Селекция озимой ржи в Самарском НИИСХ на улучшение качества зерна | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Бишарев А. А., Горянина Т. А. Селекция озимой ржи в Самарском НИИСХ на улучшение качества зерна // Молодой ученый. — 2016. — №27.3. — С. 11-13. — URL https://moluch.ru/archive/131/36606/ (дата обращения: 25.05.2018).



Введение. Зерно озимой ржи, получаемое в производственных условиях, не всегда отвечает требованиям, предъявляемым при заготовках его на продовольственные цели. На хлебопекарные свойства ржаной муки большое влияние оказывает состояние углеводно-амилазного комплекса, определяемое активностью α-амилазы. Допущенные к использованию в Среднем Поволжье сорта недостаточно устойчивы к прорастанию зерна в колосе, что в отдельные годы приводит к активизации амилолитических ферментов и снижению хлебопекарных свойств муки. Создание новых высококачественных сортов с высокой адаптивностью и устойчивостью к прорастанию зерна в колосе является важной задачей селекции [2, 4].

По современным представлениям, хлебопекарные качества зерна ржи определяются состоянием его углеродно-амилазного комплекса [1]. В первую очередь это достигается созданием сортов с низкой активностью фермента альфа-амилазы и высоким «числом падения». Межсортовые различия по устойчивости к прорастанию зерна в колосе указывают на возможность улучшения этого признака методами гибридизации и отбора.

Материалы иметоды. Объектом для исследований служили сорта озимой ржи коллекции ВНИИР, выделившиеся по зимостойкости, устойчивости к полеганию, продуктивности и качеству зерна, а также шесть гибридных комбинаций, полученных нами при скрещивании лучших сортообразцов. Для скрещивания были взяты в качестве материнской формы сорта: Безенчукская 87, Саратовская 6, а в качестве отцовской форм сорта: Безенчукская 88, Альфа, Otello 3. Научные исследования выполнялись на базе Самарского НИИСХ. Стандартом служил сорт Безенчукская 87.

Посев коллекционных образцов и гибридов в селекционном питомнике проводился сеялкой РСС-1. Длина рядка 1,05 м, площадь делянки 1 м², повторность трехкратная, размещение вариантов внутри повторения рендомизированное.

Фенологические наблюдения и учеты проводили в соответствии с методическими указаниями по изучению мировой коллекции ржи [6] и методикой Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [5].

Экспериментальные данные обрабатывали с использованием дисперсионного и корреляционного анализов [3].

Результаты. За годы изучения (2001–2003 гг.) 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.

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).

В ходе изучения выявлены сорта озимой ржи Безенчукская 88, Альфа и Otello 3 с повышенной адаптивностью по активности α-амилазы. Что подтверждается незначительным отклонением линии регрессии от единицы (bi = 1,01–0,85), наиболее низким коэффициентом вариации (19,6–23,2 %) и максимальным значением гомеостатичности (Hom = 10,5–14,2).

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

Гибридные комбинации во втором поколении были разделены на семьи по фенотипу материнских и отцовских форм: семья I — растения близкие по фенотипу к материнской форме; семья II — растения близкие по фенотипу к отцовской форме. В каждой семье изучали основные элементы продуктивности и «число падения».

Наибольший интерес для селекции на низкое «число падения» представляли семьи I и II комбинаций Саратовская 6 х Otello 3, Безенчукская 87 х Otello 3, а также семья I гибридных комбинаций Безенчукская 87 х Альфа/ Безенчукская 87 х Безенчукская 88, и Саратовская 6 х Безенчукская 88 которые по «числу падения» значимо превышали (142–192 с.) стандарт Безенчукская 87 (116.), в сочетании с высокой продуктивностью (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).

Для определения селекционной ценности гибридных популяций третьего поколения изучено варьирование признака «число падения», анализу подверглись отдельные растения в нутрии каждой семьи. Вариабельность по амилолетической активности у гибридов третьего поколения и родительских форм составила13,9–34,5 %, размах варьирования составил от 65 до 243 с. Наибольшее значение признака «число падения» (291–306 с.) отмечено в семье I комбинации Саратовская 6 х Otello 3, а также в семье II комбинаций Безенчукская 87 х Otello 3, Безенчукская 87 х Альфа, Саратовская 6 х Альфа, что позволяет вести отбор на устойчивость к прорастанию зерна в колосе внутри семей.

Исходя из того, что исходные гибридные популяции обладали достаточной генетической изменчивостью, в 2004 году лучшие семьи выделившихся гибридных популяций, по продуктивности и качеству зерна, были объединены и высеяны разреженно на изолированном участке в питомнике отбора. В 2005 году до цветения растений проведен негативный отбор. Удалены высокорослые растения, сильно кустящиеся, с разноярусным расположением колосьев, тонким и ломким стеблем. В лабораторных условиях растения с низкой продуктивностью браковали, оставшиеся оценивали по форме, выполненности, выравненности, крупности зерна и далее обмолачивали. Одну часть семян оставляли в резерв, а другую высевали в питомнике микроиспытания на делянках длинной 1,5 м с размещением стандарта через каждые 20 номеров. В 2005 году лучшие номера, превышающие стандарт по продуктивности, оценивали на устойчивость к прорастанию зерна в колосе. Семена лучших номеров, выделившихся по признакам продуктивности и качества зерна, были взяты из резерва и объединены в гибридную популяцию ГК-38 для проведения следующего цикла отбора.

Переданный в 2013 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 (таблица 1). 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. Отличается высокой густотой продуктивного стеблестоя (360 ст./м²), имеет продуктивный, хорошо озерненный колос.

Таблица 1

Сравнительная оценка сортов озимой ржи, (2010–2014гг.)

Сорта

Урожай зерна, ц/га

Число падения, с.

Амило-грамма, е.а.

Температура клейстаризации, ˚С

Объем хлеба, см³

Безенчукская 87

34,9

211

643

46,5

577

Безенчукская 110

38,3

266

700

49,6

613

Выводы. Таким образом, целенаправленная работа позволила выделить сорта Безенчукская 88, Альфа, Otello 3 отличающиеся низкой активностью α-амилазы.

Изучение гибридных популяций выявило их высокую генетическую изменчивость, что позволило отобрать перспективный селекционный материал с высоким уровнем продуктивности и качеством зерна.

Создан и передан на Государственное сортоиспытание сорт Безенчукская 110 сочетающий высокую урожайность и устойчивость к прорастанию зерна на корню.

Литература:

  1. Гончаренко А. А. Актуальные вопросы селекции озимой ржи // М., 2014. — 369 с.
  2. 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.
  3. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. — М., 1985. — 336 с.
  4. Кедрова Л. И., Уткина Е. И. и др. Создание сортов озимой ржи с высокими хлебопекарными качествами // Озимая рожь: селекция, семеноводство, технологии и переработка: Материалы Всероссийской научно-практической конференции — Екатеринбург: Уральский НИИСХ, 2012. — С. 34–38.
  5. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Выпуск второй. М.: Сельхозиздат. 1963. 303 с.
  6. Методические указания по изучению мировой коллекции ржи / Под ред. В. Д. Кобылянского. — Л., 1973. — 23 с.
Основные термины (генерируются автоматически): озимой ржи, прорастанию зерна, сортов озимой ржи, сорта озимой ржи, сорт Безенчукская, качества зерна, масса зерна, мировой коллекции ржи, качества зерна ржи, озимой ржи Безенчукская, качеству зерна, урожай зерна, гибридных комбинаций, Селекция озимой ржи, озимой ржи коллекции, «число падения», селекция озимой ржи, материала озимой ржи, селекции озимой ржи, «числу падения».


Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос