УДК 633.111«321»:631.524.7:575.1

КАЧЕСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЕРНА СОРТОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ПО ПОТОМСТВУ

В.М. БЕБЯКИН, И.А. ОСЫКА

В опытах, проведенных в нетипичных по увлажнению условиях в период формирования и налива зерна, изучали селекционную ценность ряда сортов яровой мягкой пшеницы, характеризующихся высоким потенциалом физических свойств теста, по изменчивости и количественной выраженности результирующих показателей качества зерна в потомстве
F2. Определяли частоту выщепления высококачественных потомств в гибридных популяциях. Выявлена частота встречаемости генотипов в F2 (по растению), у которых содержание и качество клейковины отвечают требованиям, предъявляемым к сильной пшенице. Доказано, что отбор в популяциях по одному из этих показателей будет противоречить отбору по другому.

Ключевые слова: сорт, потомство, гибрид, натурная масса зерна, содержание и качество клейковины.

 

Результативность селекции яровой мягкой пшеницы на качество зерна во многом зависит от исходного материала (1). Один из способов его создания ? вовлечение в скрещивания сортов-компенсаторов и последующее изучение потомства. Из популяции можно выделять линии, различающиеся по продуктивности и качеству зерна, которые затем используются самостоятельно или для улучшения исходного сорта (2). В связи с этим нами было изучено по физическим свойствам, состоянию углеводно-амилазного комплекса и смесительной способности теста более 30 сортов и селекционных линий, созданных в Поволжье (3, 4). Лучшие из них привлекались для гибридизации с целью изучения селекционной ценности и создания нового исходного материала. Предполагалось также решить ряд методических вопросов проработки гибридных популяций и идентификации высококачественных генотипов в ряду последовательных поколений.

В представленной работе мы определяли количественные значения некоторых результирующих показателей качества зерна и их изменчивость на сортовом и популяционном уровнях, а также селекционную ценность исходных сортов по результатам оценки F2 (отсчет поколений по растению).

Методика. Объектом исследования служили ценные по физическим свойствам и смесительной способности муки сорта яровой мягкой пшеницы (Тулайковская 5, Тулайковская золотистая, Альбидум 42/98, СКЭНТ 3) и гибриды от их скрещивания по однотестерной схеме с селекционной линией СФР 195-11-05, формирующей зерно невысокого качества. Гибриды выращивали в селекционном севообороте (НИИ сельского хозяйства Юго-Востока, г. Саратов) на 2-3-рядковых делянках по типу бесповторных опытов с частыми стандартами, которыми служили родительские формы. Полевые эксперименты пришлись на влажный в период формирования и налива зерна год (2004): количество выпавших осадков в июле составило 88 мм (173 % от климатической нормы). В целом условия в течение вегетации были благоприятными для роста и развития растений, однако не способствовали формированию высококачественного зерна (прежде всего, по качеству клейковины). Натурную массу зерна оценивали по микрометодике (5), содержание и качество клейковины — по ГОСТ (навеска муки 10 г).

Дисперсионный анализ экспериментальных данных проводили с использованием их коррекции по скользящей средней для бесповторного опыта с частыми стандартами.

Результаты. Натурная масса (натура) зерна у гибридных потомств в среднем по популяции, как правило, была ниже, чем у лучшей родительской формы (ж), и в 50 % случаев достоверно превосходила показатель у отцовской (СФР 195-11-05), причем максимальные значения в отличие от минимальных у гибридов не превышали таковые у материнских сортов (табл.).

Показатели качества зерна и их изменчивость у гибридов F2 яровой мягкой пшеницы и их родительских форм (г. Саратов, 2004 год)

Гибрид,
родительская форма

n

X±m

Критерий
достоверности

Предел колебания

Сv, %

Н а т у р н а я   м а с с а   з е р н а,  г/л

F2 (Тулайковская 5 х СФР 195-11-05) (1)

84

723,8±5,4

4,1* (1-2)

527-791

6,8

Тулайковская 5 (2)

49

756,5±6,0

0,6 (1-3)

577-814

5,5

СФР 195-11-05 (3)

8

717,3±9,9

3,4 (2-3)

686-776

3,9

F2 (Тулайковская золотистая х СФР 195-11-05) (1)

114

721,7±3,7

5,0* (1-2)

576-780

5,4

Тулайковская золотистая (2)

46

755,0±5,6

2,6* (1-3)

664-800

5,1

СФР 195-11-05 (3)

7

685,1±13,7

4,7* (2-3)

649-753

5,3

F2 (Альбидум 42/98 х СФР 195-11-05) (1)

50

737,7±4,4

1,1 (1-2)

630-780

4,2

Альбидум 42/98 (2)

40

745,1±5,2

1,3 (1-3)

645-794

4,4

СФР 195-11-05 (3)

6

706,5±22,9

1,7 (2-3)

629-777

7,9

F2 (СКЭНТ 3 х СФР 195-11-05) (1)

89

715,9±3,7

3,3* (1-2)

611-773

4,8

СКЭНТ 3 (2)

49

734,4±4,2

2,4* (1-3)

636-796

4,0

СФР 195-11-05 (3)

9

699,8±5,7

4,9* (2-3)

668-715

2,4

С о д е р ж а н и е   к л е й к о в и н ы   в   м у к е,  %

F2 (Тулайковская 5 х СФР 195-11-05) (1)

78

33,1±0,3

0,5 (1-2)

27,4-38,9

8,2

Тулайковская 5 (2)

39

32,9±0,4

0,2 (1-3)

28,1-38,4

7,3

СФР 195-11-05 (3)

8

32,9±0,9

0,1 (2-3)

30,2-39,1

8,4

F2 (Тулайковская золотистая х СФР 195-11-05) (1)

99

32,1±0,2

0,2 (1-2)

28,5-36,3

6,3

Тулайковская золотистая (2)

41

32,2±0,4

1,2 (1-3)

24,9-39,1

7,3

СФР 195-11-05 (3)

4

33,3±1,0

1,0 (2-3)

31,1-35,8

5,8

F2 (Альбидум 42/98 х СФР 195-11-05) (1)

46

30,4±0,4

2,8* (1-2)

25,7-36,5

8,0

Альбидум 42/98 (2)

32

29,2±0,3

2,5* (1-3)

26,8-32,6

4,8

СФР 195-11-05 (3)

3

33,7±1,2

3,5* (2-3)

31,5-35,8

6,4

F2 (СКЭНТ 3 х СФР 195-11-05) (1)

67

31,2±0,4

5,3* (1-2)

27,3-38,7

9,2

СКЭНТ 3 (2)

35

28,3±0,4

3,3* (1-3)

24,4-35,1

8,9

СФР 195-11-05 (3)

7

34,4±0,9

6,3* (2-3)

30,4-37,1

6,7

К а ч е с т в о   к  л е й к о в и н ы,   усл. ед.  (по шкале  ИДК-1)

F2 (Тулайковская 5 х СФР 195-11-05) (1)

78

83,4±0,5

4,0* (1-2)

67,0-93,5

5,3

Тулайковская 5 (2)

39

79,0±1,0

17,4* (1-3)

68,5-94,0

7,7

СФР 195-11-05 (3)

8

94,6±0,4

14,9* (2-3)

92,5-96,0

1,2

F2 (Тулайковская золотистая х СФР 195-11-05) (1)

99

89,2±0,4

4,6* (1-2)

77,0-98,5

4,6

Тулайковская золотистая (2)

41

84,9±0,8

9,4* (1-3)

72,5-97,5

6,1

СФР 195-11-05 (3)

4

100,4±1,1

11,1* (2-3)

97,5-103,0

2,2

F2 (Альбидум 42/98 х СФР 195-11-05) (1)

46

79,1±0,9

6,2* (1-2)

65,0-92,5

7,4

Альбидум 42/98 (2)

32

70,0±1,2

6,1* (1-3)

54,0-84,5

9,9

СФР 195-11-05 (3)

3

89,2±1,4

10,2* (2-3)

87,5-92,0

2,8

F2 (СКЭНТ 3 х СФР195-11-05) (1)

67

89,0±0,8

6,8* (1-2)

73,0-98,0

5,4

СКЭНТ 3 (2)

35

79,7±1,2

8,3* (1-3)

68,0-99,5

9,3

СФР 195-11-05 (3)

7

100,1±1,2

11,8* (2-3)

95,0-104,0

3,2

П р и м е ч а н и е. В скобках приведены номера форм и сравниваемых пар; n — число проанализированных потомств, X±m — среднее значение показателя и его ошибка, Сv— коэффициент вариации. Показатели, полученные на ИДК-1 (измеритель деформации клейковины), — отрицательные величины.
* Различия значимы на уровне 5 %.

Пределы колебаний абсолютной величины натурной массы зерна были значительными во всех популяциях, однако коэффициент вариации (Сv) оставался невысоким и практически не отличался от такового у гомозиготных сортов. Потомств, превосходящих по натуре зерна среднее значение признака у изучаемых сортов (ж), не выявили, и только 7 семей, полученных от скрещивания СКЭНТ 3 с СФР 195-11-05, значимо превосходили отцовский компонент. Число семей с натурой зерна достоверно ниже среднего значения (X) у растений сорта Тулайковская 5 равнялось 10, Тулайковская золотистая — 14, Альбидум 42/98 — 2 и СКЭНТ 3 — 15. Наибольшее число семей (всего 13), уступающих по величине X признака отцовскому компоненту, зафиксировали в популяции F2 (Тулайковская золотистая х СФР 195-11-05), наименьшее (только одну) — в F2 (Альбидум 42/98 х СФР 195-11-05). Характер и особенности распределения частот по натурной массе зерна в популяциях (рис., А) свидетельствуют, что этот показатель изменялся в широких пределах. Вариационные кривые имели небольшую правостороннюю асимметрию и почти совпадали. В целом по характеру распределения гибридов в популяциях существенных различий не выявлено. Максимальное число гибридных потомств было сосредоточено в классах с общим интервалом значений показателя 719-783 г/л.

 
 Бебякин А.jpg

 

 

Распределение потомств F2по натурной массе зерна (А), содержанию клейковины в муке (Б) и показателю измерителя деформации клейковины ИДК-1 (В) в разных вариантах скрещиваний сортов и селекционной линии СФР 195-11-05 яровой мягкой пшеницы: 1 — Тулайковская 5 х СФР 195-11-05; 2 — Тулайковская золотистая х СФР 195-11-05; 3 — Альбидум 42/98 х СФР 195-11-05; 4 — СКЭНТ 3 х СФР 195-11-05.

Растения сортов СКЭНТ 3 и Альбидум 42/98 в условиях влажного года формировали зерно с невысоким содержанием клейковины, что также проявилось у их потомства (см. табл.). Гибриды в других популяциях по содержанию клейковины в среднем достоверно не отличались от родительских сортов. При скрещивании сортов СКЭНТ 3 и Альбидум 42/98 с линией СФР 195-11-05 удалось увеличить содержание клейковины по отношению к материнским формам в среднем соответственно на 2,9 и 1,2 %, причем у отдельных потомств повышение показателя оказалось более значительным. Число потомств, у которых содержание клейковины достоверно превышало среднее значение для материнской формы, было наибольшим в популяциях F2 (Альбидум 42/98 х СФР 195-11-05) и F2 (СКЭНТ 3 х СФР 195-11-05) — соответственно 12 и 15. При оценке селекционной ценности материнских форм по отношению к тестеру выявили превосходство гибридов, полученных с использованием сортов безенчукской селекции (Тулайковская 5, Тулайковская золотистая). В гибридных популяциях с их участием зафиксировали лишь одну семью с содержанием клейковины в муке достоверно ниже среднего значения признака, тогда как с участием Альбидум 42/98 и СКЭНТ 3 — соответственно 26 и 19.

При тестировании селекционной ценности сортов важным показателем служит число гибридных потомств, которые по содержанию клейковины в муке соответствуют требованиям, предъявляемым к так называемой сильной пшенице. Расчеты показали, что наибольшая частота выщепления форм с величиной этого показателя 32,0 % и более отмечалась в популяциях, полученных с участием сортов Тулайковская золотистая  (52, или 52,5 %) и Тулайковская 5 (48, или 61,5 %), наименьшая — сортов СКЭНТ 3 (25, или 37,3 %) и Альбидум 42/98 (12, или 26,0 %). Таким образом, содержание клейковины в потомстве существенно зависит от достоинств материнского компонента.

Распределение потомств F2 по содержанию клейковины в муке (см. рис., Б), несмотря на близость средних значений в популяциях (см. табл.), оказалось неодинаковым. В классах с содержанием клейковины 31,0-35,0 % концентрировалась основная масса потомств F2 (Тулайковская золотистая х СФР 195-11-05). Кривые распределения для гибридов двух других популяций — F2 (Альбидум 42/98 х СФР 195-11-05) и F2 (СКЭНТ 3 х СФР 195-11-05) имели левостороннюю асимметрию с предельной величиной показателя 27,0 %. Около 5 % потомств F2 (СКЭНТ 3 х СФР 195-11-05) относились к классу с высоким значением показателя. Кривая распределения гибридов F2 (Тулайковская 5 х СФР 195-11-05) свидетельствует о существенном превосходстве этой популяции по содержанию клейковины в муке, так как основная часть потомств сосредоточена в классе с высоким значением показателя.

В относительно влажных для Нижнего Поволжья условиях в период налива зерна (2004 год) сорта, привлеченные к изучению по потомству, не формировали клейковину высокого качества, за исключением селекционной формы Альбидум 42/98, зерно которой в среднем по всей выборке отвечало требованиям, предъявляемым к сильной пшенице (см. табл.). Среднепопуляционные величины показателя ИДК-1 (отрицательные значения) во всех случаях были выше таковых у лучших родительских форм (ж) и ниже, чем у тестера (м). Минимальные же значения, соответствующие более высокому качеству клейковины, выходили за пределы таковых у лучшей исходной формы в 3 популяциях из 4. Число гибридных потомств, у которых этот показатель в среднем был значимо хуже, чем у изучаемых сортов (ж), колебалось от 4 до 13 и было самым высоким в комбинации F2 (СКЭНТ 3 х СФР 195-11-05). Семей, превосходящих по указанному признаку тестер, в F2 (Тулайковская 5 х СФР 195-11-05) было 34, в F2 (Тулайковская золотистая х СФР 195-11-05) — 44, в F2 (Альбидум 42/98 х СФР 195-11-05) — 6 и в F2 (СКЭНТ 3 х СФР 195-11-05) ? 20. Если же оценивать результаты скрещиваний по выщеплению в популяциях форм с показателем ИДК-1 75 усл. ед. и менее, то таких генотипов, к сожалению, оказалось немного: в F2 (Альбидум 42/98 х СФР 195-11-05) — 12 (26,0 %), в других — 1-2 (1,5-2,5 %). Иными словами, качество клейковины у гибридных потомств после второй реализации генотипа напрямую зависит от такового у лучшей исходной формы.

Особенности распределения частот генотипов по показателю ИДК-1, характеризующему физические свойства клейковины, в популяциях, полученных от скрещивания различающихся по этому признаку сортов (см. рис., В), свидетельствуют, что наибольший интерес представляют две популяции — F2 (Альбидум 42/98 х СФР 195-11-05) и F2 (Тулайковская 5 х СФР 195-11-05), в которых встречаются потомства, отвечающие требованиям, предъявляемым к сильной пшенице.
Корреляционный анализ результатов оценки четырех гибридных популяций показал, что количество и качество клейковины, как правило, взаимосвязаны нежелательным для селекционера образом (r = 0,46-0,71; 1 % уровень значимости). Среди 290 проанализированных семей не обнаружили ни одной, у которой бы эти признаки проявились совместно в достаточно высокой степени. Поэтому при проработке селекционного материала необходимо учитывать, что отбор семей по содержанию клейковины в муке может привести к выделению генотипов с низким качеством клейковины и, наоборот, продвижение в селекционных питомниках материала с высоким качеством клейковины негативно отразится на ее содержании. Количество и качество клейковины на популяционном уровне не связаны с продуктивностью растений (r = 0,17…-0,22); натурная масса зерна в некоторых популяциях коррелировала с ней достоверно (r = 0,22-0,45; первый показатель — 5 %, второй — 1 % уровень значимости).

Итак, на основании проведенных исследований можно констатировать, что по натурной массе зерна изученные сорта существенно не различаются. Содержание клейковины в муке у сортов Тулайковская 5 и Тулайковская золотистая в среднем по совокупности изученных потомств отвечает требованиям, предъявляемым к сильным пшеницам. По качеству клейковины выделяется селекционная линия Альбидум 42/98. Максимальные значения натурной массы зерна в гибридных популяциях не выходят за пределы таковых у лучших исходных форм (ж). Некоторое преимущество, по данным оценки потомства, имеет линия Альбидум 42/98. В популяциях с участием сорта СКЭНТ 3 и линии Альбидум 42/98 отмечено наибольшее число потомств с содержанием клейковины выше среднего значения у материнской формы, однако максимальная частота выщепления образцов с содержанием в муке клейковины 32,0 % и более отмечена в популяциях, когда материнскими формами служили сорта, образующие зерно с ее повышенным содержанием (Тулайковская 5, Тулайковская золотистая). Частота встречаемости потомств с высоким качеством клейковины в гибридных популяциях напрямую зависит от достоинств исходных форм. Выщепление форм с показателем ИДК-1 75 усл. ед. и менее встречается крайне редко (1,5-26,0 %). В большинстве изученных популяций результативные признаки (содержание и качество клейковины) коррелируют таким образом, что отбор по одному из них будет противоречить отбору по другому.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Н а с к и д а ш в и л и  П.,  Н а с к и д а ш в и л и  И.,  Н а с к и д а ш в и л и  М. и др. Эколого-генетические принципы селекции растений. Сообщ. Акад. с.-х. наук Грузии, 2000, 7: 54-56.
2. С а м и г у л л и н  С.Н. Полиморфизм популяций мягкой пшеницы по продуктивности и конкурентоспособности и использование его в селекционном процессе. В сб.: Повышение эффективности производства в сельском хозяйстве Республики Башкортостан. Уфа, 1998: 202-208.
3. Б е б я к и н  В.М.,  В и н о к у р о в а  Л.Т. Физические свойства теста и состояние углеводно-амилазного комплекса у яровых мягких пшениц Поволжья. В сб.: Повышение устойчивости биоресурсов на адаптивно-ландшафтной основе. Оренбург, 2003, 2: 103-108.
4. Б е б я к и н  В.М.,  В и н о к у р о в а  Л.Т. Смесительная ценность высококачественных сортов яровой мягкой пшеницы для целей селекции. Докл. РАСХН, 2003, 4: 3-5.
5. С и н и ц ы н  С.С.,  Л а к с-К о р ч м а р е к  Г.А.,  Н е т у н а е в а  И.Ф. и др. Новые микромодификации методов определения качества зерна. Сел. и сем., 1969, 6: 25-28.

 

QUALITATIVE CHARACTERISTIC OF CORN IN SPRING SOFT WHEAT VARIETIES ON PROGENIES

B.M. Bebyakin, I.A. Osyka

In experiments, performed in atypical on moistening conditions at the period of forming and ripening of corn, the authors studied the selective value of some spring soft wheat varieties with high potential of dough physical properties on variability and quantitative resulting indices of corn quality in progeny F2. The frequency of appearance of high-quality progenies in hybrid populations was determined. The authors revealed the frequency of occurrence of genotypes in F2 (on plant) in which the content and the quality of gluten satisfy the requirements presenting to strong wheat. It was proved, that the selection in populations on one of this determinants will be conflict with selection on other determinant.

Key words: variety, posterity, hybrid, natural mass of grain, maintenance and quality of gluten.

ГНУ НИИ сельского хозяйства Юго-Востока,
410010 г. Саратов, ул. Тулайкова, 7,
e-mail:raiser_saratov@mail.ru

Поступила в редакцию
22 марта 2007 года

 

Оформление электронного оттиска

назад в начало