АГРОБІОЛОГІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА НОВИХ ГЕНЕТИЧНИХ ДЖЕРЕЛ ВИСОКОЇ БІЛКОВОСТІ ЗЕРНА І ЇХ ОСОБЛИВОСТІ В НАКОПИЧЕНІ І РЕУТИЛІЗАЦІЯ АЗОТУ
Анотація
Мета. Дати характеристику за комплексом ознак експериментально створеним генетичним джерелам високої білковості та встановити особивості накопичення азоту в різних органах вегетативної частини рослин й реутилізації в зерно впродовж весняно-літньої вегетації в порівнянні із іншими генотипами пшениці. Методи. Експеремент проводився на дослідних полях СГІ НЦНС після відновлення весняної вегетації в 2020–2022 рр. Методи досліджень: польові, лабораторні, статистичні. Результати. Встановлено, що експериментально створені генетичні джерела високої білковості від Triticum. Dicoccoides(GPC-B1) та Aegilops tauschii характеризувалися більш високими показниками вмісту білка в зерні, збору білка з 1 гектару і абсолютного вмісту білка в 1000 зерен, ніж сучасні сорти пшениці, але поступалися їм за врожайністю. Показано, що збільшення дози аміачної селітри (NH4NO3) призвело до зростання вмісту азоту у вегетативній масі рослин пшениці. Виявлено суттєву різницю в кількості накопиченого азоту і відсотка реутилізації азоту між вегетативними органами рослин, більш значну інтенсивність використання азоту в листках під час вегетації і наливу зерна в порівнянні зі стеблом. Встановлено, що в листках і стеблах інтенсивних сортів (Колонія, Куяльник, Щедрість) відсоток вмісту і реутилізації азоту був значно вищий, ніж у екстенсивного сорту Одеська 16 і лінії Er 9520 з геном GPC-B1. Однак лінія Er 9520 мала менший вміст азоту в листках і стеблах в порівнянні з сестринською лінією Er 9099 та інтенсивними сортами, але відсоток вторинного використання азоту (реутилізації) у цієї лінії був значно більший. Особливо відсоток реутилізації азоту зростав при збільшенні агрофону, що свідчить про більш ефективне використання засвоєного азоту. Висновок. Експериментально створені генетичні джерела високої білковості від Triticum. Dicoccoides(GPC-B1) та Aegilops tauschii мають більш високі показники вмісту азоту/білка, відсотку реутилізації азоту, особливо на високому агрофоні, в порівнянні з сучасними сортами пшениці, хоча дещо поступаються за врожайністю високоінтенсивним сортам, але мають підвищені показники збору білка з 1 гектара та абсолютного вмісту білка в 1000 зерен, які дозволяють нівелювати дисперсію ознаки вміст білка, зумовлену варіаціями анатомічної будови зернівки або продуктивності рослини під впливом екологічних чинників. Тому використання генів підвищеної білковості від A. Tauschii та T. Dicoccoides шляхом віддаленої гібридизації є перспективним напрямком селекції на покрашення використання азотних добрив і підвищення вмісту білка в зерні.
Посилання
2. Triboi E., Martre P., Girousse C. Unravelling environmental and genetic relationships between grain yield and nitrogen concentration for wheat. Eur. J. Agr. 2006. Vol. 25, № 2. P. 108–118.
3. Починок В.М., Кірізій Д.А. Продуктивність і якість зерна пшениці у зв’язку з особливостями розподілу азоту в рослині. Физиология и биохимия культ. растений. 2010. № 5, т. 42. С. 393–402.
4. Barraclough P.B., Lopez-Bellido R., Hawkesford M.J. Genotypic variation in the uptake, partitioning and remobilisation of nitrogen during grain-filling in wheat. Field Crops Res. 2014. Vol. 156. P. 242–248.
5. Diekmann F., Fischbeck G. Differences in wheat cultivar response to nitrogen supply. II. Differences in N-metabolism-related traits. J. Agr. Crop Sci. 2005. Vol.191, № 5. P. 362–376
6. Dordas C. Dry matter, nitrogen and phosphorus accumulation, partitioning and remobilization as affected by N and P fertilization and source-sink relations. Eur. J. Agr. 2009. Vol. 30, № 2. P. 129–139.
7. Barbottin A., Lecomte C., Bouchard C., Jeuffroy M.H. Nitrogen remobilization during grain filling in wheat: Genotypic and environmental effects. Crop Sci. 2005. Vol 45, № 3. P. 1141—1150.
8. Bertheloot J., Andrieu B., Fournier C., Martre P. A process- based model to simulate nitrogen distribution in wheat (Triticum aestivum) during grain-filling. Funct. Plant Biol. 2008. Vol. 35, № 9-10. P. 781—796.
9. Жемела Г.П. Заходи з поліпшення якості зерна: Науково-виробничий посібник українського хлібороба. Харків. Академпрес. 2009.С. 31–37.
10. Kade M., Barneix A.J., Olmos S., Dubcovsky J. Nitrogen uptake and remobilization in tetraploid ‘Langdon’ durum wheat and a recombinant substitution line with the high grain protein gene Gpc-B1. Plant Breed. 2005. Vol. 124, № 4. P. 343–349.
11. Lytvynenko, M. A. (2016). 100-year history of the development of bread winter wheat breeding programs. Plant Varieties Studying and Protection, (2(31), 75–82. 12. Evans J.R. Photosynthesis and nitrogen relationships in leaves of C3 plants. Oecologia. 1989. Vol 78. – P. 9–19.
13. M. Leaderer. The War in Ukraine Is Creating the Greatest Global Food Crisis Since WWII, the U.N. Says; by ed. AP. Time, March 30, 2022. https:// time.com/6162598/ ukraine-war-food-shortage/
14. ДСТУ 3768:2010. Пшениця. Технічні умови [Чинний від 01.04.2010 року] Київ, 2010
15. Barraclough P.B., Lopez-Bellido R., Hawkesford M.J. Genotypic variation in the uptake, portioning and remobilization of nitrogen during grainfilling in wheat. Field Crops Research. 2014. Vol, № 156. P. 242–248. doi: 10.1016/j.fcr.2013.10.004.
16. Hamnér K., Weih M., Eriksson J., Kirch-mann H. Influence of nitrogen supply on macro-and micronutrient accumulation during growth of winter wheat. Field Crops Research. 2017. Vol, № 213. P. 118–129. doi: 10.1016/j.fcr.2017.08.002.
17. Hawkesford M. J., Riche A. B. Impacts of G×E×M on Nitrogen Use Efficiency in Wheat and Future Prospects. Frontiers in Plant Science. 2020. 11. 1157. doi: 10.3389/ fpls.2020.01157.
18. ДСТУ 4117:2007 Зерно та продукти його переробки. Визначення показників якості методом інфрачервоної спектроскопії. ‒ Держспоживстандарт України. 2007 C. 8.
19. JarellW.M., Beverly R.B. The dilution effect in plant nutrition studies. Advances in Agronomy. 1981. Vol. 34 P. 197–224.
