Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биохимическая характеристика сортов гексаплоидных видов овса (A. SATIVA L., A. BYZANTINA C. KOCH. ) на Северо-Западе России в связи с селекцией на качество

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Биохимическая характеристика сортов гексаплоидных видов овса (A. SATIVA L., A. BYZANTINA C. KOCH. ) на Северо-Западе России в связи с селекцией на качество"

российская академия сельскохозяйственных наук

всероссийский научно-исследовательский институт

РАСТЕНИЕВОДСТВА имени Н. И. ВАВИЛОВА

На правах рукописи

НИЗОВА Галина Константиновна

УДК 581.19:633.13

БИОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОРТОВ ГЕКСАПЛОИДНЫХ ВИДОВ ОВСА (A. SATIVA L., A. BYZANTINA С. КОСН.)

НА СЕВЕРО-ЗАПАДЕ РОССИИ В СВЯЗИ С СЕЛЕКЦИЕЙ НА КАЧЕСТВО

Специальность: 03.00.04 — Биохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

санкт-петербург 1993

Диссертационная работа выполнена в лаборатории биохимии Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства имени Н. И. Вавилова.

Научный руководитель — кандидат биологических наук Н. П. Ярош.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук Т. Л\. Петрова; кандидат биологических наук 3. В. Чмелева.

Ведущее учреждение — Санкт-Петербургский государственный аграрный университет.

Защита диссертации состоится » ¡(■Ок^р^- 1993 1. в часов на заседании Специализированного совета Д 020.18.02 во Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства им. Н. И. Вавилова (190000, Санкт-Петербург, Большая Морская, д. 42).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИ растениеводства им. Н. И. Вавилова.

Автореферат разослан »

Ученый секретарь ^^^

Специализированного совета, доктор биологических наук С/Ъ\1 (2. Гончарова

// » (./шиС^Ж 1993 г.

ОЩАЯ ХЛР/.КТЕРШШСЛ РАБОТЫ

Актуальность теуд.

Овес - важная пищевая и зернофуражная культура Нечерноземной зоны России, где на дата его приходится 30% посевных площадей зерновых . Пищевая и кормовач ценность зерна овса определяется т коип-лсксом химпести веществ: количеством и качеством белка, -липидов, полисахаридов, биологически активных соединений. Современней уровень развития сельского хозяйства ввдвигает расширенные требования к селекции овса - солдате сортов интенсивного типа с внсэким по-тенниалом продуктивности и качества.

Селекцконшю программы предусматривают внводекие сортов с по-вышеиннм содержанием белка (14-16% в зависимости от региона).-В настоящее врет районирование на Северо-Зяпэдр Нечерноземной золы России сорта являются низксбелковнми (10-12%). Увеличение содержания липидов (масла) в зерне значительно повысило би гостевую и кормовую ценность овса. Селекция на этот признак ведется в ряде зару-бехгах стран. Иорслективиш является создише сортов с улучшенном составом биологически активных веществ, в той чи№' обладающих действием витаминов. Для Сгверо-Западиой зош России гтсет значение выведение скороспелых сортов с хорошим качеством зерна. Биохимические свойства образцов коллекции овса изучали Н.М.Сичкаръ, М.И.Липкевич (19«}), И.С .Салюта (13Ю), Л.Г.Губанова, Л.В.Козленко (1980, 1985) и другие. Основше достижения были в области исследования бело, теньше - 'масла. Создания нових более цегаяхх в пищевом и корковом отношении сортов по ряду признаков качества предполагает всестороннее биохимическое изучение исходного материала из коллекции ВИР.

Л?ль}1 данной работы явилось изучение биохимических свойств сортов и £орм колл'егасш овса посевного и византийского и выделение ценннх образцов для использования в селекции в условиях Северо-Запада Нечерноземной зонн Россия: изучение потенциальной возможности повышения качества у высокопродуктивных сортов путем предпосевной обработки семян биогеиш стимулятором - янтарной кислотой.

В задачу исследования входило:

- изучить сорта различиях разновидностей А.заНуа и А.Ьугап11ла по содержанию ггитателыпи и биологически- активных веществ в зерне;

- 'выявить корреляционные -связи иевду биохимическими признаками качества и продуктивность» сортов: •

-изучить изменчивость биохимических признаков зерна у сортов при виравдшашш их в различных зколого-географических зонах: -определить влияние предпосевной обработки семян янтарной кислотой на качество зерна л вегетативной насси в динамике роста и развития растений, выявить реакцию сортов.

Научная нопи.что и практическое значаще

В работе впервые дана сравнительная характеристика сортов двух гексаплоидных видов овса (А.ааШа и А.ЬугапШа) в условиях Северо-Запада России по комплексу биохимических признаков, которая дополняет ботаническую. Расширено представление об изменчивости оодераания тела и аирных иислот, тиамина, рибофлавина, ниацинк., холима, в зависимости от генотипа. Установлена корреляции, представляющие интерес для селекции, мезду биохимическими признаками, а также ыезду ниш и продуктивностью сортов.

Изучен характер изменчивости накопления химических веществ в зерне под шиянием условий выращивания сортов в различных аколого-географических зонах. Определена степень влияния генотипа и внешней среда на биохимические и морфолого-биологические признаки: выявлены сорта' с вызокиш показателями гомеостатичности и повышенным уровнем накопления питательных и биологически активных веществ, перспективные для селекция на химический состав в разных зонах.

Получены новые данные с потенциальных возможностях повышения качества и продуктивности пленчатых и голозерных сортов при обработке семян перёд посевом янтарной кислотой.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены на конференции молода ученые и специалистов ВИР (1984), научно-практической конференции "Биологически активные вещества в сельском хозяйстве" (Ленинград, 1987), научно-производственных совещаниях лабораториям биохимии ВИР (1264, 1985, 1993).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 14$ страницах машинописного текста, включает 34 таблицы и II рисунков. Работа состоит из введения, 5-ти глав, общих выводов, практических рекомендаций. Сшсок штгруеыой литературы вклгзчаст 101 название, в том числе 72 иностранных. Приложение содержит 28 таблиц.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССВДОВАНЙЯ * '' Для изучения бши взяты 82 образца коллекции ВИР двух гекса-

плоидшх вгдов (Äi = 42). нап'чдае иппользуекнх в селекции: Avena sativa L. С С»3 из ник: 47 - пленчатые, 16 - голозерше) и Avena byzanllnn C.Koch. (19), различного географического происхождения.' Для географических опытов било отобрано 13 пленчатая и голозерных сортов A.sativa. В опит с нредпосепноА обработкой семян бют^ взятн три шюнчатнх шсоноиродук'пшних сорта вида A.sativa - Aator (Ли-дерлацли), Hatera]ebener А.О. и Воггш (Германия), последние два районировали в Ленинградской облает, и два голозерннх сорта: Каш (Германия) и Успех (Россия).

Образцы коллекции иправдвали в 1ШЗ-1Ш4 гг. на полях Пэллов-ской огштной стшлш ВИР (г. Пуи>кш). 'Гад же проводили я ошг с продиосерной обработкой cpism в Ю34-1985 гг. Агротехника и уход за растешини осуществлялись по методикам,-приютим п ВИР.

Варианта оинта: I - контроль (обработка семян водой), 2,3 -обработал сеиян раствором янтарной кислоты в доззх 10 и 20 мгЛсг секта, концентрами 0,004%. Площчдь делянок 2 м2, размещение делянок рендомизиронанноо, повгорпоель чотнрихкрэтная.

Отбор средних проб зерна и рогетагивной кассл проводили обще-принягаии методами (Ермаков Л.И. и др., 1937'). В образцах зерна определяли массу IOOO зерен, нленчатость.

Содержанке азота определяли rio современной модификации метода Кьельдаля, белок вычисляли, используя коэффициента пересчета: для зерна - 5,7, для зеленной массн - 6,25. Крахмал - поляриметрическим методом по Звере/ с изменениями.

Тпажн- и рибофлавин определяли флуорометрическим методом из одной пазески после кислотного гидролиза и обработки ферментным фосфатным препаратом (гриб Perle 1Шшл splnulasum, штам 609): . никотиновую кислоту - колориметрически с бромистым роданом и метолом ti модификации'Е.М. Степановой, с некоторыми изменениями: холил -колориметрически с образованием скрзвмаюго соединения с солью Рейндае по модификации Г.А. Ауковнихоной и А.И. Есмшной, 'апробированной надо ка семенах (Ермаков А.И. и др., 1937).

Масло определяли по обегшфешому остатку, применяя в качество растворителя потролеЯинй эфир (tfJin * 40-V0cC). Для определения жирных кислот масла'использин&тл метод газотадкостной• кроштогра-фии. Для анализа лгапум скотрагкровади из спежрмолотой пуки настаиванием с гексанои. Газдвление яирнчх кислот нрочодилй в форме № "и-ловнх зфиров на хроматографах "Ипот-КХУ, 'Троп-Г". Металпровачие

осуществляли с помощью ацешлхлорида. В качестве неподшшшй фазы использовали Целит 545 (60-80 меш) с ншюсешшм иолизтидепгликоль-сукцилатом (1Ю; гаи-лоситель - аргон, температура килоши 184°С, расчет содержания шфшх кислот проводили по хроматограммам методом внутренней нормализации по шющад>:л пиков (Ермаков А.И. и др., 1987).

В зеленой массе п листьях овса определяли пигмент: хлорофилла а и Ь и сумму каротиновдов апекгромегртески при длинах aojeí 662 , 644 , 440,5 ira в I00X ацетоне и рассчитывали их содержание по формулам Хольш-Ветгштейна. Определение каротина проводили методом хроматографии на бумаге Ленииградскья "Б", плотность 65. (Васильева В.Е., 1978). Аскорбиновую кислоту определяли титрованием краской Тильыанса.

Обработку цифрового материала проводили в отделе Allí) ВИР по разработанным программам на ЭВМ "Электроша<а-100-25". Для вырахе-1шя относительной ьеличдан гомеостатичности Dim подсчитан коэффициент гомеостатичности (1ангилъ,цин В.В.,1 У,tí: Несторов Я.С. ,1981).

РЕЗУЛЬТАТ ИССЛЕДОВАНИЯ

Характеристика сортов овса посевного и византийского по содержанию питательних я биологически актившх веществ

Проведенные исследования показали, что содержание белка у пленчатых сортов A. patlva колебалось от 12 до 17,7%. Голозерные образин этого вида (ssp.mida) отличались более высокой концентрацией Ста - 16,2-21,7%. У вида byzantins содержание белка варьировало в более узких пределах' - I2.7-I6.5X. По уровни содержания быта в условиях Северо-Запада России- овес византийский близок к пленчатым разновидностям овса посевного (табл.1).-В наше исследование были привлечены семь пленчатых разновидностей A.sativa: mítica, aurea, -arlstata, tornea, krausel, montana, obtuaata. Однако по средним данным ни одна из пленчатых разновидностей существенно не выделялась по количеству белка в зерне. Образца коллекции, превышающие по еедсрхзкизв белка на 3-5% стандарт Ifcclmersletoener A.G. (12,7%) относились к разновидностям: ciútica, aurea, arlatata.

• Полученные данные содержания масла у образцов коллекции свидетельствуют о большой изменчивости этого признака. Диапазон сор-гоцых различий в пределах вадов достигает двухкратной величины: у плешатйх A. sativa - 2,88-5,44%, голозерных - 4,77-9,00Ж, У А.Ьу-

Таблица I

Внутривидовая измотшпосп. содержания химических компонентов в зерно, массы 1000 зерен и гшенчагоста у овса посевного и византийского (г .Пушат, 1983-1084 гг.)

Показатели Акплитуда. к - Sx

А. sativa, пленчатые (п » 47) *

Белок, % 12,0 - 17,7 14,3 0,23 II

Масло, Я 2,88 - 5,44 3,90 0,08 13

Тиамин, кг/кг . 4,ев - 6,67 5,71 0,08 10

Рибофлав;и, мг/кг 1,47 - 2,68 1,97 0,04 15

Ниацж, мг/кг 11,2 - 16,2 13,6 0,41 14

Xojiiaií кг /кг ГЛй - 2470 2145 49 '10

Масса 1000 зерен, г 29 т 40 34 0,36 7

Пленчатость, % 23 - аз " 30 0,42 9

A. ¡sativa, голозерные (п « 16)

Белок, % 16,2 - 21.7 18,7 0,35 8

Масло, % 4,77 - 9,00 7,20 0,31 17

Тиакга!. кг/кг 8,06 - II.61 9, ГС! 0,24 10

Рибофлжгн, мг/кг 1,51 - 1.91 1,77 0,03- 7

Ниацик, мг/кг 14,4 - 19,7 16,0 0,35 8

Ходин? мг/кг 2646 - 3063 2854 28 4

Масса IGCQ зерои, г 18 - 29 24 0,С2 13

A.bysantlna C.Kocti. СП = 19)

Белок, % 12,7. - 16.5 14,3 0,21 6

Масло, % 2,76 - 4,63 3,93 0,12 14

Тиакш, мг/кг 4,51 - 6,65 5,7В 0,11 9

Рибофтазин, иг/кг 1,94 - 2,53 2,31 0,04 8

Ниашн, мг/кг 14,4 - 16,1 14,8 0,31 . 5

Холин? мг/кг 2089 -2665 2427 105 10

Масса IOGO зерен, г 28-41 34 0,76 10

Пленчатость, % 29 - 40 33 0,73 10

» - выражен в холкн-хлориде

иап1;1пя - 2,76-1,63% (табл.1). .

В условиях Северо-Запада России по средним данным овес пленчатый посевной к византийский имеют близкую масличность зерна (3,90 и 3,98% - зерно с пленкой; 5,6 и 6,0% - боз плен™). Следует отметить, что года испытания сортов коллекции были неблагоприятными

для биосинтеза шсла в зерне. Так, за период вегетации выпало осадков 5?-62%от среднего многолетнего количества, характерного для Леншградской области. Особенно отличался по количеству осадков период созревания зерна.

У сортов A.sativa и A.bizantina в составе наела преобладай! олеиновая, лшолевая, и пальшпшовая кислоты. Из наешцегашк жирных кислог тальштиишая прешиает стеаршювуи ьо много раз, а ми-ристшовая кислота составляет десятые доли процента. Из ненасыщенных кислот, помимо олеиновой и линолевой, ь небольших концентрациях присутствует лшюленовая кислота (юйл.2).

У образцов коллекции A. sat Iva содержание ниршы кислот варьирует в прадедах (% от суиш): пальмитиновая 14,0-17,6, стеариновая 1,6-1,V, олеиновая 36,7-49,4, линолевая 34,2-45,4, лшюленовая 0,7-2,1.

При сравнении пленчатых сортов A. oat Iva с голозерными шш отметить следующие различия: первые в среднем содержат больше пальмитиновой кислом и меньше олеиновой. Доля насыщенных кислот у пленчатых сортов на 2% выше, чем у голизерных. Величина отношения линолевой кислота к олеиновой, отражающая активность образования ненасыщенных жирных кислот с друмя двойными связями, у голозерных сортов колеблется в более широких пределах (0,69-1,23), чем у пленчатых (0,86-1,11), что свидетельствует о генетическом разнообразии сортов по качеству масла. У сортов А.ЬуяалИш содержание aaip-HHX кислот в íüicjie близко к пленчатым сортам A.sativa (-табл.2).

С увеличением процента пасла в семенах его состав изменяется. Возрастает концентрация олеиновой кислоты, а не пешшенашцешых кислот - линслевой и жналенозой, которые легче подвергаются окислению при хранении семян и круп, особенно линолековая. С другой стороны, поскольку линолевая кислота биологически активна (витамин F) и в связи с возможной селекцией непосредственно на увеличение ее содержания, представляют интерес образцы с повышенной Kornteira-рацией этой кислот в тале: Византина £66, Успех, Brooks, Klein 69, Liberty, toil, к-1927. Широкая внутривидовая изменчивость содержания ненашцешнх жирных кислот, особенно у A.sativa создает предпосылки для селекции на качество шсла.

Впервые на сортах различной ботанической принадлежности изучена изменчивость содержания витаминов группы В. Наибольшая измен-чйвбсть в зависимости от генотипа (в целом по коллекции) характер-

Таблица 2

Изменчивость содержания жирных кислот {% от суммы) в масле овса посевного и византийского в зависимости от генотипа (среднее за 2 года)

Пальмитиновая Стеариновая Олеиновая Линалевая Лино^ецовая

Л.sativa, пленчатые

15,2-17,6* 0,6-1,7 26,7-43,9 37,7-42,9 0,7-2,1

16,8 ** 1,Г 40,7 39,9 . 1.4

A.sativa, голозерные

14,0-16,4 0,6-1,1 37,0-49,4 34,2-45,4 0,8-1,4 .

■ 15,0 0,9 42,2 40,7 I.I

A.bizantina C.Koch.

15,3-17,5 0,7-2,0 39,4-44,5 ;3б, 8-42,0 0,8-1,1

16,5 1,3 42,2 ' 39,0 1.0

« - колебания, «» - среднее

та для тиамина (разница в 2,3 рала), в меньшей степени для рибофлавина (в 1,8 раза), шащша и ходила (в 1,7 раза) (табл.1).

По средним дгиаои образин пл-нчатас разновидностей 'A.sativa содержат меньше тиамина, ниашгна, холит и больше рибофлавина, чем голозерные. Болызая часть рибофлавина приходится на периферические части зерна, включая цветковые пленки, которто у голозерных форм гтсугстБуят'. Сорта A.byzantlra по оодертанию тдчлша в среднем Г.п:;-!КИ К ПЛеНЧ-'l" ¡ГМ СфТаМ A.ÓT.tíi-J, но прсшюпг этот вед-по кон-пг-Р1тра;тип рибофхапина, няацшю, холина.

Моасортовие различия в содержании тиамина у пленчатых форм A. sativa - 45% по отношении к минимальному, у голозерных - 44%, у вида A.byzantlm - 47Й. Содержание рибофлавина варьировало в большей степени у'пленчатых сортов A. sativa, чем у голозерных и- у A.byzantlna. Количество шадана у пленчатых сортов A.sativa колебалось в узких пределах, как я у Голозерных, еще меньше различия мевду сортам A.byznntlm. Различия по холину меаду пленчатыми сортами a: nativa составили 42% к минимальному, у голозерных - 15% и у вида A.byzantlna - 27%. Б пределах изучаемых видов высокобелковые, образцы отличались псвшзолгой концентрацией витаминов.

Нами установлены закономерности фенотипической изменчивости биохимических и некоторых мор$олого-бисяопиеских признаков под вдушиеи Погодных условий. Наблюдается параллельная направленность

в изменчивости содержания витаминов и белка под влиянием внешних факторов: сухая и теплая погода способствует увеличению их концентрации в зерне.

При статистической обработке получешшх данних (по коллекции пленчатых и голозерных сортов) выявлены корреляции мезду биохимическими признаками, а также незду ниш и продуктивностью сортов, анаше которых облегчает селекционный процесс. Установлена положительная связь содержания белка с тиамином (пленчатые - г**0,85, голозершо - г=»0,53), рибофлавином (г=+0,59; <0,67), ииацином (г=»0,96; +0,93), холинои (r-<0,61; »0,36); тиамина с рибофлавином £г=+0,51: ♦О.бб),. ндашнои (r=+0,89; 51), холином (г=+0,'бП: рибофлавина с ииацином (г=+0,74; +0,56), холином (г=+0,55); ниаци-на с холином (г=+0,66); масла с олеиновой кислотой (г=+0,61; +0,73). Отрицательная связь содержания масла с' линолевой кислотой (г=-0,48; -0,81); олеиновой кислоты с линолевой (г=-0,91; -0,93).

Продуктивность связана обратной коррелятивной зависимостью с содержанием белка (i>-0,49; -0,62), шашна (г=-0,37; -0,46), рибофлавина (г=-0,51; -0,67), шшцина (г*-0,81: -0,66), холина (г=-0,61). Установлена слабая отрицательная связь мезду массой 1000 зерйп и содержанием масла (г=-0,28).

Взаимосвязь продолжительности вегеташюнного периода с содержанием белка слабая отрицательная, а с витаминами не прослеживается, что указывает на перспективу создания сортов раннего срока созревания с поаышемшм содержанием белна и биологически активных веществ.

В итоге изучения.коллекции выявлены, образцы - источники высокого содержания питательных и биологически активгшх веществ: белка - (22 образца), масла -'(4), тиамина - (7), рибофлавина - (13), ниащзда - (9), холина - (8). По комплексу биохимических признаков Выделены пленчатые и голозерные сорта: Д..sativa (8), A.byzantlna (2), а также скороспелые сорта с повышенным уровнем содержания питательных и биологически активных веществ (см. практические рекомендации) .

Изменчивость биохимических и морфолого-биологических признаков-сортов под влиянием эколог о-геогшДических Факторов.

Географический принцип в изучении образцов коллекции овса примешался неоднократно для выявления закономерностей изменчивости

Таблица 3

Географическая изменчивость содержания химических веществ, массы

1000 зерен-и плепчатости зерна овса (среднее за 2 года)

Место выращивания (область) Белок (Ых5,7) % Масло, IV /0 Тиамин, МГ' /кг Рибо-флачш, МГ/КГ Масса Пленчя-1000 тость. зерен,? , %

Пленчатые (п = 10)

Ленинградская 13,8 4,69 5,58 2,08 36,1 27,1

Минская 13,2 4,93 5,32 1,68 38,2 26,4

Самарская 14,0 4,64 5,94 2,14 30,7 31,7

Амурская 13,2 5,95 6.15 2,05 34,2 24,7

КСРШ 0,59 0,37 0,19 0,08 1.2 ■ I.G

Голоз&ркне (в ' 3).

Ленинградская 17,1 6,'£<5 8.SB 1.68 26,0 -

Минская 17,0 7,07 10,02 1,61 27,6 -

Самарская 18,6 6,18 9, КЗ 1,00 22,4 -

Амурская 15,3 6,80 8,39 I.i'4 22,1 -

^05 1,02 0,47 0,76 оло 1,9 - .

содержания белка, крахмала и их компонентов (Секарь Н.М., Лишке-вич UM., 1953; Сичкарь U.M., 1965, 1066). В нашим исследовании изучалась географическая измен'птость девяти биохимических признаков зерна, наряду с морфолого-гщологическпмн. Для экологического испытания 6ew изяти сорта различной продуктивности, имеющие повышенное содер:«<:ые бел:« или наела.

По дпухлетним данным средний уровень белковости зерна различается по регионам: наибольшй в Самарской обл. (у пленчатых -14,0%, у голозорншг - 18,6%) и наименьший в Амурской обл. (13,2 и 15,3%, соответственно). В условиях Мишкой и Ленинградской 0блас-тей формируется сходное по белковости -зерно у пленчатых и голозерных сортов (табл.3).

Среднее котпесгво масла у сортов незначительно отличается по зонам (у пленчатых - 4,64-5,06%, у голозерных - 6,18-7,18%). Более низкая масличность била у сортов, выраженных в Самарской обл.

Результата исследований показали,' что у пленчатых и голозерных сортов, выращенных в ганой зоне (Самарская обл.), по сравнению с северо-западной (Ленинградская обл,), происходят изменения в уровне накопления жирных кислот. Наблюдается общая закономерность

- с продвижением посевов культуры с севера на юг увеличивается количество насыщенных змрных кислот - пальмитиновой и стеариновой Сна 1,0-3,?%) и соответственно снижается доля ненасыщенных кислот

- олеиновой, линолевой и линоленовой. При общем снижении ненасыщенности масла имеет место различное количественное сочетание в нем олеиновой и линолевой кислот, в зависимости от сорта.

Не выявлено четкой закономерности в отношении накопления тиамина под влиянием внешних факторов. Так, у пленчатых сортов повышенный уровень содержания тиамина найлюдалея в Самарской обл. (5,94 мг/кг) и в Амурской обл. (6,15 иг/Ъг), у голозерных сортов в Минской обл. (10,02 иг/кг) и в Самарской обл. (9,56 мг/кг).

Установлено, что зерно с повышенным содержанием рибофлавина образуется в условиях Самарской обл. (у пленчатых - 2,14 мг/кг, у голозерных - 1,80 мг/кг), ас более низким на западе - в Минской обл.

Тшшм образом, при сопоставлении данных анализа зерна из разных регионов можно отметить более высокие его пищевые достоинства у сортов, выращенных в Самарской обл. Однако в этом районе формируется более мелкое зерно с повышенной пленчатостыо по сравнению с западными и северо-западными зонами. Дисперсионным методом определена существенность различий в содержании химических компонентов у сортов из разных районов вырадивания.

Для выяснения степени влияния генотипа и пункта выращивания на изменчивость изученных показателей проведена обработка данных дисперсионным методом. В нашем опыте доля влияния сорта на содержание бежа составляет 53%, масла - 78%, тиамина - 68%. При этом влияние географического- пушта достоверно невелико. Роль сортовых особенностей в изменчивости содержания рибофлавина меньше (24%), чем географического пушта (25%). Это хе относится к пленчатости (7% и 68%). Генотип оказывает большее влияние на продуктивность (40%) и массу 1000 зерен (65%), чем пункт выращивания.

На основании данных,географической изменчивости биохимических и морфолого-биодогических признаков, с учетом изменчивости по годам. была определена гомеостатичность сортов. Наш выявлены гомео-статичные по биохимическим признакам и продуктивности сорта, а также сочетающе стабильность с повышенным уровнем содержания питательных и биологически активных веществ, перспективные для селек-шши в разных зонах: Garland, к-11954 (США), к-11798 (Перу), к-12026 Ч Эквадор).

Биохимические свойства сортов и продуктивность при обработка сеыдн перед посевом янтарной кк;:лотг/1

В условии Северо-Запада России показано положительное влияние предпосевной обработки семян янтарной кислотой на содержание белка в зерне у зерновых и бобовых культур (Икошгссова М.Й., 1952; Дроздов H.A. и др., 1968, 1970). Нами проводилось изучите влияния биогенного стимулятора - янтарной кислоты на мюхимичесние свойства современных сортов интенсивного типа, в том "числе и районированных, с целью выявления их потенциальных возможностей в течение всего периода вегетации, принимая во внимание различное использование культуры.

Предпосевная обработка семян янтарной кислотой оказала положительное влияние на биосинтез аскорбиновой кислоты, хлорофиллов а и Ъ, каротшюидов и на содержание сухого вещества в листьях, начиная с фазы куще1иа до полной спелости (рис.1).

Направленность изменчивости содержания пластидних пигментов в листьях в процессе роста и развития растений однотипна у сортов, но последние различаются по уровню их накопления. Сортовая специфичность проявляется и по реакцшш сортов на обработку семян янтарной кислотой. Из да}шых изменчивости биохиммеских показателей у растений в период вегетации следует, что голозерные сорта в целом по 'отзшз'.глзосхи на обработку уступают пленчатым.

Изучение качества вегетативной массы по вариантам опыта проводилось с практической целью, поскольку на Северо-Западе России она широко используется на зеленый корм в фазу выметывания.

В зеленой массе.от фазы кущения до фазы выметывания концентрация питательных веществ понижается в 1,5-2,0 раза, но при этом значительно увеличивается масса растений (в 3,4 раза), что обеспечивает более высокий выход питательных.веществ.

Сорта в фазу использования на зеленый корм (выметывание) близки по содержанию сухого вещества (23,4-23,8%). Количество белка в свежей массе более высокое у сорта Borrus (1,64%). Концентрация аскорбиновой кислоты у сортов Astor и Borrua вше (57,5-58,2 мг/ЮО г сирого вещества), чем у Hadmerslebener A.G. По содержанию хлорофиллов а и b выделяется сорт Astor (32,3 и 15,6 мгЛОО г), а по сумме каротшоидов и каротина HactaeralEbener A.G.

При обработке янтарной кислотой в зеленой массе в фазу выметы-

Абгоя

нашею ьевежя а.с.

УСПЕХ

п* 100

1 £ 2 5 '~2 5 2 5 5 ' Т £ 5? 5?"

/2-1-

а юо

8

ш я п-

ш

й

о ¿0

й

о

& а

о

й о

8 £

х наггсг х к ш е т

со

но

У ,0 ■

£ -О

Х-

хл.п

хд.Ь

1" 1 1 г

Х- X

1ДШДХ Г Я Ш Е £ X 1С ' Ж хг I

Рис. I. Влияние прздпосэвноп обработки еш.-лн янтарной кислотой на динамику содержания аскорбиновой кислоты и пигментов в листья): овса <1984 - 1985 гг.)

I - кущонив, II - выход в трубку, III - выметывание, 1У - цветенйе, У - молочная спэлосгь, Ак - аскорбшюг.ая кислота, хл.а и хл.в -хлорофнллы а и Ь, £ - сумма иаротиноццов, кар. - каротин,

--контроль,---янтарная кислота 10 &т/кг, - янтарная

кислота 20 иг/кг

Табли.й 4

Влияние предпосевной обработки семян овса янтарной кислотой на биохимические показатели качества зерна и продуктивность (1934-1985гг.)

Вари- Белок Крах- Масло, Тиа- Рибо- Масса Плен- Продуктивность

анты (Ых5,7) мал, % мин флавш 1000 чато- -^--

огшта % %--зерен, ел,, г №■ % к

мг/кг г % контролю

Пас Jmersl ebener А. G Л пленчатый)

I 10,5' 40,0 4,87 4,12 1,62 33,3 • 33,3 371,4 100

2 10,8 42,1 5,04 4,48 1,67 34,6 31,7 433,4 117

3 И,I 43,2 5,12 4,76 1,67 34,1 33,2 438,2 118

шр05 0,6 0,8 0,18 0,15 0,08 1.6 1,0 18,9 -

Успех (голозерный).

I 16,5 60,0 7,91 8, IS 1,48 25,8 - 206,0 100

2 16,7 60,4 8,02 8,45 1,51 26,3 - 211,6 103

3 17,0 60,3 7,98 8,20 1,60 26,3 - 218,3 106

нср05 0,4 0,2 0,24 0,10 0,04 0,9 - 11,9 -

"I - контроль, 2 янтарная к-та 10 мг/кг, 3 - янтарная к-та 20 мг/кг

вания, по сравнений с контролем повышалось, в зависимости от дозы и сорта, содержите бежа на 13-34%, аскорбиновой кислоты на 428%, хлорофилла а на 16-34%, хлорофилла Ь на 22-41%, каротина на уровне контроля до 38%. Наиболее эффективней была доза 20 мг/кг . семян. По накоплению аскорбиновой кислоты и зеленых пигментов в вегетативной массе при обработке янтарной кислотой сорт Найтега19-Ьепег А.с. превышал другие сорта.

Предпосевная обработка семян янтарной кислотой, особенно доза 20 иг/кг, способствовала увеличению концентрации в зерне белка (увеличение на 6-9% по сравнении с контролем) и масла у сортов АэЬог (на 10-13% к контролю), НасЗтега1еЬепег А.С. (на 3-5%). У го-л-зеркых сортов ыасличиость зерна опытных растений была на уровне контроля или несколько превосходила его. Количество крахмала в зерне всех сортов по вариантам опыта но отличалось от контроля за исключением сорта Ны1гаега1еЬепег А.О. (табл.4).

Положительное влияние обработки янтарной' кислотой на биосинтез витаминов в зерне прослеживается с фазы молочной спелости и сохраняется до полного созревания. Максимальное увеличение концентрации тиамина у пленчатых и голозерных сортов составило 16% н 43%, рибофлавина 19% и 10%, по отношению к контролю.

Обработка янтарной кислотой не оказала существенного влияния на массу 1000 зерен всех сортов за исключением сорта Aotor (увеличение на 8%). Пленчатость зерна имела тенденцию к снижению. По показателям продуктивности наиболее отзывчив на обработку семян оказался сорт Hactoerslebener A.C., у которого прибавка урожая составила 17 и 1В% к контролю, менее отзывчивы сорта Astor (9 и 13%) и Вог-rus (4 и ЭК). У голозерных сортов продуктивность повысилась на 3-7%.

Таким образом по биохимическим показателем и продукпюиости наиболее отзывчивыми на обработку янтарной кислотой били сорта интенс^ного типа Hadmerslebener A.G. и Astor.

ВИВОДЫ

1. Установлена шрок^я изменчивость содержания бежа в зерне гексаплоидннх видов (A.aatlva, A.byzentina) - от 12 до 22%. В пределах A.sativa содерзание белка в зависимости от генотипа изменялось в 1,8 раза, A.byzantlna в 1,3 раза. В условиях Северо-Запада России по содержания белка овес византийский близок к пленчатым разновидности овса посевного. Выявлены пленчатое и толозернне сорта, превосходящие стандарт по содержанию белка на 2-5%.

2. Показпно, что сортовые различия по касличаюсти зг-тна в пределах ir,щеп A.sativa и A.byzantlna достигает1 2-3х крзпых величин. Oeöc 'посевной пленчатый по масличности зерна несколько уступает византийскому. Источниками высокой иасличности яигивгся образца A.sativa 3sp.nnde.

3. Расширено представление о внутривидовой и межвидовой изменчивости зсирнокислотного состава масла овса. Вида A.sativa и ■ A.byzantlna близки по содержанию жирных кислот. С увеличением содержания масла его состав изменяется в сторону снижения полиненасыщенных кислот'- линолевой и лшюленовой и повышения олеиновой. Выделены образцы устойчиво сохраняющие определенное соотношение жирных кислот в разные года выращивания.

4. Выявлена существенные различия между сортами по содержанию питя>.т;гда: тиам.ма. оибо&лавшю, ниашша, холина. Огзес византийс-

I ' •

КИЙ имеет более высокую концентрацию витаминов в зерне, чем посевной пленчатый. Самое высокое содержание этих веществ (исключение рибофлавин) имеют сорта A.aatlva aap.nuda. В пределах видов высокобелковые образцы отличаются повышенной концентрацией витаминов.

5. Установлены корреляции, обусловленные 'генотипом, представ-

лящлв интерес для селекции на качество:

а) положительная взаимосвязь содержания белка с тиамином,, рибофлавином, шацином, холином; тиамина с рибофлавином, ниашном, холином: рибофлавина с ииациноы, холином; ниашна с холином: масла с олеиновой кислотой. Отрицательная связь содержания масла с лино-левой кислотой; олеиновой кислоты а линалевой.

б) продуктивность связана обратной коррелятивной зависимостью с содержанием белка, тиамина, рибофлавина, ниацша, холина. Слабая обратная корреляция установлена ыезду массой 1000 зерен и содержанием масла.

6. Географическими опытами утановлено, что в условиях Самарской области формируется зерно овса с максимальным содержанием белка, тиамина, рибофлавина и минимальным масла. Наиболее высокоыас-Л1Чное зерно образуется в условиях повышенной влажности и умеренных температур (Амурская и Минская области). С продвижением посевов культуры с севера на юг происходит изменение качества масла, которое выражается в «шиши его непредельности.

а). Показано, что генотип оказывает большее влияние на содержание белка, масла, тиамина, продуктивность, массу 1000 зерен, чем условия внешней средн. Влияние внешней среды в изменчивости содержания рибофлавина, а также пленчатости зерна преобладала над генотипом.

б). Выявлены сорта гоиеостатичные по биохимическим признакам и продуктивности, а также сорта, сочетающие гомеостатичность с повышенным содержанием питательных и биологически активных веществ, проспективные да селекции на качество в разных зонах.

7. Изучен характер изменчивости содержания химических веществ у пленчатых и голозерных сортов в динамике их роста и развития при обработке семян перед посевом янтарной кислотой:

а). Янтарная кислота оказала различное стимулирующее действие, в зависимосш от сорта, на биосинтез веществ, играющих активную роль в обмене; аскорбиновой кислоты, хлорофилла, каротшоидов, каротина. Причем стимулирующий эффект наблвдался в разные фазы развития, а наибольший - в период выметываний - цветение.

Качество зеленой массы повышается при обработке янтарной кислотой.

б). Содержание химических компонентов в зерне изменялось по-разному в зависимости от сорта и доз обработки янтарной кислотой. Максимальное увеличение белка составляло 5-8Й, масла - 10-13%,

тиамина - 9-16%, рибофлавина - 13-16%. Янтарная кислота, пдашч'да продуктивность пленчатых и голозерннк сортов. Наиболее отзнвчиш на предпосевную обработку семян были районированные сорта интенсивного типа - Hndmerslébener A.C. и Autor.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМНЩАЩИ.

1. IIa основе проведенных исследований из коллекции ВИР выявлены и рекомендованы для использования в селекции на Северо-Западе России источишси високого содержания питательных и биологически активных веществ:

а) образцы превышающие стандарт (Ilacirnersleljener A.G.) но со-держаниюJ5wnça. - Византина SC6, Пионер, Andre«, Вгопкя. Hal, Garland, Jayctíe, Klein 69, Multiline. E-74, Parkers, PJatek, kk-1927, 2468, 4743, 4779 , 5007, i07T<3. 10835, 11954, 11999, 12333, 12341: масла - Noa Hackt, Manu, к-1927, 12026: - Andrew, l'ai, Gaiiand, Multiline E-74, кк-47'43, 47ЛЭ. 12341; J^í^tiin,- Византина 956, ВИР 2301, Dal, Garland, Halden, J;iycer, riatek, кк-1754, 4779, 4953, II954, 11590, 13134: jrraíiHba " Пионер, Jayoeo, Parkers, Plat ok, кк-1927, 4779, 10'Al:, 12333, 123.11: 2ШМ1 - Византина 950, Успех, Parkera, кк-2468, 4779, 5007, 10335, ÍPX1.

б) сорта ценные по комплексу Оиохюическю: признаков: A.sativa пленчатые - Garland, Jaycee, кк-ПЭГЛ, II990, 12338 (США); го-лоз еоше - Platek (Польша), к-24GS (Монголи), к-10795 (Россия); A.byzantlna - к-4779 (Тунис), к-5007 (Уругвай).

в) сорта сочетащие повышенное содержание белка с крушюзер-ностыо: Brooks, Multiline Е-74, к-12333 (СИЛ), 'SzfJñedL Koral (Венгрия), к-12026 (Эквадор), ВИР 2301, Пионер, Успех, к-10705 (Россия), Parkers (Великобритания), к-4953 (Монголия). Klein 69 (Аргентина); низкой, пленчатостыо: Dal, Garland, к-11990, 12333 (США), Tempo (Норвегия).

г) образцы скороспелые с повышенным содержанием белка: A.sativa пленчатые - Andrew, Garland, Joyces, Holden, Kultlllne E-74, KK-IID54, 12328, 1234Г (США): тела - к-12026 (Эквадор), белка и витаминов -"Garland, Jay се е, кк-П954, 12338 (США).

2. При селекция на качество следует учитывать' корреляционные зависимости ыеаду хоаяйствепко-ценныш и биохимическими признаками: отрицательную-взаимосвязь продуктивности с содержащем белка,

. тиамина, рибофлавина, никотиновой кислоты, холина.

3. Вняышм стабильные но биохимическим признакам образць/ K-II798 (Перу). Garland, к-Ш~&1 (США), к-12026 (Эквадор) с пот-шиш ооде-р.^ннем штаа-ашпос веществ, перспективные для селекции на качество и разных

4. Обработка семлн »гитарной кислотой перед посеиии п дозе 20 мг/кг питаает питательную ценность зеленой массы и улучшает качество at-рна. Наиболее огзшчншш па обработку в условиях Ленинградской области явжнитоя сорта hhdueralebener A.C. и Aator.

по теме диссертации опубликованы пледещие работы:

1. Низова Г.К. Динамика накопления пигментов и аскорбиновой кислоты в растениях овса в связи с предпосевной обработкой семян янтарной кислотой//Км. ВИР.-Л.-I9Ö4.-Вып.144.-С.31-33.

2. Низова Г.К. Витамины Bj и В0 и белковость зерна у сортов нльнчатого овса (A. sativa) различного происхоздения/Лкет. ВИР,-J[.-1985. -Вып. 149.-С. 18-23.

3. Низова Г.К., Родионова H.A. Качество зерна голозерных сортов овса на Северо-Западе Нечерноземной зоны РСФСР//Сб. науч. тр. по прикл. бот.,ген. и. сел.-Л.-1986.-Т. 107.-С.40-45.

4. Ярой H.H., Низова Г.К., Родионова H.A. Изменчивость биохимических признаков сортов посевного овса в записииости от природно-климатических зон внрйщивания//Бш. ВИР.-Л.-1988.-Выл.180.-С.3-9.

5. Ярош И.П., Низова Г.К. Масличность и жирнокислотный состав масла зерна сортов посевного и византийского овсаМзил. ВИР.-Л.-1988.-Вил.180.-С.18-22.

6. Низова Г.К., Ярош Н.П. Влияние предпосевной обработки семян янтарной кислотой на качество зеленой массы и зерна овса//Бш. ВИР. ~Я. -1988. -Вт. 184. -С. 17-20.

7. Ярош Н.П., Низова Г.К. Влияние предпосевной обработки семян янтарной кислотой на оиохимичеыте свойства и продуктивность ортов овса.//Биологически активные вещества в сельском хозяйевв: Тезисы докладов научно-практической конф'.-!., АН СССР. 1968.-С.10.

8. Каталог мировой коллекции ВНР. Овес.(Исходный материал для селекции сортов интенсивного типа в Нечерноземной зоне РСФСР) (Сост. В.Н.Соадатов, В.Е.Мережко, Л.А.Кремкова и др.).-1.-1989.-Bim.492.-I40 с.

9. Низова Г.К., Ярош H.H., Родионова Н.П. Витамины группы В в зерне сортового разнообразия овса//Бш. ВИР.-Л.г1990.-Вш.199.-

С. 24-28.