку. Тесты на эпистаз были отрицательными – признак наследовался в соответствии с аддитивно – доминантной моделью.
Доминантные гены увеличивали признак (R= -0,711), однако аддитивный компонент превышал эффекты доминирования – (H1/D)1/2 = 0,731. Отмечена ассиметрия в частотах доминантных и рецессивных аллелей – H2/ 4H1 = 0.22 c преобладанием доминантных генов (4DH1)1/2+ F) / (4DH1)1/2 -F) = 1,00. Число групп генов, по которым различались родители, равнялось двум. Эти результаты подтверждают высокую эффективность отбора по выполненности зерна в По-
Таблица 2. Генетические параметры массы 1000 зерен по результатам диаллельных скрещиваний (6*6), Безенчук, 2004-2005 гг., Волгоград, 2005г.
Признак |
Генетические параметры |
|||||||
D 1 |
H1 1 |
(H 1 /D)0,5 |
H 2 |
H 2 / 4H 1 |
F |
R |
||
Безенчук, 2004 |
г.(числитель) и 2005г. (знаменатель) |
|||||||
Масса 1000 зерен |
4,70* 18,3* |
5,2 10,0 |
_ |
5,4 11,0 |
_ |
-1,97 0,39 |
0,489 -0,528 |
|
Волгоград, 2005г. |
||||||||
Масса 1000 зерен |
28,9* |
35,2* |
1,10 |
31,9* |
0,227 |
9,2* |
-0,826 |
Примечание : * значимо на 5% уровне.
Таблица 3. Генетические параметры натуры зерна. Безенчук, 2005г.
Стекловидность наряду с натурной массой лежит в основе классификации твердой пшеницы большинства стран – экспортеров и является одним из основных признаков прогнозируемости мукомольных свойств зерна [14;1]. Стек-ловидность зерна определяется структурой эндосперма, состоянием его белково – липидного и крахмального компонентов. Высокая стек-ловидность наблюдается у образцов, имеющих в значительной доле крахмал в виде крупных чечевицеобразных зерен, промежутки между которыми заполнены белково-липидной фракцией. Такие образцы, в отличие от образцов с мелкозернистым строением крахмального компонента эндосперма, имеют более высокое содержание белка и твердость зерна, что отличает твердую пшеницу от мягкой и позволяет получать при размоле крупчатку (семолину) используемую для изготовления высококачественных макарон (пасты). Высокая стекловидность (прозрачность) белковой и крахмальной частей эндосперма наблюдается у зерна при влажности d < 14,0% и температуре не выше 50 оС [14]. Признак сильно зависит от условий среды в период налива и созревания зерна. В годы с повышенной влажностью при созревании зерна и уборке урожая происходит значительное снижение стекловидности. В тоже время в неблагоприятных для формирования стекловидности условиях, наблюдается наибольшее генетическое разнообразие по этому признаку [15;1].
Потенциал современных сортов по выполненности или натуре (>770г/л) и стекловидности (>85,0%) зерна достаточно высок, практически все сорта, включённые в реестр РФ, соответствуют по этим признакам требованиям ГОСТа. «Удержать» их на этом уровне в процессе селекции вполне реальная задача. Это определяется тем, что отбор по выполненности и стекловидно-сти зерна очень эффективен, что подтверждается результатами селекции и изучением параметров среды в качестве фактора отбора, показавших превалирование анализирующих фонов при большом разнообразии исследуемых сред [3]. Для повышения устойчивого формирования стекловидного зерна при перестое посевов и выпадения осадков в период созревания зерна, в Самарском НИИСХ сформирована рабочая коллекция селекционных линий, полученных от межвидовых скрещиваний Triticum durum Desf . с Triticum dicoccum (Srank) Shuebl. Характеристика одной такой группы генотипов из рабочей коллекции представлена в табл. 4.
Отчетливо просматривается высокий потенциал представленной в таблице популяции по содержанию каротиноидов. В связи с этим правомерно предположение, что каротиноидный комплекс
Таблица 4. Характеристика рекомбинантных линий, отобранных из гибрида Памяти Чеховича/к-9934 ( T.dicoccum ), по признакам качества зерна при перестое посевов, Безенчук, 2011-2013гг.
Устойчивость сортов к проростанию зерна на корню . Устойчивость генотипа к прорастанию позволяет при неблагоприятных условиях удерживать цвет зерна и стекловидность на приемлемом уровне. Прорастание зерна связано с активностью фермента «а-амилаза». При массовой оценке образцов в процессе селекции признак измеряется «числом падения» Хагбера - Пертена секундах. Суть метода сводится к определению времени свободного падения шток-мешалки в клей-стеризованной водно-мучнистой суспензии. Чем выше степень ферментативного гидролиза крахмала и потери им свойств клейстеризации, тем меньше период падения и выше склонность генотипа (образца) к прорастанию зерна на корню.
Все современные сорта имеют ЧП по многолетним данным в условиях Безенчука выше уровня 400 секунд (рис 1.). Требования россий-кого ГОСТа > 200 секунд, что значительно ниже более жестких нормативов мирового рынка зерна твердой пшеницы >400 секунд.
В тоже время формирование этого признака в многолетнем эксперименте, включавшем широкий набор районированных и перспективных сортов, по данным двухфакторного дисперсионного анализа проходило на фоне отсутствия значимых генотипических эффектов (табл. 5).
Сильне действие оказывали условия года и эффекты взаимодействия генотип – среда. Следовательно, стратегия селекции должна быть направлена на создание системы сортов, учитывающей эту особенность признака. Однако в перспективе не исключается вероятность получения сортов стабильно сохраняющих устойчивость к прорастанию в разнообразных условиях среды. Популяция, представленная в таблице 4 , и ряд других межвидовых гибридных популяций, находящихся в процессе изучения и селекции в Самарском НИИСХ, могут стать новым исходным материалом для создания устойчивых сортов к прорастанию зерна на корню с более высокой стабильностью признака.
Содержание белка в зерне – влияет на мукомольные свойства зерна и питательность конечных продуктов. Концентрация в зерне 12,0% белка – предельно допустимый уровень, ниже которого могут возникнуть проблемы с помолом зерна и выходом крупки. Из всего комплекса признаков влияющих на накопление белка в зерне в литературе выделяется выход зерна из над-

Рис. 1. «Число падения» у сортов разных этапов селекции, секунд, Безенчук, 2008-2013гг.
Таблица 5. Эффекты взаимодействия генотип – год по признаку «число падения», Безенчук, 2008-2013гг.
Сорт Памяти Чеховича несет ген редукции высоты растений от мексиканского сорта Anhinga (RhtAnh), снижающего высоту растений твердой пшеницы на 15,0%, отличается высокой устойчивостью к засухе, высоким температурам, листовым пятнистостям, имеет высо- кокачественную клейковину, по содержанию каротиноидов (индексу желтизны) и цвету макарон – один из лучших сортов. Хорошо передает весь комплекс признаков потомству. С участием наследственности Памяти Чеховича созданы продуктивные, среднерослые, с высоким содержанием белка сорта Безенчукская 210 и Безенчукская золотистая. Таким образом, формирование селекционных программ ориентированных на создание сортов, формирующих прирост урожая главным образом за счет положительных эффектов К.хоз. и имеющих высокое содержание белка в зерне, вполне допустимо. Открытие возможности коэволюции твердой пшеницы (канала эволюции) по обсуждаемой паре признаков – эффективный путь ускорения селекции сортов с высокими урожайностью, качеством и питательной ценностью.
Цвет зерна варьирует от лимонно-желтого до янтарно-желтого и зависит от содержания каротиноидов . Современные сорта превосходят уровень Безенчукской 139 (5 этап селекции) по концентрации каротиноидных пигментов в зерне в 1,4-1,7 раза (рис. 2.), превышая в отдельные годы уровень 700мкг%.
Это существенный селекционный сдвиг. Иностранные сорта из Италии, CIMMYT,Франции,
Таблица 6. Накопление белка в зерне и К.хоз в зависимости от сорта и предшественника, Безенчук, 2004-2009гг.
Сорт |
Белок |
К.хоз |
||||||
предшественник |
предшественник |
|||||||
овес |
чистый пар |
овес |
чистый пар |
|||||
% в зерне |
в % к Х46 |
% в зерне |
в % к Х46 |
% |
в % к Х46 |
% |
в % к Х46 |
|
Х46 |
14,4 |
100,0 |
17,0 |
100,0 |
31,7 |
100,0 |
30,2 |
100,0 |
Б139 |
13,9 |
96,1 |
16,7 |
98,2 |
31,0 |
97,9 |
32,8 |
108,6 |
Б182 |
13,9 |
96,4 |
16,1 |
94,7 |
34,7 |
109,6 |
35,0 |
116,2 |
Б200 |
14,0 |
97,2 |
16,9 |
99,4 |
32,7 |
103,2 |
33,9 |
112,4 |
Б.степная |
13,6 |
94,1 |
16,5 |
97,1 |
35,4 |
111,3 |
37,0 |
122,6 |
ПЧ |
13,5 |
93,5 |
16,3 |
95,9 |
41,1 |
129,7 |
40,8 |
135,2 |
НСР 0,05 |
Ff |
0,82 |
4,04 |
3,18 |
||||
m % |
2,66 |
1,77 |
3,97 |
3,72 |
Сокращения: Х- Харьковская; Б-Безенчукская; ПЧ –Памяти Чеховича.

Рис. 2. Содержание каротиноидов в зерне у сортов твердой пшеницы в % к уровню Безенчукской 139, Безенчук, 2008-2013 гг. Сокращения: Б-Безенчукская; ПЧ – Памяти Чеховича
где в течение длительного периода ведут интенсивно селекцию по этому признаку, в условиях Поволжья значительно уступают сортам местной селекции. Возможно, что это связано с реакцией на стрессовые условия и степенью устойчивости каротиноидного комплекса к окислительным процессам. Генотипический эффект устойчивости каротиноидного комплекса к окислению четко проявляется при анализе данных по содержанию каротиноидов в зерне и макаронах после их изготовления и варки (рис. 3.). Реакция сортов неоспорима.
Безенчукская золотистая увеличивает свое преимущество к стандарту с 60% в зерне до 140% в макаронах после варки. В Алтайском НИИСХ при хранении крупки сортов Памяти Чеховича, Елизаветинская и Безенчукская степная в течение трех месяцев они увеличили преимущество над Саратовской золотистой по содержанию каротиноидов, что также можно объяснить различиями сортов по устойчивости к окислению (рис. 4.). Окисление каротиноидного комплек- са твердой пшеницы в зерне, крупке, тесте катализируют ферменты – липоксигеназа, пероксидаза и полифенолоксидаза [17;18]. При этом активность липоксигеназы приводит к обесцвечиванию (отбеливанию) зерна, крупки и макарон. Активность пероксидазы и полифенолоксидазы в твердой пшенице существенно ниже, чем в мягкой, но эти ферменты, катализируя окисление фенолов приводят к образованию сложных полимеров, накапливаемых в незрелом зерне и окрашивающих крупку и макароны в коричневый цвет [19]. В связи с этим поиск новых трансгрессий и неуклонное повышение уровня признаков «каротиноидности» и «цвета зерна» в новых сортах актуальные задачи селекции на ближайшую перспективу. Использование «сильных» генов в селекционном процессе, значительно увеличивают его эффективность в работе с количественными признаками. Наличие таких генов (два гена с аддитвными эффектами), кодирующих синтез каротиноидных пигментов, установлено у сорта «Саратовская злолотистая»

Рис. 3. Концентрация каротиноидов в зерне и макаронах, после их изготовления и варкий (эффект устойчивости каротиноидного комплекса к окислению), в % к Безенчукской 182

Рис. 4 . Эффект устойчивости каротиноидов к окислению в процессе хранения (3 месяца) в % к уровню Саратовской золотистой, Алтайский НИИСХ, 2006г.
[3]. У сорта Omrabi 5 селекции ICARDA маркированы три QTL на 7A (Xcaacg 198$ Xgwm 63) и 7В (Xgwm 193-6B) хромосомах, связанных с синтезом каротиноидов [20]. Канадский сорт Vofa несет 4 локуса на 2А (Xgwm 425), 4B (Xgwm 495), 6B (Xgwm 193), 7BL (Psy-B1), связанных с синтезом фитоена – биохимического предшественника ликопина [21]. Эти данные убеждают в больших возможностях селекции по анализируемым признакам.
Кроме того, трансгрессии по содержанию каротиноидов в зерне твердой пшеницы происходят довольно часто, особенно в межвидовых популяциях от скрещивания твердой пшеницы с Triticum aestivum L. и особенно с Triticum dicoccum (Srank) Shuebl. с долей в геноме наследственности других видов 17,5-50,0% (табл. 7.). Признак «каротиноидности» хорошо комбинируется с другими селекционно-значимыми свойствами твердой пшеницы, в том числе с жаро - и засухоустойчивостью и общей адаптивностью. Таким образом, очевидно, что объективные возможности для эффективной и неуклонной се- лекции на повышение «каротиноидности» достаточно высокие и могут быть реализованы в селекционных программах во всех регионах России и Казахстана.
Качество клейковины основной фактор, определяющий варочные и кулинарные свойства макаронных изделий [22], имеет функциональную связь с низкомолекулярным компонентом глютенина второго типа (LMG2), маркируемого г 45 компонентом глиадина (рис. 5).
В свою очередь г 45 компонент глиадина тесно сцеплен с окраской колосковых чешуй с частотой кроссинговера 3,5%, что позволяет использовать этот признак в качестве морфологического маркера с 95% вероятностью идентификации генотипов с высококачественной клейковиной. Технологически эту процедуру легко осуществить при отборе элитных колосьев в гибридных популяциях и селекционных питомниках при хорошей изученности по качеству клейковины родительских компонентов.
Для непосредственного определения качества клейковины применяются следующие ме-
Таблица 7. Вклад Triticum dicoccum (Srank) Shuebl в наследственность трансгрессивных по каротиноидам генотипов твердой пшеницы
Сорт линия |
Содержани е каротиноидов |
Превышение над лучшим родителем, % |
Доля в геноме других видов, % |
Памяти Чеховича |
550-600 |
15-20 |
17,5 T.dicoccum |
ЛН-209-36 |
450-500 |
25-35 |
25,0 T.dicoccum |
1416д-15 |
450-500 |
40-45 |
25,0 T.dicoccum |
1416д-21 |
450-500 |
40-45 |
25,0 T.dicoccum |
1898д-6 |
600-650 |
10-12 |
50,0 T.dicoccum |
1898д-8 |
600-650 |
10-12 |
50,0 T.dicoccum |
Качество кл ейковины

Рис. 5. Зависимость качества клейковины от глютенинового и глиадинового компонентов белковой фракции зерна по Porceddu et al, 1998
тоды: 1) SDS седиментация, 2) деформация клейковины в единицах прибора ИДК, 3) параметры приборов фаринографа и миксографа, описывающих прочность и эластичность клейковины. В Самарском НИИСХ наиболее широко применяются первые два метода. Изучение сортов с разным уровнем качества четко показывает зависимость проявления генотипа от условий среды. По паровому предшественнику различия достоверны и значимы по величине (параметр SDS седиментации), по овсу без внесения удобрений их нет (табл. 8.).
Следовательно, особенности генотипа дают только определенную вероятность получения зерна с качественной клейковиной. Знание этих особенностей позволяет эффективно планировать технологические мероприятия при выращивании твердой пшеницы. В селекции высококачественных генотипов решающее значение имеет иденти- фикация соответствующего исходного материала.
По данным Самарского НИИСХ наиболее надежными донорами являются генотипы, изученные в многолетнем эксперименте и стабильно формирующие клейковину с показателями SDS не ниже 45 мл и 85-95 единиц прибора ИДК. Характеристика части рабочей коллекции, используемой в Самарском НИИСХ, представлена в табл. 9.
Таким образом, селекция по улучшению основных параметров качества твердой пшеницы в Поволжье и в целом в селекционных центрах России и Казахстана ведется эффективно, современные сорта пригодны для производства зерна соответствующего требованиям мирового рынка и может быть успешной в обозримом будущем. Эволюция этих признаков в процессе селекции не противоречит совершенствованию сортов по урожайным признакам и свойствам адаптивности.
Таблица 8. Формирование качества клейковины в зависимости от генотипа и среды (предшественника), 2004-2010гг.
СОРТ |
SDS седиментация, мл |
|
пар |
овёс |
|
Харьковская 46 |
39,9 |
37,9 |
Б езенчукская 139 |
39,0 |
38,0 |
Безенч укский янтарь |
41,5 |
35,8 |
Б езенчукская 182 |
39,4 |
35,4 |
Безенчукская степная |
48,8 |
42,6 |
Памяти Чеховича |
58,2 |
43,4 |
Марина |
51,3 |
39,6 |
Б езенчукская 205 |
50,0 |
38,9 |
Б езенчукская Нива |
55,3 |
42,1 |
НСР 0,05 |
10,2 |
Ff < Ft |
Таблица 9. Исходный материал с высококачественной клейковиной, используемый в селекции в Самарском НИИСХ
Сорт |
Ориги натор |
Параметры качества |
Время изучения, лет |
|
SDS |
ИДК |
|||
Памяти Чеховича |
Самарский НИИСХ |
49,0 |
93 |
14 |
Без. золотистая |
Самарский НИИСХ |
51,0 |
93 |
8 |
653д-58 |
Самарский НИИСХ |
59,0 |
84 |
8 |
1453д-1 |
Самарский НИИСХ |
53,0 |
85 |
5 |
Без.209 |
Самарский НИИСХ |
53,0 |
89 |
12 |
1389да-1 |
Самарский НИИСХ |
57,0 |
85 |
5 |
Akkille |
Итали я |
48,0 |
90 |
3 |
ISD-21 |
Итали я |
50,0 |
81 |
2 |
Duroflavus |
Австрия |
49,0 |
95 |
2 |
Корона |
Казахский НПЦЗХ |
48,0 |
97 |
3 |
86с-08 |
НИИСХ Юго-Востока |
51,0 |
85 |
7 |
98с-08 |
НИИСХ Юго-Востока |
56,0 |
84 |
7 |
101с-08 |
НИИСХ Юго-Востока |
52,0 |
89 |
7 |
Луч -25 |
НИИСХ Юго-Востока |
50,0 |
90 |
7 |
Список литературы Перспективы улучшения качества твердой пшеницы в процессе селекции в Среднем Поволжье
- Васильчук Н.С. Селекция яровой твердой пшеницы/Н.С.Васильчук//Саратов, 2001. 124с.
- Евдокимов М.Г. Селекция яровой твердой пшеницы в условиях Юга Западной Сибири/М.Г.Евдокимов//Автореферат дисс…докт. c.-х. наук.-Омск.-2006.-35с.
- Мальчиков П.Н.Селекция яровой твердой пшеницы в Среднем Поволжье/П.Н.Мальчиков//Автореферат дисс…докт.с.-х.наук.-Безенчук.-2009.-56с.
- Баславская С.С. Практикум по физиологии растений/С.С.Баславская, О.М. Трубецкова//М.-Изд-во МГУ.-1964. 326с.
- Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта/Б.А.Доспехов//М.: Колос, 1979. 416с.
- Hauman B.I. The theory and analysis of diallel crosses. II./B.I.Hayman//Genetics, 1958.-Vol.43.-N1.-P.63-85.
- Jochum J.W. Recurrent Selection for Kernel Weight in Spring Wheat/J.W. Jochum, R.H.Busch, G.G.Filcher, and G.A. Hareland//2001.-Crop Science.-41. P.999-1005.
- Collaku A and Harrison S.A. Heritability of Waterlogging Tolerance in Wheat/2005.-Crop Science.-45/. P.722-727.
- Matsuo R.R. Relationship between some durum wheat physical characteristics and semolina milling propcritics/R.R. Matsuo, J.E. Dexter//Canadian Journal of Plant Science/-1980. 60: P.49-53.
- Khattak A.B. Evalution of physical and chemical characteristics of newly evolved wheat cultivars/A.B. Khattak, A. Jabbar, M.Khan, N.Bibi, M.A. Chaudry, and M.S. Khattak//Jornal of the Science of Food and Agriculture.-2005.-85: P.1061-1064.
- Bhatt G.M. Genotype * Environment interaction for, heritabilities of, and correlations among quality in wheat/G.M.Bhatt and F.N.Derera//Euphytica.-24: P. 597-604.
- Шехурдин, А.П. Селекция и семеноводство яровой пшеницы на Юго-Востоке. Избранные труды/А.П.Шехурдин. М., 1961. 326 с.
- Вьюшков, А.А. Селекция яровой пшеницы в Среднем Поволжье/А.А. Вьюшков. Самара, 2004. 223 с.
- Sissons M. Role of Durum Wheat Composition on the Quality of Pasta and Bread/M.Sissons//Global Science Books “Food”.-2008.-P.77-90.
- Голик, В.С. Селекция Triticum durum Desf./В.С.Голик, Голик О.В.//Харьков: Магда ЛТД, 2008. 519 с.
- Павлов, А.Н. Физиологические причины, определяющие уровень накопления белка в зерне различных генотипов/А.Н.Павлов//Физиология растений, 1982. Т.29. Вып.4. С.767-779.
- Lamkin W.M. Polyphenol oxidase activites of hard red winter, soft red winter. Hard red spring, white common, club, and durum wheat cultivars/W.M. Lamkin, B.S. Miller, S.W.Nelson, D.D.Traylor, M.S.Lee//Cereal Chemistry.-1981.-58:P.27-31.
- Feillet P. Pasta browness: An assessment/P.Feillet//Jornal of Cereal Science.-2000.-32.-P.215-233.
- Delcros J.F. Effect of mixing on the behavior of lipoxygenase, peroxidase and catalase in wheat flour doughs./J.F.Delcros, L. Rakotozafy, A.Boussard, S.Davidou, C.Porte, J.Potus, J.Nicolas//Cereal Chemistry.-1998.-75. P.85-93.
- Elouafi, I. Identification of a microsatellite on chromosome 7B showing a strong linkage with yellow pigment in durum wheat (Triticum turgidum L. var. durum)/I.Elouafi, M.M.Nachit, L.M.Martin//Hereditas, 2001. Vol.135. pp.255-261
- Pozniak, C.J. Identification of QTL and association of a phytoene synthase gene with endosperm colour in durum wheat/C.J.Pozniak, R.E.Knox, F.R.Clarke, J.M.Clarke//Theoretical Applied Genetics, 2007. Vol.114. pp.525-537.
- Porceddu, E. Variation in endosperm protein composition and technological quality properties in durum wheat/E.Porceddu, T.Turcetta, S.Masci, R.D, Ovivo, D.Lafiandra, D.D.Kasarda, A.Impiglia, M.M. Nachit//Wheat: Prospects for Global Improvement. Kluwer Academic Publishers, 1998. pp.263-271