vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2022-4-30-38vir-nw-1384Research ArticleИЗУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙSTUDYING AND UTILIZATION OF PLANT GENETIC RESOURCESАдаптивность высокобелковых генотипов ячменя в условиях Волго-Вятского регионаAdaptability of high-protein barley genotypes under the conditions of the Volga-Vyatka regionhttps://orcid.org/0000-0002-1228-2151ЗайцеваИ. Ю.ZaytsevaI. Yu.

младший научный сотрудник, 

610007 Киров, ул. Ленина, 166а

Associate Researcher,

166a Lenina St., Kirov 610007

irina-zajjceva30@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5143-9246ЩенниковаИ. Н.ShchennikovaI. N.

доктор сельскохозяйственных наук, член-корреспондент РАН, заведующая  лабораторией, 

610007 Киров, ул. Ленина, 166а

Dr. Sci. (Agriculture), Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Head of a Laboratory, 

166a Lenina St., Kirov 610007

i.schennikova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2227-7716ПанихинаЛ. В.PanikhinaL. V.

младший научный сотрудник,

610007 Киров, ул. Ленина, 166а

Associate Researcher, 

166a Lenina St., Kirov 610007

miss.lovemama@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2870-2269ДягилеваЕ. В.DyagilevaE. V.

младший научный сотрудник, 

610007 Киров, ул. Ленина, 166а

Associate Researcher,

166a Lenina St., Kirov 610007

lens_90@mail.ruФедеральный аграрный научный центр Северо-Востока им. Н.В. РудницкогоРоссияFederal Agricultural Research Center of the North-East named N.V. RudnitskyRussian Federation20221712202218343038Copyright © Зайцева И.Ю., Щенникова И.Н., Панихина Л.В., Дягилева Е.В., 20222022Зайцева И.Ю., Щенникова И.Н., Панихина Л.В., Дягилева Е.В.Zaytseva I.Y., Shchennikova I.N., Panikhina L.V., Dyagileva E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://elpub.vir.nw.ru/jour/article/view/1384Актуальность

Актуальность. Зерно ячменя – уникальное сырье многопланового использования. В Волго-Вятском регионе более 60% произведенного зерна идет непосредственно на кормовые цели. Одной из актуальных задач является создание высокоурожайных сортов с высоким качеством зерна с целью уменьшения дефицита белка в кормах для сельскохозяйственных животных и удовлетворения ежегодно увеличивающихся потребностей в фуражном зерне. Для ее успешного решения необходим поиск и вовлечение в селекционный процесс новых высокоурожайных и высокобелковых исходных генотипов, адаптивных к условиям Волго-Вятского региона.

Материалы и методы

Материалы и методы. Экспериментальная работа проводилась в 2018–2020 гг. в Федеральном аграрном научном центре Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого (г. Киров). Оценивали содержание белка в зерне, урожайность, устойчивость к полеганию и продолжительность вегетационного периода 31 коллекционного образца. Изучение коллекции проводилось в соответствии с Международным классификатором СЭВ рода Hordeum L. и Методическими указаниями по изучению мировой коллекции ячменя и овса. Содержание белка определяли с помощью экспресс-анализатора универсального назначения INFRAMATIC 8620.

Результаты и выводы

Результаты и выводы. Установлена высокая корреляционная зависимость содержания белка в зерне от гидротермического коэффициента в межфазный период «колошение – созревание» (r = 0,85), суммы эффективных температур за вегетационный период (r = 0,75), количества осадков за период «всходы – созревание» (r = 0,67). Селекционно ценными признаками (урожайность, устойчивость к полеганию, экологическая пластичность, стабильность) выделялись образцы: к-30574 (‘Filippa’, Швеция), к-30256 (‘Rodos’, Польша), я-52 (‘Crusades’, Великобритания), к-35415 (NCL 95098, Аргентина), к-30892 (‘Наран’, Россия), к-15619 (‘Полярный 14’, Россия), я-4 (752А, Швейцария), к-30349 (Landrace, Перу), к-5983 (Местный, Афганистан), к-3506 (Местный, Индия), к-2929 (Местный, Китай), к-2930 (Местный, Китай), к-5210 (‘Makbo’, Австралия). 

Background

Background. Barley grain is unique raw material of versatile uses. More than 60% of the grain produced In the Volga-Vyatka region goes directly to fodder production purposes. One of the urgent tasks is to develop high-yielding cultivars with good grain quality, thus reducing protein deficiency in farm animal feeds and meeting the need for fodder grain that increases every year. Its successful solution requires a search for new high-yielding and high-protein source genotypes adapted to the conditions of the Volga-Vyatka region and their involvement in the breeding process.

Materials and methods

Materials and methods. Experimental work was carried out in 2018–2020 at the Federal Agricultural Research Center of the North-East named N.V. Rudnitsky, Kirov. Protein content in grain, yield, resistance to lodging, and duration of the growing season of 31 barley accessions were assessed. The barley collection was studied according to the International COMECON List of Descriptors for the Genus Hordeum L. and Methodological Guidelines. Protein content was measured using a universal rapid analyzer (INFRAMATIC 8620).

Results and conclusions

Results and conclusions. Protein content had a strong correlation with Selyaninov’s hydrothermal coefficient in the interphase period from ear emergence to maturity (r = 0.85); the sum of effective temperatures during the entire growing season (r = 0.75); and precipitation in the period from seedling emergence to maturity (r = 0.67). Traits of breeding value (yield, lodging resistance, environmental plasticity, and stability) were observed in the following accessions: k-30574 (‘Filippa’, Sweden), k-30256 (‘Rodos’, Poland), ya-52 (‘Crusades’, Great Britain), k-35415 (NCL 95098, Argentina), k-30892 (‘Naran’, Russia), k-15619 (‘Polyarny 14’, Russia), ya-4 (752A, Switzerland), k-30349 (Landrace, Peru), k-5983 (Local, Afghanistan), k-3506 (Local, India), k-2929 (Local, China), k-2930 (Local, China), and k-5210 (‘Makbo’, Australia). 

урожайностьгидротермический коэффициентстабильностьпластичностьвегетационный периодустойчивость к полеганиюсодержание белкаyieldhydrothermal coefficientstabilityplasticitygrowing seasonlodging resistancecorrelationРабота выполнена в рамках государственного задания по теме № 0767-2019-0093. Авторы благодарят рецензентов за их вклад в экспертную оценку этой работы.The work was carried out within the framework of the state task, Theme No. 0767-2019-0093.ReferencesДоспехов Б.А. Методика полевого опыта. Москва: Агропромиздат; 1985.Dospekhov B.A. Methodology of field trial (Metodika polevogo opyta). Moscow: Agropromizdat; 1985. [in Russian].Дубовик Д.В., Чуян О.Г. Качество сельскохозяйственных культур в зависимости от агротехнических приемов и климатических условий. Земледелие. 2018;(2):9-13. DOI: 10.24411/0044-3913-2018-10202Dubovik D.V., Chuyan O.G. Quality of crops depending on agronomical practices and climatic conditions. Zemledelie = Crop Farming. 2018;(2):9-13. [in Russian] DOI: 10.24411/0044-3913-2018-10202Филиппов Е.Г., Донцова А.А., Брагин Р.Н. Оценка экологической пластичности и стабильности сортов и линий озимого ячменя. Зерновое хозяйство России. 2018;2(56):11-13.Filippov E.G., Dontsova A.A., Bragin R.N. The assessment of ecological plasticity and stability of winter barley varieties and lines. Grain Economy of Russia. 2018;2(56):11-13. [in Russian].Глуховцев В.В., Дровальева Н.В. Особенности формирования белка и его аминокислотного состава в зерне ярового ячменя в зависимости от погодных условий в Среднем Поволжье. Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2011;6(2):120-123.Glukhovtsev V.V., Drovaleva N.V. Features of formation protein and its amino acid composition in summer barley grains depending on weather conditions in the Mid dle Volga region. Vestnik of Kazan State Agrarian University. 2011;6(2):120-123. [in Russian].Guo B, Li D., Lin S., Li Y., Wang S., Lv C., et al. Regulation of nitrogen availability results in changes in grain protein content and grain storage subproteomes in barley (Hordeum vulgare L.). Plos One. 2019;14(10):0223831. DOI: 10.1371/journal.pone.0223831Guo B, Li D., Lin S., Li Y., Wang S., Lv C., et al. Regulation of nitrogen availability results in changes in grain protein content and grain storage subproteomes in barley (Hordeum vulgare L.). Plos One. 2019;14(10):0223831. DOI: 10.1371/journal.pone.0223831Hagenblad J., Vanhala T., Madhavan S., Leino M.W. Protein content and HvNAM alleles in Nordic barley (Hordeum vulgare) during a century of breeding. Hereditas. 2022;159(1):12. DOI: 10.1186/s41065-022-00227-y.Hagenblad J., Vanhala T., Madhavan S., Leino M.W. Protein content and HvNAM alleles in Nordic barley (Hordeum vulgare) during a century of breeding. Hereditas. 2022;159(1):12. DOI: 10.1186/s41065-022-00227-y.Jaeger A., Zannini E., Sahin A.W., Arendt E.K. Barley protein properties, extraction and applications, with a focus on brewers’ spent grain protein. Foods. 2021;10(6):1389. DOI: 10.3390/foods10061389Jaeger A., Zannini E., Sahin A.W., Arendt E.K. Barley protein properties, extraction and applications, with a focus on brewers’ spent grain protein. Foods. 2021;10(6):1389. DOI: 10.3390/foods10061389Косолапова Т.В., Шморгунов Г.Т. Экологическая пластичность и стабильность озимой ржи в условиях Республики Коми. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2017;4(59):9-12. DOI: 10.30766/2072-9081.2017.59.4.09-13Kosolapova T.V., Shmorgunov G.T. Ecological plasticity and stability of winter rye productivity in the Republic of Komi. Agricultural Science Euro-North-East. 2017;4(59):9-12. [in Russian]. DOI: 10.30766/2072-9081.2017.59.4.09-13Лекеш Я., Бареш И., Форал А., Одигнал И., Ружичка Ф., Бобек М., Трофимовская А., Лукьянова М., Корнейчук В., Ильина Н., Ярош Н. Международный классификатор СЭВ рода Hordeum. Ленинград: ВИР; 1983.Lekeš J., Bareš I., Foral A., Odignal V., Ružička F., Bobek M., Trofimovskaya A., Lukyanova M., Korneychuk V., Ilyina N., Yarosh N. International COMECON list of descriptors for the genus Hordeum L. (subgen. Hordeum). Leningrad: VIR; 1983. [in Russian].Лоскутов И.Г., Ковалева О.Н., Блинова Е.В. Методические указания по изучению и сохранению мировой коллекции ячменя и овса. Санкт-Петербург: ВИР; 2012.Loskutov I.G., Kovaleva O.N., Blinova E.V. Methodological guidelines for the study and preservation of the world collection of barley and oats (Metodicheskiye ukazaniya po izucheniyu i sokhraneniyu mirovoy kollektsii yachmenya i ovsa). St. Petersburg: VIR; 2012. [in Russian].Мергалимов Д.Б., Бекенова Л.В., Шаманин В.П. Урожайность и качество сортов и линий ячменя в условиях Северо-Востока Казахстана. Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). 2016;1(38):28-36.Mergalimov D.B., Bekenova L.V., Shamanin V.P. Group yield and quality of barley in the North-Eastern Kazakhstan. Bulletin of NSAU (Novosibirsk State Agrarian University). 2016;1(38):28-36. [in Russian].Николаев П.Н., Аниськов Н.И., Юсова О.А. Пластичность, стабильность и адаптивность качества зерна сортов ярового ячменя в условиях Омской области. Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2018;1(41):43-48. DOI: 10.18286/1816-4501-2018-1-43-48Nikolaev P.N., Aniskov N.I., Yusova O.A. Plasticity, stability and adaptability of grain quality of spring barley varieties in the conditions of Omsk region. Vestnik of Ulyanovsk State Agricultural Academy. 2018;1(41):43-48. [in Russian]. DOI: 10.18286/1816-4501-2018-1-43-48Прядун Ю.П. Формирование белка в зерне коллекционных образцов ярового ячменя в условиях северной лесостепи Челябинской области. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2013;171:69-72.Pryadun U.P. Formation of protein in grain of collection samples spring barley under northern forest-steppe Chelyabinsk region. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2013;171:69-72. [in Russian].Щенникова И.Н. Кокина Л.П., Зайцева И.Ю. Экологическая устойчивость сортов и селекционных линий ярового ячменя. Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2018;4(3):85-91. DOI: 10.30914/2411-9687-2018-4-3-85-90Shchennikova I.N., Kokina L.P., Zaytseva I.Yu. Ecological stability of varieties and breeding lines of spring barley. Vestnik of the Mari State University. Chapter “Agriculture. Economics”. 2018;4(3):85-91. [in Russian]. DOI: 10.30914/2411-9687-2018-4-3-85-90Шулепова О.В., Белкина Р.И. Качество зерна сортов ячменя в условиях Северного Зауралья. Вестник КрасГАУ. 2017;10(133):9-14.Shulepova O.V., Belkina R.I. Grain quality of barley varieties in the conditions of Northern Trans-Urals. The Bulletin of KrasGAU. 2017;10(133):9-14. [in Russian].Шулепова О.В., Санникова Н.В., Ковалева О.В. Оценка биохимического состава зерна различных сортов ярового ячменя в зависимости от предпосевной обработки в условиях лесостепной зоны Зауралья. Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2021;1(64):63-69.Shulepova O.V., Sannikova N.V., Kovaleva O.V. Evaluation of the biochemical composition of seeds of different varieties of spring barley depending on pre-treatment in the conditions of forest-steppe zone of Zauralye. Bulletin of Michurinsk State Agrarian University. 2021;1(64):63-69. [in Russian].Синцова Н.Ф., Сергеева З.Ф., Башлакова О.Н. Пластичность и стабильность сортов картофеля селекции Фалёнской селекционной станции. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2018;65(4):54-58. DOI: 10.30766/2072-9081.2018.65.4.54-58Sintsova N.F., Sergeeva Z.F., Bashlakova O.N. Plasticity and stability of potato varieties bred by Falenki breeding station. Agricultural Science Euro-North-East. 2018;65(4):54-58. [in Russian]. DOI: 10.30766/2072-9081.2018.65.4.54-58Ерошенко Л.М., Дедушев И.А., Ромахин М.М., Ерошенко А.Н., Ерошенко Н.А. Ромахина В.В. Влияние гидротермического коэффициента на крупяные качества сортов ячменя в условиях Нечерноземной зоны. Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2020;2(184):26-32.Yeroshenko L.M., Dedushev I.A., Romakhin M.M., Yeroshenko A.N., Yeroshenko N.A. Romakhina V.V. The influence of the hydrothermal coefficient on groats qualities of barley varieties under the conditions of the Non-Chernozem Zone. Bulletin of Altai State Agricultural University. 2020;2(184):26-32. [in Russian].Yu W., Tan X., Zou W., Hu Z., Fox G.P., Gidley M.J. et al. Relationships between protein content, starch molecular structure and grain size in barley. Carbohydrate Polymers. 2017;155:271-279. DOI: 10.1016/j.carbpol.2016.08.078Yu W., Tan X., Zou W., Hu Z., Fox G.P., Gidley M.J. et al. Relationships between protein content, starch molecular structure and grain size in barley. Carbohydrate Polymers. 2017;155:271-279. DOI: 10.1016/j.carbpol.2016.08.078Юсова О.А., Николаев П.Н., Поползухин П.В. Формирование качества зерна пивоваренных сортов ячменя в зависимости от условий периода вегетации. Земледелие. 2015;(5):44-46.Yusova O.A., Nikolaev P.N., Popolzukhin P.V. Formation of grain quality of brewing barley varieties depending on growing season conditions. Zemledelie = Crop Farming. 2015;(5):44-46. [in Russian].Юсова О.А., Нико лаев П.Н. Урожайность и качество зерна ячменя в условиях южной лесостепи Западной Сибири. Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2016;6(263):13-22.Yusova O.A., Nikolayev P.N. Productivity and grain quality of barley under conditions of the southern forest steppe in Western Siberia. Siberian Herald of Agricultural Science. 2016;6(263):13-22. [in Russian]Зыкин В.А., Белан И.А., Юсов В.С., Кираев Р.С., Чанышев И.О. Экологическая пластичность сельскохозяйственных растений (методика и оценка). Уфа; 2011.Zykin V.A., Belan I.A., Yusov V.S., Kiraev R.S., Chanyshev I.O. Environmental plasticity of agricultural plants (methods and assessment) (Ekologicheskaya plastichnost selskokhozyaystvennykh rasteniy [metodika i otsenka]). Ufa; 2011. [in Russian].Зюба С.Н. Условия выращивания и кормовая продуктивность ярового ячменя. Земледелие. 2012;(4):47-48.Zyuba S.N. Growing conditions and fodder productivity of spring barley. Zemledelie = Crop Farming. 2012;(4):47-48. [in Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.