zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»10.31367/2079-8725-2022-82-4-62-69zhros-1992Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙPLANT BREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSСопряженность признаков качества зерна, крупки и макарон у пшеницы твердой озимойCorrelation between quality traits of kernels, hard semolina, pasta of durum winter wheathttps://orcid.org/0000-0002-2216-3164СамофаловаН. Е.SamofalovaN. E.

Н. Е. Самофалова, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства пшеницы твердой озимой

347740 Ростовская область, г. Зерноград, ул. Научный городок, д. 3, e-mail: vniizk30@mail.ru

N. E. Samofalova, Candidate of Agricultural Sciences, leading researcher of the laboratory for winter durum wheat breeding and seed production

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

vniizk30@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4041-0322ИличкинаН. П.IlichkinaN. P.

Н. П. Иличкина, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства пшеницы твердой озимой

347740 Ростовская область, г. Зерноград, ул. Научный городок, д. 3, e-mail: vniizk30@mail.ru

N. P. Ilichkina, Candidate of Agricultural Sciences, leading researcherof the laboratory for winter durum wheat breeding and seed production

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

БезуглаяТ. С.BezuglayaT. S.

Т. С. Безуглая, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства пшеницы твердой озимой

347740 Ростовская область, г. Зерноград, ул. Научный городок, д. 3, e-mail: vniizk30@mail.ru

T. S. Bezuglaya, Candidate of Agricultural Sciences, researcher of the laboratory for winter durum wheat breeding and seed production

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

mts0304@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3388-1548КравченкоН. С.KravchenkoN. S.

Н. С. Кравченко, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории биохимической оценки селекционного материала и качества зерна

347740 Ростовская область, г. Зерноград, ул. Научный городок, д. 3, e-mail: vniizk30@mail.ru

N. S. Kravchenko, Candidate of Biological Sciences, senior researcher of the laboratory for biochemical estimation of breeding material and grain quality

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

ninakravchenko78@mail.ruИванисоваА. С.IvanisovaA. S.

А. С. Иванисова, младший научный сотрудник лабораторииселекции и семеноводства пшеницы твердой озимой

347740 Ростовская область, г. Зерноград, ул. Научный городок, д. 3, e-mail: vniizk30@mail.ru

A. S. Ivanisova, junior researcher of the laboratory for winter durum wheat breeding and seed production

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

https://orcid.org/0000-0001-8060-7512КабановаН. В.KabanovaN. V.

Н. В. Кабанова, агроном лаборатории селекции и семеноводства пшеницы твердой озимой

347740 Ростовская область, г. Зерноград, ул. Научный городок, д. 3, e-mail: vniizk30@mail.ru

N. V. Kabanova, agronomist of the laboratory for winter durum wheat breeding and seed production

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

https://orcid.org/0000-0003-2768-4935ДубининаО. А.DubininaО. А.

О. А. Дубинина, агроном лаборатории селекции и семеноводства пшеницы твердой озимой

347740 Ростовская область, г. Зерноград, ул. Научный городок, д. 3, e-mail: vniizk30@mail.ru

O. A. Dubinina, agronomist of the laboratory for winter durum wheat breeding and seed production 

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

ФГБНУ «Аграрный научный центр «Донской»РоссияFSBSI “Agricultural Research Center “Donskoy”Russian Federation202206092022046269Copyright © Самофалова Н.Е., Иличкина Н.П., Безуглая Т.С., Кравченко Н.С., Иванисова А.С., Кабанова Н.В., Дубинина О.А., 20222022Самофалова Н.Е., Иличкина Н.П., Безуглая Т.С., Кравченко Н.С., Иванисова А.С., Кабанова Н.В., Дубинина О.А.Samofalova N.E., Ilichkina N.P., Bezuglaya T.S., Kravchenko N.S., Ivanisova A.S., Kabanova N.V., Dubinina О.А.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zhros.online/jour/article/view/1992

Высокие требования, предъявляемые современными перерабатывающими предприятиями по изготовлению макаронных изделий, к качеству зерна Triticum durum как яровой, так и озимой, диктуют необходимость разработки новых методов, подходов по оценке селекционного материала и отбору высококачественных генотипов. Одним из них является корреляционный анализ, который позволяет выявить на практике положительные и отрицательные факторы, минимизировать наиболее неблагоприятные, ускоряет и повышает эффективность селекционного процесса.

Цель нашей работы – изучить корреляционные взаимосвязи между признаками качества у пшеницы твердой озимой и определить наиболее доступные и информативные для использования в качестве критериев отбора в процессе селекции.

Полевые и лабораторные (определение параметров качества зерна, реологических свойств теста и макарон) исследования проводили на базе ФГБНУ «АНЦ «Донской» с 2014 по 2020 годы. Материалом для исследований послужили сорта и линии конкурсного сортоиспытания (n = 35).

Представлены результаты корреляционного анализа по сопряженности признаков качества зерна, крупки, макарон у пшеницы твердой озимой. Установлены наиболее доступные информативно значимые признаки – содержание белка, качество клейковины (ИДК), активность альфа-амилазы (ЧП), оказывающие определяющее влияние на прочность, варочные свойства макарон, реологические свойства теста, которые можно использовать как критерии отбора в процессе селекции, в том числе и на ранних этапах. Так, содержание белка положительно коррелировало с прочностью макарон (r = 0,73), стойкостью и эластичностью теста (r = 0,86 и r = 0,61), валориметрической оценкой (r = 0,55); ИДК и ЧП – с прочностью макарон (r = 0,69 и r = 0,57), стой­костью (r = 0,92 и r = 0,57), эластичностью (r = 0,75 и r = 0,50). Взаимосвязь варочных свойств макарон с вышеуказанными признаками носила отрицательный характер (позитивная зависимость): разваримость по весу и объему с белком (r = –0,60 и r = –0,71), ИДК – (r = –0,49 и r = 0,47), ЧП – (r = –0,48 и r = –0,56), потери сухого вещества, соответственно, r = –0,87, r = –0,85, r = –0,78. Содержание каротиноидов и цвет макаронных изделий сопряжены средней положительной связью (r = 0,46). Выявлено, что информативно значимые признаки качества (белок, ИДК, ЧП, каротиноиды) позитивно сопряжены между собой от умеренных (белок с каротиноидами r = 0,36) до сильных (белок с ЧП r = 0,94) связей, но отрицательно с такими важными для озимой твердой пшеницы параметрами, как масса 1000 зерен и натура зерна. Поэтому при отборе селекционных форм и линий с повышенными значениями основных признаков нужно контролировать массу 1000 зерен и натуру или хотя бы один из них.

The high requirements imposed by modern pasta processing enterprises on the grain quality of both spring and winter Triticum durum dictate the necessity to develop new methods, approaches for estimating breeding material and selecting high-quality genotypes. Correlation analysis, which makes it possible to identify practically positive and negative factors, minimize the most unfavorable ones, accelerate, and increase the efficiency of the breeding process, is one of them.

The purpose of the current work was to study the correlation between quality traits of winter durum wheat and to determine the most accessible and informative ones as selection criteria in the breeding process.

The field and laboratory (determination of grain quality parameters, rheological properties of dough and pasta) study was carried out on the basis of the FSBSI “ARC “Donskoy”, from 2014 to 2020. The material for the study were the varieties and lines of Competitive Variety Testing (n = 35).

There have been presented the analysis results of a correlation between quality traits of kernels, hard semolina, pasta of winter durum wheat. There have been identified the most accessible, informative and significant traits, such as protein percentage, gluten quality (GDI), alpha-amylase (FN) activity, which have a decisive effect on the strength, cooking properties of pasta, rheological properties of the dough, which can be used as selection criteria in the breeding process, including at the early stages. Thus, protein percentage has positively correlated with pasta strength (r = 0.73), dough durability and elasticity (r = 0.86 and r = 0.61), valorimetric estimation (r = 0.55); GDI and FN have correlated with pasta strength (r = 0.69 and r = 0.57), durability (r = 0.92 and r = 0.57), elasticity (r = 0.75 and r = 0.50). The cor­relation between cooking properties of pasta and the above-mentioned traits was negative (positive correlation): digestibility by weight and volume with protein percentage (r = –0.60 and r = –0.71), GDI (r = –0.49 and r = 0.47), FN (r = –0.48 and r = –0.56), dry matter losses, respectively, r = –0.87, r =–0.85, r = –0.78. The content of carotenoids and the color of pasta are characterized with a mean positive correlation (r = 0.46). There has been found that informatively significant quality traits (protein, GDI, FN, carotenoids) are positively correlated with each other from moderate (protein with carotenoids r = 0.36) to strong (protein with FN r = 0.94) links, but negatively with such important parameters for winter durum wheat as 1000-kernel weight and grain unit. Therefore, when selecting breeding forms and lines with increased values of the main traits, it is necessary to control 1000-kernel weight and grain unit, or at least one of them.

твердая пшеницакачествозерномакароныкорреляционный анализвзаимосвязьпризнакdurum wheatqualitygrainpastacorrelation analysisrelationshiptraitReferencesБезуглая Т. С., Самофалова Н. Е., Иличкина Н. П., Иванисова А. С., Кабанова Н. В., Копусь М. М. Перспективные сорта пшеницы твердой озимой и их семеноводство // Зерновое хозяйство России. 2022. № 2(14). С. 17–23. https://doi.org/10.31367/2079-8725-2022-80-2-17-23.Bezuglaya T. S., Samofalova N. E., Ilichkina N. P., Ivanisova A. S., Kabanova N. V., Kopus' M. M. Perspektivnye sorta pshenitsy tverdoi ozimoi i ikh semenovodstvo [Promising winter durum wheat varieties and their seed production // Grain Economy of Russia] // Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2022. № 2(14). S. 17–23. DOI:10.31367/2079-8725-2022-80-2-17-23.Васильчук Н. С., Гапонов С. Н. Оценка прочности клейковины в процессе селекции твердой пшеницы (Triticum durum Desf) // Аграрный вестник Юго-Востока. 2009. № 3. С. 34–40.Vasil'chuk N. S., Gaponov S. N. Otsenka prochnosti kleikoviny v protsesse selektsii tverdoi pshenitsy (Triticum durum Desf) [Estimation of the gluten strength in the process of durum wheat breeding (Triticum durum Desf)] // Agrarnyi vestnik Yugo-Vostoka. 2009. № 3. S. 34–40.Владимирова Е. С. Корреляционный анализ исходного материала для селекции мягкой яровой пшеницы в условиях Центральной Якутии // Вестник Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 5(85). С. 31–37. DOI:10.37670/2073–0853-2020-85-5-31-37.Vladimirova E. S. Korrelyatsionnyi analiz iskhodnogo materiala dlya selektsii myagkoi yarovoi pshenitsy v usloviyakh Tsentral'noi Yakutii [Correlation analysis of the basic material for spring soft wheat selection under conditions of Central Yakutia] // Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo Agrarnogo universiteta. 2020. № 5(85). S. 31–37. DOI:10.37670/2073–0853-2020-85-5-31-37.Гапонов С. Н., Попова В. М., Шутарева Г. И., Цетва Н. М., Паршикова Т. М., Щукин С. А. 25 лет сорту Саратовская золотистая // Зерновое хозяйство России. 2018. № 5(59). С. 57–60. DOI:10.31367/2079-8725-2022-81-3-51-56.Gaponov S. N., Popova V. M., Shutareva G. I., Tsetva N. M., Parshikova T. M., Shchukin S. A. 25 let sortu Saratovskaya zolotistaya [The variety ‘Saratovskaya zolotistaya’ is 25] // Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2018. № 5(59). S. 57–60. DOI:10.31367/2079-8725-2022-81-3-51-56.Дорохова Д. П., Копусь М. М. Исходный материал и достижения в селекции озимой твердой пшеницы по содержанию каротиноидов в зерне сортов ФГБНУ «АНЦ «Донской» // Зерновое хозяйство России. 2018. № 1(55). С. 3–5. DOI:10.31367/2079-8725-2018-55-1-3-5.Dorokhova D. P., Kopus' M. M. Iskhodnyi material i dostizheniya v selektsii ozimoi tverdoi pshenitsy po soderzhaniyu karotinoidov v zerne sortov FGBNU «ANTs «Donskoi» [The initial material and the achievements in winter durum wheat breeding in a content of carotenoids in the grain of ARC “Donskoy”] // Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2018. № 1(55). S. 3–5. DOI:10.31367/2079-8725-2018-55-1-3-5.Кротова Л. А., Белецкая Е. А. Отбор в популяциях озимо-яровых гибридов пшеницы на основе фенотипических корреляций // Актуальные проблемы биологии и методики ее преподавания в школе и вузе: Материалы III междунар. науч.-практич. заоч. конф. М., 2015. С. 26–30.Krotova L. A., Beletskaya E. A. Otbor v populyatsiyakh ozimo-yarovykh gibridov pshenitsy na osnove fenotipicheskikh korrelyatsii [Selection in the populations of winter-spring wheat hybrids based on phenotypic correlations] // Aktual'nye problemy biologii i metodiki ee prepodavaniya v shkole i vuze: Мater. III mezhdunar.nauch.-praktich. zaoch. konf. M., 2015. S. 26–30.Мальчиков П. Н., Мясникова М. Г. Содержание желтых пигментов в зерне твердой пшеницы (Triticum durum Desf.): биосинтез, генетический контроль, маркерная селекция // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2020. № 24(5). С. 501–511. DOI:10.18699/VJ20.642.Mal'chikov P. N., Myasnikova M. G. Soderzhanie zheltykh pigmentov v zerne tverdoi pshenitsy (Triticum durum Desf.): biosintez, geneticheskii kontrol', markernaya selektsiya [The content of yellow pigments in durum wheat (Titicum durum Desf.) grains: biosynthesis, genetic control, marker selection] // Vavilovskii zhurnal genetiki i selektsii. 2020. № 24(5). S. 501–511. DOI:10.18699/VJ20.642.Пушкарев Д. В., Чурсин А. С., Кузьмин О. Г., Краснова Ю. С., Каракоз И. И., Шаманин В. П. Корреляция урожайности с элементами продуктивности сортов яровой мягкой пшеницы в условиях степной зоны Омской области // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2018. № 3. С. 26–35.Pushkarev D. V., Chursin A. S., Kuz'min O. G., Krasnova Yu. S., Karakoz I. I., Shamanin V. P. Korrelyatsiya urozhainosti s elementami produktivnosti sortov yarovoi myagkoi pshenitsy v usloviyakh stepnoi zony Omskoi oblasti [Correlation of yield with elements of productivity of varieties of spring soft wheat in the conditions of the steppe zone of the Omsk region] // Vestnik Omskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2018. № 3. S. 26–35.Самофалова Н. Е., Копусь М. М., Скрипка О. В., Марченко Д. М., Самофалов А. П., Иличкина Н. П., Гричанникова Т. А. SDS-седиментация в поэтапной оценке селекционного материала озимой пшеницы по качеству зерна. Ростов: ЗАО «Книга», 2014. 32 с.Samofalova N. E., Kopus' M. M., Skripka O. V., Marchenko D. M., Samofalov A. P., Ilichkina N. P., Grichannikova T. A. SDS-sedimentatsiya v poetapnoi otsenke selektsionnogo materiala ozimoi pshenitsy po kachestvu zerna [SDS-sedimentation in the stage-by-stage estimation of winter wheat breeding material for grain quality]. Rostov: ZAO «Kniga», 2014. 32 s.Тороп Е. А., Тороп А. А., Чайкин В. В. Анализ корреляций между урожайностью озимой ржи и ее элементами // Селекция, семеноводство и генетика. 2019. № 4(28). С. 20–23.Torop E. A., Torop A. A., Chaikin V. V. Analiz korrelyatsii mezhdu urozhainost'yu ozimoi rzhi i ee elementami [Analysis of correlations between winter rye productivity and its yield structure elements] // Selektsiya, semenovodstvo i genetika. 2019. № 4(28). S. 20–23.

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