CC BY
6
УДК 635.1:631.5
БИОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОЛЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦОВ СВЕКЛЫ
БОХАН А.И.,
доктор сельскохозяйственных наук, доцент кафедры растениеводства, селекции и овощеводства, ФГБОУ ВО Белгородский ГАУ, e-mail: [email protected], тел.+79161945828.
КОЦАРЕВА Н.В.,
доктор сельскохозяйственных наук, доцент, профессор кафедры растениеводства, селекции и овощеводства, ФГБОУ ВО Белгородский ГАУ, e-mail: [email protected].
ЮДАЕВА В.Е.,
кандидат сельскохозяйственный наук, заведующая лабораторией овощных культур и картофеля, ФГБНУ ФНЦ Садоводства, e-mail: [email protected].
Реферат. Объектом исследований являлись коллекционные образцы свеклы (Beta L.) Цель исследований - выявить лучшие коллекционные образцы с высокими биохимическими показателями для включения их в селекционный процесс. Исследованиями установлено, что наибольшее содержание сухих веществ и сахара в образцах типично кормовой свеклы было у тет-раплоидных сортов Перагис, Победитель, Дотнувос Баррес. Из полусахарных образцов высоким содержанием сухих веществ, сахара и сырого белка отличался Гибрид Пушкинский. Выделен типично кормовой образец свеклы Monovigor, который отличался высоким содержанием сухих веществ, сахара и сырого белка. Сравнительное изучение односемянных и многосемян-ных образцов кормовой свеклы показало, что содержание сухих веществ, суммы сахаров и белка у типично кормовых односемянных образцов выше, чем у многосемянных образцов. Образцы свеклы столовой с удлиненной формой корнеплодов содержали больше сухих веществ, чем с плоской и округлой и округло-плоской формой. Высоким содержанием аскорбиновой кислоты и белка в корнеплодах отличалась группа образцов свеклы столовой с плоской формой корнеплода.
Ключевые слова: свекла, коллекционные образцы, биохимическая оценка, исходный материал, урожайность.
BIOCHEMICAL EVALUATION OF BEET COLLECTION SAMPLES
BOKHAN A.I.,
Doctor of Agricultural Sciences, Associate Professor of the Department of Plant Growing, Breeding and Vegetable Growing, Belgorod State Agrarian University, e-mail: [email protected].
KOTSAREVA N.V.,
Doctor of Agricultural Sciences, Associate Professor, Professor of the Department of Plant Growing, Breeding and Vegetable Growing, Belgorod State Agrarian University, e-mail: [email protected].
YUDAEVA V.E.,
Candidate of Agricultural Sciences, Head of the Laboratory of Vegetable crops and Potatoes of the FSBSO Federal Horticultural Center for Breeding, Agrotechnology and Nursery, e-mail: [email protected].
Essay. The object of research was collectible beet samples (Beta L.) The purpose of the research is to identify the best collectible samples with high biochemical parameters for their inclusion in the breeding process. Studies have found that the highest content of solids and sugar in samples of typically fodder beet was in tetraploid varieties Peragis, Winner, Dotnuvos Barres. Of the semi-sugar samples, the Hybrid Pushkinskiy was distinguished by a high content of dry substances, sugar and raw protein. A typical feed sample of Monovigor beet was isolated, which was characterized by a high content
of dry substances, sugar and raw protein. A comparative study of single-seeded and multi-seeded samples of fodder beet showed that the content of solids, the sum of sugars and protein in typically forage single-seeded samples is higher than in multi-seeded samples. Table beet samples with an elongated root crop shape contained more dry matter than those with a flat and rounded and rounded-flat shape. A high content of ascorbic acid and protein in root crops was distinguished by a group of samples of table beet with a flat root crop shape.
Keywords: beetroot, beetroot, collectible samples, biochemical assessment, source material, yield.
Введение. Ценность столовой и кормовой свеклы определяется наличием в них углеводов, органических кислот, ферментов, минеральных веществ, витаминов и других полезных соединений, содержание которых значительно может изменяться в зависимости от сортовых особенностей и от конкретных условий произрастания [1-3]. Из внешних факторов на химический состав в основном влияют: количество выпавших осадков, сумма положительных температур, продолжительности дня, вид почвы, уровень обработки почвы, плодородие почвы и другие факторы среды [4-5].
Отбор на высокую урожайность корнеплодов обычно приводит к уменьшению содержания сахаров. Это негативная корреляция существенно замедляет возможность улучшения свеклы по двум полностью независимым признакам [6]. У гибридов в большинстве случаев отмечена отрицательная корреляция между урожайностью и сахаристостью: если проявляется гетерозис по урожайности, то сахаристость наследуется по промежуточному типу и наоборот. Сочетание гетерозиса по этим двум показателям встречается редко [7].
Мировой генофонд свеклы в генетических коллекциях России насчитывает свыше 3000 образцов. Он включает ценные по биологическим и хозяйственно-ценным признакам стародавние и селекционные сорта и гибриды свеклы, выделяющиеся по урожайности, устойчивости к болезням, вредителям, высоким биохимическим качествам, отражая достижения отечественной и зарубежной селекции [8-9].
Выявление ценных по биохимическим показателям сортов и гибридов овощных культур является актуальной задачей, решение которой позволит улучшить качество производимой продукции [10-11].
Таким образом, для создания сортов и гибридов свеклы необходим исходный материал с высокими биохимическими показателями. Важным показателем является сочетание в одном генотипе таких признаков как высокая урожайность и хорошее качество производимой продукции.
Цель исследований - выявить лучшие коллекционные образцы с высокими биохимическими показателями для включения их в селекционный процесс.
Материалы и методы исследований. В 2014-2021 гг. проводили оценку образцов свеклы на опытном поле и лабораторной базе ФГБНУ «ФНЦ Садоводства», расположенном в п. Михнево Ступинского района Московской области, в ФГБОУ ВО Белгородский ГАУ имени В.Я. Горина, расположенном в п. Майский Белгородского района.
В работе использовали семена образцов свеклы отечественного и зарубежного происхождения, полученные из мировой коллекции ВИР. Оценку коллекционных образцов и гете-розисных гибридов кормовой, сахарной и столовой свеклы выполняли в полевых условиях на естественном фоне в период эпифитотии заболевания, согласно «Методика полевого опыта в овощеводстве» (2011) [12].
Во время роста и развития свекловичных растений проводили фенологические наблюдения. Учет количества листьев и площади листовых пластинок, урожая корнеплодов и листьев, содержания сухого вещества в корнеплодах и листьях (рефрактометрическим методом); биохимическая оценка; лежкость при длительном хранении.
Результаты и обсуждение. При сравнительном изучении 33 коллекционных образцов кормовой свеклы и 26 столовой выявлены существенные сортовые различия по содержанию основных компонентов химического состава.
В корнеплодах образцов типично кормовой свеклы среднее содержание сухих веществ было 11,5 % (от 8,70 до 13,50), сумма сахаров - 7,61 % (от 5,67-9,56), белка в сырой массе 1,14 % (от 0,94 до 1,35). Образцы полусахарной свеклы в наших опытах имели содержание сухих веществ в корнеплодах среднее и высокое 13,98 (от 10,75 до 17,21), сахаров - низкое и высокое 9,24 (6,0612,42), сырого белка 1,32 (1,05-1,58); у сахаристых 16,67 (14,56-19,20), 11,19 (10,32-12,06), 1,36 (1,15-1,58), соответственно (таблица 1).
Таблица 1 - Химический состав корнеплодов разных групп свеклы (среднее за^три года)
Образец Число изученных образцов Сухое вещество, % Сумма сахаров, % Белок мг/100 г Средняя масса корнеплода, кг
Типично кормовые
среднее 18 11,10 7,61 1,14 1,99
минимум 8,70 5,67 0,94 1,11
максимум 13,50 9,56 1,35 2,88
Полусахарные
среднее 12 13,98 9,24 1,32 1,43
минимум 10,75 6,05 1,05 0,86
максимум 17,21 12,42 1,58 2,0
Сахаристые
среднее 3 16,77 11,19 1,36 0,84
минимум 14,55 10,33 1,15 0,82
максимум 19,20 12,06 1,58 0,87
Наибольшее содержание сухих веществ и сахара из образцов типично кормовой свеклы имели тетраплоидные Перагис, Победитель, Дотнувос Баррес. Средняя масса корнеплода у них была довольно высокая от 1,18 до 2,3 кг. Стандарт Эккендорфская Желтая по содержанию основных химических веществ значительно уступал лучшим образцам. Наибольшее содержание сухих веществ (13,50) имел образец Перагис (4*), по содержанию сырого белка (1,24) он уступал лишь Северной оранжевой (1,35), а по сумме сахаров - Урзус (4х) и Дотнувос Баррес (9,56 и 9,44).
Из полусахарных образцов высоким содержанием сухих веществ (16,0 %), сахара (12,42 %) и сырого белка (1,41 мг/100 г) отличался Гибрид Пушкинский, он уступал только стандарту Сахарная Округлая 0143 по содержанию сухих веществ (17,30 %); образец Tetrose по содержанию химического состава был на уровне стандарта, из сахаристых - Poly Past по содержанию сухих веществ (18,10 %) и сырого белка (1,58/100 г) значительно превосходил стандарт, а по содержанию сахара (10,33%) уступал ему (таблица 2).
Наряду с высоким содержанием химических веществ образцы свеклы отличались и сравнительно высокой урожайностью: типично кормовой - Перагис - 74,3 кг/10 м2; полусахарной Tetrose - 66,9 кг/10 м2; сахаристой Poly Past - 43,8 кг/10 м2. Полусахарный Гибрид Пушкинский имел высокое содержание сухих веществ, но низкую урожайность - 56,6
кг/м2.
В корнеплодах образцов односемянной типично кормовой свеклы содержание сухих веществ в среднем 12,35 % (от 9,50 до 15,20),
сумма сахаров 9,0 % (от 7,95 до 10,20), белка в сырой массе 1,54 % (от 1,30 до 1,79); у полусахарной содержание сухих веществ в среднем 14,9 % (от 11,4 до 18,5) суммы сахаров 8,39 % (от 7,96 до 8,83), сырого белка 1,47 мг/100 г (от 1,23 до 1,65), сахаристых 19,20 %; 12,06 %; 1,40 мг/100 г, соответственно. Высоким содержанием сухих веществ (15,20 %), сахара (10,20 %) и сырого белка (1,79 мг/100) отличался типично кормовой образец Monovigor, из полусахаристых Monorosa -18,5; 13,40; 16,50 соответственно, на сахаристых Frisomono, который уступал незначительному стандарту по содержанию сырого белка (1,40).
Сравнительное изучение односемянных и многосемянных образцов кормовой свеклы показало, что содержание сухих веществ, суммы сахаров и белка у типично кормовых односемянных образцов выше, чем у много-семянных; у полусахарных содержание сухих веществ и белка выше, а сумма сахаров - ниже. Лучшими по содержанию химических веществ среди односемянных были Monovigor и Monored из типично кормовых; Monorosa и Gloriant - из полусахарных; Frisimono - из сахаристых (таблица 3).
При изучении химического состава столовой свеклы одной из задач было сравнить образцы, различающиеся по форме корнеплодов и уровню одно-многосемянности. Результаты проведенных анализов показали, что образцы столовой свеклы с плоскими корнеплодами имели содержание сухих веществ 12,7 % (9,615,6), аскорбиновой кислоты 10,88 мг/100 г (8,20-13,56), суммы сахаров 6,67 % (5,15-8,19), сырого белка 1,83 мг/100 г (1,26-2,40).
Таблица 2 - Коллекционные образцы свеклы, выделившиеся по химическому составу корнеплодов (среднее за три года) _____
№ по временному каталогу ВИР Образец Происхождение Сухое вещество, % Сумма сахаров, % Белок мг/100 г Средняя масса корнеплода, кг
Типично ко рмовые
1385 Эккендорфскя Желтая (стандарт) Россия 8,70 5,67 1,18 1,82
2277 Перагис (4х) Россия 13,50 8,83 1,33 1,60
2276 Дотнувос баррес(4х) Россия 13,06 9,44 1,24 2,30
К-1033 Северная оранжевая Россия 12,41 7,39 1,35 1,33
2268 Победитель (4х) Россия 12,05 7,76 1,15 1,18
2278 Урзус (4х) Россия 11,55 9,56 1,12 2,02
1833 Solano Нидерланды 14,85 9,81 1,18 1,33
Полусахарные
К-0143 Сахарная округлая (стандарт) Россия 17,30 11,21 1,27 0,82
1836 Tetrose Франция 17,21 11,02 1,13 1,68
К-2217 Гибрид Пушкинский Россия 16,00 12,42 1,41 1,09
1514 Poly Groeningia Нидерланды 15,20 10,94 1,24 1,12
2096 Тетраплоидный гибрид Россия 15,20 10,94 1,24 2,00
Сахаристые
1801 Poly Past Польша 18,10 10,33 1,58 0,96
Таблица 3 - Химический состав корнеплодов односемянных коллекционных образцов свеклы (среднее за три года)____
№ по временному каталогу ВИР Образец Происхождение Содержание Средняя масса корнеплода, кг
Сухих веществ, % Сумма сахаров, % Белка мг/100 г
Типично кормовые
1385 Эккендорфская Желтая (стандарт) Россия 8,70 5,67 1,18 2,01
1831 Monored Нидерланды 14,10 8,52 1,45 1,59
1818 Peramono ФРГ 9,50 7,95 1,30 1,09
1817 Monovigor Франция 15,20 10,20 1,79 1,50
Полусахарные
1834 Gloriant Нидерланды 15,9 8,61 1,39 1,10
1805 Monovert Нидерланды 15,5 11,10 1,63 1,18
К-2096 Monorosa ФРГ 18,5 13,40 1,65 1,33
1717 Monoval Нидерланды 13,6 8,83 1,54 1,16
1816 Monoblanc Нидерланды 14,2 8,51 1,23 1,51
1830 Monoparte Нидерланды 11,4 7,96 1,47 1,09
Сахаристые
2193 Friso mono Нидерланды 19,20 12,06 1,40 0,92
К-0143 Сахарная Округлая (стандарт) Россия 17,30 11,21 1,27 0,82
Таблица 4
Химический состав односемянной столовой свеклы (среднее за три года)
№ по временному каталогу ВИР Образец Содержание Средняя масса корнеплода, кг
сухих веществ, % аскорбиновой кислоты, мг/100 г сумма сахаров, % белка мг/100 г
К-201 Бордо 237 (стандарт) 14,40 9,46 9,42 1,68 0,62
1515 Banko 13,4 7,01 8,36 1,54 0,43
1575 Хавская Односемянная 13,8 8,47 9,27 1,80 0,91
1753 Одноростковая 12,5 8,44 7,95 1,68 0,61
1516 Adoptiv 12,1 6,96 9,32 1,89 0,40
1602 Red cross 12,6 5,73 8,82 1,63 0,41
У образцов с округлыми и округло-плоскими корнеплодами содержание сухих веществ равно 11,61 % (8,50-14,72), аскорбиновой кислоты - 9, 67 мг/100 г (6,40-12,94), суммы сахаров - 7,07 % (4,32-9,82), сырого белка - 1,69 мг/100 г (1,26-2,12). У полуудлиненных образцов содержание сухих веществ составляло 14,21 % (13,07-16,36), аскорбиновой кислоты - 8,3 мг/100 г (5,3-11,2), суммы сахаров - 8,53 % (7,06-10,01), сырого белка -1,30 мг/100 г (1,38-2,22).
Наибольшее содержание сухих веществ было у сортов Несравненная, Витену Бордо и Красная Длинная (15,6; 14,7; 16,3); суммы сахаров - Красная Длинная, Витену Бордо и Бордо 237 (9,94; 9,82; 9,42; по аскорбиновой кислоте выделились образцы с плоской формой корнеплода - Египетская Плоская (9,50), Носовская Плоская (9,45), у стандарта Бордо 237 - 9,46 мг/100 г. Содержание сырого белка было высоким у Несравненной - 2,40 и Красной длинной - 2,22, у стандарта - 1,68 мг/100 г.
Образцы с удлиненной формой корнеплода имеют более высокое содержание сухих веществ, чем с плоской и округлой и округло-плоской, а по содержанию аскорбиновой кислоты и белка выделяется группа с плоской формой корнеплода.
Односемянные образцы столовой свеклы по многим показателям химического состава
уступают многосемянному стандарту Бордо 237 (таблица 4).
Сравнительно высокое содержание сухих веществ, аскорбиновой кислоты, сахаров, белка было у образца Хавская Односемянная. Образец Adoptiv, отличался несколько повышенным содержанием сахаров (9,32 %) и сырого белка (1,89 мг/100 г).
Выводы. Установлено, что наибольшее содержание сухих веществ и сахара в образцах типично кормовой свеклы было у тетрап-лоидных сортов Перагис, Победитель, Дотну-вос Баррес. Из полусахарных образцов высоким содержанием сухих веществ, сахара и сырого белка отличался гибрид Пушкинский.
Выделен типично кормовой образец свеклы Monovigor, который отличался высоким содержанием сухих веществ, сахара и сырого белка. Сравнительное изучение односемянных и многосемянных образцов кормовой свеклы показало, что содержание сухих веществ, суммы сахаров и белка у типично кормовых односемянных образцов выше, чем у много-семянных образцов.
Образцы свеклы столовой с удлиненной формой корнеплодов содержали больше сухих веществ, чем с плоской и округлой и округло-плоской формой. Высоким содержанием аскорбиновой кислоты и белка в корнеплодах отличалась группа образцов свеклы столовой с плоской формой корнеплода.
Список использованных источников
1. Буренин В.И., Пискунова Т.М., Хмелинская Т.В. Генофонд для селекции моркови и свеклы столовой // Овощи России. - 2017. - № 4. - С. 28-32.
2. Луковникова Г.А. Биохимическая характеристика коллекционных образцов свеклы // Тр. по прикл. бот., ген. и сел. - Л., 1979. - Т. 65. - №1. - С. 34-43.
3. Соколова Д.В., Шеленга Т.В., Соловьева А.Е. Сравнительная характеристика биохимического состава образцов мангольда и свеклы столовой коллекции ВИР // Овощи России. - 2019. -№5 (49). - С. 77-83.
4. Куликова Н.Т. Изменчивость химического состава образцов различных кормовых, овощных культур и картофеля в зависимости от условий выращивания в Мурманской области. // Тр. по прикл. бот., ген. и сел. - Л., 1983. - Т. 82. - С. 119-127.
5. Соловьев Г.А. Влияние доз азотных удобрений на урожай качество и лежкость при зимнем хранении моркови, картофеля и кормовой свеклы. - М., 1982. - С. 131-141.
6. Doney D. L., Theures Y. Potential of breeding for ethanol fuel in sugarbeet // Crop Science. -1984. - Vol. 24. - N2. - P. 255-257.
7. Балков И.Я., Петренко В. П., Корнеева М.А. Гетерозис сахарной свеклы по признаку сахаристости // Вестник сельскохозяйственной науки. - 1986. - №10. - С. 55-60.
8. Бохан А.И., Коцарева Н.В., Юдаева В.Е. Подбор родительских пар для получения гетеро-зисных гибридов свеклы // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2022. - №3. - С. 67-72.
9. Юдаева В.Е., Бохан А.И., Мотылева С.М. Генетические ресурсы корнеплодных овощных культур в условиях Центрального региона России // Овощи России. - 2017. - № 4(37). - С. 32-37.
10. Genetic and biochemical variations among sugar beet cultivars resistant to cercospora leaf spot / B.E.S. Abd El-Fatah, M. Hashem, S.A.M. Alamri, K.A.M. Abo-Elyousr, H.M.M. Khalil Bagy // Physiological and Molecular Plant Pathology. - 2020. - Т. 109. - Pp. 101455.
11. Biochemical and cytological features of onion bulbs and leaves collected from various ecogeographical / V.I. Nemtinov, Y.N. Kostanchuk, V.S. Pashtetskiy et al. // Sabrao Journal of Breeding and Genetics. - 2021. - T.53. - №4. - Р. 534-560.
12. Литвинов С.С. Методика полевого опыта в овощеводстве. - М.: ГНУ ВНИИО, 2011. - 648
с.
Spisok ispoFzovanny'x istochnikov
1. Burenin V.I., Piskunova T.M., Xmelinskaya T.V. Genofond dlya selekcii morkovi i svekly' stolovoj // Ovoshhi Rossii. - 2017. - № 4. - S. 28-32.
2. Lukovnikova G.A. Bioximicheskaya xarakteristika kollekcionny'x obrazczov svekly' // Tr. po prikl. bot., gen. i sel. - L., 1979. - T. 65. - №1. - S. 34-43.
3. Sokolova D.V., Shelenga T.V., Solov'eva A.E. Sravnitel'naya xarakteristika bioximicheskogo sostava obrazczov mangol'da i svekly' stolovoj kollekcii VIR // Ovoshhi Rossii. - 2019. - №5 (49). -S. 77-83.
4. Kulikova N.T. Izmenchivost' ximicheskogo sostava obrazczov razlichny'x kormovy'x, ovoshh-ny'x kul'tur i kartofelya v zavisimosti ot uslovij vy'rashhivaniya v Murmanskoj oblasti. // Tr. po prikl. bot., gen. i sel. - L., 1983. - T. 82. - S. 119-127.
5. Solov'ev G.A. Vliyanie doz azotny'x udobrenij na urozhaj kachestvo i lezhkost' pri zim-nem xranenii morkovi, kartofelya i kormovoj svekly'. - M., 1982. - S. 131-141.
6. Doney D. L., Theures Y. Potential of breeding for ethanol fuel in sugarbeet // Crop Science. -1984. - Vol. 24. - N2. - P. 255-257.
7. Balkov I.Ya., Petrenko V. P., Korneeva M.A. Geterozis saxarnoj svekly' po priznaku sa-xaristosti // Vestnik sel'skoxozyajstvennoj nauki. - 1986. - №10. - S. 55-60.
8. Boxan A.I., Koczareva N.V., Yudaeva V.E. Podbor roditel'skix par dlya polucheniya getero-zisny'x gibridov svekly' // Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj sel'skoxozyajstvennoj akademii. - 2022. -№3. - S. 67-72.
9. Yudaeva V.E., Boxan A.I., Moty'leva S.M. Geneticheskie resursy' korneplodny'x ovoshhny'x kul'tur v usloviyax Central'nogo regiona Rossii // Ovoshhi Rossii. - 2017. - № 4(37). - S. 32-37.
10. Genetic and biochemical variations among sugar beet cultivars resistant to cercospora leaf spot / B.E.S. Abd El-Fatah, M. Hashem, S.A.M. Alamri, K.A.M. Abo-Elyousr, H.M.M. Khalil Bagy // Physiological and Molecular Plant Pathology. - 2020. - T. 109. - Pp. 101455.
11. Biochemical and cytological features of onion bulbs and leaves collected from various ecogeographical / V.I. Nemtinov, Y.N. Kostanchuk, V.S. Pashtetskiy et al. // Sabrao Journal of Breeding and Genetics. - 2021. - T.53. - №4. - R. 534-560.
12. Litvinov S.S. Metodika polevogo opy'ta v ovoshhevodstve. - M.: GNU VNIIO, 2011. - 648 s.
