Виділення джерел високої твердості зерна тритикале

Автор(и)

  • В. С. Мельник Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр’єва НААН України, Україна
  • С. В. Чернобай Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр’єва НААН України, Україна
  • В. К. Рябчун Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр’єва НААН України, Україна

DOI:

https://doi.org/10.30835/2413-7510.2024.306964

Ключові слова:

тритикале, твердозерність, джерело, генотип, стабільність

Анотація

Реферат: Мета роботи — встановити диференціацію комплексно-цінних зразків тритикале за рівнем твердозерності серед селекційного матеріалу Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва; оцінити рівень мінливості за роками досліджень та вирівняності зразків тритикале за ознакою твердозерність; виділити генотипи з підвищеною твердістю зерна як вихідного матеріалу для продовольчого напрямку селекції тритикале. Дослідження проводили у східній частині Лісостепу України. Визначали твердість зерна 46 комплексно цінних ліній тритикале ярого у 2021 та 2023 рр., а також 330 ліній тритикале ярого та 220 ліній тритикале озимого у 2023 р. Рівень твердості зерна визначали на твердомірі прямої дії YPD-300D. Визначення суттєвості та вірогідності різниць, а також впливу факторів проводили з використанням багатофакторного та однофакторного дисперсійного аналізу. Роки досліджень значно різнились за погодними умовами, що дозволило об’єктивно оцінити вплив умов на прояв твердозерності. У середньому за два роки досліджень рівень твердозерності у 46 зразків ярого тритикале варіював від 110 до 183 Н, що відповідає групам м’якозерні, середньом’якозерні та напівтвердозерні. Більшість зразків тритикале ярого за рівнем твердості зерна належало до групи м’якозерні та середньом’якозерні, Але в окремі роки виділялись дуже м’якозерні та твердозерні зразки. Найбільшу частку внеску у загальну мінливість ознаки мав фактор генотип та умови середовища – 29,9 та 18,6 % відповідно. Значно менший, але вірогідно істотний вплив мала взаємодія факторів генотип-середовище – 8,1 %. Виявлено значну диференціацію зразків за вирівняністю величин твердозерності в межах зразка. Коефіцієнт варіації в межах одного зразка становив 3–50 %. Виділено зразки з високим (V ≤ 10 %), середнім (V = 10–20 %) та низьким (V ≥ 20 %) ступенем однорідності за ознакою твердість зерна. Найбільшу цінність як джерела певного рівня твердості зерна становлять зразки,  стабільні за роками та однорідні за цією ознакою. Виявлено більш стабільні зразки за трьома групами твердості зерна: м’якозерні – ЯТХ 102-23 (V = 4%), ЯТХ 18-23 (V = 6%), ЯТХ 40-23 (V = 7 %), середньом’якозерні – ЯТХ 132-23 (V = 3 %), ЯТХ 11-23 (V = 7 %), ЯТХ 15-23 (V = 10 %) та напівтвердозерні – ЯТХ 108-23 (V = 10 %), ЯТХ 99-23 (V = 13 %). Виділено зразки з підвищеним рівнем твердості зерна та більш стабільним рівнями її прояву, які можуть бути використані в селекції як джерела цієї ознаки. Також зразки зі стабільним проявом твердозерності можуть використовуватись як еталони в межах різних груп твердості. Для пошуку нових генотипів з високим потенціалом твердого зерна у 2023 р. було додатково досліджено рівень твердості зерна на значно ширшому наборі генотипів: 330 ярих та 220 зразків озимих тритикале. Розподіл зразків за групами твердості був подібним серед ярих та озимих форм. Більшу частку складають м’якозерні та середньом’якозерні генотипи (78–80 %). Частка твердозерних зразків становила 3 %, як у ярих так і у озимих форм. У 2023 р., сприятливому для формування високої твердості, найвищу твердозерність серед ярих зразків мали ЯТХ 456-23 (247 H), ЯТХ 139-23 (208 Н), ЯТХ 437-23 (207 Н) та ЯТХ 565-23 (206 Н) та ЯТХ 382-23 (201 Н), а серед озимих – ТХЗ 883-23 (247 Н), ТХЗ 487-23 (212 H), ТХЗ 406-23 (207 Н), ТХЗ 736-23 (205 Н) та ТХЗ 178-23 (202 Н), що відповідає рівню еталонів пшениці твердої або перевищує їх. Усі зразки групи твердозерні показали високу або середню однорідність в межах генотипу (коефіцієнт варіації V = 5–20 %). Виділені зразки, зважаючи на досить високі рівні твердості зерна та вирівняність за цією ознакою, становлять значну селекційну цінність, але потребують подальших досліджень щодо стабільності прояву ознаки за різних умов середовища

Посилання

FAO. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Statistical Databases. 2020. Available from: http://faostat.fao.org/

Chernobai S.V., Riabchun V.K., Melnyk V.S., Kapustina T.B., Nosenko Yu.M., Shchechenko O.Ye., Sheliakina T.A. Characteristics of spring triticale cultivars bred at the Yuriev Plant Production Institute of NAAS. Selektsiia i Nasinnytstvo. 2023. Issue 124. P. 31–44. https://doi.org/10.30835/2413-7510.2023.293848 [in Ukrainian]

Kaszuba J., Kapusta I., Posadzka Z.. Content of Phenolic Acids in the Grain of Selected Polish Triticale Cultivars and Its Products. Molecules. 2021. № 26. Р. 562–572. https://doi.org/10.3390/molecules26030562

Kamanova S., Yermekov Y., Shah K., Mulati A., Liu X., Bulashev B., Toimbayeva D., Ospankulova G. Review on nutritional benefits of triticale. Czech Journal of Food Sciences. 2023. № 41. Р. 248–262. https://doi.org/10.17221/67/2023-CJFS

Zhu F. Triticale: Nutritional composition and food uses. Food Chemistry. 2018. № 241. Р. 468–479. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.09.009

Riabchun V.K., Kapustina T.B., Melnyk V.S., Shchechenko O.Ye. Triticale - new opportunities for stabilization of grain production. Scientific edition. Kharkiv. 2013. 18 p. [in Ukrainian]

Rodríguez-Perez G., Cervantes-Ortiz J.F., Gámez-Vázquez A.J., Reynaga-Franco F.J., Torres-Velázquez J.R., Ávila-Perches M.A. Nutritional value in grains of triticale as an alternative in the food industry. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas. 2023. № 14. Р. 351–362. https://doi.org/10.29312/remexca.v14i3.2870

Li G., He Zh., Peña R.J., Xia X., Lillemo M., Sun Q. Identification of novel secaloindoline-a and secaloindoline-b alleles in CIMMYT hexaploid triticale lines. Journal of Cereal Science. 2006. № 43. Р. 378–386. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2005.12.010

Camerlengo F., Kiszonas A.M. Genetic factors influencing triticale quality for food. Journal of Cereal Science. 2023. № 113. URL: https://doi.org/10.1016/j.jcs.2023.103743

Gasparis S., Orczyk W., Nadolska-Orczyk A. Sina and Sinb genes in triticale do not determine grain hard-ness contrary to their orthologs Pina and Pinb in wheat. Plant Biology. 2013. № 13. Р. 190. https://doi.org/10.1186/1471-2229-13-190

Ramírez A., Pérez G.T., Ribotta P.D., León A.E. The occurrence of friabilins in triticale and their relationship with grain hardness and baking quality. J Agric Food Chem. 2003. № 51 (24). Р. 7176–7181. https://doi.org/10.1021/jf0345853.

Lukaszewski A. Cytogenetically engineered rye chromosomes 1R to improve bread-making quality of hexaploid triticale. Crop Science. 2006. № 46. Р. 2183. https://doi.org/10.2135/cropsci2006.03.0135

Salmanowicz B. CE determination of secaloindoline allelic forms in hexaploid triticale (x Triticosecale Wittmack). J Sep Sci. 2010. № 33 (4-5). Р. 643–650. https://doi.org/10.1002/jssc.200900601.

Kselíková V., Vyhnánek T., Hanáček P., Martinek P. Grain hardness in triticale: a physical and molecular evaluation. Czech J. Genet. Plant Breed. 2020. № 56 (3). Р. 102–110. https://doi.org/10.17221/96/2019-CJGPB

Yarosh A.V., Riabchun V.K., Leonov O.Yu., Didenko S.Yu., Kopytina L.P., Sakhno TV, Sheliakina TA. Method for evaluating grain hardness in winter bread wheat. Henetychni Resursy Roslyn. 2014. No 15. P. 120–131. Available from: http://genres.com.ua/assets/files/15/15.pdf [in Ukrainian]

Erkinbaev Ch., Derksen K., Paliwal J. Single kernel wheat hardness estimation using near infrared hyperspectral imaging. Infrared Physics & Technology. 2019. No 98. Р. 250–255. https://doi.org/10.1016/j.infrared.2019.03.033

Gaines C., Finney P., Fleege L., Andrews L. Predicting a Hardness Measurement Using the Single-Kernel Characterization System. Cereal Chem. 1996. № 73(2). Р. 278–283. Available from: https://www.cerealsgrains.org/publications/cc/backissues/1996/Documents/73_278.pdf

Laskowski J., Lysiak G.. Use of compression behaviour of legume seeds in view of impact grinding prediction. Powder Technology. 1999. № 105. Р. 83–88. https://doi.org/10.1016/S0032-5910(99)00121-7

Rozhkov A.O., Puzik V.K., Kalenska S.M., Puzik L.M., Popov S.I., Muzafarov N.M., Bukhalo V.Ya., Kryshtop Ya.A. Experimentation in agronomy. Book 2. Statistical processing of agronomic research data. Kh.: Maidan, 2016. 342 p. [in Ukrainian]

Bona L, Acs E, Lantos C, Tomoskozi S, Lango B. Human utilization of triticale: technological and nutritional aspects. Commun Agric Appl Biol Sci. 2014. № 79(4). P. 139–152. Available from:https://www.researchgate.net/publication/278331762_Human_utilization_of_triticale_technological_and_nutritional_aspects

Rybalka O.I., Morgun V.V., Morgun B.V., Polyshchuk S.S. Genetic background for breeding of new quality classes of wheat (Triticum aestivum L.) and triticale (× Triticosecale Wittmack). Fiziol. Rast. Genet. 2019. Vol. 51, No 3. P 207–240. https://doi.org/10.15407/frg2019.03.207 [in Ukrainian]

Watanabe E., Arruda K., Kitzberger C. , Scholz M., Coelho A. Physico-chemical properties and milling behavior of modern triticale genotypes. Emirates Journal of Food and Agriculture. 2019. 31(10). P. 752–758. https://doi.org/10.9755/ejfa.2019.v31.i10.2015

Warechowska M., Warechowski J., Wojtkowiak K., Stępień A. Milling quality of spring triticale grain under different nitrogen fertilization. Pol. J. Natur. Sc.2013. № 28 (4). P. 423–435. Available from: https://www.uwm.edu.pl/polish-journal/sites/default/files/issues/articles/warechowska_et_al._2013.pdf

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-06-27

Номер

Розділ

ОРИГІНАЛЬНІ СТАТТІ