Качество зерна тетраплоидной пшеницы Triticum timopheevii (Zhuk.) Zhuk.

Аннотация

Цель исследований. Определение содержания белка и каротиноидных пигментов, общей антиоксидантной активности, уровня микроэлементов в зерне T. timopheevii и производительности и технологических показателей зерна T. timopheevii.

Материалы и методы. Образцы T. timopheevii для исследований были получены из коллекции Национального центра генетических ресурсов растений Украины. Почва - типичный чернозем. Сорта, которые были использованы для сравнения, выращивались на одном поле с T. timopheevii с применением одинаковых агротехнологий. Для изучения было использовано зерно, собранное в 2015, 2016 и 2017 (годы с различными погодными условиями). Содержание белка определяли по методу Кьельдаля. Уровень каротиноидных пигментов оценивали в экстрагированных ацетоном фракциях методом спектрофотометрии. Общую антиоксидантную активность исследовали с помощью анализа с использованием стабильного свободного радикала DPPH. Содержание железа, цинка и меди определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Натура и стекловидность оценивались в соответствии с утвержденными методиками. Твердость зерна определялась на твердомере YPD-300 (измеряет силу, которую необходимо приложить для разрушения зерновки, в Ньютонах) методом, разработанным А.В. Ярошем и др.

Результаты и обсуждение. Содержание белка в зерне T. timopheevii составил 18,2–16,5 %, в зависимости от года, что является достаточно высоким, поскольку качественное зерно твердой пшеницы содержит 15–18 % белка. Зерно T. timopheevii накапливало 18,2 % белка, когда сумма осадков была 26 и 39 мм в период развития зеленой массы и налива зерна соответственно. Повышение суммы осадков было связано со снижением содержания белка, хотя этот вид предпочитает влажные условия. Это можно объяснить недостаточным дренированием почвы, поскольку почва в месте выращивания умеренно глинистая со средним дренированием, а T. timopheevii хорошо чувствует себя на хорошо дренированных почвах. Общая антиоксидантная активность в зерне T. timopheevii составляла 618,2 экв. хлорогеновой кислоты в 2017 г., снижаясь в другие годы исследования, что выше, чем в зерне сорта пшеницы твердой Спадщина, созданном в Институте растениеводства им. В.Я. Юрьева НААН (525,4±38,9 экв. хлорогеновой кислоты / г семян). Максимальное содержание каротиноидов в годы с минимальной суммой осадков во время развития пшеницы может быть обусловлено усилением неспецифической защиты от стресса. Содержание каротиноидных пигментов в зерне T. timopheevii был средним: 2,72–3,54мг/кг. Поскольку считается, что высококачественные макароны ярко-желтого цвета можно изготавливать из зерна, содержащего не менее 5,5 мг/кг каротиноидов, этот вид нельзя считать висококаротиноидним. Зерно исследуемых образцов T. timopheevii содержит 39,27–55,90 мг/кг железа, что значительно превышает уровень железа в коммерческих сортах твердой пшеницы и сравнимо с содержанием железа в зерне польской полбы (49 мг/кг) и примерно в зерне сорта Голиковська, созданном в Институте растениеводства им. В.Я. Юрьева НААН (40 мг/кг). В целом содержание железа меняется параллельно с содержанием белка, что было ожидаемо, поскольку данные литературы свидетельствуют о том, что ген grainproteincontent (GPC-B1) также контролирует накопление Fe и Zn в зерне. Зерно T. timopheevii содержит 36,33–41,04 мг / кг цинка, что можно сравнить с коммерческой твердой пшеницей и нашим сортом полбы Голиковська (около 31,0 мг/кг) и несколько ниже, чем в зерне полбы в других работах. Вариации в уровнях белка, железа и цинка могут быть обусловлены изменениями в погодных условиях во время ключевых периодов развития растений. Связь содержания цинка с погодными условиями была подобной ситуации с содержанием белка и железа и погодными условиями. Зерно T. timopheevii содержит 1,86–4,46 мг / кг меди в разные годы. Такой уровень, с одной стороны, может удовлетворить потребность организма человека, а с другой стороны, значительно ниже предельно допустимой концентрации. Содержание меди было максимальным в годы, когда средняя температура воздуха на этапах развития зеленой массы и налива зерна была относительно низкой: 16,3 и 20,3  С соответственно. Повышение температуры до 19,1–19,6  С и к 22,6–923,1  С соответственно, было связано с меньшим содержанием меди. В отличие от содержания железа и цинка, мы не наблюдали взаимосвязи между содержанием меди и количеством осадков.

Мы также изучали элементы производительности и технологические параметры Т. timopheevii. Масса 1000 зерен составила 34,29 г, что означает, что T. timopheevii имеет зерно среднего размера. Натура составляла 846 г/л, что является достаточно высоким показателем, поскольку зерно I класса имеет натуру ≥750 г/л. Стекловидность была высокой – 100 %, что является ценным признаком для более качественного помола зерна. Твердость зерна T. timopheevii составляла 286 N. Мы можем считать, что 286 N, определенная на твердомере YPD-300, соответствует примерно HI 68. Это означает, что T. timopheevii, вероятно, относится к твердым пшеницам в соответствии с классификацией Haraszi и др.

Выводы. Наши результаты показали, что 1) T. Timopheevii имеет зерно среднего размера; 2) T. timopheevii характеризуется высокой антиоксидантной активностью, достаточным содержанием железа и цинка, сбалансированным содержанием меди, а также исключительно высокой стекловидностью и высокой твердостью зерна; 3) T. timopheevii нельзя отнести к высококаротиноидным видам.