Изучение элементов структуры урожая и качества зерна у глиадиновых биотипов сортов яровой мягкой пшеницы

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы имени В.В. Докучаева

Изучение элементов структуры урожая и качества зерна у глиадиновых биотипов сортов яровой мягкой пшеницы

Пшеничная И.А., к.с.-х.н., с.н.с.

Денисова Е.А., лаборант-исследователь

Россия, Воронежская область, Каменная Степь

Аннотация

В статье изложены результаты изучения отдельных элементов структуры урожая и качества зерна глиадиновых биотипов трех сортов яровой мягкой пшеницы: Черноземноуральская 2, Воронежская 18 и Воронежская 20, созданных в Центрально-Черноземном селекцентре. Глиадиновые биотипы у сортов идентифицировали при помощи электрофоретического анализа запасных белков в полиакриламидном геле, с использованием Методики ВИР. Изучение выделенных биотипов по элементам структуры урожая и качеству зерна осуществляли на материале зерна, размноженного на ручных посевах в поле. В результате исследований установлена разнокачественность глиадиновых биотипов, выявлена их связь с комплексом хозяйственно-ценных признаков. Выделены биотипы яровой пшеницы, характеризующиеся высоким качествам зерна. Результаты исследований целесообразно учитывать в селекционной работе для повышения генетического разнообразия при создании высококачественных сортов.

Ключевые слова: яровая мягкая пшеница, сорт, глиадиновый биотип, структура урожая, качество зерна.

Актуальность

В настоящее время во многих странах мира широко используется идентификация сортов пшеницы, ячменя и других злаковых культур методом электрофореза запасных белков эндосперма семян. Преимущество белка, как генетического маркера, связано с тем, что белок является первичным и непосредственным продуктом генетической системы. Белки в наименьшей мере подвержены фенотипической изменчивости и, соответственно, обладают хорошо выраженной биологической специфичностью [1-3]. Запасные белки семян высокополиморфны и дают возможность идентифицировать генофонд сортов, анализировать сортовые, гибридные и естественные популяции. Важной особенностью является то, что аллельные варианты белков служат эффективными маркерами генетических систем, определяющих выраженность количественных признаков [4]. Все это позволяет успешно использовать полиморфизм белка для осуществления идентификации генотипов, сортов в ходе селекции и в процессе семеноводства.

Методика. Материалом для исследований служили 3 сорта яровой мягкой пшеницы Черноземноуральская 2, Воронежская 18 и Воронежская 20, созданные в Центрально-Черноземном селекцентре. Идентификация глиадиновых биотипов у сортов яровой пшеницы проводилась методом электрофореза в полиакриламидном геле (ПААГ) по методике ISTA[5]. Электрофорез осуществляли на приборах для вертикального электрофореза фирмы «Хийу Калур» в 6,5% полиакриламидном геле. По каждому сорту анализировалось 100 зерновок, отобранных с разных растений. Регистрация компонентов электрофоретических спектров осуществлялась на основе эталонного спектра с разделением компонентов на б-, в-, г-, щ- глиадины. Оставшееся зерно с каждого колоса высевалось на отдельных делянках ручными сажалками по схеме 5Ч20 см. Закладка полевых опытов проводилась по Доспехову, обработка статистических результатов - общепринятыми методами, с использованием компьютерных программ Excel, Statistica. Определение белка и клейковины осуществляли на приборе «Спектран 119М», натура определялась по ГОСТР 54895-2012.

Результаты исследований. Изучение запасного белка яровой мягкой пшеницы в полиакриламидном геле позволило выделить у сортов Черноземноуральская 2 и Воронежской18 до пяти глиадиновых биотипов (табл.1). Многообразие глиадина Черноземноуральской 2 сопряжено с наличием, отсутствием и разной экспрессией отдельных компонентов б-, в-, г- и щ- фракций. Значительное различие биотипов Воронежской 18 связано в основном с б-глиадинами. Необходимо отметить, что отличительной особенностью типичных биотипов яровой мягкой пшеницы Воронежская20 в г глиадинах, сопряжены с экспрессией 4 компонента, при этом в щ зоне различия связаны с субкомпонентами щ34679.

Таблица 1

Белковые формулы глиадина яровой мягкой пшеницы

Примечание - слабые компоненты представлены подчеркнутой цифрой, средние - обычной цифрой, сильные - жирным шрифтом, смещение компонента к катоду или аноду обозначается индексом возле цифры.

Размноженные в полевых условиях растения, представленных выше глиадиновых биотипов яровой мягкой пшеницы, анализировали по структуре урожая. Биотипы изучали по высоте растений, числу зерен в колосе и массе зерна с колоса. генетический глиадиновый биотип яровой пшеница

Данные, представленные в таблице 2, показывают, что наибольшее варьирование элементов структуры урожая отмечается у биотипов Черноземноуральской 2 и Воронежской 18. Для исходного сорта (St) характерна минимальная высота растений (53,0+1,43 см), максимальная высота (58,0+1,52 см), которая сопровождается с максимальным числом зерен (35,8+ 2,10; 37+6,33 шт.) и массой зерна (0,74 +0,06; 0,77+0,18 г.) с колоса, отмечена у 3 и 5 биотипов. Биотипы 1 и 2 сорта яровой мягкой пшеницы, имеющие преимущество по сравнению с другими биотипами Воронежской 18 по высоте растений (64,0+0,96; 63,4+1,37см)также имели максимальное число зерен (39,8+1,45; 39,6+1,80шт.) и максимальную массу зерна с колоса (0,91+0,06; 0,85+0,07). Следует отметить, что 1 и 2 биотипы Воронежской 20 существенно превышали исходный сорт по высоте растений, числу зерен в колосе и массе зерна с колоса.

Таблица 2

Структура урожая глиадиновых биотипов яровой мягкой пшеницы, 2018 г.

Качество зерна глиадиновых биотипов различных сортов яровой пшеницы изучали по следующим показателям: натура зерна, содержание белка и клейковины. Установлено, что биотипы яровой пшеницы значительно отличались от стандарта (сорт не разложенный на биотипы) по натуре зерна. Так 1 биотип Черноземноуральской 2 уступал стандарту по этому показателю на 44 грамма/литр. Первый и четвертый биотипы Воронежской 18 имели преимущество по сравнению со стандартом на 64 и 93г/литр соответственно (табл.3). Отмечено, что первый биотип Воронежской 20 превосходил стандарт на 34 грамма/литр. У биотипов Черноземноуральской 2 наблюдается варьирование содержания белка в зерне от 12,6% (5 биотип) до 17,6%(1 биотип). Необходимо отметить, что биотипы Воронежской 18 значительно уступали вышеназванному сорту по содержанию белка и клейковины в зерне. По этим показателям лидировал 5 биотип Воронежской 18, который превышал стандарт по содержанию белка на 1,4% , клейковины на 5,2%. Стандарт Воронежской 20 и 1 биотип этого сорта превосходили 2 биотип по содержанию белка на 0,6% и клейковины в зерне более чем на 3%.

Таблица 3

Качество зерна глиадиновых биотипов различных сортов яровой мягкой пшеницы (2018год)

Заключение

В результате этой работы была установлена разнокачественность глиадиновых биотипов, которую важно учитывать в селекционной работе для повышения генетического разнообразия при создании высококачественных сортов.

Список литературы

1. Конарев В.Г. Белки растений как генетические маркеры / В.Г. Конарев // М.: Колос, 1983. - 320с.

2. Конарев В.Г. Морфогенез и молекулярно - биологический анализ растений / В.Г. Конарев // СПб.: ВИР, 2001. - С.172-195.

3. Конарев А.В. Использование молекулярных маркеров в решении проблем генетических ресурсов растений и селекции / А.В. Конарев // Аграрная Россия. - 2006. - №6. - С. 4-22.

4. Созинов А.А. Полиморфизм белков и его значение в генетике и селекции / А.А. Созинов // М.: Наука, 1985.- 327с.

5. ISTA Rules.1986. - 354 с.

Размещено на allbest.ru