Влияние погодно-климатических условий в период созревания зерна мягкой и твёрдой пшеницы на состояние белкового комплекса эндосперма, тестируемое методом флуоресцентного зондирования

Автор: Кибкало Илья Анатольевич

Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc

Статья в выпуске: 2-2 т.20, 2018 года.

Бесплатный доступ

Колебания погодных характеристик - один из основных факторов, влияющих на конечное качество урожая. В связи с важностью селекции на качество зерна, изучение воздействия погоды на формирующийся белковый комплекс эндосперма в период созревания зерна у разнообразных генотипов пшеницы представляет особый интерес. С помощью флуоресцентного зондирования показано влияние погодных характеристик на свойства белкового комплекса эндосперма разнокачественных генотипов яровой мягкой и твёрдой пшеницы в период налива зерна.

Качество зерна, белковый комплекс, флуоресцентное зондирование, погодные характеристики, гидротермический режим

Короткий адрес: https://sciup.org/148312378

IDR: 148312378

Текст научной статьи Влияние погодно-климатических условий в период созревания зерна мягкой и твёрдой пшеницы на состояние белкового комплекса эндосперма, тестируемое методом флуоресцентного зондирования

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Создание высококачественных сортов пшеницы – традиционно актуальное направление селекции, позволяющее, в конечном счёте, улучшить качество питания, а значит и качество жизни современного человека. Множество подходов к оценке свойств зерна селекционного материала обусловлено как неоднозначностью самого понятия «качество зерна», полигенной системой его наследования, так и сильным модифицирующим влиянием окружающей среды на его результирующие признаки (Павлов А.Н., 1992). В континентальных районах страны, характеризующихся большими колебаниями климатических характеристик из года в год, последнее обстоятельство особенно значимо. В связи с этим представляет интерес изучение процесса формирования качества под влиянием погодных условий в период созревания и налива зерна.

Для этого были использованы по два разнокачественных сорта яровой мягкой и твёрдой пшеницы, возделанные в контрастные по погодным условиям годы (острозасушливый и влажный). Саратовская 55 и Людмила - сорта соответственно мягкой и твёрдой пшеницы, формирующие в основном крепкую клейковину. Саратовская 52 и Гордеиформе 2946, формирующие клейковину преимущественно среднего и низкого качества.

интенсивность флуоресценции при различной концентрации красителя (АНС) в мкмоль/л – Ф₈, Ф₁₆, Ф₂₄, Ф₃₂, Ф₄₀ . Способом обратных координат (Владимиров Ю.А., Добрецов Р.Е., 1980) определялись показатели: В_у (скорость связывания красителя), а (интенсивность флуоресценции при максимальном насыщении мест связывания красителя), К_с (константа связывания красителя). Построение кривых в обратных координатах и расчет по ним вышеуказанных показателей проводили по методу наименьших квадратов (Лакин Г.Ф., 1973). Качество зрелого зерна определялось с помощью SDS-седиментации (Бебякин В.М., Бунтина М.В., Васильчук Н.С., 1987) и динамического способа флуоресцентного зондирования (Тучин С.В., Кибкало И.А., Бебякин В.М., 2001).

Погодные характеристики предоставлены лабораторией агрометеорологии НИИСХ Юго-Востока: температура воздуха, температура почвы, относительная влажность воздуха, упругость водяного пара, дефицит влажности воздуха, сумма осадков. Эти показатели учитывались как на момент взятия пробы, так и за некоторое время до взятия пробы – минимум, максимум, амплитуда колебания, средняя, коэффициент вариации.

Полученные данные были подвергнуты корреляционному анализу.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Поскольку влияние погодных условий на качество зерна общепризнанно, наличие статистически значимых коэффициентов корреляций между выраженностью показателей климатических характеристик и критериями качества зерна можно рассматривать с точки зрения прямого воздействия первых на вторые.

Анализируя общий массив полученных данных (табл. 1-4), можно заметить, что вовлечённость разных показателей флуоресцентного зондирования во взаимосвязь с погодными характеристиками в зависимости от вида пшеницы и потенциальной «качественности» генотипа различна. Видимо таким образом проявляются генетически заложенные различия на уровне формирования конгломераций белковых макромолекул. Также можно заметить, что менее качественные генотипы у обоих видов пшеницы в большей степени подвержены воздействию погодных условий. В ряде случаев качественные генотипы проявляли более замедленную реак-

Таблица 1. Взаимосвязь показателей флуоресцентного зондирования с климатическими характеристиками в засушливый год у яровой мягкой пшеницы

Климатические характеристики	Сорт	Ф з '	Ф 1б '	Ф 24 '	Ф 32	Ф 40 '	В у	а	К с
Средняя температура воздуха за сутки	С-55 С-52	0,74 0,68	0,67 0,75	0,68 0,77	0,76	0,67 0,76	-0,72
Температура воздуха*	С-55 С-52	0,70 0,63	0,71	0,76	0,74	0,74	-0,68
Сумма температур воздуха за сутки	С-55 С-52	0,72 0,68	0,74	0,75	0,75	0,73	-0,71
Максимальная температура воздуха за сутки	С-55 С-52	0,67	0,65
Средняя относительная влажность воздуха за сутки	С-55 С-52	-0,90 -0,82	-0,86 -0,88	-0,84 -0,89	-0,81 -0,87	-0,83 -0,90	0,91 0,71
Относительная влажность воздуха*	С-55 С-52	-0,91 -0,82	-0,87 -0,85	-0,88 -0,90	-0,84 -0,88	-0,86 -0,93	0,93 0,70
Средний дефицит влажности воздуха за сутки	С-55 С-52	0,83 0,79	0,78 0,82	0,80 0,84	0,76 0,83	0,78 0,83	-0,82
Дефицит влажности воздуха*	С-55 С-52	0,86 0,80	0,81 0,83	0,84 0,88	0,79 0,87	0,82 0,88	-0,85
Средняя температура почвы на поверхности	С-55 С-52	0,73 0,70	0,69 0,70	0,73 0,75	0,74	0,69 0,73	-0,71
Температура почвы на поверхности*	С-55 С-52		0,64	0,73	0,71	0,75
Температур почвы на глубине 0.2 м	С-55 С-52	0,71 0,68	0,72	0,67 0,73	0,73	0,67 0,70	-0,69

Здесь и далее:

* - показатель на момент взятия пробы

` - показатели флуоресцентного зондирования с отрицательной выраженностью по отношению к качеству клейковинного белка

Список литературы Влияние погодно-климатических условий в период созревания зерна мягкой и твёрдой пшеницы на состояние белкового комплекса эндосперма, тестируемое методом флуоресцентного зондирования

Павлов А.Н. Качество клейковины пшеницы и факторы его определяющие//Сельскохозяйственная биология. 1992. № 1. С. 3-15
Кибкало И.А. Эффективность тестирования качества клейковины яровой мягкой и твёрдой пшеницы на основе гидрофобных взаимодействий в белковом комплексе. Дис.. канд. с.-х. наук. Саратов, 2000. 206 с.
Владимиров Ю.А., Добрецов Р.Е. Флуоресцентные зонды в исследовании биологических мембран//М.: Наука,1980. 320 с.
Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа,1973. 343 с.
Бебякин В.М., Бунтина М.В., Васильчук Н.С. Информативность показателя ДСН-седиментации в связи с селекцией яровой твёрдой пшеницы//Доклады ВАСХНИЛ.1987. № 3. С. 3-5.
Тучин С.В., Кибкало И.А., Бебякин В.М. Способ определения качества клейковины пшеницы//Патент на изобретение № 2161797, приоритет от 27.08.1999. Москва, 2001.

Статья научная