vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2023-4-153-162vir-nw-1738Research ArticleОТЕЧЕСТВЕННАЯ СЕЛЕКЦИЯ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕDOMESTIC PLANT BREEDING AT THE PRESENT STAGEПоказатели качества и фракционный состав зерна сортов озимой ржи по крупности в условиях Нижнего ПоволжьяGrain quality indicators and size-dependent fractional composition in winter rye cultivars under the conditions of the Lower Volga regionhttps://orcid.org/0009-0000-4706-961XНуждинаН. Н.NuzhdinaN. N.

Надежда Николаевна Нуждина, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник 

410010, Саратов, ул. Тулайкова, 7 

Nadezhda N. Nuzhdina, Cand. Sci. (Agriculture), Senior Researcher 

7 Tulaikova St., Saratov 410010 

schirschowa@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8724-7043ЖигановД. А.ZhiganovD. A.

Даниил Александрович Жиганов, младший научный сотрудник 

410010, Саратов, ул. Тулайкова, 7 

Daniil A. Zhiganov, Associate Researcher 

7 Tulaikova St., Saratov 410010 

raiser_saratov@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0000-7016-6530ЕрмолаеваТ. Я.ErmolaevaT. Y.

Татьяна Яковлевна Ермолаева, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник 

410010, Саратов, ул. Тулайкова, 7 

Tatyana Y. Ermolaeva, Cand. Sci. (Agriculture), Leading Researcher 

7 Tulaikova St., Saratov 410010 

yaresko.tanya@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9564-7127КулеватоваТ. Б.KulevatovaT. B.

Татьяна борисовна Кулеватова, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник 

410010, Саратов, ул. Тулайкова, 7 

Tatyana B. Kulevatova, Cand. Sci. (Biology), Leading Researcher 

7 Tulaikova St., Saratov 410010 

tanjakulevatova@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3866-8060ЗлобинаЛ. Н.ZlobinaL. N.

Людмила Николаевна Злобина, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник 

410010, Саратов, ул. Тулайкова, 7 

Liudmila N. Zlobina, Cand. Sci. (Agriculture), Senior Researcher 

7 Tulaikova St., Saratov 410010 

L9172193438@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3631-1084АндрееваЛ. В.AndreevaL. V.

Любовь Владимировна Андреева, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник 

410010, Саратов, ул. Тулайкова, 7 

Liubov V. Andreeva, Cand. Sci. (Agriculture), Leading Researcher 

7 Tulaikova St., Saratov 410010 

l.v.andreeva_75@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7192-0208КуликоваВ. А.KulikovaV. A.

Валентина Николаевна Куликова, научный сотрудник 

410010, Саратов, ул. Тулайкова, 7 

Valentina N. Kulikova, Researcher 

7 Tulaikova St., Saratov 410010 

Vkulikova@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0004-0079-1954СалмановаН. А.SalmanovaN. A.

Нина Алексеевна Салманова, младший научный сотрудник 

410010, Саратов, ул. Тулайкова, 7 

Nina A. Salmanova, Associate Researcher 

7 Tulaikova St., Saratov 410010 

Nina-As55@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0004-7568-6972НечаевВ. Н.NechaevV. N.

Вадим Николаевич Нечаев, лаборант-исследователь 

410010, Саратов, ул. Тулайкова, 7 

Vadim N. Nechaev, Laboratory Research Assistant 

7 Tulaikova St., Saratov 410010 

vadimkasteam@mail.ruФедеральный аграрный научный центр Юго-ВостокаРоссияFederal Center of Agriculture Research of the South-East RegionRussian Federation2023110120241844153162Copyright © Нуждина Н.Н., Жиганов Д.А., Ермолаева Т.Я., Кулеватова Т.Б., Злобина Л.Н., Андреева Л.В., Куликова В.А., Салманова Н.А., Нечаев В.Н., 20242024Нуждина Н.Н., Жиганов Д.А., Ермолаева Т.Я., Кулеватова Т.Б., Злобина Л.Н., Андреева Л.В., Куликова В.А., Салманова Н.А., Нечаев В.Н.Nuzhdina N.N., Zhiganov D.A., Ermolaeva T.Y., Kulevatova T.B., Zlobina L.N., Andreeva L.V., Kulikova V.A., Salmanova N.A., Nechaev V.N.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/1738Актуальность

Актуальность. В связи с расширением технологий переработки зерна сортов озимой ржи важно знать генотипически обусловленные характеристики качества зерновой массы, а также ее фракционный состав по размеру.

Материалы и методы

Материалы и методы. Объектами исследований служили 22 образца селекции научных учреждений России, 3 – Республики Беларусь и 3 сорта селекции ФАНЦ Юго-Востока. Сравнительное испытание проведено в 2021–2022 гг. на делянках площадью 13,2 м2 в двух полевых повторениях. Показатели качества (натурная масса зерна, масса 1000 зерен, фракционный состав по размеру зерновки, число падения, максимальная высота амилограммы, температура гелеобразования крахмала) определяли стандартными методами. Содержание белка в зерне определяли на инфракрасном анализаторе «Инфратек 1241». Реологические свойства водных суспензий шрота (соотношение «шрот / вода» – 1 : 4) – на роторном вискографе фирмы Brabender по разработанной в лаборатории качества зерна ФАНЦ Юго-Востока методике при температуре 20°C. Статистическая обработка результатов исследований осуществлялась с помощью пакета программ статистического анализа в селекции AGROS (версия 2.13).

Результаты

Результаты. Выявлено формирование содержания белка на уровне 9,98–10,85% и высокой температуры гелеобразования крахмала в связи с повышенными относительно нормы температурами июня. Наблюдаются значительные различия по фракционному составу зерна между сортами, из которых выделены 12 форм, характеризующихся средней вязкостью суспензии ржаного шрота, с содержанием фракции мелкого зерна до 30% от общей массы.

Заключение

Заключение. Наблюдается положительная значимая сопряженность между пятью изучаемыми показателями, характеризующими реологические свойства суспензий «вода / шрот» на основе муки из зерна сортов озимой ржи, и фракционным составом зерна 0,82*–0,91*. Содержание фракции мелкого зерна до 30% от общей массы, масса 1000 зерен в пределах 29,0–31,0 г и удлиненная форма зерновки – фенотипические признаки в пользу более высокого содержания пентозанов.

Background

Background. Grain quality indicators of winter rye cultivars were analyzed in connection with the size-dependent fractional composition of their grain in the Lower Volga environments.

Materials and methods

Materials and methods. The research material included 22 cultivars developed at various Russian scientific institutions, 3 Belarusian ones, and 3 cultivars bred at the Federal Center of Agriculture Research of the South-East Region. Comparative trials were conducted in 2021–2022 on 13.2 m2 plots in two field replications. The following grain quality indicators were studied: grain test weight, 1000 grain weight, size-dependent fractional composition, Hagberg falling number, amylogram peak height, starch gelatinization temperature, protein content, and rheological properties of the meal/water slurry.

Results

Results. Protein content was recorded at a level of 9.98–10.85%, while the starch gelatinization temperature was high due to the June air temperatures higher than the norm. Significant differences among the cultivars were found in the fractional composition of grain: 12 forms were identified with medium viscosity of the meal/water slurry and the fine-grain fraction content up to 30% of the total weight.

Conclusions

Conclusions. There is a positive significant correlation between the five studied indicators characterizing the rheological properties of the meal/water slurry made from the grain of winter rye cultivars and the grain fraction composition (0.82*–0.91*).

натурная масса зерначисло падениясодержание белкавязкость суспензиимасса фракции зерна (г) менее 22 × 200 мм в 100 гсопряженность признаковgrain test weightfalling numberprotein contentslurry viscositygrain fraction weight (g) less than 2.2 × 20.0 mm per 100 ginterrelation of charactersРабота выполнена согласно госзаданию: FSNM-2022-0003 «Создание и совершенствование системы видов и сортов (гибридов) сельскохозяйственных культур, адаптивных к абиострессорам и устойчивых к основным патогенам, сочетающих высокую потенциальную продуктивность с качеством урожая, с целью снижения экономических рисков в растениеводстве и повышения биоразнообразия в регионе». Статья подготовлена к конференции, посвященной 50-летию лаборатории генетики и цитологии ФАНЦ Юго-Востока. Авторы благодарят рецензентов за их вклад в экспертную оценку этой работы.The study was carried out under the state task: FSNM-2022-0003 “Development and improvement of a system of crop species and cultivars (hybrids) adaptable to abiostressors, resistant to major pathogens, and combining high potential productivity with crop quality in order to reduce economic risks in crop production and increase biodiversity in the region”. The article was prepared for the 50th anniversary of the Genetics and Cytology Laboratory of the Federal Center of Agriculture Research of the South-East Region. The authors thank the reviewers for their contribution to the peer review of this work.ReferencesBoros D., Marquardt R.R., Slominski B.A., Guenter W. Extract viscosity as an indirect assay for water-soluble pentosan content in rye. Cereal Chemistry. 1993;70(5):575-580.Boros D., Marquardt R.R., Slominski B.A., Guenter W. Extract viscosity as an indirect assay for water-soluble pentosan content in rye. Cereal Chemistry. 1993;70(5):575-580.Деревянко А.Н. Погода и качество зерна озимых культур. Ленинград; 1989.Derevyanko A.N. Weather and grain quality of winter crops (Pogoda i kachestvo zerna ozimykh kultur). Leningrad; 1989. [in Russian]Ермолаева Т.Я., Нуждина Н.Н., Говердов Д.В., Злобина Л.Н., Крупнова О.В., Осыка И.Л. и др. Адаптивность сортов озимой ржи по реологическим свой ствам суспензии шрота. Российская сельскохозяйственная наука. 2021;(4):27-32. DOI: 10.31857/S2500262721040062Ermolaeva T.Ya., Nuzdina N.N., Goverdov D.V., Zlobina L.N., Krupnova O.V., Osyka I.A. et al. Adaptivity of winter rye varieties on reological properties of aqueous suspensions of meal. Russian Agricultural Sciences. 2021;(4):27-32. [in Russian]. DOI: 10.31857/S2500262721040062Gan Y.T., McLeod J.G., Scoles G.J., Campbell G.L. Extract viscosity of winter rye: Variation with temperature and precipitation. Canadian Journal of Plant Science. 1997;77(4):555-560. DOI: 10.4141/P96-129Gan Y.T., McLeod J.G., Scoles G.J., Campbell G.L. Extract viscosity of winter rye: Variation with temperature and precipitation. Canadian Journal of Plant Science. 1997;77(4):555-560. DOI: 10.4141/P96-129Гончаренко А.А. Актуальные вопросы селекции озимой ржи. Москва; 2014.Goncharenko A.A. Topical issues of winter rye breeding (Aktualnye voprosy selektsii ozimoy rzhi). Moscow; 2014. [in Russian]ГОСТ 16990-2017. Межгосударственный стандарт. Рожь. Технические условия. Москва: Стандартинформ; 2019. URL: https://files.stroyinf.ru/Data/654/65485.pdf [дата обращения: 23.03.2023].GOST 16990-2017. Interstate standard. Rye. Specifications. Moscow: Standartinform; 2019. [in Russian]. URL: https://files.stroyinf.ru/Data/654/65485.pdf [дата обращения: 23.03.2023].Исмагилов Р.Р., Гайсина А.Ф. Содержание водорастворимых пентозанов в зерне ржи разной фракции. Пиво и напитки. 2015;(3):44-46.Ismagilov R.R., Gaysina A.V. The content of water soluble pentosans in rye grain different factions. Beer and Beverages. 2015;(3):44-46. [in Russian]Кулеватова Т.Б., Кайргалиев Д.В., Андреева Л.В., Ермолаева Т.Я., Злобина Л.Н., Нуждина Н.Н. Качество зерна озимой ржи: Учебно-методическое пособие / под. ред. А.И. Прянишникова. Саратов; 2016.Kulevatova T.B., Kayrgaliev D.V., Andreeva L.V. Ermolaeva T. Ya., Zlobina L.N., Nuzdina N.N. Quality of winter rye grain. Educational and methodological guide (Kachestvo zerna ozimoy rzhi. Uchebno-metodicheskoye posobiye). A.I. Pryanishnikov (ed.). Saratov; 2016. [in Russian]Munzing K., Pottebaum R., Wolf K. Mutterkorn im Roggen und Konsequenzen für die Mühle. Getreidetechnologie. 2004;58(6):349-356. [in German]Munzing K., Pottebaum R., Wolf K. Mutterkorn im Roggen und Konsequenzen für die Mühle. Getreidetechnologie. 2004;58(6):349-356. [in German]Пономарева М.Л., Пономарев С.Н Оптимизация параметров качества зерна для селекции озимой ржи. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2019;23(3):320-327. DOI: 10.18699/vj19.496Ponomareva M.L., Ponomarev S.N. Optimization of grain quality parameters for winter rye breeding. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2019;23(3):320-327. [in Russian]. DOI: 10.18699/vj19.496Пономарева М.Л., Пономарев С.Н. Научные основы селекции озимой ржи: Монография. Казань: ФЭН; 2019.Ponomareva M.L., Ponomarev S.N Scientific fundamentals of winter rye breeding. Monograph (Nauchnye osnovy selektsii ozimoy rzhi. Monografiya). Kazan: FEN; 2019. [in Russian]Пономарева М.Л., Пономарев С.Н., Гильмуллина Л.Ф., Маннапова Г.С. Фенотипическая оценка содержания пентозанов в ржаном шроте методом определения вязкости водного экстракта. Достижения науки и техники АПК. 2015;29(11):32-35.Ponomareva M.L., Ponomarev S.N. Gilmullina L.F., Mannapova G.S. Phenotypic assessment of pentosane content in rye solvent cake by method of viscosity determination of water extract. Achievements of Science and technology of AIC. 2015;29(11):32-35. [in Russian]Шакирзянов А.Х., Лещенко Н.И., Никонорова И.М., Агафонова В.А. Перспективные образцы озимой ржи для селекции кормовой ржи в условиях юго-западного Предуралья. Достижения науки и техники АПК. 2019;33(8):38-42. DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10808Shakirzyanov A.H., Leshchenko N.I., Nikonorova I.M., Agafonova V.A. Promising samples of winter rye for breeding for forage purposes under conditions of the south-western Cis-Urals. Achievements of Science and Technology of AIC. 2019;33(8):38-42. [in Russian]. DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10808

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