Рубрика: Масличные культуры. Выпуск №2 (193) 2023

УДК 633.853.494:581.192.2
DOI: 10.25230/2412-608Х-2023-2-194-40-50

Сергей Григорьевич Ефименко
Светлана Константиновна Ефименко
Лолита Олеговна Усатенко

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК
Россия, 350038, г. Краснодар, ул. им. Филатова, д. 17
efimenko-km@yandex.ru

Аннотация. Спектроскопия ближнего инфракрасного отражения (NIRS) была использована для оценки биохимических показателей в семенах рапса озимого. Цель исследований – разработка градуировочных моделей для ИК-анализатора MATRIX-I по определению в целых семенах рапса массовой доли масла, содержания олеиновой, линолевой и линоленовой жирных кислот в масле семян. Исследования проводили в лаборатории биохимии на образцах рапса озимого, выращенных в 2015–2022 гг. в условиях центральной зоны Краснодарского края. Масличность определяли на ЯМР-анализаторе АМВ1006М (Россия). Содержание олеиновой, линолевой и линоленовой жирных кислот в масле анализировали хроматографическим методом на газовом хроматографе «Хроматэк-Кристалл 5000» на капиллярной колонке SolGelWax 30 м × 0,25 мм × 1,0 мкм с автоматическим дозатором жидких проб ДАЖ2М. Были получены наилучшие показатели качества градуировочных моделей (среднеквадратичная ошибка прогноза, коэффициент детерминации и значение остаточного отклонения предсказания для ранга, отображаемого на графике) по определению масличности (RMSEP = 0,36 %, R2 = 98,0 и RPD = 7,0), по содержанию олеиновой (RMSEP = 0,70 %, R2 = 98,6 и RPD = 8,4), линолевой (RMSEP = 0,74 %, R2 = 97,3 и RPD = 6,1) и линоленовой  (RMSEP = 0,28 %, R2 = 97,2 и RPD = 6,0) жирных кислот в масле семян рапса озимого. В программе OPUS LAB получена методика «Рапс 51» для массового исследования на основе разработанных градуировочных моделей по определению массовой доли масла, содержания олеиновой, линолевой и линоленовой жирных кислот в масле в целых семенах рапса озимого для ИК-спектрометрии в средней пробе (9–20 г) в кювете диаметром 51 мм. Эта методика позволяет проводить экспресс-оценку селекционного материала в семенах рапса с производительностью более 100 образцов за рабочую смену.

Ключевые слова: семена, рапс озимый, масличность, олеиновая, линолевая, линоленовая жирные кислоты, ИК-спектрометрия, градуировочная модель

Для цитирования: Ефименко С.Г., Ефименко С.К., Усатенко Л.О. Определение содержания масла и основных жирных кислот семян рапса озимого с помощью ИК-спектрометрии // Масличные культуры. 2023. Вып. 2 (194). С. 40–50.

Список литературы

1. Егорова Т.А., Ленкова Т.Н. Рапс (Brassica napus L.) и перспективы его использования в кормлении птицы (обзор) // Сельскохозяйственная биология. – 2015. – Т. 50. – № 2. – С. 172–178.

2. Velasco L., Möllers C. Nondestructive assessment of protein content in single seeds of rapeseed (Brassica napus L.) by near-infrared reflectance spectroscopy // Euphytica – 2002. – Vol. 123 – P. 89–93.

3. ГОСТ 31663-2012. Масла растительные и жиры животные. Определение методом газовой хроматографии массовой доли метиловых эфиров жирных кислот. – М.: Стандартинформ, 2013. – C. 1–11.

4. Friedt, W., Snowdon R. Oilseed rape // Handbook of Plant Breeding, Oil Crops. – 2009. – Vol. 4. – P. 91–126.

5. Быкова С.Ф., Давиденко Е.К., Ефименко С.Г., Ефименко С.К. Перспективы развития сырьевой базы масложирового комплекса России // Пищевая промышленность. – 2017. – № 5. – С. 20–24.

6. Buchner R. Approach to determination of HPLC response factors for glucosinolates // In: Glucosinolates in rapeseed: Analytical Aspects / Ed. by Wathelet J.P. – Martinus Nijhoff Publishers, 1987. – P. 50–58.

7. Горлова Л.А., Бочкарёва Э.Б., Сердюк В.В., Ефименко С.Г. Направления и результаты селекции рапса и сурепицы во ВНИИМК // Известия ТСХА. – 2017. – Вып. 2.– С. 20–33.

8. Бочкарева Э.Б., Горлова Л.А., Стрельников Е.А., Сердюк В.В. Селекция рапса озимого во ВНИИМК: история и новые результаты (обзор) // Масличные культуры. – 2021. – Вып. 4 (188). – С. 87–95.

9. ГОСТ 8.597-2010 Государственная система обеспечения единства измерений. Семена масличных культур и продукты их переработки. Методика выполнения измерений масличности и влажности методом импульсного ядерного магнитного резонанса. – М.: Стандартинформ, 2011. – 12 с.

10. Daun J.K., Clear K.M., Williams P. Comparison of three whole seed near-infrared analyzers for measuring quality components of canola seed // J. Am. Chem. Soc. – 1994. – Vol. 71. – P. 1063–1068.

11. Deepak Prem, Kadambari Gupta, Gautam Sarkar, Abha Agnihotri. Determination of oil, protein and moisture content in whole seeds of three oleiferous Brassica species using near-infrared reflectance spectroscopy // Journal of Oilseed Brassica. – 2012. – № 3 (2). – Р. 88–98.

12. Velasco L., Möllers C., Becker H. Estimation of seed weight, oil content and fatty acid composition in intact single seeds of rapeseed (Brassica napus L.) by near-infrared reflectance spectroscopy // Euphytica – 1999. – Vol. 106. – P. 79–85.

13. ГОСТ 32749-2014 Семена масличные, жмыхи и шроты. Определение влаги, жира, протеина и клетчатки методом спектроскопии в ближней инфракрасной области – М.: Стандартинформ, 2015. – 8 с.

14. Ефименко С.Г., Ефименко С.К., Кучеренко Л.А., Нагалевская Я.А. Экспресс-оценка содержания основных жирных кислот в масле семян рапса с помощью ИК-спектрометрии // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. – 2015. – Вып. 4 (164). – С. 35–40.

15. Ефименко С.Г., Ефименко С.К. Определение содержания масла и влаги в семенах горчицы с помощью ИК-спектрометрии // Масличные культуры. – 2019. – Вып. 4 (180). – С. 36–44.

16. Ефименко С.Г., Ефименко С.К. Экспресс-оценка содержания масла и влаги в семенах масличного льна с помощью ИК-спектрометрии // Масличные культуры. – 2020. – Вып. 3 (183). – С. 63–70.

17. ГОСТ 31665-2012 Масла растительные и жиры животные. Получение метиловых эфиров жирных кислот. – М.: Стандартинформ, 2013. – C. 1–11.

Сведения об авторах

С.Г. Ефименко, зав. лаб., вед. науч. сотр., канд. биол. наук
С.К. Ефименко, вед. науч. сотр., канд. биол. наук
Л.О. Усатенко, аспирант

УДК 631.52:633.853.494
DOI: 10.25230/2412-608Х-2023-2-194-34-39

¹Дарья Владимировна Старикова
¹Людмила Анатольевна Горлова
²Раиса Сергеевна Полякова
²Галина Николаевна Кузнецова

¹ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК
Россия, 350038, г. Краснодар, ул. им. Филатова, д. 17
Тел.: (861) 275-79-10
raps@vniimk.ru

²Сибирская опытная станция – филиал ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК
Россия, 646025, Омская обл., г. Исилькуль, ул. Строителей, д. 2
Тел.: (38173) 214-13
sosvniimk@mail.ru

Аннотация. Целью исследованийявлялась сравнительная оценка адаптивного потенциала новых сортов и перспективных сортообразцов рапса ярового селекции ЦЭБ (центральная экспериментальная база) ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК. В 2021–2022 гг. проведена экологическая оценка новых сортов: Баланс, Кенар, Таврион, и перспективных сортообразцов: ВН-ПР, ВН-2478, ВН-ДЛ, ВН-417, ВН-Д5065, в полевых севооборотах Краснодарского края, а также в Липецкой, Московской, Омской и Ленинградской областях. Показатели экологической пластичности и стабильности рассчитывали по методике Eberhart S.A., Rassell W.A. в редакции Зыкина В.А. Стрессоустойчивость и среднюю урожайность в контрастных условиях определяли по уравнению Rossille A.A., Hamblin J. в изложении Гончаренко А.А. Выявление потенциальной продуктивности и адаптивности проводили по методике Животкова Л.А. Наиболее благоприятные условия для роста и развития растений рапса ярового складывались в Омской области, средняя урожайность генотипов составила 2,06 т/га, а индекс среды – 4,08. Удовлетворительные условия сложились в Липецкой области (Ij = 0,14), где была отмечена средняя урожайность 1,66 т/га. Перспективные сортообразцы рапса ярового ВН-ПР и ВН-417 проявили себя как высокопластичные к изменяющимся условиям в регионах возделывания – b_i был равен 1,2 и 1,1 соответственно. Сорт Таврион (0,10) и сортообразцы ВН-ПР и ВН-ДЛ (0,27) характеризовались высокой стабильностью, обладали лучшей приспособленностью к ухудшению погодных условий. Высокую устойчивость к стрессу показали сорт Баланс (-0,55) и сортообразец ВН-Д5065 (-0,56). Сорт Баланс (1,79) и сортообразец ВН-417 (1,80) обладали высоким генетическим потенциалом. Наибольшими показателями (выше 100 %) коэффициента адаптивности характеризовались Баланс, ВН-2478, ВН-ДЛ и ВН-417.

Ключевые слова: рапс яровой, сорта, регионы возделывания, пластичность, стабильность, адаптивность, стрессоустойчивость, генетическая гибкость

Для цитирования: Старикова Д.В., Горлова Л.А., Полякова Р.С., Кузнецова Г.Н. Оценка экологической пластичности и стабильности генотипов рапса ярового в различных зонах возделывания // Масличные культуры. 2023. Вып. 2 (194). С. 34–39.

Список литературы

1. Бушнев А.С., Орехов Г.И., Горло-    ва Л.А. Потенциал производства рапса озимого на юге России // Агрофорум. – 2020. – № 5. – С. 31–34.

2. Горшков В.И., Карпачев В.В. Адаптивные свойства сортов ярового рапса в условиях ЦЧР России // Селекцiя i насiнництво. – 2012. – № 102. – 79–84 с.

3. Кильчевский А.В., Хотылева Л.В. Экологическая селекция растений. – Минск: Тэхналогия, 1997. – 372 с.

4. Пономарёва С.В. Оценка урожайности, экологической пластичности и стабильности сортообразцов гороха в условиях Нижегородской области // Международный журнал прикладных и  фундаментальных исследований сельскохозяйственные науки. – 2018. – № 12. – С. 293–297.

5. Методика проведения полевых агротехнических опытов с масличными культурами / Под ред. В.М. Лукомца. – Краснодар, 2010. – 327 с.

6. Зыкин В.А., Белан И.А., Юсов В.С., Корнева С.П. Методики расчёта экологической пластичности сельскохозяйственных растений по дисциплине «Экологическая генетика». – Омск. – 2008. – 36 с.

7. Гончаренко А.А. Об адаптивности и экологической устойчивости сортов зерновых культур // Вестник РАСХН. – 2005. – № 6. – С. 49–53.

8. Животков Л.А. Морозова З.А., Секатуева Л.И. Методика выявления потенциальной продуктивности и адаптивности сортов и селекционных форм озимой пшеницы по показателю «урожайность» // Селекция и семеноводство. – 1994. – № 2. – С. 3–6.

Сведения об авторах

Д.В. Старикова, науч. сотр.
Л.А. Горлова, зав. отд., вед. науч. сотр., канд. биол. наук
Р.С. Полякова, зав. лаб., науч. сотр.
Г.Н. Кузнецова, зав. лаб., канд. с.-х. наук

УДК 633.853.494:631.52
DOI: 10.25230/2412-608Х-2023-2-194-28-33

Алёна Александровна Голова

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК
Россия, 350038, г. Краснодар, ул. им. Филатова, д. 17
Тел.: (861) 274-55-94
lelyk96@mail.ru

Аннотация. Целью работы являлось изучение закономерностей наследования признака высокоолеиновости в F₂ и поколении BC₁ рапса озимого для получения новых знаний о генетических механизмах высокого содержания олеиновой кислоты в масле семян и научно обоснованных подходов в создании селекционного материала с высоким содержанием олеиновой кислоты. Исследования были проведены в 2021–2022 гг. в полевых условиях. Материалом послужили реципрокные гибриды F₁ от скрещиваний высокоолеиновой линии ВН-1848 (79,3 %) с двумя линиями из сортов Сармат и Селегор селекции ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК с традиционным содержанием олеиновой кислоты в масле семян – 62,1 и 60,5 % соответственно. Для получения семян BC₁ использовались гибриды F₁. В 2022 г. получены F₂ и поколение BC₁. В гибридах F₂ наблюдалось расщепление по двум фенотипическим классам в соотношении 15 : 1. К первому были отнесены линии, в масле семян которых содержание олеиновой кислоты было менее 79 %, ко второму – линии, имеющие высокие показатели этого признака на уровне или выше родительского высокоолеинового компонента (18 : 1 > 79 %). Это предполагает контроль признака двумя парами неаллельных генов с аддитивным эффектом. В результате возвратных скрещиваний с использованием в качестве материнского компонента    высокоолеиновой линий ВН-1848 было получено 55 генотипов с низким содержанием олеиновой кислоты (18 : 1 < 79 %) и 11 генотипов с высокими показателями этого признака (18 : 1 > 79 %). Это соответствовало расщеплению в соотношении 3 : 1. Все значения χ² оказались меньше 3,8, р > 0,05. Результаты исследований подтверждают наше предположение о контроле содержания олеиновой кислоты в масле семян двумя парами неаллельных генов, проявление этого признака у растений наблюдается только тогда, когда все аллели находятся в гомозиготном рецессивном состоянии.

Ключевые слова: рапс озимый, олеиновая кислота, наследование, жирно-кислотный состав, реципрокные скрещивания, возвратные скрещивания

Для цитирования: Голова А.А. Наследование признака высокого содержания олеиновой кислоты в масле семян F₂ и поколения BC₁ рапса озимого (Brassica napus L.) // Масличные культуры. 2023. Вып. 2 (194). С. 28–33.

Список литературы

1. Gillingham L.G., Harris-Janz S., Jones P.J. Dietary monounsaturated fatty acids are protective against metabolic syndrome and cardiovascular disease risk factors // Lipids. 2011 Vol. 46 (3). – P. 209–28. DOI: 10.1007/s11745-010-3524-y.

2. Zhao Q., Wu J., Cai G., Yang Q., Shahid M., Fan C., Zhang C. and Zhou Y. A novel quantitative trait locus on chromosome A9 controlling oleic acid content in Brassica napus // Plant Biotechnol. – 2019. – Is. 17. – P. 2313– 2324.

3. Kaur H., Wang L., Stawniak N., Sloan R., van Erp H., Eastmond P., Bancroft I. The impact of reducing fatty acid desaturation on the composition and thermal stability of rapeseed oil. Plant Biotechnol J. – 2020. – Vol. 18 (4). – Р. 983–991. DOI: 10.1111/pbi.13263.

4.Ефименко С.Г., Ефименко С.К., Быкова С.Ф., Давиденко Е.К. Рапсовое высокоолеиновое масло как альтернатива оливковому маслу // Масложировая промышленность. – 2016. – № 1. – С. 16–18.

5. Tang S., Liu D.-X., Lu S., Yu L., Li Y., Lin S., Li L., Du Z., Liu X., Li X., Ma W., Yang Q.-Y., Guo L. Development and screening of EMS mutants with altered seed oil content or fatty acid composition in Brassica napus // Plant J. – 2020. – 104 (5). – P. 1410–1422. DOI: 10.1111/tpj.15003.

6. Guan C., Liu C., Chen S., Pen Qi, Li X., Guan M. High oleic acid content breeding materials of Brassica napus L. produced by ⁶⁰Co radiation // Abstracts of the 12th Inter. Rapeseed Cong., China, Wuhan, 26–30 March, 2007. – P. 35.

7. Lee K.-R., Sohn S., Jung J., Kim S., Roh K., Kim J.-B., Suh M., Kim H. Functional analysis and tissue-differential expression of four FAD2 genes in amphidiploid Brassica napus derived from Brassica rapa and Brassica oleracea // Gene. – 2013. – V. 531. – Is. 2. – P. 253–262. DOI: 10.1016/j.gene. 2013.08.095.

8. Long W., Hu M., Gao J., Chen S., Zhang J., Cheng L., Pu H. Identification and functional analysis of two new mutant BnFAD2 alleles that confer elevated oleic acid content in rapeseed // Front Genet. – 2018. Vol. 9. – P. 399. DOI: 10.3389/fgene.2018.00399.

9. Schouten H.J., Jacobsen E. Are mutations in genetically modified plants dangerous? // J. Biomed Biotechnol. – 2007. – Vol. 7. – Art. No 82612. DOI: 10.1155/2007/82612.

10. Arntzen C.J., Coghlan A., Johnson B., Peacock J., Rodemeyer M. GM crops: science, politics and communication // Nat. Rev. Genet. – 2003. – 4. – Р. 839–843. DOI: 10.1038/nrg1185.

11. Golova A.A., Gorlova L.A. Study on the inheritance of oleic acid content in reciprocal F₁ hybrids of winter rapeseed at V.S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. – 2022. – Sci. 979. – Art. No 012005. DOI 10.1088/1755-1315/979/1/012005.

12. Guan M., Li X. Study on inheritance law of oleic acid character on Brassica napus // Life Sci. Res. – 2009. – Vol. 13. – No. 2. – P. 152–7.

13. Ефименко С.Г., Ефименко С.К., Кучеренко Л.А., Нагалевская Я.А. Экспресс-оценка содержания основных жирных кислот в масле семян рапса с помощью ИК-спектрометрии // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. – 2015. – Вып. 4 (164). – С. 35–40.

14. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд. – М.: Агропромиздат, 1985. – 351 с.

Сведения об авторе

А.А. Голова, млад. науч. сотр.

УДК 633.854.78:631.52
DOI: 10.25230/2412-608Х-2023-2-194-20-27

Эмма Борисовна Бочкарева
Юлия Дмитриевна Сырова
Евгений Александрович Стрельников

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК
Россия, 350038, г. Краснодар, ул. им. Филатова, д. 17
raps@vniimk.ru

Аннотация. В целях ускорения селекционного процесса по созданию гибридов рапса озимого во ВНИИМК используется фитотронно-тепличный комплекс для получения дополнительных генераций растений. Была изучена жизнеспособность пыльцы и ее оплодотворяющая способность у девяти линий-восстановителей фертильности и четырех материнских ЦМС-линий с целью выявления оптимальных условий гибридизации в теплице, обеспечивающих получение максимально возможного количества семян. Было установлено, что пыльца только что распустившихся цветков у линий-восстановителей фертильности обладает высокой жизнеспособностью – на уровне 80–98 %. При хранении ее в темноте при комнатной температуре 22–24 °С в течение 24 ч теряет жизнеспособность в зависимости от генотипа в 2,0–2,5 раза. Однако такое значительное падение жизнеспособности пыльцы существенно не влияло на завязываемость плодов и семян. Гибриды от скрещивания с отцовскими линиями с жизнеспособностью суточной пыльцы от 15 до 52 % не имели значительных различий по завязываемости семян. Удовлетворительная завязываемость семян у гибридов наблюдалась при использовании пыльцы, хранившейся до пяти суток. При хранении пыльцы в течение десяти суток при температуре 22–24 °С семена в гибридных комбинациях не завязывались. Были обнаружены существенные различия по оплодотворяющей способности между изученными линиями-восстановителями фертильности. В этой связи данному признаку необходимо уделять внимание при создании коммерческих гибридов. Пониженная оплодотворяющая способность пыльцы конкретного восстановителя фертильности будет влиять на урожай гибридных семян на участках гибридизации.

Ключевые слова: рапс озимый, линии-восста-новители фертильности, жизнеспособность пыльцы, оплодотворяющая способность пыльцы, завязываемость стручков и семян

Для цитирования: Бочкарева Э.Б., Сырова Ю.Д., Стрельников Е.А. Жизнеспособность и оплодотворяющая способность пыльцы различного срока хранения у линий-восстановителей фертильности рапса озимого в тепличных условиях // Масличные культуры. 2023. Вып. 2 (194). С. 20–27.

Список литературы

1. Лыгина Л.М. Способы опыления и приемы скрещивания горчицы сарептской: дис. … канд. с.-х. наук / Лилия Михайловна Лыгина. – Краснодар, 1972. – 190 с.

2. Кравцов С.Ю. Биологические основы первичного семеноводства безэруковых сортов рапса и сурепицы: дис. … канд. с.-х. наук / Сергей Юрьевич Кравцов. – М., 1988. – 160 с.

3. Пилюк Я.Э. Научные основы селекции и технологии возделывания рапса (Brassica napus oleifera Metzg) в Беларуси: дис. … д-ра с.-х. наук / Ядвига Эдвардовна Пилюк. – Жодино, 2021. – 80 с.

4. Gomez J.F., Talle B. & Wilson Z.A. Anther and pollen development: a conserved developmental pathway // Journal of Integrative Plant Biology. – 2015. – 57. – P. 876–891.

5. Jia X.L., Xue J.S., Zhang F. A due combination for the staining of pollen coat and pollen wall // Plant Reprod. – 2021 – Vol. 34. – P. 91–101.

6. Старикова Д.В., Сырова Ю.Д., Горлова Л.А. Влияние температуры и влажности семян на жизнеспособность пыльцы рапса озимого // Масличные культуры. – 2020. – Вып. 3 (185). – С. 51–57.

7. Zubkova T., Motyleva S., Vinogradov D., Gulidova V., Dubrovina O. Organic fertilizer and natural zeolite effects on morphometric traits of Brassica napus L. pollen grains // SABRAO J. Breed. Genet. – 2022. – 54 (2). – P. 397–406.

8. Delaplane K.S., Mayer D.F. Crop pollination by bees. – Wallingford, CABI Publishing, 2000. – 360 p.

9. Thomas P. Canola Grower’s Manual. – Winnipeg, Canada: Canola Council of Canada, 2008. – 71 p.

10. Rozier F., Riglet L., Kodera C., Bayle V., Durand E., Schnabel J., Gaude T., Fobis-Loisy I. Live-cell imaging of early events following pollen perception in self-incompatible Arabidopsis thaliana // Journal of Experimental Botany. – 2020. – 71. – P. 2513–2526.

11. Pacini E., Dolferus R. Pollen developmental arrest: maintaining pollen fertility in a world with a changing climate // Front. Plant Sci. – 2019. – 10. – P. 1–15.

12. Pacini E., Jacquard C., Clement C. Pollen vacuoles and their significance // Planta. – 2011. – 234. – P. 217–227.

13. Осипова Г.М. Рапс в Сибири (Морфобиологические, генетические и селекционные аспекты). – Новосибирск, 1998. – С. 41–47.

14. Голубинский И.Н. Биология прорастания пыльцы: автореф. дис. … д-ра биол. наук. – Харьков, 1971. – 68 с.

15. Федоренко Т.С. Методика подсчета количества семяпочек в завязи крестоцветных // Бюл. НТИ по масл. культурам ВНИИМК. – Краснодар, 1969. – С. 12–13.

Сведения об авторах

Э.Б. Бочкарева, гл. науч. сотр., д-р с.-х. наук
Ю.Д. Сырова, мл. науч. сотр.
Е.А. Стрельников, зав. лаб., канд. биол. наук