DOI: https://doi.org/10.30835/2413-7510.2015.57341

Нові підходи в селекції жита озимого на якість зерна

А. А. Гончаренко, С. А. Ермаков, А. В. Макаров, Т. В. Семенова, В. Н. Точилин, О. А. Крахмалева, А. В. Осипова, Е. Н. Лазарева, Н. А. Яшина

Анотація


Вступ. Зерно жита озимого традиційно використовується для виробництва хліба, спирту, крохмалю, солоду, але дуже мало для годування тварин. З цієї причини щорічно значна частина одержаного урожаю жита залишається незатребуваною, що не стимулює зростання її виробництва.

Це обумовлено тим, що жито порівняно з іншими зерновими культурами містить відносно багато не крохмальних полісахаридів (пентозанів) які є небажаними в кормовому відношенні, оскільки порушують процес травлення у тварин, знижують перетравлюваність поживних речовин корму і негативно впливають на їх продуктивність.

Загальний вміст пентозанів в зерні жита на міжсортовому рівні має слабке варіювання (9,2–11,5 %), проте на їх експресію істотно впливають екологічні чинники. Основним структурним компонентом некрохмальних полісахаридів є п’ятивуглецеві цукри – арабіноза і ксилоза (у т. ч. арабіноксилани – АК), здатні утворювати високов'язкі водні розчини при відносно низькій концентрації.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є оцінка ефективності 9-кратного дивергентного добору за ознакою ВВЕ, досідження сортової специфіки в реакції на добір, вивчення ступеню асиметричності селекційного зрушення і визначення його корелятивного впливу на технологічні та хлібопекарські якості зерна.

Матеріал і методика. Вихідним матеріалом для добору за ВВЕ були сорти популяцій жита озимого Альфа і Московська 12.

Обговорення результатів. Встановлено, що потенціал в'язкості водного екстракту знаходиться в прямій залежності від вмісту водорозчинних АК в зерні жита (r=0,97), в зв'язку з чим він може бути непрямим індикатором їх кількісного вмісту. Виявилося, що в'язкість водного екстракту негативно (r=-0,82) корелює з перетравністю білка у щурів, а додавання до раціону ферментів ксиланази і арабінозідази, які сприяють деполімерізації АК, усуває шкідливий ефект житнього компоненту корму, причому ефект від добавки ферментів тим більше, чим менше міститься зерна жита в раціоні.

Отже, для поліпшення кормової цінності зерна жита необхідно вести цілеспрямовану селекцію на низький зміст АК з тим, щоб забезпечити низьку в'язкість житнього корму в шлунку тварин. Вважається, що такі сорти жита успішно конкуруватимуть з тритікале. Деякі дослідники вважають, що молекулярна структура водорозчинних АК виконує важливішу роль, ніж їх кількісний зміст.

Після дев’яти циклів добору дивергентні популяції з сорту Альфа за ознакою ВВЕ розрізнялися між собою в 7,2 рази, а популяції з сорту Московська 12 – в 12,3 рази. Причиною такої неоднозначної сортової реакції на добір могли бути початкові відмінності за рівнем фенотипової дисперсії ознак, що селектуються у вихідних сортів.

Висновки. Внутрішньопопуляційний добір контрастних за показниками в'язкості генотипів через корелятивні реакції зумовив сильну дивергенцію популяцій за ознаками якості зерна. У цьому плані багатократний дивергентний добір за ВВЕ можна рекомендувати як ефективний метод селекції жита озимого на цільове використання.


Ключові слова


жито озиме; дивергентний добір; в'язкість водного екстракту; хлібопекарська якість

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Bogdanov, GA. Domestic animal feeding. Мoscow: Аgropromizdat; 1990. 624 p.

Karlsson R. Pentosans in rye. Sveriges Utsadesforenings Tidskrift. 1988; 98: 213–225.

Rakowska M. The nutritive quality of rye. Vortr. Pflanzenzucht. 1996; 35: 85–95.

Weipert D. Pentosans as selection traits in rye breeding. Vortr. Pflanzenzucht. 1996; 35: 109–119.

Boros D, Bedford MR. Influence of water extract viscosity and exogenous enzymes on nutritive value of rye hybrids in broiler diets. J. Animal and Food Sciences. 1999; 8: 579–587.

Madej L, Raczynska-Bojanowska K, Rybka K. Variability of the content of soluble noningestible polysaccharides in rye inbred lines. Plant Breed. 1990; 104(4): 334–339.

Goncharenko AA. Prospects of improvement of the nutritional value of rye grain by breeding methods. Dostizhenya nauki I tekhniki APK. 2012; 11: 7–10.

Saastomoinen M, Plaami S, Kumpulainen J. Pentosan and β-glucan content of Finnish winter rye varieties as compared with rye of six other countries. J. of Cereal Science. 1989; 10(3): 199–207.

Bengtsson S, Aman P. Isolation and chemical characterization of water-soluble arabinoxylans in rye grain. Carbohydrate Polymers. 1990; 12(3) ; 267–277.

Boros D, Marquardt RR, Slominski BA, Guenter W. Extract viscosity as an Indirect Assay for water-soluble Pentosan Content in Rye. Cereal Chem. 1993; 70(5): 575–580.

Rybka K, Boros D, Rachynska-Bojanowska K. Rakowska M, Sawicka-Zukowska R, Jedrychowska B. Viscosity of rye grain components. Molecular Nutrition and Food Research. 1988; 32(8): 723–804.

Madej L. Breeding approarch to the improvement of feeding quality of rye grain. Hod. Rosl., Aklimat. i Nasienn. 1994; 38 (5): 91–94.

Cyran MR, Ceglinska A. Genetic variation in the extract viscosity of rye (Secale cereale L.) bread made from endosperm and wholemeal flour: impact of high-molecular-weight arabinoxylan, starch and protein. J. Sci. Food Agric. 2011; 21(3): 469–479.

Campbell GL, Teitge DA, Classen HL. Genotypic and environmental differences in rye fed to broiler chicks with dietary pentosanase supplementation. Can. J. Anim. Sci. 1991; 71: 1241–1247.

McLeod JG, Gan Y, Scoles GJ, Campbell GL. Extract viscosity and feeding quality of rye. Vortr. Pflanzenzucht. 1996; 35: 97–108.

Kucerova J. Effects of lokation and year on technological quality and pentosan content in rye. Czech J. Food Science. 2009; 27: 418–424.

Kolasinska I, Boros D, Madej L, Cygankiewich A. Quantitative characteristic of rye inbred lines. Proceeding of the EUCARPIA Rye Meeting; 2001 Juli 4–7; Radzikow, Poland. P. 315–318.

Jurgens H-U, Jansen G, Wegener CB. Characterization of several rye cultivars with respect to arabinoxylans and extract viscosity. J. of Agricultural Science. 2012; 4(5): 1–12.

Timoshchenko AS, Goncharenko AA, Lazareva EN. Adaptation of a rotary viscometer VT5L / R to determine the relative viscosity of aqueous extract of winter rye grain meal. Selskokhoziaystvennaya biologya. 2008; 5: 110–115.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Богданов, Г. А. Кормление сельскохозяйственных животных [Текст] / Г. А. Богданов // М.: Агропромиздат. – 1990. – 624 с.

2. Karlsson, R. Pentosans in rye [Text] / R. Karlsson // Sveriges Utsadesforenings Tidskrift. – 1988. – V. 98. – Р. 213–225.

3. Rakowska, M. The nutritive quality of rye [Text] / M. Rakowska // Vortr. Pflanzenzucht. – 1996. – V. 35. – P. 85–95.

4. Weipert, D. Pentosans as selection traits in rye breeding [Text] / D. Weipert //Vortr. Pflanzenzucht. – 1996. – V. 35. – P. 109–119.

5. Boros, D. Influence of water extract viscosity and exogenous enzymes on nutritive value of rye hybrids in broiler diets [Text] / D. Boros, M. R. Bedford // J. Animal and Food Sciences. – 1999. – № 8. – Р. 579–587.        

6. Madej L. Variability of the content of soluble noningestible polysaccharides in rye inbred lines [Text] / L. Madej, K. Raczynska-Bojanowska, K. Rybka // Plant Breed. – 1990. – V. 104 (4). – Р. 334–339.

7. Гончаренко, А. А. Перспективы улучшения кормовой ценности зерна ржи методами селекции [Текст] / А. А. Гончаренко // Достижения науки и техники АПК. – 2012. – № 11. – С. 7–10.

8. Saastomoinen, M. Pentosan and β-glucan content of Finnish winter rye varieties as compared with rye of six  other countries [Text] / M. Saastomoinen, S. Plaami, J. Kumpulainen // J. of Cereal Science. – 1989. – V. 10 (3). – Р. 199–207. 

9. Bengtsson, S. Isolation and chemical characterization of water-soluble arabinoxylans in rye grain [Text] / S. Bengtsson, P. Aman // Carbohydrate Polymers. – 1990. – V. 12 (3). – Р. 267–277.

10.Boros, D. Extract viscosity as an Indirect Assay for water-soluble Pentosan Content in Rye [Text] / D. Boros, R. R. Marquardt, B. A. Slominski, W. Guenter // Cereal Chem. – 1993. – V. 70 (5). – Р. 575–580.

11.Rybka, K. Viscosity of rye grain components [Text] / K. Rybka D. Boros, K. Rachynska-Bojanowska, M. Rakowska, R. Sawicka-Zukowska, B. Jedrychowska // Molecular Nutrition and Food Research. – 1988. – V. 32(8). – Р. 723–804.      

12.Madej, L. Breeding approarch to the improvement of feeding quality of rye grain [Text] / L. Madej // Hod. Rosl., Aklimat. i Nasienn. – 1994. – V. 38 (5). – P. 91–94.

13.Cyran, M. R. Genetic variation in the extract viscosity of rye (Secale cereale L.) bread made from endosperm and wholemeal flour: impact of high-molecular-weight arabinoxylan, starch and protein [Text] / M. R. Cyran, A. Ceglinska // J. Sci. Food Agric. – 2011. – 21(3). – P. 469–479.

14.Campbell, G. L. Genotypic and environmental differences in rye fed to broiler chicks with dietary pentosanase supplementation [Text] / G. L. Campbell, D. A. Teitge, H. L. Classen // Can. J. Anim. Sci. – 1991. – V. 71. – P. 1241–1247.

15.McLeod, J. G. Extract viscosity and feeding quality of rye [Text] / J. G. McLeod, Y. Gan, G. J. Scoles, G. L. Campbell // Vortr. Pflanzenzucht. – 1996. – V. 35. – P. 97–108.

16.Kucerova, J. Effects of Lokation and Year on Technological Quality and Pentosan Content in Rye [Text] / J. Kucerova // Czech J. Food Science. – 2009. – V. 27. – P. 418–424.

17.Kolasinska, I. Quantitative characteristic of rye inbred lines [Text] / I. Kolasinska, D. Boros, L. Madej, A. Cygankiewich // Proceeding of the EUCARPIA Rye Meeting, Juli 4–7, 2001. – Radzikow, Poland. – P. 315–318.

18.Jurgens, H.-U. Characterization of Several Rye Cultivars with Respect to Arabinoxylans and Extract Viscosity [Text] / H.-U. Jurgens, G. Jansen, C. B. Wegener // J. of Agricultural Science. – 2012. – V. 4 (5). – P. 1–12.

19.Тимощенко, А. С. Адаптация роторного вискозиметра VT5L/R к определению относительной вязкости водного экстракта зернового шрота озимой ржи [Текст] / А. С. Тимощенко, А. А. Гончаренко, Е. Н. Лазарева // Сельскохозяйственная биология. – 2008. – № 5. – С. 110–115.







Copyright (c) 2015 А. А. Гончаренко, С. А. Ермаков, А. В. Макаров, Т. В. Семенова, В. Н. Точилин, О. А. Крахмалева, А. В. Осипова, Е. Н. Лазарева, Н. А. Яшина

Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN 2413-7510 (Online), ISSN 1026-9959 (Print)