ON A PROMISING LINE OF SOFT WINTER WHEAT

DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.118.4.029

ПЕРСПЕКТИВНАЯ ЛИНИЯ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

Научная статья

Романов Б.В.¹, Сорокина И.Ю.^2. *

¹ Федеральный Ростовский аграрный научный центр, Рассвет, Россия;

² Донской государственный аграрный университет, Персиановский, Россия

* Корреспондирующий автор (irin.sorockina[at]yandex.ru)

Аннотация

Мягкая озимая пшеница является основной хлебной культурой для человека и служит кормовой базой для животноводства. Главная задача при возделывании пшеницы, это получить высокий урожай зерна и таким образом поднять валовой сбор. Урожайность определяется многими составляющими: количеством и массой 1000 зёрен, массой зерна, формируемого в колосе, количеством продуктивных побегов на метр квадратный. Поэтому желательно создание, так называемых, сортов интенсивного типа: короткостебельных и высокопродуктивных. Основой для создания таких сортов должны послужить исходные генотипы, обладающие высокой потенциальной продуктивностью. К таковым относятся тетраплоидные TriticumturgidumL., T.polonicum. В то же время, производителей всё больше интересуют не только высокие урожаи, но и качество зерна. В своё время под воздействием cупермутагена N-НММ из так называемого гексаплоидного синтетика «гексаполоникум» (T.polonicumAABB + DD) был выделен довольно высокопродуктивный генотип, а потом и линия 2/3-15 мягкой озимой пшеницы. Целью настоящих исследований было оценить продукционные и качественные характеристики зерна линии озимой пшеницы 2/13-15 на фоне стародавних и современных сортов. В результате проведённых исследований установлено, что линия 2/3-15 обладает относительной низкорослостью по сравнению со стародавними и районированными сортами мягкой озимой пшеницы. У неё крупный колос и более высокие продукционные показатели и, самое главное, у выделенной линии отличные качественные характеристики зерна. В частности, белок свыше 20%, а клейковина достигала более 50%. Относительная низкорослость,превосходные продукционные и, особенно, качественные показатели зерна линии 2/3-15, делают её весьма привлекательным и перспективным исходным селекционным материалом.

Ключевые слова: линия мягкой озимой пшеницы 2/3-15, стародавние сорта, современные сорта, продукционные показатели, качественная характеристика зерна.

ON A PROMISING LINE OF SOFT WINTER WHEAT

Research article

Romanov B.V.¹, Sorokina I.Yu.^{2, *}

¹ Federal Rostov Agricultural Research Center, Rassvet, Russia

² Don State Agrarian University, Persianovsky, Russia

* Corresponding author (irin.sorockina[at]yandex.ru)

Abstract

Soft winter wheat is the main grain crop for humans and serves as a fodder base for animal husbandry. The main task in the cultivation of wheat is to get a high grain yield and thus raise the gross harvest. The yield is determined by many components: the number and mass of 1000 grains, the mass of grain formed in the ear, the number of productive shoots per square meter. Therefore, it is desirable to create so-called intensive varieties: short-stemmed and highly productive. The basis for the creation of such varieties should be the initial genotypes with high potential productivity. These include tetraploid Triticum turgidum L., T.polonicum. At the same time, producers are increasingly interested not only in high yields but also in the quality of grain. At one time, under the influence of the supermutagen N-HMM, a rather highly productive genotype was isolated from the so-called hexaploid synthetic "hexapolonicum" (T.polonicum AABB + DD), and then a line of 2/3-15 soft winter wheat. The purpose of these studies was to evaluate the production and quality characteristics of the grain of the winter wheat line 2/13-15 against the background of traditional and modern varieties. As a result of the conducted research, it was found that the 2/3-15 line has a relative stunting compared to the traditional and zoned varieties of soft winter wheat. It has a large ear and higher production indicators and, most importantly, the selected line has excellent grain quality characteristics. In particular, protein was over 20%, and gluten reached more than 50%. Relative shortgrowing, excellent production and, particularly, quality indicators of the grain line 2/3-15 make it a very attractive and promising starting selection material.

Keywords: the soft winter wheat line 2/3-15, ancient varieties, modern varieties, production indicators, qualitative characteristics of grain.

Введение

Мягкая озимая пшеницаявляется основной хлебнойкультурой для человека и служит кормовой базой для животноводства. Главная задача при возделывании пшеницы, это получить высокий урожай зерна и таким образом поднять валовой сбор. В этой связи можно отметить, что научная селекция позволила увеличить продуктивность сортов озимой мягкой пшеницы, возделываемых в Нечерноземной зоне, более чем в 10 раз [7]. Урожайность определяется многими составляющими: массой 1000 зёрен, массой зерна в колосе, количеством продуктивных побегов на метр квадратный [1],[10]. Поэтому желательно создание сортов интенсивного типа: короткостебельных и высокопродуктивных. Основой для создания таких сортов, должны послужить исходные генотипы, обладающие высокой потенциальной продуктивностью. В то же время производителей всё больше интересуют не только высокие урожаи, но и сорта, способные насытить рынок более высококачественным зерном, с увеличенным содержанием белка и клейковины [13]. Cелекция таких сортов сильно затруднена существующей отрицательной корреляцией между содержанием белка и урожайностью, то есть чем выше урожайность, тем ниже концентрация белка в зерне. Тем не менее, работы в данном направлении продолжаются, и одним из таких возможностей является использование видового разнообразия рода Triticum. В своё время нами было показано, что наиболее продуктивными голозёрными тетраплоидами являются представители T.turgidumL. и T.polonicumL. A^uA^uBB [8]. Следовательно создание на их базе гексаплоидного синтетика (A^uA^uBB + DD), соответствующего по своему геномному составу мягкой пшенице Т.aestivumAABBDD было весьма своевременно. Поэтому выделение из гексаплоидного синтетика «гексаполоникум» после соответствующего воздействия на него cупермутагеном N-НММ (нитрозометилмочевина) довольно высокопродуктивного генотипа, а потом и линии 2/3-15 мягкой пшеницы вполне закономерно [7],[9].

Целью настоящих исследований являлась оценка продуктивных и качественных показателей линии 2/13-15 на фоне стародавних и современных сортов мягкой озимой пшеницы.

Материалы и методы исследований

Объектами исследования служили перспективная линия мягкой озимой пшеницы 2/3-15 и стародавние известные мягкие пшеницы Мироновская 808 и Безостая 1, а также современные сорта Безостая 100 и Находка.

Все растения выращивали одновременно и в одинаковых условиях на поле ФГБНУ ФРАНЦ (Федеральный Ростовский аграрный научный центр) и УНПК (учебный научно-производственный комплекс) Дон ГАУ на черноземе обыкновенном приазовской зоны Ростовской области. Объектом исследований были 4 сорта озимой мягкой пшеницы и линия 2/3-15. Опыт мелкоделяночный, метод исследования – полевой и лабораторно-полевой. Площадь учетной делянки 5 м² в трехкратной повторности. За контроль был взят сорт озимой пшеницы Безостая 100. Норма высева семян 400 шт./м², глубина посева 5 см. Структурный анализ проводился отдельно по каждому варианту со всей учетной делянки в фазу полной спелости озимой пшеницы. Качественные показатели определяли в лаборатории общих анализов ФГБНУ ФРАНЦ согласно ГОСТам [2], [3]. Математическая обработка однофакторного опыта по стандартной программе Micsoftexcel: Statistica 6.0.

Результаты исследований

В результате полевых опытов установлено, что растения линии 2/3-15 существенно ниже по высоте представителей стародавних и современных сортов озимой пшеницы (67,2 см) (рис.1).

Длина колоса у линии 2/3-15, наоборот, была больше, чем у других изучаемых сортов озимой пшеницы и составляла 15,3 см, тогда как у других изучаемых сортов озимой пшеницы она варьировала от 9,6 до 13,1 см (рис. 2).

Количество растений к уборке по изучаемым вариантам опыта варьировало от 206 шт./м² у сорта Безостая 100 до 236 шт./м² у стандартного сорта Безостая 100. Наибольшее количество продуктивных стеблей отмечено у сорта Находка (366 шт./м²), что на 16 шт./м² больше стандартного сорта (табл. 1).

Длина колоса и число колосков в колосе у представителей линии 2/3-15 значительно больше, чем у других сортов и, как следствие, масса зерна с колоса также была максимальной (3,17 г). Также масса зерна с колоса у линии 2/3-15 достоверно превышает таковую у Безостой 1 (2,78 г), не говоря уже о Мироновской 808 (2,12) г. Поскольку Безостая 1 и Мироновская 808 это стародавние сорта, было крайне интересно сравнить нашу линию с современными сортами и, чтобы прослеживалась логическая взаимосвязь между полученными данными, в качестве современных сортов использовали сорта Находка и Безостая 100. Из таблицы 1 видно, что и эти сорта уступали новой линии озимой пшеницы по массе зерна с колоса (2,62 и 2,56 против 3,17 г).

Таблица 1 – Структура продуктивности сортовозимой мягкой пшеницы (среднее 2020-2021 гг.)

Генотип	Число растений к уборке, шт./м2	Число продуктивных стеблей, шт./м2	Количество в колосе, шт.		Масса зерна с колоса, г	Масса зерна
			колос-ков	зёрен		см2	± к стандарту
Безостая 100 – ст.	236	350	22,4	54,7	2,56	896	-
2/3-15	218	346	25,9	74,4	3,17	1097	+201
Безостая 1	206	320	22,7	56,3	2,78	890	-6
Мироновская 808	231	359	22,9	45,3	2,12	761	-135
Находка	229	366	19,1	61,7	2,62	959	+63
НСР05	11	21	1,0	5,8	0,29	26

Имея высокие значения по длине колоса, количеству колосков и зерен в колосе, массе зерна с колоса, линия озимой пшеницы 2/3-15 достоверно превосходила все остальные сорта по массе зерна с 1 м². Так, превышение над стандартным сортом Безостая 100 составило 201 г. Сорт Находка превышал стандарт по этому показателю на 63 г.

Стародавние сорта Безостая 1 и Мироновская 808 имели массу зерна с 1 м² меньше стандартного сорта на 6 и 135 г соответственно.

Переходя к качественным показателям зерна, необходимо отметить, опять же, резко выделяющиеся данные линии 2/3-15 (табл.2). В первую очередь, обращает на себя внимание, весьма высокое процентное содержание белка - 20,64%, что на 3,09 % больше, чем у стандартного сорта Безостая 100. Такой высокий процент белка у новой линии озимой пшеницы наверняка определяется вхождением в её состав пшеницы T.polonicumL., у представителей которой он достигает до 20,9% [5]. У других сортов озимой пшеницы содержание белка в зерне варьировало от 13,0 до 15,70 %.

Преимущество линии 2/3-15 над стандартным сортом Безостая 100 по содержанию клейковины в зерне составляет около 30%. Если у сорта Безостая 100 концентрация клейковины 36,22%, и, такие значения характерны для зерна пшеницы первого класса, то у нашей перспективной линии рекордное количество клейковины по сравнению с другими сортообразцами - 51,16%. Самое низкое содержание клейковины было у стародавнего сорта озимой пшеницы Мироновская 808 – 28,52 %.

Таблица 2 – Качественные показатели озимой мягкой пшеницы

Генотип	Белок, %	Клейковина, %	ИДК, ед
Безостая 100 – ст.	17,55	36,22	86
2/3-15	20,64	51,16	94
Мироновская 808	13,00	28,52	93
Безостая 1	15,70	35,87	94
Находка	13,57	32,00	83

Важно, что и ИДК линии 2/3-15 составляет 94 ед., что практически на уровне сортов Мироновская 808 и Находка. Следует подчеркнуть, что значения показателей линии 2/3-15 значительно превышают показатели лучшей в данном наборе сортов, мягкой пшеницы Безостая 100, у которой белок 17,55% и клейковина 36,22%. С другой стороны, такой высокий процент клейковины (51,16 %) указывает на то, что линию 2/3-15, можно возделывать для получения последней, дефицит которой вполне ощутим, и восполняется импортом из- за заграницы.

Заключение

В результате исследований установлено, что относительная низкорослость,превосходные продукционные и, особенно, качественные показатели зерна линии 2/3-15, с содержанием белка 20,64% и клейковины 51,16%, делают её весьма привлекательным и перспективным исходным селекционным материалом.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Ворончихин В.В. Урожайность и элементы структуры урожая коллекции озимой гексаплоидной тритикале в центральном районе Нечерноземной зоны / В. В. Ворончихин, В. В. Пыльнев, В. С. Рубец // Известия Тимирязевской с./х. академии. – 2018.– С. 69-81. DOI: 10/26897|0021-342-2018-1-69-81.
2. ГОСТ 10846-91. Зерно и продукты его переработки. Метод определения белка – Москва: Стандартинформ, 2009.
3. ГОСТ Р 54478-2011. Зерно. Методы определения количества и качества клейковины в пшенице. –Москва: Стандартинформ, 2012.
4. Создание и изучение интрогрессивных линий мягкой пшеницы, полученных на основе синтетической формы RS7 / Р. О. Давоян, И. В. Бебякина, Э. Р. Давоян и др.// Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2019;23(7): – C. 827-835 DOI: 10.18699/VJ556.
5. Основы научных исследований в агрономии /В. Ф. Моисейченко, М. Ф. Трифонова, А. X. Заверюха и др. – М.: Колос,1996. – 336 с.
6. Дорофеев В. Ф. Пшеницы мира. / В. Ф. Дорофеев и др.– М.: Агропромиздат, 1987. – 559 с.
7. Романов Б.В. Высокопродуктивная форма из пшеницы гексаполоникум / Б. В. Романов, Г. А. Козлечков, С. Ф. Таран // V Международный симпозиум «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» 9-14 июня 2003г Пущино. – М.:Изд.РУДН, 2003,Т.II. – С.392-394.
8. Романов Б.В.Введение в феномогеномику количественных признаков рода TRITICUM./ Б. В. Романов //п.Персиановский. – 2010. – 136 с.
9. Романов Б.В. Перспективные линии мягкой и шарозёрной пшениц / Б. В. Романов, Л. А. Черногор, В. И. Медведева // Материалы всероссийской (национальной) научно-практической конференции «Приоритетные направления развития сельскохозяйственной науки и практики в АПК» п.Персиановский. – 2021. – С.147-152.
10. Научная селекция озимой мягкой пшеницы в Нечерноземной зоне России: история, методы и результаты / Б. И. Сандухадзе, Р. З. Мамедов, М. С. Крахмалёва и др. // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2021; 25(4). –С. 367-373 DOI: 10/18699/VJ21/53-0.
11. Фенотипическая изменчивость селекционных линий мягкой пшеницы (TriticumaestivumL.) по элементам структуры урожая в экологических условиях Западной Сибири и Татарстана / А. И. Стасюк, И. Н. Леонова, М. Л. Пономарёва и др. // Сельскохозяйственная биология. – 2021. №1. – С.78-91.
12. Генетическое разнообразие и селекционная ценность синтетической гексаплоидной пшеницы, привлеченной в коллекцию ВИР/ А. Г. Хакимова, Н. К. Губарева, В. А Кошкин.,и др.// Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2019; 23(6). – С. 738-745. DOI: 10.18699/VJ548.
13. Vitalle J. Economics of wheat breeding strategies: focusing on Oklahoma hard red winter wheat / J. Vitalle, B. Adam, P. Vitale / Аgronomy. 2020; 10(2), – 238 p. DOI: 10.3390/agronomy 10020238.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Voronchikhin V.V. Urozhaynost i elementy struktury urozhaya kollektsii ozimoy geksaploidnoy tritikale v tsentralnom rayone Nechernozemnoy zony [Yield and elements of the structure of the harvest of the collection of winter hexaploid triticale in the central district of the non-chernozem zone]. / V. V. Voronchikhin, V. V. Pylnev, V. S. Rubets // Izvestiya Timiryazevskoy s./kh. Akademii [News of the Timiryazev Agricultural Academy]. – 2018; 1.– pp. 69- 81. DOI 10/26897|0021-342-2018-1-69-81. [in Russian]
2. GOST 10846-91. Zerno i produkty ego pererabotki. Metod opredeleniya belka [Grain and products of its processing. Method of protein determination]. – Moscow: Standartinform, 2009. [in Russian]
3. GOST R 54478-2011. Zerno. Metody opredeleniya kolichestva i kachestva kleykoviny v pshenitse. [Grain. Methods for determining the quantity and quality of gluten in wheat]. – Moscow: Standartinform, 2012. [in Russian]
4. Sozdaniye i izucheniye introgressivnykh liniy myagkoy pshenitsy. poluchennykh na osnove sinteticheskoy formy RS7 [Creation and study of introgressive lines of soft wheat obtained on the basis of the synthetic form rs7] / R. O. Davoyan, I. V. Bebyakina, E. R. Davoyan, et al.// Vavilovskiy zhurnal genetiki i selektsii[Vavilov Journal of Genetics and Selection]. – 2019. – 23(7). – pp. 827-835 DOI: 10.18699/VJ19.556. [in Russian]
5. Osnovy nauchnykh issledovaniy v agronomii [Fundamentals of scientific research in agronomy]. / V. F. Moiseichenko, M. F. Trifonova, A. X. Zaveryukhaet al. – M.: Kolos, 1996. – 336 p.[in Russian]
6. Dorofeyev V. F. Pshenitsy mira [Wheat of the world]. / V. F. Dorofeyev. – M.: Agropromizdat. – 1987. – 559 p.[in Russian]
7. Romanov B.V. Vysokoproduktivnaya forma iz pshenitsy geksapolonikum [Highly productive form of wheat hexadonicum] / Romanov B.V., Kozlechkov G.A., Taran S.F./ V International Symposium "New and non-traditional plants and prospects for their use" June 9-14, 2003 Pushchino. – M.:Publishing house RUDN, 2003. –Vol.II. –pp. 392-394. [in Russian]
8. Romanov B.V. Vvedeniye v fenomogenomiku kolichestvennykh priznakov roda TRITICUM [Introduction to the phenomogenomics of quantitative features of the genus TRITICUM]. / B. V. Romanov // P.Persianovsky. – 2010. – 136 p. [in Russian]
9. Romanov B.V. Perspektivnyye linii myagkoy i sharozernoy pshenits [Perspective lines of soft and sharozer wheat] / V. Romanov, L. A. Chernogor, V. I. Medvedeva // Materials of the all-Russian (national) scientific and practical conference "Priority directions for the development of agricultural science and practice in the agro-industrial complex, p.Persianovsky, – 2021. – P.147-152. [in Russian]
10. Nauchnaya selektsiya ozimoy myagkoy pshenitsy v Nechernozemnoy zone Rossii: istoriya. metody i rezultaty [Scientific selection of winter soft wheat in the non-chernozem zone of Russia: history, methods and results] / I. Sandukhadze, R. Z. Mammadov, M. S. Krakhmaleva et al. // Wavilov Journal of Genetics and Breeding. – 2021. – 25(4). – pp. 367-373. DOI: 10/18699/VJ21/53-0.[in Russian]
11. Fenotipicheskaya izmenchivost selektsionnykh liniy myagkoy pshenitsy (Triticum aestivum L.) po elementam struktury urozhaya v ekologicheskikh usloviyakh Zapadnoy Sibiri i Tatarstana[Phenotypic Variability of Selection Lines of Soft Wheat (Triticum aestivum L.) on the elements of the structure of the harvest in the ecological conditions of Western Siberia and Tatarstan] / A. I. Stasyuk, I. N. Leonova, M. L. Ponomareva et al. // Selskokhozyaystvennaya biologiya[Agricultural biology]. – 2021. – No1. –pp. 78-91.[in Russian]
12. Geneticheskoye raznoobraziye i selektsionnaya tsennost sinteticheskoy geksaploidnoy pshenitsy. privlechennoy v kollektsiyu VIR [Genetic diversity and selection value of synthetic hexaploid wheat, attracted to the collection of VIR] / A. G. Khakimova, N. K. Gubareva, V. A. Koshkin et al. // Vavilovskiy zhurnal genetiki i selektsii[Vavilovsky journal of genetics and selection]. – 2019.– 23(6). – pp. 738-745. DOI: 10.18699/VJ19.548. [in Russian]
13. Vitalle J. Economics of wheat breeding strategies: focusing on Oklahoma hard red winter wheat / J. Vitalle, B. Adam, P. Vitale / Аgronomy. – 2020. – 10(2). – 238 p. DOI: 10.3390/agronomy 10020238.