Integral Assessment of the Adaptive Potential of Winter Rye Varieties Based on Technological Traits of Grain Quality

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The results of a comparative study of 10 varieties of winter rye grown in a wide range of weather conditions in 2015–2024 are presented. The aim of the study was to study the ecological variation (CV), phenotypic stability (PS), and ecological plasticity (BI) of four technological traits: falling number (FN), amylogram height (AH), aqueous extract viscosity (AEV), and gelatinization peak temperature (GPT). A comparative test was carried out on plots of 12 m2 in a triple repetition with a seeding rate of 500 grains per 1 m2. The highest grain quality was found in the GC-494hv population, which was previously screened for the high viscosity of the aqueous extract of the grain meal. On the trait FN this population was distinguished by a relatively low coefficient of ecological variation (CV = 27.7 %), had higher phenotypic stability (PS = 2.5) and was characterized by increased buffering to various weather conditions (bi = 0.81). It was shown that the traits of FN and AH varied greatly over the years, and therefore turned out to be phenotypically unstable and low-heritable (Н2 = 0.20 and Н2 = 0.34). The trait AEV turned out to be more environmentally stable, which is well inherited (H2 = 0.64) and can serve as a reliable guideline for grain quality improvement. A negative correlation has been established between the quality characteristics and the adaptability parameters CV and PS. This correlation was most strongly manifested between FN and CV (r = –0.84 ± 0.10). It is concluded that targeted selection for a high falling number will correlatively increase environmental sustainability and phenotypic stability of grain quality characteristics.

About the authors

A. A. Goncharenko

Federal Research Center «Nemchinovka»

Email: goncharenko05@mail.ru
143026, Moskovskaya obl., Odintsovskii r-n, pos. Novoivanovskoe, ul. Agrokhimikov, 6

A. V. Makarov

Federal Research Center «Nemchinovka»

Email: goncharenko05@mail.ru
143026, Moskovskaya obl., Odintsovskii r-n, pos. Novoivanovskoe, ul. Agrokhimikov, 6

N. V. Tsygankova

Federal Research Center «Nemchinovka»

Email: goncharenko05@mail.ru
143026, Moskovskaya obl., Odintsovskii r-n, pos. Novoivanovskoe, ul. Agrokhimikov, 6

V. N. Tochilin

Federal Research Center «Nemchinovka»

Email: goncharenko05@mail.ru
143026, Moskovskaya obl., Odintsovskii r-n, pos. Novoivanovskoe, ul. Agrokhimikov, 6

N. A. Klochko

Federal Research Center «Nemchinovka»

Email: goncharenko05@mail.ru
143026, Moskovskaya obl., Odintsovskii r-n, pos. Novoivanovskoe, ul. Agrokhimikov, 6

M. S. Goncharenko

Federal Research Center «Nemchinovka»

Email: goncharenko05@mail.ru
143026, Moskovskaya obl., Odintsovskii r-n, pos. Novoivanovskoe, ul. Agrokhimikov, 6

A. K. Kostin

Federal Research Center «Nemchinovka»

Email: goncharenko05@mail.ru
143026, Moskovskaya obl., Odintsovskii r-n, pos. Novoivanovskoe, ul. Agrokhimikov, 6

P. A. Plotnikov

Federal Research Center «Nemchinovka»

Author for correspondence.
Email: goncharenko05@mail.ru
143026, Moskovskaya obl., Odintsovskii r-n, pos. Novoivanovskoe, ul. Agrokhimikov, 6

References

  1. Гончаренко А. А. Актуальные вопросы селекции озимой ржи. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2014. 372 с.
  2. Wehmann F., Geiger H. H., Lock A. Quantitative-genetic basis of sprouting resistance in rye // Plant Вreeding. 1991. No. 106. Р. 196–203.
  3. Korzun V., Ponomareva M. L., Sorrells M. E. Economic and Academic Importance of Rye // The Rye Genome / eds. M. T. Rabanus-Wallace, N. Stein. Compendium of Plant Genomes. Springer: Cham, 2021. URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-83383-1_1 (дата обращения: 20.12.2024). doi: 10.1007/978-3-030-83383-1_1
  4. Breeding cereal rye (Secale cereale) for quality traits / L. J. Brzozowski, E. Szuleta, T. D. Phillips, et al. // Crop Science. 2023. Vol. 63(4). P. 1964–1987. doi: 10.1002/csc2.21022.
  5. Древс Э., Зайбель В. Хлебопечение и другое использование ржи в мире // В кн. Рожь: производство, химия, технология. М.: Колос, 1980. С. 173–239.
  6. ГОСТ-16990-2017. Рожь. Технические условия. М.: Стандартинформ, 2019. 8 с.
  7. Cысуев В. А., Кедрова Л. И., Уткина Е. И. Значение озимой ржи для сохранения природного агроэкологического баланса и здоровья человека (обзор) // Теоретическая и прикладная экология. 2020. № 1. С. 14–20.
  8. Селекция озимой ржи на качество зерна в условиях Красноярского края / В. Д. Кобылянский, О. В. Солодухина, М. А. Тимина и др. // Вестник КрасГА У. 2017. № 5. С. 8–14.
  9. Перспективные образцы озимой ржи для селекции кормовой ржи в условиях юго-западного Предуралья / А. Х. Шакирзянов, Н. И. Лещенко, И. М. Никонорова и др. // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 8. С. 38–42.
  10. Brummer J. M. Rye Flour // Future of Flour – a Compendium of Flour Improvement. Lüneburg: Verlagrimedia, 2006. 480 p.
  11. Исмагилов Р. Р., Гайсина Л. Ф. Хлебопекарные качества зерна гибридов F1 озимой ржи // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 1. С. 24–26.
  12. Persson E. O. A result of amylase selection for sprouting resistance // Cereal Commun. 1976. Vol. 4. No. 2. P. 101–106.
  13. Drews E. Results of multiyear research on the quality of rye used for bread production in the German Federal Republic // Hodowla roslin, aklimatizacja i nasiennictwo. 1975. T. 19. № 5–6. Р. 633–639.
  14. Weipert D. Pentosans as selection traits in rye breeding // Vortr. Pflanzenzuchtung. 1996. No. 35. Р. 109–119.
  15. Исмагилов Р. Р. Изменчивость содержания водорастворимых пентозанов в зерне озимой ржи // Достижение науки и техники АПК. 2012. № 6. С. 35–36.
  16. Extract viscosity as an Indirect Assay for water-soluble Pentosan Content in Rye / D. Boros, R. R. Marquardt, B. A. Slominski, et al. // Cereal Chem. 1993. Vol. 70(5). Р. 575–580.
  17. Структурно-функциональная характеристика пентозанов муки и теста сортов озимой ржи / М. Л. Пономарева, С. Н. Пономарев, Г. С. Маннапова и др. // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 8. С. 33–37. doi: 10.24411/0235-2451-2019-10807.
  18. Показатели качества и фракционный состав зерна сортов озимой ржи по крупности в условиях Нижнего Поволжья / Н. Н. Нуждина, Д. А. Жиганов, Т. Я. Ермолаева и др. // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2023. № 184 (4). С. 153–162. doi: 10.30901/2227-8834-2023-4-153-162.
  19. Гончаренко А. А. Новые направления в селекции озимой ржи на целевое использование // Зернобобовые и крупяные культуры. 2016. № 2 (18). С. 25–32.
  20. Фенотипическая оценка содержания пентозанов в ржаном шроте методом определения вязкости водного экстракта / М. Л. Пономарева, С. Н. Пономарев, Л. Ф. Гильмуллина и др. // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 11. С. 32–35.
  21. Информативность параметров качества зерна для селекции озимой ржи / И. В. Лыскова, Е. М. Лисицын, Т. В. Лыскова и др. // Таврический вестник аграрной науки. 2023. № 3.(35). С. 145–157. doi: 10.5281/zenodo.10141453.
  22. Тороп А. А., Чайкин В. В., Тороп Е. А. Селекция озимой ржи в Центрально-Черноземном регионе России на повышение урожайности и адаптивности. Воронеж: Истоки, 2023. 440 с.
  23. Жученко А. А. Эколого-генетические проблемы селекции растений // Сельскохозяйственная биология. 1990. № 3. С. 3–23.
  24. Смиряев А. В., Мартынов С. П., Кильчевский А. В. Биометрия в генетике и селекции растений. М.: Издательство МСХА, 1992. 268 с.
  25. Lewis D. Gene-environment interaction: A relationship between dominance, heterosis, phenotypic stability and variability // Heredity. 1954. No. 8. Р. 333–356.
  26. Eberhart S. A., Russell W. A. Stability parameters for comparing varieties // Crop Sci. 1966. No. 6. Р. 36–40.
  27. Многопараметрическая оценка качества зерна популяций озимой ржи с различной вязкостью водного экстракта / А. А. Гончаренко, В. Я. Черных, А. В. Макаров и др. // Российская сельскохозяйственная наука. 2022. № 1. С. 31–37.
  28. Пономарева М. Л., Пономарев С. Н. Оптимизация параметров качества зерна для селекции озимой ржи // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2019. Т. 23. № 3. С. 320–327.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».