Результаты селекции озимой ржи на качество зерна в Самарском НИИСХ | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Спецвыпуск

Опубликовано в Молодой учёный №22 (102) ноябрь-2 2015 г.

Дата публикации: 17.11.2015

Статья просмотрена: 54 раза

Библиографическое описание:

Бишарев А. А. Результаты селекции озимой ржи на качество зерна в Самарском НИИСХ // Молодой ученый. — 2015. — №22.2. — С. 18-21. — URL https://moluch.ru/archive/102/23421/ (дата обращения: 21.10.2018).



 

Признаками высокого качества зерна озимой ржи считаются крупнозерность, высокая натура и устойчивость к прорастанию зерна «на корню». Допущенные к использованию в Среднем Поволжье сорта недостаточно устойчивы к прорастанию зерна в колосе, что в отдельные годы (в 2003 и 2007 гг. «число падения» составило 66-109 с.) приводит к активизации амилолитических ферментов и снижению хлебопекарных свойств муки. Из проросшего зерна получается хлеб с очень сырым мякишем. Создание новых высококачественных сортов с высокой адаптивностью и устойчивостью к прорастанию зерна в колосе является важной задачей селекции [1, с. 21].

По современным представлениям, хлебопекарные качества зерна ржи определяются состоянием его углеродно-амилазного комплекса. Поэтому при селекции ржи на улучшение хлебопекарных свойств главная задача состоит в оптимизации основных параметров этого комплекса, с тем чтобы обеспечить высокую устойчивость к прорастанию зерна в колосе. В первую очередь это достигается созданием сортов с низкой активностью фермента альфа-амилазы и высоким числом падения [3, с. 226]. Межсортовые различия по устойчивости к прорастанию зерна в колосе указывают на возможность улучшения этого признака методами гибридизации и отбора.

Материал и методика

 Материалом для исследований служили 27 образцов озимой ржи коллекции ВНИИР, выделившихся по зимостойкости, устойчивости к полеганию, продуктивности и качеству зерна, а также 6 гибридных комбинаций полученных нами при скрещивании лучших сортоообразцов по продуктивности и качеству зерна. Для скрещивания были взяты в качестве материнской формы сорта: Безенчукская 87, Саратовская 6, а в качестве отцовской форм сорта: Безенчукская 88, Альфа, Otello 3.

Фенологические наблюдения и учеты проводили в соответствии с методическими указаниями [5].

В лабораторных условиях по выборке из 45 растений, взятых в 3-х повторениях, определяли высоту растений и элементы структуры урожая (продуктивный стеблестой, число зерен в колосе, масса зерна с одного колоса, масса зерна с растения, масса 1000 зерен). Амилолитическую оценку зерна проводили по общепринятой методике [6].

Экспериментальные данные обрабатывали методами дисперсионного и корреляционного анализов с определением экологической пластичности, стабильности, гомеостатичности, а также степени доминирования [2; 4, с. 124-128; 7, с. 111-116; 8, с. 36-40].

Результаты и обсуждения

В питомнике исходного материала дана оценка коллекции ВНИИР и выявлены сортообразцы, сочетающие в своем генотипе наибольшее количество положительных признаков и свойств.

За годы (2000-2002 гг.) изучения коллекционного материала озимой ржи в условиях Среднего Поволжья наибольшую зерновую продуктивность (урожай зерна с 1 м², масса зерна с колоса, масса 1000 зерен) имели районированные сорта Безенчукская 87 и Саратовская 6. По числу зёрен в колосе (55,2 шт.) выделился сорт Безенчукская 88. По «числу падения» достоверно превышали стандарт Безенчукскую 87 сорта Otello 3, Безенчукская 88 и Альфа (195-214 с.).

Для планирования селекционной работы – важную роль играет подбор исходного материала на основе изучения адаптивности вовлекаемых в скрещивания сортов. В связи с этим было изучено влияние факторов среды на активность альфа-амилазы, которое зависит от генетического состава сорта и от интенсивности влияния условий среды.

Проблема повышения экологической пластичности сортов озимой ржи приобретает особую актуальность в своеобразных условиях Среднего Поволжья (чередование благоприятных и засушливых лет, неравномерное распределение осадков за период вегетации).

Изучение адаптивности сортов озимой ржи по активности α-амилазы позволило выявить сорта с высокими адаптивными свойствами. Это сорта Безенчукская 88, Альфа и Otello 3, которые сохраняли высокое качество зерна в лимитированных погодных условиях. Что подтверждается линией регрессии на уровне или ниже единицы (bi = 1,01-0,85), низким коэффициентом вариации (19,6-23,2 %), высокими показателями стабильности (St = 2,96-4,20) и гомеостатичности (Hom = 10,5-14,2) (табл. 1).

Таблица 1

Адаптивность сортов озимой ржи по активность альфа-амилазы, 2000-2002 гг.

Сорт

Параметры

xi, с.

bi

CV,%

Sidi

St

Hom

Безенчукская 87

Саратовская 6

Безенчукская 88

Альфа

Otello 3

150

151

203

195

214

1,10

1,30

1,01

0,85

0,99

33,1

38,6

23,2

19,6

20,9

1,1

11,8

51,3

2,4

76,8

-2,12

-1,73

4,20

2,96

5,54

5,3

3,6

10,5

14,2

13,0

Выделившиеся источники с низкой активностью α-амилазы - Безенчукская 88, Альфа, Otello 3 (Hl), были включены в межсортовые скрещивания с сортами степной экологической группы: Безенчукская 87 и Саратовская 6.

В ходе исследований было установлено, что по устойчивости к прорастанию зерна в колосе у четырех гибридных комбинаций в F1 отмечено промежуточное наследование этого признака (табл. 2). В комбинации Безенчукская 87 х Альфа наследование шло по типу полного доминирования, а в комбинации Саратовская 6 х Альфа наблюдалось промежуточное наследование с уклонением в сторону родительской формы с более высокой активностью α-амилазы.

Таблица 2

Характер наследования признака «число падения» в F1, 2001 г.

Комбинация

«Число падения», с.

Нр

F1

Безенчукская 87 х Безенчукская 88

Безенчукская 87 х Альфа

Безенчукская 87 х Otello 3

Саратовская 6 х Безенчукская 88

Саратовская 6 х Альфа

Саратовская 6 х Otello 3

НСР0,05

129

129

116

131

131

131

13

157

178

155

156

144

142

13

169

180

179

169

180

147

13

0,40

0,92

0,24

0,32

-0,47

0,37

-

 

При изучении гибридных комбинациях F2 низкая активность α-амилазы отмечена комбинациях Саратовская 6 х Otello 3, Безенчукская 87 х Otello 3, Безенчукская 87 х Альфа, Безенчукская 87 х Безенчукская 88 (142-192 с.), которые по признаку «число падения» значимо превышали стандарт Безенчукскую 87. В гибридных комбинациях наблюдался интенсивный формообразовательный процесс с появлением рекомбинантных генотипов, сочетающих высокую продуктивность (масса зерна с растения - 12,7-14,1 г, масса зерна с колоса - 1,81-1,92 г, масса 1000 зерен - 31,4-33,2 г) с низкой активностью α-амилазы («число падения» – 147-192 с.). Независимый характер наследования гибридами низкой амилолитической активности зерна свидетельствует о сложной генетической природе этого признака и существовании возможностей комбинационной селекции.

Для того, чтобы определить селекционную ценность гибридных популяций необходимы знания закономерностей варьирования и взаимосвязей активности α-амилазы в определенной экологической нише, что даст возможность оценить пластичность сорта по этому признаку и внести изменения в практику отбора.

Вариабельность по амилолитической активности у гибридов третьего поколения и родительских форм (CV = 13,9-34,5 %) находилась на уровне средних и выше средних значений. Это свидетельствует о том, что основное влияние на активность альфа-амилазы оказывает в большей степени не генотип, а средовые эффекты. Анализируя меру разброса этого признака (93-301 с.) в вариационном ряде, выявлены положительные трансгрессивные формы в комбинациях Саратовская 6 х Альфа и Безенчукская 87 х Альфа, что позволяет вести отбор на устойчивость к прорастанию зерна в колосе внутри гибридных популяций (табл. 3).

Таблица 3

Изменчивость активности α-амилазы в гибридных популяциях F3 озимой ржи, 2003 г.

Родительская форма, гибридная популяция

Количество

растений,

шт.

«Число падения», с.

CV,%

x±m

lim

размах

варьи-рования

Безенчукская 87 – ст.

30

135±8,5

83-227

144

34,6

Саратовская 6

29

130±5,5

97-298

201

22,9

Otello 3

28

188±12,3

112-355

243

34,5

Альфа

31

167±9,4

91-281

190

31,2

Безенчукская 88

25

160±6,8

123-253

130

21,3

Саратовская 6 х Otello 3

27

174±11,5

105-306

201

34,3

Безенчукская 87 х Otello 3

24

194±9,2

92-305

213

23,2

Саратовская 6 х Альфа

25

147±6,4

106-301

195

22,2

Безенчукская 87 х Альфа

26

171±10,9

93-291

198

32,4

Саратовская 6 х Безенчукская 88

23

173±9,8

112-271

159

30,3

 

В процессе изучения гибридов F3 установлено, что между зерновой продуктивностью и высотой растений практически во всех группах гибридных популяций отсутствует взаимосвязь (r = -0,041…0,245). В ходе исследований выявлено, что между активностью α-амилазы и элементами продуктивности нет значимых связей (r = -0,390…0,385) и следовательно, возможен отбор высокопродуктивных растений с низкой активностью α-амилазы.

Исходя из того, что исходные гибридные популяции обладали достаточной генетической изменчивостью, в 2005 году проведен отбор по «числу падения» на уровне отдельных растений. Отбор проводили по комплексу признаков (высота растений – 100-115 см., масса 1000 зерен – 28,8-44,7 г, «число падения» – 144-174 с., высокий процент перезимовки и выравненность стеблестоя). Выделившиеся растения были высеяны в питомнике общего переопыления. В дальнейшем в сформированной гибридной популяции (ГК-38) было проведено два цикла отборов на высокое «число падения» в сочетании с отбором на высокую продуктивность, для чего использовали метод резервов.

Переданный в 2010 году на Государственное испытание сорт Безенчукская 110 (ГК-38) превосходил по «числу падения» стандарт на 55 с., а также отличался по температуре клейстаризации крахмала и объему хлеба (табл. 4). Сорт Безенчукская 110 характеризуется высокой зимостойкостью. Обладает высокой и стабильной продуктивностью, средний урожай зерна за 2010-2014 гг. составил 38,3 ц/га, что на 3,4 ц выше, чем у стандарта Безенчукская 87.

Таблица 4

Сравнительная оценка сортов Безенчукская 87 и Безенчукская 110, 2010-2014 гг.

Сорта

Урожайность, ц/га

Масса 1000 зерен, г

Число падения, с.

Амило-грамма, е.а.

Температура клейстари-зации, ˚С

Объем хлеба, см³

Безенчукская 87

34,9

28,9

211

643

46,5

577

Безенчукская 110

38,3

27,5

266

700

49,6

613

 

Заключение

Таким образом, установлено, что сорта Безенчукская 88, Альфа, Otello 3 являются донорами низкой активности α-амилазы.

Отсутствие тесной взаимосвязи между активностью α-амилазы и элементами продуктивности дает возможность совмещать в одном генотипе высокие показатели продуктивности с высокими хлебопекарными качествами зерна.

Определены оптимальные параметры высоты растений, массы 1000 зерен и «числа падения», селектируемых популяций для зоны Среднего Поволжья.

Создан и передан на Государственное сортоиспытание сорт Безенчукская 110 сочетающий высокую урожайность и качество зерна.

 

Литература:

  1. Гончаренко, А.А. Производство и селекция озимой ржи в Российской Федерации // Озимая рожь: селекция, семеноводство, технологии и переработка: Материалы Международной научно-практической конференции. – Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2003. – С. 16-26.
  2. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта. – М., 1985. – 336 с.
  3. Гончаренко, А.А. Актуальные вопросы селекции озимой ржи//М., 2014. – 369 с.
  4. Мартынов, С.П. Оценка экологической пластичности сортов с.-х. культур // С.-х. биология. – 1989. - № 3. – С. 124-128.
  5. Методические указания по изучению мировой коллекции ржи / Под ред. В.Д. Кобылянского. – Л., 1973. – 23 с.
  6. Методические указания по изучению технологических свойств ржи, ячменя, проса и картофеля / Под. ред. В.И. Комарова. – Л., 1976. -22 с.
  7. Хангильдин, В.В. О принципах моделирования сортов интенсивного типа // Генетика количественных признаков с.-х. растений. – М., 1978. – С. 111-116.
  8. Eberehart S.A., Russel W.A. Stability parameters for comparing varieties // Crop Sci. – 1966. – V. 6. - № 1. – P. 36-40.
Основные термины (генерируются автоматически): прорастание зерна, озимая ржа, сорт, Альфа, масса зерна, колос, комбинация, качество зерна, высота растений, активность альфа-амилазы.


Похожие статьи

Селекция озимой ржи в Самарском НИИСХ на улучшение...

прорастание зерна, озимая ржа, качество зерна, семья, сорт, колос, Альфа, урожай зерна, масса зерна, комбинация.

Ценные хозяйственные признаки образцов озимой мягкой пшеницы

На орошаемых участках территорий вес зёрен мягкой озимой пшеницы составило 39-44 граммов (1000 шт).

Устойчивость к бурой ржавчине в F1 пшеницы мягкой озимой, созданных с участием сортов носителей пшенично-ржаных транслокаций.

Изучение и оценка по признакам морозостойкости и скороспелости...

Масса 1000 зерен у исследуемых образцов варьировалась от 34,3 гр до 39,4 гр. (таблица 2).

высота растения. продуктивная кустистость. длина колоса. число колосков вколосе.

масса зерна срастения. Масса 1000 зерен, гр. Урожайность, ц/га.

Влияние исходного материала для селекции мягкой яровой...

При оценке качества зерна сортов яровой пшеницы, в нашем исследовании определяли: массу 1000 зерен, стекловидность, показатель седиментации в уксусной кислоте (по А. Я. Пумпянскому)...

Селекционное улучшение озимой пшеницы по признаку...

массовая доля белка, озимая пшеница, зерно, сорт, величина признака, сильная пшеница, высота растений, минимальная величина, адаптивный потенциал сортов, ICARDA.

Влияние засухи на формирование элементов структуры урожая...

колос, длина колоса, масса зерна, озимая пшеница, сорт, масса колоса, зерно, колосок, условие засухи, сильная интенсивность.

Влияние различных типов засухи на урожайность сортов озимой...

озимая пшеница, сорт, натурная масса зерна, засуха, период налива зерна, тип засух, абиотический стресс, масса, Жемчужина Поволжья, условие засухи.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Селекция озимой ржи в Самарском НИИСХ на улучшение...

прорастание зерна, озимая ржа, качество зерна, семья, сорт, колос, Альфа, урожай зерна, масса зерна, комбинация.

Ценные хозяйственные признаки образцов озимой мягкой пшеницы

На орошаемых участках территорий вес зёрен мягкой озимой пшеницы составило 39-44 граммов (1000 шт).

Устойчивость к бурой ржавчине в F1 пшеницы мягкой озимой, созданных с участием сортов носителей пшенично-ржаных транслокаций.

Изучение и оценка по признакам морозостойкости и скороспелости...

Масса 1000 зерен у исследуемых образцов варьировалась от 34,3 гр до 39,4 гр. (таблица 2).

высота растения. продуктивная кустистость. длина колоса. число колосков вколосе.

масса зерна срастения. Масса 1000 зерен, гр. Урожайность, ц/га.

Влияние исходного материала для селекции мягкой яровой...

При оценке качества зерна сортов яровой пшеницы, в нашем исследовании определяли: массу 1000 зерен, стекловидность, показатель седиментации в уксусной кислоте (по А. Я. Пумпянскому)...

Селекционное улучшение озимой пшеницы по признаку...

массовая доля белка, озимая пшеница, зерно, сорт, величина признака, сильная пшеница, высота растений, минимальная величина, адаптивный потенциал сортов, ICARDA.

Влияние засухи на формирование элементов структуры урожая...

колос, длина колоса, масса зерна, озимая пшеница, сорт, масса колоса, зерно, колосок, условие засухи, сильная интенсивность.

Влияние различных типов засухи на урожайность сортов озимой...

озимая пшеница, сорт, натурная масса зерна, засуха, период налива зерна, тип засух, абиотический стресс, масса, Жемчужина Поволжья, условие засухи.

Задать вопрос