Петр Иванович Стёпочкин, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, ИЦиГ СО РАН, Сибирский научно-исследовательский институт растениеводства и селекции - филиал ИЦиГ СО РАН
630501 Россия, Новосибирская обл., Новосибирский р-н, р. п. Краснообск, ул. С-200, зд. 5/1, а/я 375
Petr I. Stepochkin, Dr. Sci. (Agriculture), Leading Researcher, ICG SB RAS, Siberian Research Institute of Plant Production and Breeding, a branch of the ICG SB RAS
P.O. Box 375, bldg. 5/1 S-200 St., Krasnoobsk, Novosibirsky District, Novosibirsk Province 630501, Russia
Елена Ивановна Гордеева, кандидат биологических наук, научный сотрудник, ИЦиГ СО РАН
630090 Россия, Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 10
Elena I. Gordeeva, Cand. Sci. (Biology), Researcher, ICG SB RAS
10 Akademika Lavrentyeva Ave., Novosibirsk 630090 Russia
Елена Константиновна Хлесткина, доктор биологических наук, профессор РАН, директор, ВИР; ИЦиГ СО РАН
190000 Россия, Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44;
630090 Россия, Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 10
Еlena K. Khlestkina, Dr. Sci. (Biology), Professor of the RAS, Director, VIR; ICG SB RAS
42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000, Russia;
10 Akademika Lavrentyeva Ave., Novosibirsk 630090 Russia
Актуальность. Злаки, содержащие полезные для здоровья людей антиоксиданты, представляют интерес для использования их в функциональном питании. Антоцианы, придающие зерну фиолетовую окраску, являются антиоксидантами, и работы по увеличению их содержания актуальны. Целью данной работы была оценка по содержанию антоцианов в зерне и по продуктивности селекционных линий гибридов полбы с фиолетовой окраской зерна.
Материалы и методы. Изучали линии F9, созданные двухступенчатой гибридизацией фиолетовозерной эфиопской пшеницы (Triticum aethiopicum Jakubz. var. arraseita) с полбой (Triticum dicoccon (Schrank) Schuebl.), и выделенные в F2 с помощью маркер-ориентированной селекции по гомозиготным доминантным аллелям двух генов, комплементарное взаимодействие которых приводит к фиолетовой окраске зерна. В происхождении линий участвовали сорт голозерной полбы ‘Греммэ’, безостая полба к-25516 из мировой коллекции ВИР и эфиопская пшеница TRI15744 – донор фиолетовой окраски перикарпия зерна из коллекции IPK Gatersleben. Определяли содержание антоцианов в муке из цельного зерна у 12 линий и родительских форм, проводили структурный анализ растений и оценивали количественные признаки.
Результаты. Наивысшее содержание антоцианов (82,5 мкг на 1 г) отмечено у линии № 10 гибрида 27-3. Наибольшее количество зерновок без пленок (86,9 ± 7,3 %) вымолочено у линии № 6 гибрида 31-19. Высокая натура зерна (802 ± 13 г/л) отмечена у линии № 11 гибрида 27-12. По зерновой продуктивности отличилась линия № 9 гибрида 27-1 (389 ± 25 г/м2).
Заключение. Маркер-ориентированный метод селекции позволил выделить гомозиготные доминантные аллели двух комплементарно взаимодействующих генов Pp3 и Pp-В1, отвечающих за проявление фиолетовой окраски перикарпия зерна. Линии с фиолетовым перикарпием характеризуются различным содержанием в нем антоцианов, различной натурой зерна и продуктивностью. Селекционную ценность представляют линии с высокими показателямиэтих признаков.
Background. Cereals whose grain contains antioxidants salutary for human health are promising for functional nutrition. Anthocyanins inducing purple grain color are antioxidants, and it is crucial to make efforts towards increasing their content in grain. The objective of this work was to assess the content of anthocyanins in emmer grain and the productivity of breeding lines with purple grain.
Materials and methods. The study included the F9 lines developed by two-step hybridization between purple-colored Ethiopian wheat (Triticum aethiopicum Jakubz. var. arraseita) and emmer (Triticum dicoccon (Schrank) Schuebl.), and those isolated in F2 using marker-based selection for homozygous dominant alleles of two genes. The parent forms of the hybrids were a naked-grain emmer cultivar ‘Gremme’, an awnless emmer accession (k-25516) from the VIR collection, and an accession from the collection of IPK Gatersleben (Ethiopian wheat line TRI 15744), the donor of the purple color. The content of anthocyanins in whole-grain flour was measured in 12 lines, a structural analysis of plants was carried out, and their quantitative characteristics were assessed.
Results. The highest anthocyanin content (82.5 µg per 1 g) was observed in line No. 10 of the 27-3 hybrid. The largest share of threshed naked grains (86.9 ± 7.3 %) was recorded for line No. 6 of the 31-19 hybrid. Line No. 11 of the 27-12 hybrid had the highest test weight (802 ± 13 g/L). Line No. 9 of the 27-1 hybrid showed the best index of grain productivity (389 ± 25 g/m2).
Conclusion. Marker-assisted selection made it possible to identify homozygous dominant alleles of the two complementary interacting genes, Pp3 and Pp-B1, which cause the purple color of the grain pericarp. Breeding lines with purple-colored grain demonstrated different levels of the total anthocyanin content, test weight, and grain yield. The lines with high indices of these traits are valuable for breeding practice.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.