Скрининг международной коллекции нута по содержанию жира и белка в условиях Южной лесостепи Омской области

Продовольственная и пищевая безопасность в условиях меняющегося климата и демографического взрыва является глобальной проблемой в мире. Важную роль в ее решении играют зернобобовые культуры, богатые белком и микроэлементами [1–3]. Среди них нут ( Cicer arietinum L.) – дешевый источник качественного белка с хорошими функциональными и питательными свойствами, обусловленными в первую очередь сбалансированным содержанием незаменимых аминокислот и минералов [4–6].

Семена нута содержат много белка (18–30%), углеводов (48–56%), жиров (4–8%), клетчатки (3,5–5%) и золы (2,8–3,7%). По содержанию белка нут превосходит зерновые культуры в 2-3 раза. Его аминокислотный состав наиболее близок к идеальному, а содержание лизина (наиболее дефицитного из незаменимых аминокислот) в 2-3 раза выше, чем у зерновых. В 100 г сухого вещества семян нута содержится 580–680 мг витамина В 1 , регулирующего белковый обмен. Для белка нута характерна низкая аллергенность и высокая усвояемость: от 76 до 78% [7–9]. Белки и микроэлементы – необходимые компоненты питания для эффективного функционирования человеческого организма. Белки выполняют функции ферментов, гормонов, иммуноглобулинов и структурных элементов в биологических клетках. Участвуют в различных метаболических процессах, биологических функциях и механизмах иммунной защиты [10]. От других бобовых белки нута отличаются низким содержанием антипитательных веществ, таких как ингибиторы трипсина, танины, сапонины, фитиновая кислота [15; 16].

Зерно нута по содержанию жира (до 8%) значительно превосходит горох и чечевицу. Масло нута в основном состоит из ненасыщенных жирных кислот Омега-6 и Омега-9, которые снижают уровень холестерина крови [12]. Количество Омега-6 линолевой жирной кислоты варьирует от 46 до 62% от общего количества кислот [13]. Омега-9 олеиновая жирная кислота ценится за низкие окислительные свойства во время хранения. Кроме того, масло нута богато токоферолами и содержит наибольшее количество альфа-токоферола среди бобовых (до 13,7 мг/100 г) – натурального антиоксиданта семян [7; 11; 14].

Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 1 (57)

AGRONOMY

Наблюдающееся потепление климата создает возможность продвижения на север ареала возделывания этой новой нетрадиционной для региона культуры – до южной лесостепной зоны Омской области [17–19]. Однако пока эта ценная пищевая зернобобовая культура еще плохо адаптирована к природно-климатическим условиям Сибирского региона, поэтому исследования, направленные на ее улучшение с помощью селекции, весьма актуальны. В первую очередь необходим поиск источников, сочетающих высокое содержание белка и жира со скороспелостью и стабильностью урожайности.

Цель исследований: изучить разнообразие международной коллекции нута по содержанию белка и жира; выделить образцы нута, сочетающие высокое содержание этих питательных веществ с другими ценными селекционными признаками в условиях южной лесостепи Омской области.

Материалы и методы

Экспериментальная часть работы выполнялась в учебно-опытном хозяйстве Омского ГАУ в южной лесостепи Омской области в 2023 г. Объектом служили 40 коллекционных образцов и селекционных линий, полученные из ВИРа, Сибирского НИИ кормов, НПЦ ЗХ им. А.И. Бараева (Казахстан): 26 изучались впервые, остальные были выделены по результатам исследований, проведенных ранее в ОмГАУ. 25 образцов коллекции отнесены к морфотипу Kabuli (светлосемянные – белые, кремовые, бежевые), 15 – Desi (темносемянные – красные, коричневые, зеленые). В качестве стандарта использовали районированный сорт Краснокутский 123 (морфотип Desi).

Посев нута проводили во 2-й декаде мая на глубину 5 см. Повторность трехкратная. Количество семян в каждом повторении – 60 шт. Площадь питания растений 10 х 60 см. Учеты и наблюдения проводили согласно методическим рекомендациям ВИР [20]. Содержание белка определяли в Центральной учебнонаучной лаборатории аграрно-технологических исследований ОмГАУ в соответствии с ГОСТ 13496.4 – 2019, жира – ГОСТ 13496.15 – 2016. Коэффициент вариации рассчитывали по методике, изложенной в пособии Б.А. Доспехова. Для математической обработки результатов экспериментов использовали программы Excel и Statistica 10.

Результаты исследований

Погодные условия во время проведения опытов были благоприятными для роста и развития нута (ГТК = 0,77) и способствовали накоплению белка и жира в семенах. Достаточное количество осадков ускорило появление дружных всходов. В первой половине вегетации были засушливые условия (ГТК = 0,70), во второй половине вегетации они также сохранились (0,79), табл. 1.

Таблица 1

Погодные условия в период вегетации нута, 2023 г.

Показатель	Посев – всходы	Всходы – цветение	Бутонизация – цветение	Цветение– созревание	Всходы – созревание
Температура воздуха, °С	10,5	18,1	23,4	17,1	17,4
Количество осадков, мм	20	50	39,7	122	172
ГТК (по Селянинову)	1,91	0,70	0,84	0,79	0,77

Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 1 (57)

AGRONOMY

Скрининг образцов международной коллекции нута по содержанию белка и жира в условиях южной лесостепи Омской области показал наличие большого генетического разнообразия по изученным признакам, позволив выделить источники с высоким содержанием запасных питательных веществ для практической селекции.

Распределение образцов в зависимости от содержания жира у морфотипов нута различалось. У доминирующего количества образцов среднее (2–5%) содержание жира в семенах: у морфотипа Desi их доля составила 72%, Kabuli – 80%, высокое содержание жира (более 5%) отмечено у 7% образцов морфотипа Desi и 12% Kabuli, низкое (менее 2%) – у 21% и 8% соответственно.

Содержание жира в семенах образцов коллекции нута морфотипа Kabuli варьировало от 1,5 до 6,3%, в среднем составив 3,0%, у морфотипа Desi незначительно выше: 1,7–6,6 % (в среднем – 3,3%), рис. 1, 2.

высокое                       среднее                        низкое

Рис. 1. Содержание жира в семенах образцов нута морфотипа Kabuli, %

Скрининг мировой коллекции нута позволил выделить генотипы с высоким содержанием жира в семенах у морфотипа Desi, они могут быть рекомендованы для включения в скрещивания в качестве источников ценного признака: Краснокутский 123 (Россия) – 6,3%; Kabuli: Местный (к-323, Армения), 25-Б (Сирия), AKGIN-91 (Турция) – 5,0–6,6%.

Низкое содержание жира в семенах имели образцы морфотипа Desi: ICC-1392, ICC-12155, NR 14-6-1 (1,5–1,8%); Kabuli: Украинский, Краснокутский 195 (1,7–1,8%).

Выделенные образцы с высоким содержанием жира отнесены к среднеспелому типу с продолжительностью вегетационного периода от 108 до 125 сут, табл. 2.

Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 1 (57)

AGRONOMY

Количество и масса семян характеризовались высокой изменчивостью – 77,8 и 85,6% соответственно и существенно варьировали: от 30 до 144 шт. и от 7 до 60 г семян с растения. Семена отличались высокой и очень высокой крупностью (масса 1000 семян – от 245 до 459 г) и имели среднюю изменчивость изученного признака (25,7%).

высокое                  среднее                       низкое

Рис. 2. Содержание жира в семенах образцов нута морфотипа Desi, %

Таблица 2

Основные хозяйственно-ценные признаки образцов нута с высоким содержанием жира

Образец	Происхождение	Жир, %	Вегетационный период, суток	Семян с растения		Масса 1000 семян, г
				количество, шт.	масса, г
Морфотип Desi
Краснокутский 123	РФ	6,3	108	64	20	245
Морфотип Kabuli
Местный (к-323)	Армения	6,6	125	144	60	393
25-Б	Сирия	5,9	121	30	15	453
AKGIN-91	Турция	5,0	124	34	7	459
Lim (min÷max)		5,0-6,6	108-125	30-144	7-60	245-459
Среднее		6,0	119,5	68,0	25,5	387,5
Коэффициент вариации, %		11,7	6,6	77,8	85,6	25,7
НСР 05		0,71	14,34	8,16	8,52	46,50

Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 1 (57) AGRONOMY

Засушливые погодные условия во время проведения опытов способствовали накоплению белка в семенах нута. По его содержанию морфотипы существенно различались. Наибольшее количество образцов морфотипа Desi имело высокое (24–27%) содержание белка – 79%, доля образцов с очень высоким (более 28%) содержанием составила 7%, со средним (20–23%) – 14%, низкобелковых (16–19%) форм в данной группе не было. Тогда как у морфотипа Kabuli большая часть образцов была со средним количеством белка – 72%, 20% имели высокое, 4% очень высокое и 4% низкое содержание.

Содержание белка в семенах образцов нута морфотипа Kabuli варьировало от 20,4 до 31,0 % (в среднем 25,3%). Образцы морфотипа Desi имели меньшее содержание белка: 18,8–29,8%, что соответствовало 22,7%, рис. 3, 4.

оч. высокое высокое                    среднее                   низкое

Рис. 3. Содержание белка в семенах образцов нута морфотипа Kabuli, %

Очень высоким или высоким содержание белка в семенах отличились образцы морфотипа Desi: ICC-2990 (Иран), ICC-5434 (Индия), ICC-14669 (Индия), ICC-2210 (Алжир), NR 14-6-1 (Россия), Pois-Chiche Noir (Франция), Местный (Турция, к-591), Rosso (Италия), ICC-1052 (Пакистан), ICC-12155 (Бангладеш), ICC-3325 (Сирия) – 23,9–31,0%; Kabuli: Местный (Нухуд, Афганистан), Erbsen Spanishe Kicher (ГДР), Местный (к-669, Кипр), Приво 11 (Россия), Украинский (Украина), ER-99 (Турция) – 23,9–29%.

Низкое содержание белка в семенах было характерно для образца морфотипа Kabuli ILC-482 (18,8%). Остальные образцы имели средние значения (20–23%).

У выделенных образцов морфотипа Desi продолжительность вегетационного периода соответствовала среднеспелому типу – в среднем 103,7 сут, но они созрели на 8,4 сут раньше, чем образцы морфотипа Kabuli. Самыми скороспелыми в опыте были

Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 1 (57)

AGRONOMY

высокобелковые образцы: Pois-Chiche Noir (80 сут), Местный (Нухуд) (97 сут), ICC-12155 (98 сут), табл. 3.

оч. высокое высокое среднее

Рис. 4. Содержание белка в семенах образцов нута морфотипа Desi, %

Таблица 3

Основные хозяйственно-ценные признаки выделенных образцов нута с высоким содержанием белка

Образец	Происхождение	Белок, %	Вегетационный период, сут.	Семян с растения		Масса 1000 семян, г
				количество, шт.	масса, г
Морфотип Desi
ICC-14669	Индия	26,3	125±	124	15	187
NR 14-6-1	РФ	25,4	99	90	26	287
Pois-Chiche Noir	Франция	26,3	80	138	30	220
Местный (к-591)	Турция	25,4	121	88	22	248
ICC-12155	Бангладеш	27,3	98	120	17	144
ICC-3325	Сирия	31,0	99	121	20	166
Коэффициент вариации, %		7,8	16,1	17,7	25,9	25,6
Lim (min÷max)		25,4-31,0	80-125	88-138	15-30	144-287
Среднее		27,0	103,7	118,3	21,7	208,7
НСР 05		3,2	14,5	16,6	3,0	29,2
Морфотип Kabuli
Местный (Нухуд)	Афганистан	29,8	97	165	38	228
Erbsen Spanishe Kicher	ГДР	27,3	99	124	33	267

Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 1 (57)                                                                     AGRONOMY

Окончание таблицы 3

Образец	Происхождение	Белок, %	Вегетационный период, сут	Семян с растения		Масса 1000 семян, г
				количество, шт.	масса, г
Местный (к-669)	Кипр	24,2	114	65	29	455
Приво 11	Россия	24,0	114	94	27	293
Украинский	Украина	23,9	123	175	32	184
ER-99	Турция	23,9	125	22	10	435
Коэффициент вариации,%		9,7	10,5	54,9	34,3	35,7
Lim (min÷max)		23,9-29,8	97-125	22-175	10-38	184-455
Среднее		25,5	112,1	107,5	28,2	310,0
НСР	05	3,1	15,7	14,1	3,9	43,4

Число семян у образцов морфотипа Desi составило в среднем 118,3 шт. (больше на 10,8 шт., чем у морфотипа Kabuli). Наибольшее количество семян сформировали образцы: ICC-14669 (124 шт.), Pois-Chiche Noir (138 шт.), Местный (Нухуд) (165 шт.), Украинский (175 шт.), Erbsen Spanishe Kicher (124 шт.).

Масса семян у высокобелковых образцов морфотипа Desi составила в среднем 21,7 г (меньше на 6,7 г, чем у морфотипа Kabuli). Наибольшей семенной продуктивностью характеризовались образцы: Pois-Chiche Noir (30 г), NR 14-6-1 (26 г), Местный (Нухуд) (38 г), Erbsen Spanishe Kicher (33 г), Местный (к-669) (29 г), Приво 11 (27), Украинский (32 г).

Выделенные образцы морфотипа Desi отличались средней крупностью семян, масса 1000 семян составила в среднем 208,7 г (меньше на 101 г, чем у образцов морфотипа Kabuli). У образцов морфотипа Kabuli семена были крупными, масса 1000 семян в среднем 310 г. Наиболее крупные семена имели Местный (к-669) (455 г), ER-99 (435 г), Приво 11 (293 г), NR 14-6-1 (287 г), Erbsen Spanishe Kicher (267 г).

У всех изученных хозяйственно-ценных признаков широкий диапазон изменчивости. Наибольшее варьирование отмечено по количеству семян с растения у образцов морфотипа Kabuli = 54,9% (22–175 шт.), однако у морфотипа Desi варьирование было существенно ниже – 17,7% (88–138 шт.), указывая на среднюю изменчивость признака. Высокую изменчивость имели следующие хозяйственноценные признаки: масса 1000 семян (25,6–35,7%), масса семян с растения (25,9–34,3%). Средняя изменчивость – у продолжительности вегетационного периода (10,5–16,1%).

Для большинства образцов с повышенным количеством белка были характерны невысокие показатели по содержанию жира и наоборот (рис. 5). Установленная нами отрицательная зависимость между этими признаками (r = – 0,32 ± 0,192) указывает на сложность сочетания в одном генотипе высоких значений обоих запасных веществ, что согласуется с результатами других исследователей [11; 21; 22], однако невысокое значение коэффициента корреляции позволяет надеяться на возможность создания сортов нута с повышенным содержанием белка и жира одновременно.

Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 1 (57)

AGRONOMY

y = 0,0466x + 2,2877

. 25

аз

О) vo

R² = 0,1834

■■ Bi

1Ш1Ш11Ш111Ш11НШШ111111111

lllllllllllllllllllllllllllllllllllllll

Линейная (Жир)

Рис. 5. Зависимость между запасными веществами (белок и жир) у образцов нута

6 o\

аз"

X

c[

Заключение

Скрининг образцов международной коллекции нута по содержанию запасных питательных веществ показал наличие большого генетического разнообразия среди изученных форм. Содержание жира в семенах нута варьировало от 1,5 до 6,6%, белка – от 18,8 до 31,0%.

Образцы нута разных морфотипов различались между собой по содержанию жира и белка:

– содержание жира в семенах образцов коллекции морфотипа Kabuli варьировало от 1,5 до 6,3%, в среднем 3,0%, у морфотипа Desi было незначительно выше: 1,7–6,6%, в среднем 3,3%;

– содержание белка в семенах образцов морфотипа Kabuli было выше и варьировало от 20,4 до 31,0% (в среднем 25,3%), у морфотипа Desi – 18,8–29,8% (в среднем 22,7%).

Большинство образцов коллекции нута имели среднее (от 2 до 5%) содержание жира в семенах: у морфотипа Desi их доля составила 72%, Kabuli – 80%.

Образцы морфотипа Desi имели преимущественно высокое или очень высокое содержание белка в семенах – 76% образцов, у морфотипа Kabuli среднее – 72% образцов.

Выделены источники для селекции:

– с высоким содержанием белка: ICC-2990, ICC-5434, ICC-14669, ICC-2210, NR 14-6-1, Pois-Chiche Noir, Местный (к-591), Rosso, ICC-1052, ICC-12155, ICC-3325, Местный (Нухуд), Erbsen Spanishe Kicher, Местный (к-669), Приво 11, Украинский, ER-99 (от 23,9 до 31,0%).

– с высоким содержанием жира: Краснокутский 123, Местный (к-323), 25-Б, AKGIN-91 (от 5,0 до 6,6%).

Выделены образцы нута, сочетающие высокое содержание питательных веществ с другими ценными селекционными признаками: Местный (к-323) – 6,6% жира, 144 шт. семян на одном растении, 60 г – семенная продуктивность, 393 г масса 1000 семян; 25-Б – 5,9 % жира, 453 г – масса 1000 семян; AKGIN-91 – 5,0% жира, 459 г – масса 1000 семян;

Vestnik of Omsk SAU, 2025, no. 1 (57) AGRONOMY

Pois-Chiche Noir – 26,3% белка, скороспелость (80 сут.), 138 шт. – семян на одном растении, 30 г – семенная продуктивность; NR 14-6-1 – 25,4% белка, 287 г – масса 1000 семян, 26 г – семенная продуктивность; ICC-14669 – 26,3% белка, 124 шт. семян на одном растении; Местный (Нухуд) – 29,8% белка, 165 шт. семян на одном растении, 38 г – семенная продуктивность; Erbsen Spanishe Kicher – 27,33 % белка, 124 шт. семян на одном растении, 33 г – семенная продуктивность, 267 г – масса 1000 семян; Местный (к-669) – 24,2% белка, 455% – масса 1000 семян.

Подтверждена отрицательная зависимость между содержанием белка и жира в семенах нута (r = – 0,32 ± 0,192), что затрудняет создание сортов с высоким содержанием обоих питательных веществ.