CC BY
35
УДК 633.111.1 "321":631.526.32-021.465 (571+574)
КАЧЕСТВО СОРТОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИцы
селекции омского государственного аграрного
УНИВЕРСИТЕТА ИМЕНИ П.А. СТОЛЬШИНА ПРИ
репродукции в сети касиб в степной зоне
КАЗАХСТАНА И ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
A.И. АБУГАЛИЕВА1, доктор биологических наук, зав. лабораторией
B.П. ШАМАНИН2, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Т.В. САВИН3, кандидат биологических наук, младший научный сотрудник
А.И. МОРГУНОВ4, кандидат сельскохозяйственных наук, руководитель представительства X. ПЕНЬЯ4, доктор, зав. лабораторией
C.Л. ПЕТУХОВСКИЙ2, кандидат сельскохозяйственных наук, ректор
И.Е. ЛИХЕНКО5, доктор сельскохозяйственных наук, директор
Д.В. ПУШКАРЕВ2, соискатель И.В. ПОТОЦКАЯ2,кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
1Казахский НИИ земледелия и растениеводства 2Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина
3Казахский национальный аграрный университет 4Международный центр улучшения кукурузы и пшеницы СИММИТ
5Сибирский НИИ растениеводства и селекции Рос-сельхозакадемии
E-mail: [email protected]
Резюме. В 2003-2013 гг. в питомнике КАСИБ (Казахстанско-Сибирская сеть по улучшению пшеницы) в степной зоне Казахстана и Западной Сибири изучали сорта яровой мягкой пшеницы селекции Омского ГАУ имени П.А. Столыпина по основным показателям качества зерна с использованием генетических, биохимических и технологических методов. Все сортообразцы были отнесены к среднетвердозерному и твердозерному классам, индекс твердозерности составил 61...103, что определило хлебопекарный тип их использования. По составу глютенина сорта характеризовались девятью электрофоретическими типами по высокомолекулярным субъединицам, варьирующим по 1А - нулевая аллель, 1 и 2*; 1В - 7+9 и 7+8 и их смесь; 1 D - 5+10 и 2+12. Большинство образцов продемонстрировали высокий генетический потенциал: 9 баллов по Payne и 14.16 по Pogna. Отмечено наличие субъединиц, понижающих качество, у сортов Нива 2, Голубковская, Лютесценс 43-04 и Лютесценс 89-06 (2+12 по 1D), Эритроспермум 95/07 (0/2 по 1А), а у Чернява 13 - присутствие пшенично-ржаной транслокации. По качеству муки Эритроспермум 78, Лютесценс 16-04 и ОМГАУ 90 в большинстве регионов и репродукций (60.100%) формировали зерно класса «сильная». Сорт Голубковская отнесен к классу «хороший филер», а Чернява 13 - «слабая». Для сортообразца Соната сила муки класса «ценная» обусловлена некоторой мягкозерностью.
Ключевые слова: яровая пшеница, показатели качества, урожайность, селекционная оценка, Западная Сибирь, Казахстан.
Исследования по улучшению пшеницы, проводимые путем международного испытания, отбора и внедрения сортов, а также конкретизированные в соответствии со спецификой экспорта и внутренних запросов, определяют актуальность и важность устойчивого производства
зерна. В рамках региональной сети сотрудничества КАСИБ (Казахстанско-Сибирская сеть по улучшению пшеницы) под эгидой СИММИТ-ЦАЗ (Международный Центр улучшения пшеницы и кукурузы - Центральная Азия и Закавказье) проводится обмен исходным и селекционным материалом между Казахстаном и Сибирью. Питомники КАСИБ 4-13 представлены 17 учреждениями [1, 2], основные результаты исследований которых по урожайности, устойчивости и, частично по качеству зерна, обобщены СИММИТ-ЦАЗ [3...6].
В стандартах Казахстана и РФ некоторые показатели качества, например, твердозерность, белизна муки, не регламентированы, а содержание протеина, клейковины, сила муки, упругость и растяжимость теста характеризуются разными величинами, так как зависят от специфических особенностей исследуемого объекта - ингредиентов, условий и сроков проведения исследований. Включение этих показателей в схему экспериментов, наряду с локальными стандартами, позволяет оценить генофонд в соответствии с классификацией сортов согласно использованию зерна для конкретных технологических целей.
Определенный класс качества зерна имеет свою стоимость. На зерновом рынке Европы при экспорте высокопротеиновой пшеницы (содержание белка больше 15%, или на 1 % выше базового) выплачивают дополнительную премию к контрактной цене. Введение дифференцированной системы оплаты за качество в Российской Федерации будет способствовать рациональному использованию зерна в конкретных технологических целях.
Цель нашей работы - всесторонняя оценка сортов яровой мягкой пшеницы селекции Омского государствен-
Таблица 1. требования к показателям качества пшеницы различного типа использования
Содер- Упругость
Продукт жание протеи- Твердозерность
на в зер- теста
не, %*
Хлеб:
пан >13 твердозерная сильная
флат (плоский) 11. ..13 твердозерная средняя
Стимед (паровой
хлеб): средняя/
Северный Китай 10. ..13 твердозерная сильная
Южный Китай 10. .12 твердозерная средняя
Лапша:
щелочная 11. .14 твердозерная средняя
белая 10. .12 средняя /мягкая средняя
быстрого 11. .12
приготовления смесь средняя
Кондитерские кексы 8.. .10 мягкозерная слабая
Крахмал/клейко- >13 твердозерная сильная
вина (предпочтительней мягкозерная)
Макароны >13 супертвердозер-
ная сильная
* по стандартам США
Таблица 2. Характеристика сортов яровой мягкой пшеницы селекции ом ГАУ по стандартам снГ и сША (КАсиБ 4-13)
Индекс Класс Содержание протеина,% Упру-
Сорт твердо- твердозер- стандар- стандарты гость
зерности ности ты СНГ США теста
КАСИБ 4-5
Чернява 13 74 ..83 твердозерная 13,0. .18,7 11,2. .15,4 средняя/ сильная
Соната 56 ..95 среднетвер-
дозерная 13,8. .18,3 11,9. .15,1 средняя
Нива 2 84. .102 твердозерная 13,8. .17,2 11,9. .14,3 средняя
Голубковская 77 ..94 твердозерная 13,3. .18,0 11,5. .14,9 средняя
КАСИБ 8-9
Сибаковская среднетвер-
юбилейная 78. .103 дозерная 12,8. .19,3 11,0. .16,0 средняя
Лютесценс 158-01 80. .100 твердозерная 12,1. .19,5 10,4. .16,1 слабая
Эритроспермум 78
(стандарт) 66. .100 твердозерная 12,8. .19,2 11,0. .15,9 сильная
КАСИБ 10-11
Лютесценс 120-03 73 ..88 твердозерная 11,4. .19,4 9,9.. 16,4 средняя/ сильная
ОМГАУ 90 61 ..83 среднетвер- средняя/
дозерная 11,7. .19,6 10,3. .16,7 сильная
Лютесценс 16-04 85 ..98 твердозерная 10,4. .19,7 9,5.. 16,3 средняя
Эритроспермум 78 58 ..79 среднетвер-
(стандарт) дозерная 13,2. .19,0 11,3. .15,9 сильная
Лютесценс 43-04 88 ..95 твердозерная 11,2. .17,9 9,9.. 15,2 слабая
КАСИБ 12-13
Лютесценс 172-01 82 твердозерная 14,2. .17,6 12,5. .15,8 средняя/
слабая
Эритроспермум
95-07 86 твердозерная 14,0. .19,0 12,4. .15,8 средняя
Лютесценс 89-06 89 твердозерная 14,8. .17,3 12,9. .14,9 слабая
ного аграрного университета имени П.А. Столыпина (Ом-ГАУ) в питомнике КАСИБ в различных точках Казахстана и Сибири для выявления основных хозяйственно-ценных характеристик и адаптивности генотипов.
Условия, материалы и методы. Исследования включали оценку качества сортов на основе генетических, биохимических и технологических методов с учетом стандартов государств - участников СНГ и ведущих мировых стран - экспортеров зерна.
В сети КАСИБ 4-13 изучали 14 сортов яровой мягкой пшеницы селекции ОмГАУ, выращенных в урожае двух ре-
1В
результаты и обсуждение. Классификация по твердозерности, определяемая в процессе селекции, - важная характеристика, так как требования по другим показателям качества (содержание протеина, клейковины и ее качество) различаются в зависимости оттипа конечного использования зерна и муки (табл. 1).
Все сорта селекции ОмГАУ отнесены ксреднетвер-дозерным и твердозер-ным - хлебопекарного типа использования (табл. 2). С учетом ошибки определения (±15 ед.) для сортов Соната 4, Эритроспермум 78 возможен переход в класс «смесь» и полумяг-козерных
По составу глютенина в образцах селекции ОмГАУ выявлено девять электро-форетическихтипов по высокомолекулярным субъединицам: по 1А - нулевая 7+9 и 7+8 и их смесь; Ю - 5+10 и
аллель, 1 и 2 2+12 (табл. 3).
Четыре генотипа были идентифицированы как «смесь» - Эритроспермум 78 - 1/2* субъединиц; Эритроспермум 95/07 - 0/2* субъединиц; Лютесценс 120-03 и Лютесценс 89-06 - смесь 7+8/7+9 субъединиц. Прогноз их качества затруднителен.
В целом по опыту определен высокий генетический потенциал качества для большинства сортообразцов: 9 баллов - по Payne и 14...16 - по Pogna. Сорта Нива 2, Голубковская, Лютесценс 43-04 и Лютесценс 89-06
продукций в различных регионах Казахстана (Астанинская,
Таблица 3. Характеристика сортов яровой мягкой пшеницы селекции ом-
Костанайская, Актюбинская, Pogna (альв.)
Восточно-Казахстанская, Сорт 1А 1В 1D Payne Pogna A3 B3 D3 1B/1R
Павлодарская, Карагандин- КАСИБ 4-5
ская область) и России (Кур- Чернява 13 2* 7+9 5+10 9 9 16 a b - 1B/1R
ганская, Челябинская и Ом- Соната 1 7+9 5+10 9 9 14 с g - 1B/1B
ская область). Нива 2 2* 7+9 2+12 7 7 12 e b - 1В/1В
Перечень определяемых Голубковская Эритроспермум 78 2* 7+9 2+12 7 7 12 а g - 1В/1В
показателей качества зерна (стандарт) 2* 7+9 5+10 9 9 16 е b - 1В/1В
и нормативно-техническую КАСИБ 8-9
документацию составляли Сибаковская юби-
согласно национальным и лейная 2* 7+9 5+10 9 9 16 с b c/b 1B/1B
международным стандар- Лютесценс 158-01 1 7+9 5+10 9 9 14 е е с 1В/1В
там [7, 8]. Эритроспермум 78
(стандарт) 1/2* 7+9 5+10 9 9 14/16 с e/b b 1B/1B
По результатам иссле- КАСИБ 10-11
дования сортов в различных ОМГАУ 90 1 7+9 5+10 9 9 14 e b/e b 1B/1B
экологических условиях Ка- Лютесценс 120-03 2* 7+8/7+9 5+10 10/9 10/9 11/16 d j/e a 1B/1B
захстана проведено их ран- Лютесценс 16-04 2* 7+9 5+10 9 9 16 е е с 1В/1В
жирование по классам для Лютесценс 43-04 2* 7+8 2+12 8 8 12 е е а 1В/1В
сортового генофонда и разработаны градуировочные Эритроспермум 78 (стандарт) 1 7+9 5+10 9 9 КАСИБ 12-13 14 с b a 1B/1B
уравнениядля определения Лютесценс 89-06 1 7+8/7+9 2+12 8/7 8/7 10 с е с 1В/1В
индекса твердозерности Лютесценс 172-01 2* 7+9 5+10 9 9 16 е b a 1В/1В
на инфрааналитической Эритроспермум
основе [9]. 95-07 0/2 7+9 5+10 7/9 7/9 13/16 е е с/b 1B/1B
Таблица 4. Характеристика сортов яровой мягкой пшеницы селекции ом ГАУ в сети КАсиБ по силе муки
имели субъединицы, понижающие качество (2+12) по Ю хромосоме, а Чернява 13 - пшенично-ржаную транслокацию.
Качество муки определяли по данным альвеографа для образцов каждого сорта из нескольких регионов, за исключением первого исследуемого питомника. Сила муки варьировала в зависимости от содержания протеина, которое определялось условиями выращивания (табл. 4). Сорта Эритроспермум 78, Лютесценс 1604 и ОМГАУ 90 в большинстве регионов и репродукций (60...100%) формировали зерно с силой муки класса «сильная», а Лютесценс 89-06, Лютесценс 158-01, Лютесценс 43-04, Лютесценс 172-01, Эритроспермум 95-07 в 67.100% случаев - «слабая» и «удовлетворительный филер».
Прогнозное снижение качества по силе муки соответствовало реальному классу у сортов Лютесценс 89-06, Лютесценс 43-04 - 2+12 по Ю и Эритроспермум 95/07 - 0 по 1А. Присутствие субъединицы 2+12 в составе высокомолекулярных соединений (ВМС) глюте-нина у сортообразца Го-лубковская определяет его как «хороший филер», а наличие 1В/^-транслокации у сорта Чернява 13 соответствует классу «слабая». У сорта Соната сила муки класса «ценная» обусловлена его мягкозерностью.
Показатель седиментации муки (особенно DDC) активно используют как прогнозный, в том числе в комбинации с содержанием протеина. По результатам распределения образцов по классам (табл. 5) к филерам были отнесены Лютесценс 158-01, Лютесценс 43-04,
Соната, Лютесценс 120-03 в 40.80% случаев, к сильной пшенице - Эритроспермум 78, ОМГАУ 90 (33.80%).
Прогнозное снижение качества по составу ВМС-глютенина по Ю хромосоме в присутствии пшенично-ржаной транслокации подтверждено для сортов Нива («ценная»); Голубковская («филер»); Лютесценс 4304 («филер» и «слабая»); Лютесценс 89-06 («слабая») и Эритроспермум 95-07 («филер» на 67%). Для генотипа Лютесценс 158-01 величина этого показателя соответствует уровню «филер» по силе муки (185.240 единиц альвеографа), но не подтверждается составом глютенина, что требует дальнейшего изучения.
Большинство изученных в системе КАСИБ сортов прошли государственное сортоиспытание и возделы-ваются на значительных площадях Западной Сибири -Нива 2, Соната, Чернява 13, Сибаковская юбилейная, ОмГАУ 90. Хорошие показатели в Казахстанско-Сибирской сети показал сортообразец Павлоградка (в КАСИБе - Лютесценс 172-01), в 2013 г. передан в ГСИ сорт Столыпинская (Лютесценс 89-06).
выводы. Испытанные сорта селекции ОМГАУ отнесены к среднетвердозерным и твердозерным, то есть хлебопекарного типа использования. Учитывая ошибку определения (±15 ед.) возможен их переход в класс «смесь» и полумягкозерных. По составу глютенина сортообразцы ОмГАУ варьировали по 1А хромосоме -нулевая аллель, 1 и 2*, по 1В - 7+9 и 7+8 и их смесь; по Ю - 5+10 и 2+12. Четыре генотипа идентифицированы как смесь: Эритроспермум 78 - 1/2* субъединиц; Эритроспермум 95/07 - 0/2*; Лютесценс 120-03 и Лютесценс 89-06 - 7+8/7+9 субъединиц.
Таблица 5. Характеристика сортов яровой мягкой пшеницы селекции ом-ГАУ в сети КАсиБ 4-13 по седиментации муки
Сорт Сила муки, единиц альвеографа Частота встречаемости генотипов по классам качества, %
минимальная максимальная сильная ценная филер ^абая
КАСИБ 4-5
Чернява 13 159 - - - - - - 100
Соната 268 - - - 100 - - -
Нива 2 269 - - - 100 - - -
Голубковская 250 - - - - 100 - -
Эритроспермум 78
(стандарт) 391 - 100 - - - - -
КАСИБ 8-9
Сибаковская юбилейная 114 362 - 11 44 22 - 11 11
Лютесценс 158-01 110 292 - - 10 - - 50 40
Эритроспермум 78
(стандарт) 160 401 - 12 50 - - 25 13
КАСИБ 10-11
ОМГАУ 90 253 361 - - 67 - 33 - -
Лютесценс 120-03 208 313 - - 33 33 - 34 -
Лютесценс 16-04 315 338 - - 100 - - - -
Лютесценс 43-04 132 204 - - - - - 67 33
Эритроспермум 78
(стандарт) 173 306 - - 50 - - - 50
КАСИБ 12-13
Эритроспермум 95-07 192 407 - 33 - - - 67 -
Лютесценс 89-06 128 164 - - - - - - 100
Лютесценс 172-01 185 240 - - - - 33 67 -
Сорт Седиментация, мл Частота встречаемости генотипов по классам качества, %
1 2 3 4
КАСИБ 4-5
Чернява 13 48...72 18 82 - -
Соната 41...88 27 18 55 -
Нива 2 44...90 27 75 18 -
Голубковская 44...76 11 78 11 -
Эритроспермум 78 (стандарт) 51...91 33 67 - -
КАСИБ 8-9
Сибаковская юбилейная 40...94 33 44 23 -
Лютесценс 158-01 34...52 - 20 80 -
Эритроспермум 78 (стандарт) 61...100 80 20 - -
КАСИБ 10-11
ОМГАУ 90 64...94 75 25 - -
Лютесценс 120-03 42...70 20 40 40 -
Лютесценс 16-04 50...82 25 50 25 -
Лютесценс 43-04 26...72 25 - 50 25
Эритроспермум 78 (стандарт) 40...100 60 20 20 -
КАСИБ 12-13
Эритроспермум 95-07 50...78 50 50 - -
Лютесценс 89-06 60...76 50 50 - -
Лютесценс 172-01 56...75 50 25 25 -
Определен высокий генетический потенциал большинства сортов - 9 баллов по Payne. Сортобразцы Нива 2, Голубковская, Лютесценс 43-04 и Лютесценс 89-06
характеризуются наличием субъединиц, понижающих качество, а Чернява 13 - присутствием пшенично-ржаной транслокации.
Литература.
1. Morgounov A.I. [et al.] Breeding strategies to improve grain yield and quality of short-season spring wheat for the steppe of Kazakhstan and Siberia // Proceedings of the 11th International Wheat Genetics Symposium. 2008. Brisbane QLD. Australia. Brisbane. 2008. 53 p.
2. Abugalieva A.I. [et al.] Grain quality and end use of Kazakh wheat varieties // Proceedings of the 11th International Wheat Genetics Symposium. Brisbane QLD, Australia. Brisbane. 2008. 374 p.
3. Абугалиева А.И. Классификация сортов яровой мягкой пшеницы по генетическому потенциалу качества ( твердозерности и ВМС-глютенина) //Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2009. №2. С.6-9.
4. Коваль С.Ф., Шаманин В.П., Коваль B.C. Стратегия и тактика отбора в селекции растений: монография. Омск: Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2010. 228 с.
5. Шаманин В.П., Петуховский С.Л. Создание исходного материала для селекции яровой мягкой пшеницы в условиях Западной Сибири//Сиб. вестн. с.-х. науки. 2012. № 6. с. 10-16.
6. Gomez-Becerra H.F. [et al.] Phenotypic correlations, GxE interactions and broad sense heritability analysis of grain and flour quality characteristics in high latitude spring bread wheats from Kazakhstan and Siberia // Euphytica, DOI 10.1007/s10681-009-9984-6. 2010. Vol. 171. P. 23-38.
7. Абугалиева А.И., Савин В.Н., Драчева Л.М. Аналитические исследования в растениеводстве: мониторинг качества и экспресс-методы //Вестник с/х науки Казахстана. 1998. № 8. С.11-17.
8. Абугалиева А.И. [и др.] Качество зерна яровой мягкой пшеницы Казахстанско-Сибирского питомника (КАСИБ 6-7) // Вестник с.-х. науки Казахстана. 2010. №9. С.3-16.
9. Абугалиева А.И., Зеленский Ю.И., Савин Т. В. Классификация сортов яровой мягкой пшеницы Международных питомников Казахстанско-Российской сети по показателям качества зерна: каталог. Астана: Нур-Алем, 2010. 61 с.
QUALiTY PARAMETERS OF SPRING BREAD WHEAT VARiETiES OF OMSK STATE AGRARiAN UNiVERSiTY NAMED AFTER P.A. STOLYPiN BREEDiNG ON REPRODUCTiON iN KASiB NETWORK iN THE STEPPE ZONE OF KAZAKHSTAN AND WESTERN SiBERiA A.i. Abugalieva1, V.P. Shamanin2, T.V. Savin3, A.i. Morgunov4, H. Peniya.4, S.L. Petukhovskiy 2, i.E. Likhenko5, D.V. Pushkarev2, i.V. Pototskaya 2
1 Kazakh Research institute of Agriculture и Plant Growing 2Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin 3Kazakh National Agrarian University
international Maize and Wheat improvement Center CiMMYT 5Siberian Research institute of Plant Growing and Breeding
Summary. In 2003-2013 in KASIB network in the steppe zone of Kazakhstan and Western Siberia the spring bread wheat varieties of Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin breeding were studied on the grain quality whit using of genetic, biochemical and technological methods. All studied varieties were carried to medium hard-seeded and hard-seeded classes, the index of hard-seedness is 61-103 that defines baked utilization of varieties. The gluteninum composition of these varieties were characterized by 9 electrophoresis types: on 1A - 0, 1 and 2* alleles, 1B -7 + 9 and 7 + 8 and their mix; 1D - 5 + 10 and 2 + 12. Genetic potential of varieties quality is rather high - on the level 9 points by Payne and 14-16 by Pogna. The low quality subunits are revealed in varieties Niva 2, Golubkovskaya, Lutescens 43-04 and Lutescens 89-06 (2 + 12 on 1D), Eritrospermum 95/07 (0/2 on 1A) and Chernyava 13 grain quality is reduced due to existence of wheat-rye translocation. Eritrospermum 78, Lutescens 16-04 and OSAU 90 depending on conditions region and reproduction (60.100%) formed grain with force «strong», Golubkovskaya - «good filler» and Chernyava 13 - «weak». Keywords: spring wheat, quality parameters, grain yield, breeding estimation, Western Siberia, Kazakhstan.
УДК 633. 11 «324» : 631. 527
исходный материал для селекции озимой
мягкой ПШЕНИцы В СРЕДНЕМ ПОВОЛЖьЕ
А.Ф. СУХОРУКОВ, доктор сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией
А.А. СУХОРУКОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
Самарский НИИ сельского хозяйства имени Н.М. Тулайкова
E-mail: [email protected].
Резюме. Исследования проводили с целью выявления генетических источников и доноров для создания принципиально новых генотипов озимой мягкой пшеницы. В период 20102013 гг. изучено 1142 сортообразца озимой мягкой пшеницы (402 - ВИР и 740 - CIMMYT из США, Канады, Мексики, Ирана, Швейцарии, Австрии, Венгрии, Болгарии, Молдовы, Украины).
Работа выполнена по методикам Госкомиссии по сортоиспытанию, ВИР, E.B.Mains и H.S.Jackson. В условиях абиотического стресса высокая зимостойкость отмечена у российских сортов Альбина, Новосибирская 32, Альбидум 114, Безенчукская 380, Жемчужина Поволжья, Зимница, Альбина 45, Безенчукская 790; украинских - Danska, K - 65058, Zarichanka, K - 65062, Rapsodija, K- 65062, Мироновская 808; сербских - NS 40S/00, K- 65065, Mina, K- 65081; китайских - ZongPin 1507, K- 65072, ZongPin 1535, K- 65073 из коллекции ВИР. В коллекции CIMMYT таких образцов не выявлено. Массовая доля белка в зерне сорта Безенчукская 380 составила 15,6%, Ресурс - 16,0%, Юнона - 16,8%, Прасковья - 17,2%, сырой клейковины -42,7; 44,4; 40,4 и 37,5% соответственно. Иммунитетом к бурой ржавчине (тип реакции - 0, степень поражения - 0%) характеризовались сортообразцы из США (KS 90WGRC - 10, K- 62377;
