New lines of the Triticum Spelta in Sought Dagestan
- Authors: Batasheva B.A.1, Abdullaev R.A.2, Radchenko E.E.2, Kovaleva O.N.2
-
Affiliations:
- Dagestan OS – branch of VIR
- Federal Research Center «All-Russian Institute of Plant Genetic Resources named after N.I. Vavilov»
- Issue: No 1 (2024)
- Pages: 22-25
- Section: Crop Production and Selection
- URL: https://snv63.ru/2500-2082/article/view/659381
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2500208224010057
- ID: 659381
Cite item
Full Text
Abstract
Few people know about the existence of such a grain crop as spelt and its benefits for human health. This is a unique product with a balanced vitamin and mineral composition, surpassing even soft wheat in the content of valuable substances. The center of origin this crop is the Mediterranean countries. The first mentions of spelled are found in Ancient Egypt, Babylon, Greece, Turkey and Armenia. After a long period of oblivion, spelled Triticum dicoccum (Schrank) Schuebl reappeared in the crops of European countries and is actively cultivated in Iran, India, Turkey, the USA, and in Russia – in the Krasnoyarsk region, Omsk region, Tatarstan, Dagestan. The absence of gene-modified varieties and the complex of beneficial properties of its grain are interesting for the use of this crop. Spelled grain contains more than 18% protein and has a higher content of fiber, Zn, Fe and Mn compared to other types of wheat. Products made from spelled grain are use as dietary products. Using spelled as food reduces the risk of cardiovascular diseases and a number of cancers. Today, the main suppliers of spelled cereal are Iran, India, Turkey, USA, Armenia, and Dagestan. Literary information about the regions with soil and climatic conditions appropriate for the cultivation of this crop is rather scarce. The morpho-biological study of spelled in connection with economically valuable traits and the identification of promising samples for cultivation in a particular region is relevant. Since 2013, the Dagestan Experimental Station has been conducting laboratory and field evaluation of new naked spelt lines, created by Professor Vladimir Dmitrievich Kobylyansky (St. Petersburg, VIR). These lines were created by selection hybrids(F12) from crossing of spelt (T. dicoccum) and hard wheat varieties (T. durum Desf.) In 2016, 2 best ones with glassy grain were selected and were included in the control nursery for a comprehensive study under the winter sowing period of spring grain crops accepted in the region. The samples were studied for early maturite, resistance to fungal diseases, lodging and yield. The results of a three-year (2020–2022) study of the two selected forms were obtained and the contribution of various traits to the formation of the crop was determined.
Keywords
Full Text
Полба – одна из самых древних зерновых колосовых культур. T. Dicoccoides (Koern.) Schweinf. –двузернянка дикая, настоящая дикая полба с признаками культурного типа (крупные колосья и стекловидные высокобелковые зерна).Произрастает в Северной Палестине и Сирии – прародитель полбы обыкновенной T.dicoccum (Schrank) Schuebl., которую возделывают наряду с древними видами закавказской и колхидской полбы. [2, 9]
Наибольшей популярностью в России полба пользовалась в XVIII–XIX веках и считалась дикорастущей разновидностью пшеницы. В XX веке установлено, что правильнее определять полбу как отдельную злаковую культуру – прародительницу мягкой пшеницы. Полбу широко и успешно применяли в селекции мягкой и твердой пшеницы, но почти не вели работу по ее селекционному улучшению.
Урожай полбы, как ячменя и овса, представляет собой «ворох» – необмолоченные колоски, трудоемкие в переработке. Крупа полбы почти вышла из повседневного употребления, вытесненная пшеницей, которая более технологична при выращивании и обработке.
В последние годы вновь возродился интерес к полбе, поклонники здорового питания оценили массу полезных свойств этой крупы. Она содержит практически все необходимые человеческому организму питательные вещества, повышает иммунитет, нормализует сердечно-сосудистую и нервную системы. [1, 5, 8, 9] Полба неприхотлива к условиям произрастания, пластичная, засухоустойчивая, холодостойкая, скороспелая, резистентная к болезням и вредителям. [7, 8]
Все перечисленные качества делают полбу ценным исходным материалом при гибридизации с мягкой и, особенно, твердой пшеницей в качестве генетического источника хозяйственно ценных признаков. Полбу используют в межвидовых скрещиваниях для улучшения современных высокопродуктивных сортов пшеницы. [5, 6]
Материал по морфологии и биологии Т. dicoccum, представленный в «Культурной флоре», основан на данных, полученных в южных подразделениях ВИР (Среднеазиатский филиал, Дагестанская и Кубанская опытные станции), который полностью не отражает амплитуды изменчивости морфологических признаков и биологические особенности форм, составляющих данный вид.
Недостатки полбы – относительно невысокий урожай, по сравнению с другими видами пшеницы, ломкий колос, трудная вымолачиваемость. Получение голозерных сортов полбы – актуальная задача современности. Велика роль в решении данной проблемы ученых ВИР (А.Ф. Мережко, В.Д. Кобылянский). Линии голозерной полбы выведены межвидовыми скрещиваниями разных сортов твердой пшеницы с местными сортами пленчатой полбы. Обмолачиваемость растений составляет 95…100%. Культура произрастает в Сибири, Предуралье, Поволжье, на Юге России, Кавказе, Псковской, Ленинградской областях и в центральной части Европейской России. [6]
Урожайность полбы в значительной степени зависит от продуктивной кустистости, густоты стеблестоя, числа колосков и зерен в колосе, массы 1000 зерен и с колоса. Изучается корреляция между признаками и их вклад в формирование конечного урожая. [3, 5]
Цель работы – изучить хозяйственно ценные признаки полбы и выявить перспективные образцы для выращивания в условиях конкретного региона.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
На Дагестанской опытной станции ВИР в 2013–2022 годах проводили размножение и последующее лабораторно-полевое исследование новых линий голозерной полбы, созданных профессором В.Д. Кобылянским. Данные формы получены с помощью направленного линейного отбора гибридов (F12) от скрещивания образцов полбы пленчатой (T. dicoccum) с номерами каталога ВИР: к-6534, к-6538 (Германия), к-9934 (Украина), к-20638 (Испания) с донором признака короткостебельности твердой пшеницы XaRD46/17 T. Durum для создания голозерного короткостебельного неполегающего высокоурожайного сорта полбы яровой с высокими агрономическими свойствами, отвечающими современным требованиям технологии выращивания. Линии характеризуются сочетанием высокой технологичности возделывания, голозерности, обмолачиваемости и качества зерна с высокой устойчивостью к листостебельным болезням и корневой гнили, предназначены для широкого использования зерна в хлебопечении, производстве крупяных и макаронных изделий, в том числе для детского и геронтологического питания.
Полевые опыты закладывали при озимом сроке сева, площадь питания одного растения – 5×20 см. Исследования провели в соответствии с Методическими указаниями ВИР. [4] Посев – во второй половине октября. Стекловидность зерна оценена по девятибалльной шкале, для сравнения использовали сорт пшеницы твердой Dorato (и-627509, Италия) с величиной показателя 9 баллов.
Стандарт – сорт Руно, районированный в Северо-Кавказском регионе РФ. Для определения доли пленок в урожае зерна с единицы площади проанализировали 50 колосков в двух повторностях.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
За 2013–2015 годы на Дагестанской ОС ВИР размножили 16 селекционных линий, 12 из которых изучили в лабораторно-полевых условиях. Образцы оценены по скороспелости, устойчивости к мучнистой росе, продуктивной кустистости, массе зерна с 1 м2. Линии, устойчивые к возбудителю мучнистой росы, формируют хороший продуктивный стеблестой и урожай (табл. 1).
Таблица 1.
Лабораторно-полевая оценка новых линий полбы, 2015 год
Линия | Дата колошения | Устойчивость к мучнистой росе, балл | Продуктивная кустистость, шт/м2 | Масса зерна, г/м2 |
1331/15 | 25.05 | 5 | 605 | 355 |
1332/15 | 26.05 | 9 | 671 | 495 |
1333/15 | 28.05 | 9 | 452 | 515 |
1334/15 | 23.05 | 7 | 471 | 390 |
1335/15 | 25.05 | 5 | 580 | 620 |
1336/15 | 25.05 | 7 | 452 | 520 |
1337/15 | 25.05 | 9 | 432 | 445 |
1338/15 | 23.05 | 7 | 387 | 405 |
1339/15 | 28.05 | 9 | 395 | 385 |
1340/15 | 24.05 | 7 | 241 | 280 |
1341/15 | 26.05 | 9 | 475 | 460 |
1342/15 | 23.05 | 5 | 426 | 345 |
Для изучения селекционно важных признаков под урожай 2016 года отобраны и посеяны пять линий с хорошей выраженностью показателей продуктивности и высокой стекловидностью зерна (табл. 1). Семена высевали на делянках площадью 1м2 в трехкратной повторности.
Образцы оценены по признакам: стекловидность зерна, высота растения, масса 1000 зерен и с 1 м2. Зерно выделенных форм стекловидное. Высота растений варьирует от 107 до 122 см, устойчивость к полеганию – 7…9 баллов. Масса 1000 зерен –36…38 г, у стандарта Руно – 34. Продуктивность новых линий – 221…232 г/м2 при 375 у стандарта. Сочетание более стекловидного зерна (9 баллов), хорошей массы 1000 зерен (37…38 г) и массы зерна с делянки (235…248) отмечено у двух линий, выделенных в 2016 году как лучшие: 1338/15 и 1342/15 (табл. 2).
Таблица 2.
Сравнительная оценка линий полбы
Образец | Стекловидность зерна, балл | Высота растения, см | Масса зерна, г | |
1000 зерен | с 1 м2 | |||
Линия 1331/15 | 7 | 118,3±6,67 | 36,1±1,05 | 331,7±28,0 |
Линия 1334/15 | 7 | 106,7±8,82 | 38,1±0,35 | 281,7±39,2 |
Линия 1338/15 | 9 | 121,7±1,67 | 37,9±0,07 | 248,3±33,5 |
Линия 1340/15 | 7 | 111,7±7,26 | 37,9±0,33 | 220,7±61,6 |
Линия 1342/15 | 9 | 108,3±10,1 | 36,8±0,61 | 235,0±50,1 |
Руно(St) | 7 | 118,3±1,67 | 34,3±0,59 | 375,0±56,2 |
Линия 1 (T. diccocumf. nudum), родословная: F9 [(F2(Tromb×XaRD46/17)×F3 (6538×XaRD46/17)]; Линия 2 (T. Diccocumf. nudum, v. nudicoccum), родословная: F8{[F3(9934×20638)×F5(Tromb×9934)]×XaRD46/17}.
Линии различаются по цвету зерна, который обусловлен пигментами в составе оболочек (пленки). У Линии 1 зерно белое, 2 – красное, Руно – пленчатое (рис. 1–3, 2-я стр. обл.).
Провели анализ 50 колосков сорта Руно в двух повторностях. Определили вес колосков, зерен и пленок, количество зерен, составили пропорцию, вычислили долю пленок (табл.3).Средняя доля пленок при урожайности 461,7 г/м2 – 21,5%, что соответствует 99,3 г зерна. Следовательно, масса чистого зерна с единицы площади – 362,4 при 419,4 у Л 1 и 392,8 г/м2 – Л 2.
Таблица 3.
Определение доли пленок в урожае зерна сорта Руно
Анализ 50 колосков | ||||
Вес, г | Количество зерен, шт. | Вес зерен, г | Вес пленок, г | Доля пленок, % |
3,90 | 96 | 2,99 | 0,89 | 22,8 |
3,56 | 96 | 2,62 | 0,72 | 20,2 |
Комплексно изучили данные линии в контрольном питомнике в 2020–2022 годах (табл. 4, 5).
Таблица 4.
Результаты фенологических наблюдений линий полбы голозерной
Образец | Происхождение | Дата колошения | Устойчивость, балл | Высота растения, см | |
желтая ржавчина | полегание | ||||
Линия 1 | СПб – Дербент | 17.05 | 5 | 9 | 122,0±10,2 |
Линия 2 | СПб – Дербент | 16.05 | 3 | 9 | 118,3±9,96 |
Руно (St) | Краснодар-СПб | 18.05 | 5 | 9 | 126,7±6,12 |
Таблица 5.
Показатели продуктивности линий полбы голозерной
Образец | Число продуктивных стеблей, шт/м2 | Масса зерна, г. | % пленчатости | Масса чистого зерна, г/м2 | % к St | |
1000 зерен | с 1 м2 | |||||
Линия 1 | 305,3±76,9 | 34,5±0,66 | 419,4±103,0 | 419,4 | 115,7 | |
Линия 2 | 301,7±61,2 | 33,4±0,87 | 392,8± 68,0 | 392,8 | 108,4 | |
Руно (St) | 425,3±88,3 | 34,3±0,59 | 461,7±42,2 | 21,5 | 362,4 | 100 |
По многолетним данным по продуктивности в регионе выделяются среднеспелые формы. Образцы, восприимчивые к возбудителю желтой ржавчины (3…5 балл) при 5 баллах у стандарта, устойчивые к полеганию (9 баллов) при высоте растения 118…122 см. Число продуктивных стеблей составляет 305 и 302, у Руно– 425 шт./м2. Для определения массы 1000 зерен зерно стандарта было очищено от колосковой и цветковой чешуи. По величине показателя формы существенно не различались (33,4…34,5 г).
Продуктивность изученных образцов – 393…462 г/м2. С учетом % пленчатости Руно (21,5) рассчитана масса чистого зерна у стандарта с единицы площади и % к St новых линий, что составляет 108…116% соответственно (табл. 5).
Сочетание продуктивной кустистости и массы 1000 зерен обеспечили линиям полбы голозерной формирование хорошего урожая, что на 8…16% превышает величину аналогичного показателя у Руно.
Урожайность – интегральный признак. Получена положительная корреляция продуктивности с густотой продуктивного стеблестоя (r = 0,986) и массой 1000 зерен (r = 0,999), а также положительная корреляция (r = 0,977) между густотой продуктивного стеблестоя и массой 1000 зерен.
Проведен биохимический анализ зерна линий полбы голозерной (табл. 6).
Таблица 6.
Биохимический анализ зерна линий полбы репродукции 2020 года
Линия | Влажность, % | Протеин на сухое вещество, % | Сырая клейковина, Базис = 14% | Индекс зелени, Базис = 14мл | Крахмал на сухое вещество, % |
1 | 13,03 | 12,68 | 25,48 | 83,29 | 63,77 |
1 | 13,09 | 13,14 | 26,5 | 46,71 | 70,77 |
среднее | 13,06 | 12,91 | 25,99 | 65,0 | 67,27 |
2 | 13,33 | 12,6 | 25,28 | 44,2 | 69,78 |
2 | 13,26 | 11,56 | 25,42 | 48,91 | 68,59 |
среднее | 13,30 | 12,08 | 25,35 | 46,56 | 69,19 |
Таким образом, в результате лабораторно-полевого изучения новых линий полбы голозерной в условиях Южного Дагестана выделены две линии. Зерно стекловидное у Л 1 – белого цвета, Л 2 – красного, содержание белка в зерне 12,9 и 12,1% соответственно.
Линии, устойчивые к листовым болезням (кроме желтой ржавчины) и полеганию, превышают сорт Руно по урожайности на 8…16% и рекомендованы к включению в селекционно-генетические программы.
Посвящается светлой памяти профессора Владимира Дмитриевича Кобылянского
About the authors
B. A. Batasheva
Dagestan OS – branch of VIR
Author for correspondence.
Email: kostek-kum@rambler.ru
Grand PhD in Biological Sciences
Russian Federation, Derbent, Republic of DagestanR. A. Abdullaev
Federal Research Center «All-Russian Institute of Plant Genetic Resources named after N.I. Vavilov»
Email: kostek-kum@rambler.ru
PhD in Biological Sciences
Russian Federation, St. PetersburgE. E. Radchenko
Federal Research Center «All-Russian Institute of Plant Genetic Resources named after N.I. Vavilov»
Email: kostek-kum@rambler.ru
Grand PhD in Biological Sciences
Russian Federation, St. PetersburgO. N. Kovaleva
Federal Research Center «All-Russian Institute of Plant Genetic Resources named after N.I. Vavilov»
Email: kostek-kum@rambler.ru
PhD in Biological Sciences
Russian Federation, St. PetersburgReferences
- Agapkin A.M. Osobennosti pishchevoj cennosti, assortiment i normirovanie kachestva pshenichnyh krup (kus-kus, polba, bulgur, frike) // Innovacionnaya nauka. № 3. 2021. S. 48–51.
- Dorofeev V.F., Yakubciner M.M., Rudenko M.I. i dr. Pshenicymira. L.: «Kolos», 1976, 487 s.
- Kryukova A.G. Morfobiologicheskie osobennosti rastenij podvidov Triticum dicoccum (Schrank) Schuebl. Avtoreferat.SPb. 2005. 175 s.
- Merezhko A.F., Udachin R.A., Zuev V.E. i dr. Popolnenie, sohranenie v zhivom vide i izuchenie mirovoj kollekcii pshenicy, egilopsa i tritikale (Metodicheskie ukazaniya). Sankt-Peterburg. VIR.1999. 81 s.
- Mitrofanov Yu.I., Pugacheva L.V., Gulyaev M.V., Smirnova N.A. Osobennosti vyrashchivaniya polby na osushaemyh zemlyah // Vestnik rossijskoj sel’skohozyajstvennoj nauki. № 3. 2020. S. 35–39.
- Smekalova T.N., Kobylyanskij V.D. Novyj podvid pshenicy Triticum Dicocconȍschrankȏschuebl. subsp. nudicocconkobyl. etsmekal. // Trudy po prikladnoj botanike, genetike i selekcii. SPb. 180 (4). 2019. S. 148–151.
- Surin N.A., Popova N.M. Biologicheskie osobennosti plenchatoj i golozernoj polby v usloviyah Krasnoyarskogo kraya // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2016. T. 30. № 6. S. 15–17.
- Tarasova L.V., Rendov N.A., Frizen Yu.V., Mozyleva S.I. Produktivnost’ polby v usloviyah yuzhnoj lesostepi Zapadnoj Sibiri // Vestnik Omskogo GAU. № 4 (36). 2019. S. 75–81.
- Temirbekova S.K., Begeulov M.Sh., Afanas’eva Yu.V. i dr. Adaptivnyj potencial polby golozernoj v usloviyah vtorogo, tret’ego i sed’mogo regionov Rossijskoj Federacii // Vestnik rossijskoj sel’skohozyajstvennoj nauki. № 1. 2020. S. 34–38.
Supplementary files
