izvestiiatimacadИзвестия Тимирязевской сельскохозяйственной академииIZVESTIYA OF TIMIRYAZEV AGRICULTURAL ACADEMY0021-342XФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева10.26897/0021-342X-2022-6-54-66izvestiiatimacad-347Research ArticleГЕНЕТИКА, БИОТЕХНОЛОГИЯ, СЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВОGENETICS, BIOTECHNOLOGY, BREEDING AND SEED PRODUCTIONОценка качества зерна сортов яровой пшеницы с фиолетовой окраской зерна в условиях ЦРНЗEvaluating the grain quality of spring wheat varieties with purple grain coloring in the conditions of the Central region of the Non-Chernozem zoneВорончихинаИ. Н.VoronchikhinaI. N.

Ворончихина Ирина Николаевна, канд. биол. наук, научный сотрудник отдела отдаленной гибридизации ГБС РАН

127550, г. Москва, ул. Ботаническая, 4

тел.: (999) 823–06–91 

Irina N. Voronchikhina, PhD (Bio), Research Associate of the Department of Remote Hybridization, N.V. Tsitsin’s Main Botanical Garden of the Russian Academyof Sciences

4 Botanicheskaya Str., Moscow, 127276

phone: (499) 823–06–91

yarinkapanfilova@gmail.comСидоренкоВ. С.SidorenkoV. S.

Сидоренко Владимир Сергеевич, канд. с.-х. наук, заместитель директора по селекционной работе

302502,  Орловская обл., Орловский р-н, п. Стрелецкий, ул. Молодежная, 10

Vladimir S. Sidorenko, PhD (Ag), Deputy Director for Breeding

10 Molodezhnaya Str., Streletski village, Oryol district,Oryol region, 302502

office@vniizbk.orel.ruРубецВ. С.RubetsV. S.

Рубец Валентина Сергеевна, д-р биол. наук, профессор, профессор кафедры генетики, селекции и семеноводства 

127550,  г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

тел.: (499) 976–12–72

Valentina S. Rubets, DSc (Bio), Professor, Professor of the Department of Genetics, Plant Breeding and Seed Production

49 Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

 phone: (499) 976–12–72

Valentina.rubets50@gmail.comПыльневВ. В.PylnevV. V.

Пыльнев Владимир Валентинович, д.б.н., профессор, заведующий кафедрой кафедры генетики, селекции и семеноводства 

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

тел.: (499) 976–12–72

Vladimir V. Pylnev, DSc (Bio), Professor, Head of the Department of Genetics, Plant Breeding and Seed Production

49 Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

phone: (499) 976–12–72

PYL8@yandex.ruИгонинВ. Н.IgoninV. N.

Игонин Владимир Николаевич, канд. с.-х. наук, доцент кафедры генетики, селекции и семеноводства

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

тел.: (499) 976–12–72

Vladimir N. Igonin, PhD (Ag), Associate Professor of the Department of Genetics, Plant Breeding and Seed Production

49 Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

phone: (499) 976–12–72

selection@rgau-msha.ruВорончихинВ. В.VoronchikhinV. V.

Ворончихин Виктор Викторович, канд. с.-х. наук, научный сотрудник отдела отдаленной гибридизации

127550, Российская Федерация, г. Москва,ул. Ботаническая 4

тел.: (999) 823–06–91

Viktor V. Voronchikhin, PhD (Ag), Research Associate of the Department of Remote Hybridization

4 Botanicheskaya Str., Moscow, 127276

phone: (999) 823–06–91

vitya.voronchihin@gmail.comГруздевИ. В.GruzdevL. V.

Груздев Иван Викторович, канд. биол. наук, научный сотрудник лаборатории маркерной и геномной селекции растений ; научный сотрудник отдела отдаленной гибридизации ГБС РАН

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 42

тел.: (903) 237–59–91

Ivan V. Gruzdev, PhD (Bio), Research Associate of the Laboratory of Marker-Assisted and Genomic Selection of Plants ; Research Associate of the Department of Remote Hybridization

42 Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

phone: (903) 237–59–91

gruzdev82mtz@mail.ruГБС РАНРоссияN.V.Tsitsin’s Botanical Garden of the Russian Academy of SciencesRussian FederationФНУ ЗБКРоссияFederal Scientific Center of Legumes and Groat CropsRussian FederationРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian FederationГБС РАНРоссияN.V. Tsitsin’s Main Botanical Garden of the Russian Academy of SciencesRussian FederationГБС РАН; ВНИИСБРоссияAll-Russia Research Institute of Agricultural Biotechnology; Botanical Garden of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202231032023165466Copyright © Ворончихина И.Н., Сидоренко В.С., Рубец В.С., Пыльнев В.В., Игонин В.Н., Ворончихин В.В., Груздев И.В., 20232023Ворончихина И.Н., Сидоренко В.С., Рубец В.С., Пыльнев В.В., Игонин В.Н., Ворончихин В.В., Груздев И.В.Voronchikhina I.N., Sidorenko V.S., Rubets V.S., Pylnev V.V., Igonin V.N., Voronchikhin V.V., Gruzdev l.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiia.timacad.ru/jour/article/view/347

В статье представлены результаты изучения хлебопекарных качеств зерна трех сортов мягкой яровой пшеницы, характеризующихся фиолетовой окраской зерна, и краснозерного стандарта Злата в условиях ЦРНЗ. Годы исследований характеризовались контрастными метеорологическими условиями: избыточно увлажненный 2020 г. и засушливый 2021 г. Определение содержания белка проводили на спектрофотометре. Клейковину отмывали ручным методом. Выпечку хлеба проводили по модифицированной методике Государственной комиссии по испытанию и охране селекционных достижений. Аллельный состав высокомолекулярных глютенинов исследовали методом электрофореза по Singh et al. (1991) в модификации Branlard et al. (2001). Установлено, что все сорта яровой пшеницы с фиолетовым зерном по качеству мало уступают стандарту, отличаясь от него двумя аллелями высокомолекулярных глютенинов, влияющих на стабильность проявления хлебопекарных качеств по годам. Качество зерна сильно зависит от метеорологических условий вегетационного периода. Все изученные сорта яровой пшеницы с фиолетовым цветом зерна способны формировать зерно, пригодное для использования в хлебопекарных целях в условиях Нечернозёмной зоны. Количественное содержание белка и сырой клейковины в зерне варьирует по годам, но не уступает стандарту. Качество клейковины варьирует в пределах I и II групп. При этом в условиях засухи клейковина формировалась как более крепкая. Все сорта показали высокий потенциал объемного выхода хлеба: на уровне или выше стандарта. Низкий балл общей хлебопекарной оценки объясняется включениями частиц фиолетовых отрубей, обусловивших более темную окраску мякиша. Положительная корреляционная зависимость между объемным выходом хлеба и содержанием белка проявилась сильнее в год с пониженным содержанием белка в зерне.

The article presents the results of the study of the baking qualities of grain of three varieties of soft spring wheat characterized by by purple grain colouring, and the red grain standard of Zlata in the conditions of the Central region of the Non-Chernozem zone. The years of the study were characterized by contrasting meteorological conditions – excessively humid year 2020 and arid year 2021. Protein content was determined using a spectrophotometer. Gluten was washed manually. Bread baking was carried out according to the modified methodology of the State Commission for Testing and Protection of Breeding Achievements. The allelic composition of high molecular weight glutenins was carried out by electrophoresis according to Singh et al., (1991) in the modification of Branlard et al. (2001). It has been found that all varieties of spring wheat with purple grain colouring are not inferior in quality to the standard, differing from it by two alleles of high-molecular glutenins, affecting the stability of manifestation of baking qualities by year. The quality of the grain is highly dependent on the meteorological conditions of the growing season. All the studied varieties of spring wheat with a purple grain colouring are able to form a grain suitable for baking in the conditions of the Non-Chernozem zone. The quantitative protein and crude gluten content in grain varies by year, but is not inferior to the standard. The quality of gluten varied within groups I and II. At the same time, the gluten was stronger under drought conditions. All varieties showed a high potential of bread volume yield – at or above the standard. The low score of the general bakery evaluation is explained by inclusions of purple bran particles, which caused a darker colouring of the crumb. The positive correlation between the volume yield of bread and the protein content was stronger in the year with reduced protein content in grain.

яровая пшеницафункциональное питаниефиолетовая окраска зернаантоцианыантиоксидантысортахлебопекарная оценкакомпозиции глютениновspring wheatfunctional nutritionpurple grain coloringanthocyaninsantioxidantsvarietiesbakery evaluationgluten compositionsReferencesАбделькави Р.Н., Щуклина О.А., Ермоленко О.И., Соловьев А.А. Стабильность и пластичность генотипов яровой тритикале по урожайности и качеству зерна // Аграрный научный журнал. – 2020. – № 4. – С. 4–9.Abdel’kavi R.N, Shhuklina O.A., Ermolenko O.I., Solov’ev A.A. Stabil’nost’ i plastichnost’ genotipov yarovoy tritikale po urozhaynosti i kachestvu zerna [Stability and plasticity of spring triticale genotypes in terms of grain yield and quality]. Agrarniy nauchniy zhurnal. 2020; 4: 4–9. (In Rus.)Василова Н.З., Асхадуллин Д.Ф., Багавиева Э.З. и др. Фиолетовозерный сорт яровой мягкой пшеницы Надира // Зернобобовые и крупяные культуры. – 2021. – № 4 (40). – С. 66–75.Vasilova N.Z., Askhadullin D.F., Bagavieva E.Z. Fioletovozerniy sort yarovoy myagkoy pshenitsy Nadira [Violet-black variety of spring soft wheat Nadirа]. Zernobobovye i krupyanye kul’tury. 2021; 4 (40): 66–75. (In Rus.)Ворончихина И.Н., Ворончихин В.В., Рубец В.С., Пыльнев В.В., Клепикова А.С. Оценка коллекции яровой мягкой пшеницы в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России // Аграрный научный журнал. – 2021. – № 8. – С. 13–18.Voronchikhina I.N., Voronchikhin V.V., Rubets V.S., Pylnev V.V., Klepikova A.S. Otsenka kollektsii yarovoy myagkoy pshenitsy v usloviyakh Tsentral’nogo rayona Nechernozemnoy zony Rossii [Evaluation of the collection of spring bread wheat in the conditions of the Central region of the Non-Chernozem zone of Russia]. Agrarniy nauchniy zhurnal. 2021; (8): 13–18. (In Rus.)Ворончихина И.Н. Комплексная оценка коллекции мягкой яровой пшеницы в условиях Центрального района Нечернозёмной зоны России: Дис. … канд. биол. наук. – Москва, 2022. – 298 с.Voronchikhina I.N. Kompleksnaya otsenka kollektsii myagkoy yarovoy pshenitsy v usloviyakh Tsentral’nogo rayona Nechernozemnoy zony Rossii [Comprehensive evaluation of the collection of soft spring wheat in the conditions of the Central region of the Non-Chernozem zone of Russia]. PhD (Bio) thesis. Moscow, 2022: 298. (In Rus.)Гончаров Н.П. Сравнительная генетика пшениц и их сородичей. – Изд. 2-е, испр. и доп. / Российская академия наук, Сибирское отделение, Институт цитологии и генетики. – Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2012. – 523 с.Goncharov N.P. Sravnitel’naya genetika pshenits i ikh sorodichey [Comparative genetics of wheat and their relatives]. 2d edition revised and enlarged. Ros. akad. nauk. Sib. otd-nie, In-t tsitologii i genetiki. Novosibirsk: Akademicheskoe iz-vo “Geo”, 2012: 523. (In Rus.)Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. – Т. 1 «Сорта растений»: Официальное издание. – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2022. – 719 с.Gosudarstvenniy reestr selektsionnykh dostizheniy, dopushchennykh k ispol’zovaniyu. T.1. “Sorta rasteniy” (ofi tsial’noe izdanie) [State register of selection achievements approved for use. V.1. “Varieties of Plants” (official edition)]. M.: FGBNU “Rosinformagrotekh”, 2022: 719. (In Rus.)Доспехов Б.Д. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). – М.: Альянс, 2014. – 351 с.Dospekhov B.D. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezul’tatov issledovaniy) [Field experiment technique (with the basics of statistical processing of research results)]. M.: Al’yans, 2014: 351. (In Rus.)Козьмина Н.П., Гунькин, Суслянов Г.М. Теоретические основы прогрессивных технологий. Зерноведение (с основами биохимии растений). – М.: Колос, 2006. – 464 с.Koz’mina N.P., Gun’kin V.A., Suslyanok G.M. Teoreticheskie osnovy progressivnykh tekhnologiy (Biotekhnologiya). Zernovedenie (s osnovami biokhimii rasteniy) [Theoretical foundations of progressive technologies (Biotechnology). Grain science (with the basics of plant biochemistry)]. M.: Kolos, 2006: 464. (In Rus.)Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. – Вып. первый. Общая часть / Под общ. ред. М.А. Федина. – М., 1985. – 270 с.Fedin M.A. et al. Metodika gosudarstvennogo sortoispytaniya sel’skokhozyaystvennykh kul’tur. Tekhnologicheskaya otsenka zernovykh, krupyanykh i zernobobovykh kul’tur [Methodology for state variety testing of agricultural crops. Technological evaluation of cereals, cereals and leguminous crops]. Moscow, 1988: 122. (In Rus.)Носатовский А.И. Пшеница. Биология: М. – М.: Государственное изд-во сельскохозяйственной литературы, 1965. – 407 с.Nosatovskiy A.I. Pshenitsa. Biologiya [Wheat. Biology]. M.: Gosudarstvennoe izd-vo sel’skokhozyaystvennoy literatury, 1965: 407. (In Rus.)Полонский В.И., Лоскутов И.Г. Селекция на содержание антиоксидантов в зерне как перспективное направление для получения продуктов здорового питания // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2018. – № 22 (3). – С. 343–352.Polonskiy V.I., Loskutov I.G. Selektsiya na soderzhanie antioksidantov v zerne kak perspektivnoe napravlenie dlya polucheniya produktov zdorovogo pitaniya [Selection for antioxidant content in grain as a promising area for healthy food]. Vavilovskiy zhurnal genetiki i selektsii. 2018: 22 (3): 343–352. (In Rus.)Практикум по селекции и семеноводству полевых культур: Учебное пособие / Под ред. проф. В.В. Пыльнева. – СПб.: Лань, 2022. – 448 с.Pylnev V.V et al. Praktikum po selektsii i semenovodstvu polevykh kul’tur: Uchebnoe posobie [Workshop on selection and seed production of field crops: Textbook]. SPb.: Izd-vo “Lan’”, 2022: 448. (In Rus.)Рубец В.С., Ворончихина И.Н., Игонин В.Н., Сидоренко В.С., Ворончихин В.В. Характеристика фиолетовозерных сортов яровой мягкой пшеницы в условиях Центрального района Нечернозёмной зоны России // Международный сельскохозяйственный журнал. – 2022. – № 5. – С. 525–529.Rubets V.S., Voronchikhina I.N., Igonin V.N., Sidorenko V.S., Voronchikhin V.V. Charakteristika fioletovozernykh sortov yarovoy myagkoy pshenitsy v usloviyakh tsentral’nogo rayona Nechernozemnoy zony Rossii [Characteristics of violet-bearing varieties of spring 65 soft wheat in the conditions of the Central region of the Non-Chernozem zone of Russia]. Mezhdunarodniy sel’skokhozyaystvenniy zhurnal. 2022; 5: 525–529. (In Rus.)Справочник агронома по сельскохозяйственной метеорологии. Нечернозёмная зона Европейской части РФСР / Под. ред. И.Г. Грингофа. – Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 518 с. 63Gringofa I.G. et al. Spravochnik agronoma po sel’skokhozyaystvennoy meteorologii. Nechernozemnaya zona Evropeyskoy chasti RFSR [Handbook of an agronomist on agricultural meteorology. Non-Chernozem zone of the European part of the RFSR]. L.: Gidrometeoizdat, 1986: 518 (In Rus.)Фисенко А.В., Калмыкова Л.П., Кузнецова Н.Л., Кузьмина Н.П., Ермоленко О.И., Упелниек В.П. Селекция фиолетовозерной мягкой пшеницы и ее технологические свойства // Аграрная Россия. – 2020. – № 10. – С. 43–48.Fisenko A.V., Kalmykova L.P., Kuznetsova N.L., Kuzmina N.P., Ermolenko O.I., Upelniek V.P. Selektsiya fioletovozernoy myagkoy pshenitsy i ee tekhnologicheskie svoystva [Selection of violet-colored soft wheat and its technological properties]. Agrarnaya Rossiya. 2020; 10: 43–48. (In Rus.)Хлесткина Е.К. Гены, детерминирующие окраску различных органов пшеницы // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2012. – Т. 16, № 1. – С. 202–216.Khlestkina E.K. Geny, determiniruyushchie okrasku razlichnykh organov pshenitsy [Genes determining the coloration of various organs of wheat]. Vavilovskiy zhurnal genetiki i selektsii. 2012; 16 (1): 202–216. (In Rus.)Branlard G., Dardevet M., Amiour N., Igrejas G. Allelic diversity of HMW and LMW glutenin subunits and omega gliadins in French bread wheat (Triticum aestivum L.) // Genetic Resources and Crop Evolution. – 2001. – Vol. 50. – Pр. 669–679.Branlard G., Dardevet M., Amiour N., Igrejas G. Allelic diversity of HMW and LMW glutenin subunits and omega gliadins in French bread wheat (Triticum aestivum L.). Genetic Resources and Crop Evolution. 2001; 50: 669–679.Payne P.I., Nightingale M.A., Krattiger A.F., Holt L.M. The relationship between HMW glutenin subunits composition and the bread-making quality of British-grown wheat varieties // Journal of the Science of Food and Agriculture. – 1987. – Vol. 40. – Pр. 51–65.Payne P.I., Nightingale M.A., Krattiger A.F., Holt L.M. The relationship between HMW glutenin subunits composition and the bread-making quality of British-grown wheat varieties. Journal of the Science of Food and Agriculture. 1987; 40: 51–65.Payne P.L., Lawrence G. Catalogue of alleles for the complex gene loci, Glu-A1, Glu-B1, and Glu-D1 which code for high molecular-weight subunits of glutenin in hexaploid wheat // Cereal Research Communications. – 1983. – Vol. 11. – Pр. 29–35.Payne P.L., Lawrence G. Catalogue of alleles for the complex gene loci, Glu-A1, Glu-B1, and Glu-D1 which code for high molecular-weight subunits of glutenin in hexaploid wheat. Cereal Research Communications. 1983; 11: 29–35.Singh N.K., Shepherd K.W., Langridge P. et al. Purification and biochemical characterization of triticin, a legumin-like protein in wheat endosperm // Journal of Cereal Science. – 1991. – Vol. 13. – Pр. 207–219.Singh N.K., Shepherd K.W., Langridge P. Purification and biochemical characterization of triticin, a legumin-like protein in wheat endosperm. Journal of Cereal Science. 1991; 13: 207–219.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.