Использование видов пшеницы в сельхозпроизводстве
Сегодня возрастет интерес к видовому разнообразию пшеницы в связи с расширением направлений использования зерна. Рассматриваются перспективы использования видового разнообразия пшеницы в сельскохозяйственном комплексе с учетом запросов на определенное сырье для перерабатывающих производств. При вовлечении видов пшеницы в производство предлагается учитывать их количественные и качественные потенциальные продукционные особенности.
Сырье для перерабатывающей промышленности
Наряду с сортами мягкой пшеницы (T.aestivum L.), используемой как хлебопекарная, и твердой (T.durum Desf.), из которой получают качественные макаронные изделия, уже сейчас в производство вовлекаются и многие другие виды пшеницы. Так, тургидная пшеница (T.turgidum L.) имеет ряд полезных для селекции признаков. В отличие от твердой, как правило, яровой пшеницы, в ее генофонде, в основном, озимые и полуозимые формы. Поэтому на базе некоторых ее разновидностей созданы и продолжают создаваться озимые сорта, которые по своим характеристикам близки к твердой пшенице.
Многие, в том числе и специалисты, не делают особых различий между видами тургидной и твердой пшеницы, поскольку у них одинаковый геномный состав и уровень плоидности, что позволяет легко скрещивать их между собой. Благодаря большей потенциальной продуктивности и озимому образу жизни T.turgidum (AuB, 2n=28) при помощи гибридизации с T.durum (AuB, 2n=28) можно существенно увеличить продуктивность последней, создавая ее озимые сорта.
Эти виды пшеницы и полученные из них гибридные формы, на базе которых создаются затем сорта озимой твердой пшеницы, можно использовать как сырье для макаронной промышленности. И это для переработчиков является главным. С другой стороны, учитывая ее потенциально более высокую зерновую продуктивность, необязательно стараться получать качественное сырье для производства макарон. Поэтому на перспективу, зная об обратной корреляции между качеством зерна и его урожайностью, желательно именно на базе тургидной пшеницы создавать высокоурожайные сорта для применения в качестве кормовой культуры в птицеводстве и других отраслях животноводства.
Пленчатая пшеница и другие виды
С давних времен в Европе (в частности, в Германии), возделывалась гексаплоидная пленчатая пшеница вида T.spelta L., которую иногда называют истинной полбой. В настоящее время проводятся исследования мукомольно-хлебопекарных и технологических качеств зерна спельты, с перспективами расширения ее возделывания в Европе. Зерно спельты широко используется для производства различных круп. Невысокая ее урожайность компенсируется малой требовательностью к условиям произрастания, а также устойчивостью к избыточному увлажнению и высоким содержанием белка в зерне.
Возрождается интерес и к обычной полбе (T.dicoccum Schubl.), которая морфологически значительно отличается от других широко используемых видов пшеницы. Полба имеет много ценных для селекции свойств: скороспелость, неприхотливость к условиям возделывания, устойчивость к болезням, содержание белка в зерне до 23,9%. Широко и давно известны вкусовые достоинства крупы из полбы, дающей вкусную, ароматную, питательную кашу. Однако у нее имеется ряд отрицательных качеств: трудная вымолачиваемость (поскольку это пленчатая культура), ломкость колоса, относительно низкая урожайность.
В этом же ряду находится тетраплоидная пленчатая пшеница Тимофеева (T.timopheevii Zhuk.), обнаруженная П.М. Жуковским в Западной Грузии. Пшеница Тимофеева обладает комплексной устойчивостью к грибным заболеваниям, слабо поражается вредителями. Цитоплазма этой пшеницы вызывает ЦМС при межвидовой гибридизации. У некоторых генотипов данного вида обнаружены Rf-гены, восстанавливающие фертильность. Эта пшеница отличается своим качественным зерном. Однако вымолот зерна затруднен, так как T.timopheevii относится к пленчатым видам. Она использовалась местными жителями, также как и T.dicoccum, в качестве полбяной культуры.
Компактная, карликовая пшеница (T.compactum Host.) – реликтовый вид, имевший широкое распространение в прошлом. По морфологическим признакам схожа с пшеницей мягкой, но менее урожайная. Отличается от последней очень плотным и коротким колосом. Некоторые образцы характеризуются высокими хлебопекарными качествами. Встречаются ультраскороспелые формы, устойчивые к низким температурам и к полеганию. В нашей стране компактная пшеница использовалась как хлебопекарная в условиях Якутии, где очень короткое, но достаточно жаркое лето.
Шарозерная пшеница (T.sphaerococcum Perciv.) выделяется рядом положительных свойств: устойчивостью к полеганию, вертикальным расположением листьев, скороспелостью, зноевыносливостью, неосыпаемостью, шаровидной формой зерна, высокими хлебопекарными качествами. Хлеб из зерна T.sphaerococcum отличается высокой пористостью, отменным вкусом и долго не черствеет. Некоторые образцы по макаронным качествам не уступают пшенице твердой. В настоящее время стараниями селекционеров КНИИСХ создано несколько сортов озимой шарозерной пшеницы, зерно которой является не только качественным сырьем для переработки, но также может использоваться как «улучшитель» для «слабой» пшеницы.
Следует подчеркнуть, что шаровидная форма зерна позволяет без дополнительных энергетических затрат увеличить выход сортовой муки и крупы. При 75% режиме помола выход муки из зерна сорта Шарада достигает 83,5%, что позволяет с каждого центнера его зерна получать на 5 кг больше высококачественной муки по сравнению с аналогичным объемом зерна обыкновенной мягкой пшеницы. Однако продуктивность первого и наиболее известного сорта шарозерной пшеницы Шарада составляет примерно 70-85% от современных сортов мягкой пшеницы.
Что показывают исследования
В этой связи считаем необходимым начать возрождение ранее сложившейся «специализации» по использованию видового разнообразия пшеницы. Но делать это нужно уже с учетом имеющихся на сегодняшний день знаний о потенциальных продукционных возможностях. Важнейшую роль в этом могут сыграть филогенетические исследования на субгеномном уровне количественных признаков видов пшеницы. По крайней мере, по результатам таких исследований впервые показано, что наряду с трехгеномным T.aestivum L AuBD, у которого гексаплоидная «трехфеномная» продуктивность, образцы T.durum AuB, несмотря на двухгеномный тетраплоидный статус, обладают также трехфеномным гексаплоидным уровнем своих количественных признаков, включая и зерновую продуктивность.
В рамках филогенетических исследований у тургидной тетраплоидной пшеницы и вовсе выявлен четырехфеномный или октаплоидный уровень аналогичных признаков. Вместе с тем трехгеномные гексаплоидные видообразцы Т.spelta, T.compactum, T.sphaerococcum, наоборот, обладали двухфеномным тетраплоидным уровнем своих сложных количественных признаков.
Очевидно, что высокие качественные показатели зерна полбяных культур гексаплоида T.spelta AABBDD и тетраплоида T.dicoccum AABB, а также гексаплоидной компактоидной и сферококкоидной пшеницы (AABBDD) определяются тетраплоидной двухфеномной продуктивностью, вне зависимости от их геномного состава и уровня плоидности. Более высокая урожайность гексаплоидной мягкой, тетраплоидных твердой и тургидной пшеницы соответствующих трех- и четырехфеномным уровням их количественных признаков. Учитывая вышеизложенное, наверняка будет выгодно увеличение зерновой продуктивности компактоидной и сферококкоидной (шарозерной) пшеницы. Создание голозерной полбы. Селекция высокопродуктивных сортов пшеницы и отдаленных гибридов с использованием видообразцов T.turgidum L.
Доказательством эффективности филогенетических исследований на субгеномном уровне служит создание улучшенной формы шарозерной пшеницы. Из T.sphaerococcum под воздействием мутагенных факторов получали мутации типа «мягкая пшеница» T.aestivum (трехфеномная продуктивность). Обработав Шараду (T.sphaerococcum) колхицином, удалось получить более крупнозерную ее форму по сравнению с исходной. Таким же образом под воздействием колхицина удалось получить так называемого гомолога мягкой пшеницы из спельтоидного T.kiharae (AbGD).
Заключение. Для того чтобы повысить эффективность использования видового разнообразия пшеницы в перспективе, необходимо базироваться не только на известных трендах о применении того или иного вида, но и на знании потенциальных продукционных возможностей исходя из соответствующего уровня их количественных признаков. Доказательством реальной пользы филогенетических исследований на субгеномном уровне количественных признаков служит создание улучшенной формы шарозерной пшеницы.
Б.В. РОМАНОВ,старший научный сотрудник ФГБНУ «Федеральный ростовский
аграрный научный центр»,кандидат биологических наук
К.И. ПИМОНОВ,профессор кафедры растениеводства и садоводства Донского государственного аграрного университета, доктор сельскохозяйственных наук
Фото funart.pro,u-f.ru,agrotime.info