Адаптивный потенциал образцов овса по химическим и физическим характеристикам зерна

Одна из важных задач растениеводства состоит в получении стабильно высоких урожаев с повышенным содержанием в них ценных веществ. Целью исследования является оценка адаптивности образцов овса по содержанию β-глюканов и масла в зерне, натуре зерна, крупности зерна и анализ связи между показателями адаптивности образцов по этим признакам. Исследовали 18 образцов овса из коллекции ВИР, которые были выращены в течение трех лет в Восточной Сибири.
В зерне определяли содержание β-глюканов и масла, массу 1000 зерен и натуру зерна. Вычисляли четыре показателя адаптивности образцов по указанным признакам.
Установлено, что между пленчатой и голозерной формами овса параметры пластичности (CV и d) и стабильности (Hom и ПУСС) образцов, определенные по уровню β-глюканов и содержанию масла в зерне, массе 1000 зерен и натуре зерна, существенно не различались. Наилучшей адаптивностью по содержанию β-глюканов в зерне отличались сорта ‘Сапсан’ (к-15444) и ‘Алдан’ (к-15115), по содержанию масла – ‘Саян’ (к-14043) и ‘Вятский’ (к-14960), по массе 1000 зерен –‘Корифей’ (к-15113) и ‘Тайдон’ (к-15183), по натуре зерна – ‘Корифей’ и ‘Гоша’ (к-15120). Для голозерных образцов овса выявлены значимые связи между показателями адаптивности по содержанию β-глюканов или масла в зерне и таковыми по натуре зерна, а также найдены существенные связи между средними величинами массы 1000 зерен образцов и параметрами их пластичности (отрицательные корреляции) либо показателями их стабильности (положительные корреляции) по данному физическому признаку.
Существует высокий риск получения пленчатого овса с пониженным уровнем масла в зерне при его селекции на высокую стабильность по этому признаку. Предполагается, что успешная селекция овса на повышенную адаптивность по массе 1000 зерен будет сопровождаться ростом крупности зерна. Показана возможность косвенной оценки адаптивности голозерных образцов овса по содержанию β-глюканов или масла в зерне на основе вычисления их адаптивности по натуре зерна.

1. Biel W., Bobko K., Maciorowski R. Chemical composition and nutritive value of husked and naked oats grain. Journal of Cereal Science. 2009;49(3):413-418. DOI: 10.1016/j.jcs.2009.01.009

2. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. Москва: Агропромиздат; 1985.

3. Герасимов С.А., Полонский В.И, Сумина А.В., Сурин Н.А., Липшин А.Г., Зюте С.А. Влияние генотипа и условий выращивания овса на содержание биологически активных компонентов в зерне. Химия растительного сырья. 2020;(2):65-71. DOI: 10.14258/jcprm.2020025515

4. Гончаренко А.А., Макаров А.В., Кузьмич М.А., Ермаков С.А., Семенова Т.В., Точилин В.Н. и др. Оценка экологической устойчивости, стабильности и пластичности сортов озимой ржи по признакам качества зерна. Российская сельскохозяйственная наука. 2020;(4):3-9. DOI: 10.31857/S2500262720040018

5. Хангильдин В.В., Литвиненко Н.А. Гомеостатичность и адаптивность сортов озимой пшеницы. Научно-технический бюллетень Всесоюзного селекционно-генетического института. 1981;1(39):8-14.

6. Лоскутов И.Г., Полонский В.И. Селекция на содержание β-глюканов в зерне овса как перспективное направление для получения продуктов здорового питания, сырья и фуража (обзор). Сельскохозяйственная биология. 2017;52(4):646-657. DOI: 10.15389/agrobiology.2017.4.646rus

7. Неттевич Э.Д., Моргунов А.И., Максименко М.И. Повышение эффективности отбора яровой пшеницы на стабильность урожайности и качества зерна. Вестник сельскохозяйственной науки. 1985;(1):66-73.

8. Peterson D.M., Wesenberg D.M., Burrup D.E. β-Glucan content and its relationship to agronomic characteristics in elite oat germplasm. Crop Science. 1995;35(6):965-970.

9. Полонский В.И., Лоскутов И.Г., Сумина А.В. Оценка генотипов овса на содержание β-глюканов в зерне на основании его физических характеристик. Сельскохозяйственная биология. 2020;55(1):45-52. DOI: 10.15389/agrobiology.2020.1.45eng

10. Полонский В.И., Сурин Н.А., Герасимов С.А., Липшин А.Г., Сумина А.В., Зюте С. Изучение сортов овса (Avena sativa L.) различного географического происхождения по качеству зерна и продуктивности. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2019;23(6):683-690. DOI: 10.18699/VJ19.541

11. Полонский В.И., Сурин Н.А., Герасимов С.А., Липшин А.Г., Сумина А.В., Зюте С.А. Оценка образцов ячменя на содержание β-глюканов в зерне и другие ценные признаки в условиях Восточной Сибири. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2021;182(1):48-58. DOI: 10.30901/2227-8834-2021-1-48-58

12. Redaelli R., Del Frate V., Bellato S., Terracciano G., Ciccoritti R., Germeier C.U. et al. Genetic and environmental variability in total and soluble β-glucan in European oat genotypes. Journal of Cereal Science. 2013;57(2):193-199. DOI: 10.1016/j.jcs.2012.09.003

13. Rossielle A.A., Hemblin J. Theoretical aspects of selection for yield in stress and non-stress environments. Crop Science. 1981;21(6):943-946. DOI: 10.2135/cropsci1981.0011183X002100060033x

14. Saastamoinen M., Plaami S., Kumpulainen J. Genetic and environmental variation in β-glucan content of oats cultivated or tested in Finland. Journal of Cereal Science. 1992;16(3):279-290. DOI: 10.1016/S0733-5210(09)80090-8

15. Shewry P.R., Piironen V., Lampi A.M., Nyström L., Li L., Rakszegi M. et al. Phytochemical and fiber components in oat varieties in the health grain diversity screen. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2008;56(21):9777-9784. DOI: 10.1021/jf801880d

16. Shvachko N.A., Loskutov I.G., Semilet T.V., Popov V.S., Kovaleva O.N., Konarev A.V. Bioactive components in oat and barley grain as a promising breeding trend for functional food production. Molecules. 2021;26(8):2260. DOI: 10.3390/molecules26082260

17. Šterna V., Zute S., Jansone I., Kantane I. Chemical composition of covered and naked spring barley varieties and their potential for food production. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences. 2017;67(2):151-158. DOI: 10.1515/pjfns-2016-0019

18. Šterna V., Zute S., Vicupe Z. Variation in β-glucan, protein and fat concentration of oats created in Latvia. Proceedings of the Latvian Academy of Sciences, Section B. 2018;72(2):71-74. DOI: 10.2478/prolas-2018-0011

19. Тулякова М.В., Баталова Г.А., Лоскутов И.Г., Пермякова С.В., Кротова Н.В. Оценка адаптивных параметров коллекционных образцов овса пленчатого по урожайности в условиях Кировской области. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2021;182(1):72-79. DOI: 10.30901/2227-8834-2021-1-72-79

20. Волкова Л. В., Гирева Л.В. Оценка сортов яровой мягкой пшеницы по урожайности и адаптивным свойствам. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2017;4(59):19-23.

21. Юсова О.А., Николаев П.Н., Сафонова И.В., Аниськов Н.И. Анализ сортов овса омской селекции по сбору белка с единицы площади. Аграрный вестник Урала. 2020a;6(197):38-48. DOI: 10.32417/1997-4868-2020-197-6-38-48

22. Юсова О.А., Николаев П.Н., Сафонова И.В., Аниськов Н.И. Изменение урожайности и качества зерна овса с повышением адаптивности сортов. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020b;181(2):42-49. DOI: 10.30901/2227-8834-2020-2-42-49

23. Юсова О.А., Николаев П.Н., Васюкевич В.С., Аниськов Н.И., Сафонова И.В. Уровень качества зерна Омских сортов овса ярового в контрастных экологических условиях. Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). 2020c;2(55):84-96. DOI: 10.31677/2072-6724-2020-55-2-84-96