Нові підходи в селекції жита озимого на якість зерна

Автор(и)

  • А. А. Гончаренко Московський науково-дослідний інститут сільського господарства «Немчиновка», Russian Federation https://orcid.org/0000-0002-8436-1086
  • С. А. Ермаков Московський науково-дослідний інститут сільського господарства «Немчиновка», Russian Federation https://orcid.org/0000-0002-8088-8788
  • А. В. Макаров Московський науково-дослідний інститут сільського господарства «Немчиновка», Russian Federation https://orcid.org/0000-0003-4794-7747
  • Т. В. Семенова Московський науково-дослідний інститут сільського господарства «Немчиновка», Russian Federation https://orcid.org/0000-0002-1393-4713
  • В. Н. Точилин Московський науково-дослідний інститут сільського господарства «Немчиновка», Russian Federation https://orcid.org/0000-0001-6078-356X
  • О. А. Крахмалева Московський науково-дослідний інститут сільського господарства «Немчиновка», Russian Federation https://orcid.org/0000-0001-6404-0851
  • А. В. Осипова Московський науково-дослідний інститут сільського господарства «Немчиновка», Russian Federation https://orcid.org/0000-0002-3696-4923
  • Е. Н. Лазарева Московський науково-дослідний інститут сільського господарства «Немчиновка», Russian Federation https://orcid.org/0000-0001-7867-9576
  • Н. А. Яшина Московський науково-дослідний інститут сільського господарства «Немчиновка», Russian Federation https://orcid.org/0000-0001-7867-9576

DOI:

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

Ключові слова:

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

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.

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.

##submission.downloads##

Опубліковано

2015-12-29

Номер

Розділ

МЕТОДИ І РЕЗУЛЬТАТИ СЕЛЕКЦІЇ