CC BY
17УДК 633.11 «324»:631.527
ОСНОВН1 ПРОБЛЕМИ СЕЛЕКЦ11 ПШЕНИЦ1 ОЗИМО1 (Тг111еит аевНуит 1_.) НА
ЯК1СТЬ ЗЕРНА
Г. П. Жемела, доктор сльськогосподарських наук Полтавська державна аграрна академ!я
Постановка проблеми. Практика показала, що першочергове значения у збтьшенн врожайност та полпшенн якостi зерна пшеницi мае сорт. Тому робота зi створення нових сортiв набувае все ширшого розмаху. Селекцiонерам належить створити новi сорти, в яких були б наявн всi кориснi бiологiчнi i господарськi ознаки. Новi сорти пшеницi озимоТ не набудуть практичного значення, якщо вони маловрожайнi, незимостiйкi, неслйю до посухи, уражаються хворобами та мають iншi вади.
Селекцiонер, який працюе з пшеницею, зобов'язаний правильно виршити питання: як створити у пбридних рослин потрiбнi технолопчн якостi, iнтенсифiкувати нагромадження бiлка та клейковини в зернi, полiпшити Тхню якiсть i спадково закрiпити и в сортах, використати досить велику вiдмiннiсть у пластичностi та варюванн окремих бiохiмiчних процесiв.
За технолопчними ознаками якостi зерна продукцiя нового сорту мае вщповщати пiдвищеним продовольчим вимогам. Потрiбне зерно сортiв сильноТ пшеницнполтшувача для виготовлення хлiба, макароыв i кондитерських виробiв для круп'яноТ промисловостi; зерно з великим умiстом вiтамiнiв груп В i РР, по-лiпшеним складом мiнеральних речовин, зокрема сполук залiза тощо.
Метою роботи е оптимiзацiя се-лекцмного процесу пiд час створення ви-сокопродуктивних якiсних сильних
пшениць. У зв'язку з цим до завдання дослджень входило розробити новi пщходи до добору батькiвських форм для простих i складних схрещувань, пщвищити результативнiсть селекцм на продуктивнiсть i якiсть зерна, вивчити методи оцЫки якостi зерна, модифiкувати Тх згщно з особливостями селекцм, дати наукове обфунтування системам поетапноТ оцiнки якосл зерна м'якоТ озимоТ пшеницi i цiнних генотипiв у процесi селекцм, розробити науковi принципи селекцм' сорлв iнтенсивного типу вiдповiдно до заданих параметрiв моделi таких сортiв, визначити параметри трансгресивноТ мiнливостi рiзних шькюних ознак, якi мають господарське значення та можливост прогнозування виходу трансгресй, Тхню селекцiйну цiннiсть [1].
У даний час селекцiя знаходиться перед новим етапом, що характеризуемся перебудовою фiзико-хiмiчних властивостей зерна. Програму селекцйних робiт неможливо розпочинати, допоки не будуть з'ясованi основнi вимоги до якост зерна. На даному етап успiхи в селекцм на яюсть зерна значною мiрою залежать вщ ступеня вивчення генетичноТ ознаки, вщ знання селекцiонера основних принципiв пщбору батькiвських форм, характеру успадкування ознак якосп зерна та ТТ величини, можливостей i шлях1в трансгенноТ селекцм.
Результати дослщжень. Якiсть зерна селекцмного матерiалу залежить, на-самперед, вщ добору батькiвських пар для схрещування. Здаеться простим i зрозумi
лим, якщо батьювсык форми володiють високими технолопчними якостями. Однак у потомствi будуть гiбриди з хорошими, середыми i поганими якостями.
Аналiзи на вмст клейковини в зернi рiзних сортiв показали значне його колГ вання. Так, за рандомiзованого вибору 300 рослин кожного сорту, коливання за вмютом клейковини в зерн становило для Мироывськот 808 вщ 20,1 до 33,2%, Безосто!' 1
- 18,6-32,6, Веселоподтьськот 485
- 24,2-33,8 i Укратнки - 25,8-42,5%.
Вщ використання сортiв для схрещу-вання з такою широкою амплггудою вмiсту клейковини в зернi одержали потомство з аналопчним коливанням. За реципрокних схрещувань сортiв Безоста 1 i Веселопо-дiльська 485 у другому поколнн вiдмiчене коливання вмюту клейковини в зернi - вщ 20 до 34%, а в друпй парi схрещування (Укратнка / Веселоподтьська 425) - вiд 19,6 до 42 %. Вiдсотковий розподт гiбридiв у групах за вмютом клейковини приблизно вщповщав розподiлу вихщних батькiвських сортiв.
Коли ж протягом трьох роюв провели добiр рослин лише iз зумовленим умiстом клейковини i здiйснили тхню гiбридизацiю, то в другому поколiннi одержали пбриди iз зовсiм iншим коливанням. За реципрокно- го схрещування сортiв Безоста 1 i Весело-подiльська 485 одержано пбриди з вмютом клейковини в зерн вщ 28 до 36 %, а сортiв Укратнка i Веселоподiльська 485 - вщ 28 до 44%.
1з сортiв Безоста 1 i Веселоподiльська 485 протягом трьох роюв вiдбирали рослини з умстом клейковини 30-32%, а сорту Укратнка
- 40-42%. За першого методу добору пар для схрещування у другому поколнн була велика шькють пбрц^в з умiстом клейковини до 28%. У комбЫа^ях схрещування за участю Безостот 1 та Веселоподтьськот 485 тх налiчувалося 34,7- 35,8%, а сорту Укратнка -16,2-19,6%. За спрямованого добору батьювських пар не одержали жоднот лн з умстом клейковини менше 28%.
У наступних поколiннях за звичайного методу добору батьювських пар збть-шувалася кiлькiсть сiмей з умютом клейковини в зернi до 28 % i зовсiм мало таких, де цей показник перевищував 40%. Лише у комбiнацГт' за участю сорту Укратнка тх вийшло у третьому поколiннi 5,7- 6,3, а в четвертому -5, 0 - 5,8%. Коли ж схрещували рослин сорлв спрямованого добору
то шькють амей з клейковиною в зерн понад 40% збiльшувалася майже в п'ять разiв.
Спрямований добiр батьювських пар для схрещування за окремими показниками якосл майже на третину скорочуе обсяг роботи.
ЛiнГт' батьювських пар, вiдiбранi за високими показниками якосл, мають схре-щуватися лише примусовим методом. Iншi методи не дали бажаного результату.
Правильний добiр батькiвських пар для схрещування ще не розв'язуе питання селекци на якiсть зерна. У другому i наступних поколiннях гiбридiв з'являються рослини з рiзною якiстю. Вщ тх правильного добору i вибору методу оцЫки залежатиме кiнцевий результат селекци. 1ндивщуальний метод добору, починаючи з другого поколiння, мусить зайняти основне мiсце в селекци. Селекцмний матерiал за якiстю зерна необхщно добирати у поеднаннi з уро-жайнiстю, зимостiйкiстю, посухостiйкiстю, стiйкiстю до вилягання, проти ураження хворобами i пошкодження шкодниками тощо. Спрямований добiр необхiдно вести послiдовно в ряд поколЫь до одержання константних лУй порiвняно з оцiнкою бать-ювських форм i стандартних сортiв.
Ефективнють селекцГт' на якiсть зерна залежить також вщ своечаснот i надмнот тт' оцiнки. Для визначення часу початку добору селекцмного матерiалу i вибору методу проведено визначення залежносл мiж поколiннями гiбридiв Р2 - Р3 i тхыми нащадками у Р5 - Р7 З основних показникiв якостi зерна. Одержанi результати показали рiзну реакцiю ознак якосл на взаемодiю генотип-середовище. Так, за масою 1000 зерен ко-ефiцiент кореляцГт' мiж поколiннями пбрц^в Р2 -Р7 варiював залежно вщ умов року вiд 0,125 до 0,546, вмюту бiлка - 0,084- 0,315, вмсту клейковини - 0,112=0,419, числа падання -0,089-0,341, за об'ему хлiба - 0,516-0,876, седиментацм - 0,626-0,735, сили борошна -0,746-0,851. Тобто, показники об'ему хлiба, седиментацГт' i сили борошна е надмншими в процесi оцнки якостi зерна на раннiх етапах селекцГт' [1].
Як правило, хлiбопекарськi якосл одного сорту знаходяться в прямм залежностi вiд умiсту бтка i клейковини, мiж цими показниками снуе досить тiсна кореляцiя (г = 0,9).
Важливий показник якосл пшеничного зерна - реолопчы властивосл тiста. Для виготовлення якiсного хлiба потрiбне
пружне лсто з доброю еластичнiстю i роз-тяжнiстю. Вуглекислий газ, який видлився пiд час бродiння такого лста, утворюе тонкостiннi вакуолi, що утримують газ i не розриваються. 1снуе таке поняття як газо- утворювальна здатнiсть тiста. Вона добре корелюе з об'емом ^ба.
Показником реолопчних властивостей тiста е сила борошна. Вона досить тiсно корелюе з об'емом ^ба, особливо, коли альвеограма збалансована за висотою i довжиною. У наших дослдах цей коефМент кореляц' становив 0,628 + 0,105. На жаль, показники альвеографа дуже мiнли*1 (залежно вiд режиму розмелювання, умов збергання борошна тощо). Цю обставину потрiбно враховувати пи час визначення реологiчних властивостей тюта.
Багато ознак якосл зерна займають промжне положення за спадковiстю i кон-тролюються бiльше, нiж двома парами ге-нетичних факторiв. Вони не менше уро-жайностi, залежать вщ умов зовнiшнього середовища. Очевидно, вибираючи ознаки для раннього вивчення, потрiбно керуватися насамперед спадковютю. Характер спа-дковостi показник1в якостi зерна свщчить про те, що у бтьшосл комбiнацiй схрещування спостерiгаеться вщхилення Т' популяцiй у бiк батьшськоТ форми, або навiть трансгресивне розщеплення. Сила борошна е найчастiше визначеною, генотипно зумовленою ознакою якосл зерна. Цей показник мае промiжний характер спадковосл, хоча досить часто спостергали вщхилення у бк пршоТ батьшськоТ форми, трансгресм зустрiчались рiдко. У пбридних комбЫа^ях, як правило, спостергалася промiжна спадковiсть або неповне домЫування великого об'ему хлiба. Це свдчить про можливiсть одержання в процеа гiбридизaцГí форми з хлiбопекaрськими якостями, близькими до кращоТ батьювськоТ.
Пщ жорстким фенотипiчним контролем знаходяться таю ознаки, як розмiр, форма, колiр i консистенцiя зерна, реологiчнi властивосл тiстa та його хлiбопекaрськi цнносл. Установлена достовiрнa рiзниця в активност ферментiв aмiлaзного комплексу (число падння), у вмiстi вiтaмiнiв i деяких мiнерaльних речовин, бiлковостi, aмiнокислотному склaдi бiлкa та iнших ознаках. Якщо спaдковiсть значна, то лiнГí треба вивчати якомога ранше, а ва недо-статньо перспективнi - вибраковувати [2].
Слд пам'ятати, що правильно оцЫити селекцiйний мaтерiaл можна лише тод,
коли е бiологiчно повноцнне зерно (з властивим йому кольором, виповнене, вирiвняне, зовсiм не пошкоджене клопом- черепашкою).
Новi сорти озимоТ пшениц мають вiдзнaчaтися великим умстом бiлкa в зернi i добрими хлiбопекaрськими ознаками, характерними для сильних пшениць. За бiологiчними властивостями новий сорт мусить мати добру генетичну композицю ознак якосл зерна, максимально викорис-товувати родючють фунту та протвдяти факторам, що погiршують якють продукцií. Вiн мае також волод™ здaтнiстю акумулювати азот у рослин i перемiщувaти його в зерно до початку восковоТ стиглостi, накопичуючи в ньому запасы бтки [3].
Запасы блки зерна (глiaдин i глютенiн) синтезуються на рибосомах, прикртлених до мембран ендоплазматичного ретикулума. Полтептидн ланцюги проникають крiзь мембрану, з'еднуються iз залишками глюкози й утворюють, так звaнi, бiлковi тiлa. Надзвичайно важливо, що пiд час синтезу запасних бтюв вони зразу ж виходять з цитоплазми i не утворюють розчинного продукту. У зв'язку з цим, незалежно вщ шькосл в зернi запасних бiлкiв, Тхня концентрaцiя в цитоплaзмi не збтьшуеться. Тобто, теоретично частка бiлкa в зеры може бути значно збтьшена без втрат для метaболiчних процеав у кпiтинaх. Причини, що зумовлюють вщносно невелику бiлковiсть пшеницi, не пов'язаы з негативною дiею пщвищеноТ концентрацГТ1 бiлкa на iнтенсивнiсть його бюсинтезу. Про значну стaбiльнiсть бтоксинтезувальноТ системи свiдчить те, що, наприклад, в пшеницi озимоТ сорту Безоста 1 вмют бiлкa пiд впливом умов вирощування знаходився в межах вщ 8 до 19%. Подбне явище вщбуваеться i в нших сортах. Певно, фактори, що лiмiтують умiст бiлкa в зернi на високоврожайних дiлянкaх, не пов1язaнi з не-достатньою ефективнiстю бiлоксинтезувaльноТ системи [4].
Найбтьш вiрогiдно, що причини, яю зумовлюють генетично детермiновaну мь нливiсть у нaкопиченнi бiлкa, пов'язаы не з окремими органами, а з особливостями росту i розвитку всiеТ рослини. Можна передбачити, що рiвень бiлковостi зерна майже повнютю залежить в1|д генотипу материнськоТ рослини.
Висновки. Оцiнку якостi зерна в процеа селекцм пшени^ озимоТ потрiбно проводити в три етапи за такими показни-
ками: перший (селекцйний розсадник) -бальна окомiрна оцЫка виповненостi зерна, твердозернють, седиментацiя, вмiст бiлка в зеры; другий (контрольний) розсадник -пошкодження зерна клопом-черепашкою, натура, маса 1000 зерен, склоподбнють, твердозернiсть, вмiст i якiсть клейковини, число падання, вмют бiлка, реологiчнi властивостi тiста за допомогою альвеографа; третiй (попередне та конкурсне сортовипробування) - до оцЫок, як1 проводяться в контрольному розсаднику добавляеться визначення реологiчних властивостей тюта за допомогою альвеографа i фаринографа, хлiбопекарських властивостей.
Використана лгтература:
1. Жемела, Г. П. Основы закономiрностi селекцГт' озимот пшеницi на яксть зерна. / Г. П. Жемела, // Продуктивнють i якють альськогосподарськот продукцм: наук, працi Полтавського СГ1. - Полтава, 1995. -Т. 17. - С. 6-10.
2. Жемела, Г. П. Яксть пшеничного зер на./ Г. П. Жемела, - К.: Знання, 1972. - 32 с.
3. Созинов, А. А. Улучшение качества зерна озимой пшеницы и кукурузы. / А. А. Созинов, Г. П. Жемела, - М.: Колос, 1983.270 с.
4. Жемела, Г. П. Основи полтшення яко
сл зерна озимот пшеницк зб. наук. пр. / Г. П. Жемела. - Наука i освгга. - К., 1997.-С. 44-50.
УДК 633.11 « 324»: 631. 527
Жемела Г. П. Основы проблеми селекцГт'
пшениц озимот ( ТгШсит аевйуит 1_.) на яксть
зерна// Сортовивчення та охорона прав на
сорти рослин. - К., 2008. - № 7.
Описано проблемы питання селекцГт' пшениц
озимот на якють зерна, а са
ме: як створити у пбридних рослин noTpi6Hi технолопчы якосл, мтенсиф^вати нагромацження бiлка та клейковини в зеры, полiпшити
Гхню якють i спацково закрiпити ïï в сортах.
Ключовi слова: пшениця озима, маса 1000 зерен, умст бтка i клейковини, сециментацiя, число падання, сила борошна, об'ем хлiба, успадкування, етапи селекцГГ. УДК 633.11 « 324»: 631. 527 Жемела Г. П. Основные проблемы селекции на качество зерна пшеницы озимой (Triticum aestivum L.) // Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. - К., 2008. - № 7.
Описано проблемные вопросы селекции пшеницы озимой на качество зерна, а именно: как создать у гибридных растений нужные технологические качества, интенсифицировать накопление белка и клейковины в зерне, улучшить их качество и наследственно закрепить его в сортах. УДК 633.11 «324»: 631.527 Zhemela Н. The problems of winter wheat (Triticum aestivum L.) selection for grain quality// Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. - К., 2008. - № 7.
The problems concerning selection of winter wheat and grain quality have been studied. It has found out the regularity of formation of technological values required in hybrid plants; questions of intensification of protein and gluten producing in grain; questions of their quality and inheritability in varieties.
Key words: winter wheat, mass of 1000 seeds, protein and gluten contain, sedimentation, flour power, bread volume, heredity, selection steps, falling time.
