Усова З.В. Поліморфізм високомолекулярних глютенінів в селекції озимої м\'якої пшениці на якість зерна для умов Лісостепу України

summary

Аналіз численних літературних даних свідчить, що технолого-біохімічні показники якості зерна значно змінюються під впливом зовнішніх умов середовища, тому за ними досить складно визначати генетичний рівень якості. Наявна система оцінок не гарантує від втрат в процесі селекційної проробки багатьох цінних генотипів. Підвищення ефективності селекції повинно базуватися на встановленні систем генетичного контролю ознак. З числа генетичних маркерів, найбільш інформативними є групи високо полімерних запасних білків. Вивченню впливу окремих субодиниць запасних білків на показники якості зерна присвячено багато робіт, але практично всі вони мали вузьку направленість – вивчалися зв’язки окремих варіантів блоків з окремими показниками. Більш ґрунтовно вивчено зв'язок блоків гліадинів з показниками господарсько цінних ознак. У меншій мірі вивчено глютенінові білки, особливо в агрокліматичних умовах України. Потребує постійного вивчення також ідентифікація і паспортизація нового світового генофонду, який надходить до України. На вирішення цих питань і були направлені наші дослідження. 

АГРО-ЕКОЛОГІЧНІ УМОВИ, МАТЕРІАЛ І МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Польові досліди проведено в 1994-2004 роках на дослідному полі Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН, яке розташоване на відстані 20 км від  м. Харкова. Цей район входить до північно-східної частини лівобережного Лісостепу України.

За багаторічними даними метеорологічного посту Iнституту рослинництва в цьому регіоні в середньому випадає 485,8 мм атмосферних опадів за рік. Середньорічна температура повітря становить +6,9⁰С. Середньорічна відносна вологість повітря - 72,8 %. Метеорологічні умови 1994 - 2004 рр., як за температурою повітря, так і за кількістю опадів, були контрастними, що повністю відобразило зональні особливості і дозволило отримати об’єктивні результати за всіма розділами досліджень.

Iнформаційну цінність алельних варіантів високомолекулярних глютенінів вивчали на гібридному і лінійному матеріалі. З цією метою було створено 23 гібридні комбінації і 12 ліній. Матеріалом для ідентифікації і паспортизації генофонду служили сортозразки озимої м'якої пшениці вітчизняної і закордонної селекції із колекції Центру генетичних ресурсів рослин України. Репрезентована вибірка в обсязі 1060 сортів, являла собою набір зразків із 21 країни світу і охоплювала всі основні зони вирощування озимої м’якої пшениці на земній кулі. Це дало можливість отримати цінну інформацію про особливості поліморфізму запасних білків світового генофонду.

Польові досліди проводили по попереднику чорний пар за загальноприйнятою для даної зони агротехнікою. Внесення добрив проводили в основний обробіток ґрунту в дозі – 30 т/га гною. Батьківські форми сіяли на ділянках 2 м² сівалкою ССФК-7 з нормою висіву 500 зерен на 1 м². Збирання проводили комбайном Хеге - 125. Гібридизацію – обмежено-вільним методом. Висівали гібриди F₁ та F₂ вручну рядками з площею живлення 15х5 см, у вигляді популяцій. Починаючи з третього покоління закладали лінії. Гібриди F₄ і старших поколінь вирощували в селекційному та контрольному розсадниках на площі 5 м² та 10 м². Для вивчення впливу материнської рослини на формування структури глютенінових білків у гібридів F₁ проводили реципрокні схрещування. Гібриди F₂ у кількості не менше 100 зерен по кожній одержаній комбінації використовували для вивчення спадковості субодиниць високомолекулярних глютенінів. Поліморфізм субодиниць глютенінів вивчали на 100 зернах кожного сорту.

Електрофоретичний поділ глютенінових білків в ПААГ проводили за методикою P.K.W. Ng, M.G. Sconlon, W. Bushuk (1988). Ідентифікацію субодиниць глютеніну і кодуючих їх локусів – за номенклатурою Р.І. Peyne et al. (1987). Електрофоретичний поділ гліадинової фракції білка і ідентифікацію блоків гліадинів проводили за методикою Ф.О. Поперелі (1996). Вміст білка в зерні визначали за К’єдалем (1987), показник седиментації - за методикою А. Я. Пумпянского (1964), натура зерна, склоподібність, кількість та якість клейковини, силу борошна та хлібопекарський аналіз – за Методикою державного сортовипробування сільськогосподарських культур (2000).

Статистичну обробку даних на початкових етапах проводили за t- критерієм Ст’юдента (1966), узагальнюючу – за допомогою пакету статистичних прикладних програм – ОСГЄ, який розроблено відділом генетики Інституту рослинництва ім. В.Я.Юр’єва (1981), а також пакету програм Statistica - 06 (ліцензія № BXXR502C631824NEN3). Характер успадкування субодиниць високомолекулярних глютенінів встановлювали за допомогою критерію Пірсона (1966).

ВПЛИВ АЛЕЛЬНИХ ВАРІАНТІВ ВИСОКОМОЛЕКУЛЯРНИХ

ГЛЮТЕНІНІВ НА ЯКІСТЬ ЗЕРНА ОЗИМОЇ М’ЯКОЇ ПШЕНИЦІ

З багатьох літературних джерел відомо, що склад субодиниць високомолекулярного глютеніну надійно маркує технолого-біохімічні показники якості зерна озимої м’якої пшениці. Для підвищення ефективності селекції на якість зерна необхідно знати внесок кожного алельного варіанту високомолекулярних глютенінів в генетичний контроль показників якості, тобто його селекційну цінність. Це дає змогу підбирати материнські і батьківські форми, які мають наближений до оптимального спектр запасних білків, а також передбачати якісні характеристики майбутніх сортів. Селекційну цінність алельних варіантів високомолекулярних глютенінів за технолого-біохімічними ознаками якості зерна ми вивчали на 12 створених нами лініях.