Характеристика генотипов ячменя по хозяйственно-ценным признакам и электрофоретическим спектрам проламинов семян

УДК 633.16:581.19

Н.Е. Павловская, доктор биологических наук ФГБОУ ВПО Орел ГАУ

В.С. Сидоренко, кандидат сельскохозяйственных наук Е.В. Костромичёва, аспирант Всероссийский научно-исследовательский институт зернобобовых и крупяных культур

ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕНОТИПОВ ЯЧМЕНЯ ПО ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫМ ПРИЗНАКАМ И ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКИМ СПЕКТРАМ ПРОЛАМИНОВ СЕМЯН

Проведена идентификация генотипов озимого и ярового ячменя по электрофоретическим спектрам запасных белков. Выявлены генотипы по локусам гордеинов и дана оценка хозяйственно-ценным признакам.

Ключевые слова: ячмень, Hordeum vulgare L.,

электрофорез, гордеины, идентификация.

Ячмень - одна из важнейших культур в Российской Федерации. Он используется для продовольственных, кормовых и технических целей. Благодаря высоким адаптивным свойствам и пластичности ячмень выращивают во многих географических зонах. Посевные площади под озимый и яровой ячмень составляют примерно 0,5-0,7 млн. га и 8,6-9,7 млн. га соответственно.

Перед селекционерами, семеноводами возникает задача создания не только урожайных, с определенными качественными характеристиками, устойчивых к биотическим и абиотическим факторам среды сортов, но и поддержания их сортовой чистоты, а также рационального размещения в различных природно-климатических зонах [1].

Выявление генотипов ячменя, обладающих комплексом полезных агрономических признаков, позволит значительно ускорить селекционную работу по выведению новых адаптированных сортов. Наиболее перспективными в данном направлении являются инновационные методы оценки хозяйственно-ценных признаков, основным из которых считается молекулярное маркирование, основанное на полиморфизме белков и нуклеиновых кислот [2]. В ГНУ ВНИИЗБК проводятся исследования по созданию конкурентоспособных по урожайности генотипов озимого и ярового ячменя для возделывания в Центрально-Чернозёмном регионе и пригодных для получения крупы. Метод электрофореза позволяет выявить различия между линиями и сортами. Электрофорез запасных белков семян (проламинов) успешно используется для идентификации и регистрации видов, сортов и биотипов [3]. У ячменя наиболее изучены и широко используются в качестве маркеров гордеины [4].

Цель работы - изучение генетического разнообразия используемых в селекции новых сортов ячменя по белковым маркёрам.

Методика проведения исследований. Электрофорез гордеинов проводили по методике А.А. Созинова и Ф.А. Попереля с модификациями А.А. Поморцева. Электрофоретические спектры гордеинов идентифицировали по каталогу

А.А. Поморцева [4]. Объектами исследования служили пять сортообразцов озимого ячменя: №1681, Волгодон, №1629,№546 (ГНУ Самарский НИИСХ), Фрегат (ГНУ ВНИИ ЗБК) и пять сортообразцов ярового ячменя: В-5, 2

Identification of genotypes of winter and summer barley on electrophoretic spectra of storage proteins is spent. Genotypes of loci hordeins and economically valuable traits are revealed.

Key words: barley, Hordeum vulgare L., electrophoresis, hordeins, identification.

Эректум-1, Инермис Б-9, Медикум-1577, Т-277 (ГНУ ВНИИ ЗБК).

Результаты и их обсуждение. Формирование продуктивности и качества урожая ячменя зависит от многих факторов, таких как технология возделывания, природно-климатические условия. Особую роль играет генофонд растения.

При изучении хозяйственно-ценных признаков (табл.1) было выявлено различие в качественных показателях озимого и ярового ячменя.

Таблица 1 - Хозяйственно-ценные признаки ячменя, 2008-2010 гг.

Сорто- образец Высота растений, см Продук- тивная кустис- тость Масса семян с главного колоса, г Число семян с главного колоса, шт. Масса 1000 семян, г

Озимый ячмень

№1681 71,1 2,1 2,20 55 39,5

№1629 70,8 2,1 1,45 36 41,1

Волгодон 66,9 1,9 1,77 35 49,4

№546 62,0 1,7 1,69 44 37,9

Фрегат 74,5 2,5 1,98 42 46,8

Яровой ячмень

Инермис Б-9 54,3 1,4 0,69 19 35,3

В-5 76,5 2,2 1,02 23 46,3

Эректум- 1 79,5 1,8 1,24 28 44,3

Медикум- 1577 71,9 2,9 0,96 19 49,7

Т-277 66,7 1,8 0,84 20 40,7

Сравнительная оценка озимых сортов ячменя показала, что их высота колеблется от 62 см до 74,5 см. Высота ярового ячменя подвержена большей вариабельности. Так, отмечена максимальная высота у сортообразца Эректум-1 (79,5 см) и минимальная у Инермис Б-9 (54,3 см).

По числу зерён с главного колоса - одного из важных показателей продуктивности сорта в целом среди озимых форм лидирует образец №1681 (55 шт.), среди яровых Эректум-1 (28 шт.), наименьшее

значение у сорта Волгодон (озимый), Медикум-1577 и Инермис Б-9 (яровые). Линия №1681 (2,2 г) среди озимых и Эректум-1 (1,24 г) среди яровых превышают

другие образцы и по показателям массы семян с главного колоса.

Особую ценность для селекционера представляют сорта с массой 1000 зерен более 45 г. Такими показателями среди изучаемых сортообразцов обладают: озимые - Волгодон (49,4 г), Фрегат (46,8г) и яровые - В-5 (46,3 г), Медикум-1577 (49,7 г).

Результаты анализов продуктивности и количества белка представлены в таблице 2. Выявлены наиболее продуктивные сортообразцы, которые располагаются в следующем порядке у озимых: Волгодон>

№1681>№546>Фрегат>№1629 и у яровых Медикум-1577>В-5 >Эректум-1>Инермис>Б-9. В озимых сортообразцах количество белка колеблется от 10,6% до 13,47%. Наибольшее содержание белка в сортообразцах Фрегат (13,47%), №546 (11,38%). Остальные соортообразцы мало различаются по данному показателю. В яровых образцах содержание белка от 14,26% до 16,13%. Максимальное значение в образцах Эректум-1 (16,13%), Т-277 (15,14%).

Для выявления связи между показателями была проведена корреляционная обработка (табл. 3). Выявлено практическое отсутствие взаимосвязи продуктивности с высотой растений (г = 0,10).

Таблица 3 - Связь морфофизиологических показателей с продуктивностью и содержанием белка

Продуктивность ячменя коррелирует с массой семян (г = 0,85) и числом семян (г = 0,79) с главного колоса. Отмечена отрицательная корреляция между содержанием белка и числом семян с главного колоса (г = -0,76) и массой семян с главного колоса (г = -0,72). При этом количество белка не коррелирует с массой 1000 семян (г = 0,16) и продуктивной кустистостью (г = 0,07). Замечена отрицательная связь продуктивности с содержанием белка (г = -0,8).

Для идентификации новых сортообразцов методом электрофореза белков в крахмальном геле были впервые составлены электрофореграммы для оригинальных сортов и линий ячменя. Анализ спектров гордеинов выявил отличия между формами ячменя. Среди проанализированных образцов в белковых спектрах озимых форм ячменя из гордеинов А и В преобладали А21 и В3. Спектры ярового ячменя представлены следующими блоками: НМ А 2,40,18,1; НМ В 11,8,19,111,34 (табл.4).

Среди озимых форм по локусам НМ А совпадают линии №546, №1618, №1519. Сортообразцы №546, №1618, №1519 имеют одинаковый локус НМ В3. Яровые образцы В-5 и Медикум-1577 совпадают по локусу НМ А2, а Инермис Б-9 и Медикум-1577 по локусу НМ В19. Частота встречаемости показывает особенности проявления морфологических признаков и хозяйственных свойств. Результаты по данному показателю характеризуют сортообразцы №546, Фрегат, В-5, Эректум-1, Инермис Б-9, Медикум-1577 как гомогенные и однородные.

Таблица 4 - Распределение групп гордеинов в селекционных сортообразцах озимого и ярового ячменя

Селекционные образцы ячменя Аллели гордеинов Частота встречаемости, %

Озимый ячмень

№546 21 3 2 100

№1681 21 3 2 95

3 34 1 5

47 34 1 5

Волгодон 2 3 2 80

2 17 3 20

№1629 21 19 1 95

21 3 2 5

21 179 1 5

Фрегат 3 5 1 100

Яровой ячмень

В-5 2 11 1 100

Эректум-1 40 8 2 100

Инермис Б-9 18 19 3 100

Медикум 1577 2 19 3 100

Т-277 24 111 1 89

1 34 1 11

Заключение. Проведена идентификация 10 современных сортообразцов озимого и ярового ячменя. Между массой и числом семян с главного колоса и продуктивностью выявлена прямая зависимость, и отмечена обратная взаимосвязь этих показателей с содержанием белка. Установлен межсортовой полиморфизм по электрофоретическим спектрам запасных белков семян ячменя.

Литература. 1. Поморцев, А.А. Автореф. дис. докт. биол. наук. - М., 2008.

2. Цитология и генетика Т.34 / А.В. Конарев,

B.Г. Конарев, Н.К. Губарева, Т.И. Пенева. - 2000. -№2. - С. 91 -104.

3. Аграрная Россия / Я.Г. Зеленская, А.В. Конорев, И.Г. Лоскутов, Н.К. Губарева и др. - 2004.- №6 -

C. 50-58.

4. Поморцев, А.А., Идентификация и оценка сортовой чистоты семян ячменя методом электрофоретического анализа запасных белков зерна / А.А. Поморцев, Е.В. Лялина. - М., 2003 - С. 83.

Таблица 2 - Продуктивность и содержание белка в сортообразцах ячменя, 2008-2010 гг.

Сортообразец Продуктивность, г/м2 Содержание белка, %

Озимый ячмень

№1681 472 10,37

№1629 408 10,6

Волгодон 491 10,93

№546 469 11,38

Фрегат 439 13,47

Яровой ячмень

Инермис Б-9 165 14,26

В-5 238 14,93

Эректум-1 226 16,13

Медикум- 1577 345 14,44

Т-277 61 15,14

Показатели Продуктивность, г/м2 Содержание белка, %

Высота растений, см 0,10 0,25

Продуктивная кустистость 0,29 0,07

Масса семян с главного колоса,г 0,85 -0,72

Число семян с главного колоса, шт. 0,79 -0,76

Масса 1000 семян,г 0,24 0,16

Вестник

ОрелГАУ

№4

август 2011

Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году

Учредитель и издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный университет»__________________

Редакционный совет: Содержание номера

Парахин Н.В. (председатель) Научное обеспечение развития растениеводства

Амелин А.В. (зам. председателя) Павловская Н.Е., Сидоренко В.С., Костромичёва Е.В. Характеристика генотипов ячменя

Астахов С.М. по хозяйственно-ценным признакам и электрофоретическим спектрам проламинов семян 2

Белкин Б.Л. Титов В.Н., Смыслов Д.Г., Дмитриева Г.А., Болотова О.И. Регуляторы роста растений как

Блажнов А.А. биологический фактор снижения уровня тяжелых металлов в растении 4

Тутукова Д.А., Малкандуев Х.А., Малкандуева А.Х. Влияние уровня минерального

Буяров В.С. питания на урожайность и качество зерна новых сортов озимой пшеницы в условиях

Гуляева Т.И. вертикальной зональности Кабардино-Балкарии 7

Гурин А.Г. Новиков А.И., Лопачев Н.А., Панова А.Н. Роль сидератов в воспроизводстве плодородия

Дегтярев М.Г. почв Верхневолжья 10

Зотиков В.И. Иващук О.А. Прудников А.Д., Рекашус Э.С. Сравнительная оценка продуктивности новых сортов клевера

лугового в агроэкологических условиях Смоленской области 12

Кузнецова А.С., Куркова И.В., Терехин М.В. Предварительное сортоиспытание новых

Козлов А.С. сортов ячменя дальневосточной селекции 15

Кузнецов Ю.А. Глинушкин А.П. К вопросу о повышении эффективности методики определения качества

Лобков В.Т. семян при производстве яровой мягкой пшеницы 18

Лысенко Н.Н. Хатефов Э.Б., Шорохов В.В., Матвеева Г.В., Сарбашева А.И. Изучение селекционной

Ляшук Р.Н. ценности восковидной кукурузы 21

НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАЗВИТИЯ ЖИВОТНОВОДСТВА

Мамаев А.В. Боев М.М., Боев М.М., Семенова Е.А. Селекция симментальского скота на долголетие

Масалов В.Н. с учетом генетических маркеров 29

Новикова Н.Е. Балашов В.В., Буяров В.С. Эффективность программ освещения для цыплят-бройлеров с

Павловская Н.Е. различной продолжительностью выращивания 32

Попова О.В. Смагина Т.В., Михеева Е.А. Хотынецкие природные цеолиты и эмульсия прополиса в

Прока Н.И. улучшении физиологических функций и повышении воспроизводительных показателей свиноматок 36

Савкин В.И. Новожеев Ю.А., Полольников М.В., Гамко Л.Н., Минченко В.Н. Влияние минеральной

Степанова Л.П. добавки на продуктивность и микроморфологические показатели тонкого отдела кишечника

Плыгун С.А. (ответств. секретарь) свиней на откорме 39

Золотухина О.А. (редактор) Крапивина Е.В., Иванов Д.В., Лифанова Я.В. Влияние разных доз пробиотика

«тетралактобактерин» на морфобиохимические характеристики гомеостаза телят 41

Адрес редакции: Попов Д.В., Безбородов Н.В. Повышение качества эмбриопродуктивности у коров-доноров

эмбрионов 44

302019, г. Орел, Никанова Л.А., Фомичев Ю.П., Григоренко И.Б., Новиков В.Н. Использование

ул. Генерала Родина, 69. гипергалинной аквакультуры в кормлении свиней 48

Тел.: +7 (4862) 45-40-37 Лаушкина Н.Н. Влияние антиоксидантов на продуктивность и качество молока при 51

Факс: +7 (4862) 45-40-64 E-mail: nichоgau@yandex.ru изменении условий содержания лактирующих коров

Мамаев А.В., Лещуков К.А., Меркулова С.С. Оценка качества молока по физиологическому показателю коров 53

Сайт журнала: http://ej.orelsau.ru Дуборезов В.М., Суслова И.В., Бойко И.И., Дуборезов И.В., Дуборезова Т.А.

Свидетельство о регистрации Зоотехническая оценка силоса из сорго сахарного 56

ПИ №ФС77-21514 от 11.07.2005 г. Шалимова О.А., Сахно Н.В., Козлова Т.А., Зубарева К.Ю., Радченко М.В. Исследование рынка мясного сырья и продуктов питания из мяса в аспекте доктрины продовольственной

Специалист регионального безопасности 58

ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАЗВИТИЯ В АПК

методического центра по УДК: Несмиян А.Ю., Должиков В.В., Яковец А.В. Повышение скорости машинно-тракторного

Служеникина А.М. агрегата на посеве пропашных культур 61

Технический редактор: Баранов Ю.Н., Загородних А.Н., Елисеев Д.В. Анализ видов, последствий и критичности

Мосина А.И. отказов безопасности стыковки «толкач - скрепер» 63

Ламин В.А. Приводная роликовая цепь сельскохозяйственного назначения 66

Сдано в набор 15.07.2011 г. Молчанов В.И. Применение капролона в приводах сельскохозяйственных машин 69

Подписано в печать 30.08.2011 г. Жосан А.А., Рыжов Ю.Н., Курочкин А.А. Сравнение физико-химических свойств

Формат 60х84/8. Бумага офсетная. дизельного топлива и рапсового масла 72

Гарнитура Таймс. Лысак О.Г., Моисеенко А.М. Микроклимат зданий для хранения сочного растительного 74

Объём 12,5 усл. печ. л. сырья

Тираж 300 экз. Пичугин И.Л. Применение ГИС-технологий - эффективный метод мониторинга объектов ЖКХ 76

Издательство Орел ГАУ, 302028, Череповский А.П. К вопросу об инновационном развитии отечественного производства

г. Орел, бульвар Победы, 19. в капитальном строительстве 80

Лицензия ЛР №021325 Экономические аспекты развития аграрного сектора 83

от 23.02.1999 г. Цвырко А.А., Иващенко Т.Н. Направления государственной поддержки аграрного

Журнал рекомендован производства региона 82

Бердник-Бердыченко Е.Е., Шумская Е.Н. Инновационная активность предприятий на

ВАК Минобрнауки России современном этапе 85

для публикаций научных работ, Брыкин И.А. Экономический механизм устойчивого развития продовольственного рынка

отражающих основное научное региона Авдонина И.А. Рост урожайности сахарной свеклы как основной фактор инновационного 89

содержание кандидатских развития свеклосахарного подкомплекса Ульяновской области 92

и докторских диссертаций Федоренкова Н.М. Роль современной системы управления на льнопроизводящих

предприятиях 94

© ФГБОУ ВПО Орел ГАУ, 2011