Эффективность тестирования качества клейковины яровой мягкой и твердой пшеницы на основе гидрофобных взаимодействий в белковом комплексе

Актуальность работы.

В условиях интенсификации селекции и повышенных требований к качеству зерна вновь создаваемых сортов важную роль приобретает разработка принципиально новых подходов к оценке селекционного материала. Одним из важнейших показателей качества зерна пшеницы, над улучшением которого ведется интенсивная работа на всех этапах создания сорта, является качество клейковины. Традиционные методы тестирования этого признака дают не всегда, с точки зрения селекционера, удовлетворительные результаты. К этому следует добавить, что для оценки различных свойств клейковины предложено эолыиое количество критериев, измерение которых связано, как правило, с эолыними трудозатратами, расходом зерна на анализ и поэтому не всегда может быть приемлемым на ранних этапах селекции. Не смотря на многообразие токазателей, призванных оценивать физические и физико-химические свойства слейковины, большинство из них слабо изучено в селекционном аспекте.

Современная селекция нуждается в новых биохимических тестах, ли-денных полностью или, хотя бы, частично недостатков, которые несут рекомендованные для селекционных программ критерии качества клейковины. К настоящему времени установлено, что важное значение в структурных разли-шях клейковины разного качества имеют гидрофобные взаимодействия в ее белковом комплексе (Конарев В.Г., 1980;Созинов A.A., 1985;Павлов А. Н., 1992). В отличие от водородных связей они не являются строго направленными, однако обеспечивают создание систем, характеризующихся высокой стабильностью (Ленинджер А., 1974). За агрегацию клейковинных белков в вод-юй среде ответственны, прежде всего, глютенин и аминокислоты с неполяр ыми (гидрофобными) остатками (Козьмина Н.П., 1976; Конарев В. Г., 1980).С юявлением флуоресцентных зондов (флуоресцирующих красителей), позво-[яющих исследовать различные биологические объекты (Vanderkool J., 4artonosi А. Д969- Brocklehurst J.R., Freedman R.B., Hancock D.J., e.a., 1970; Vanderkool J., Martonosi A., 1971; Добрецов P.E., 1979; Владимиров Ю. А., Доб->ецов P.E., 1980), появились реальные перспективы изучения гидрофобных ¡-заимодействий в методическом и селекционном аспектах совершенно не изу-[ены, не найдены и пути их использования в практической селекции.

Цель и задачи исследований.

Целью исследований являлось разработать и изучить принципиально но-ые критерии качества клейковины в связи с селекцией яровой мягкой и твер—ой пшеницы. Исходя из этого, ставились следующие задачи:

— изучить гидрофобные взаимодействия в белковом комплексе клейковины и разработать на их основе методику оценки качества клейковины по предельно минимальным пробам зерна;

— оценить тесноту и направление фенотипической и генотипической корреляции между показателями флуоресцентного анализа и традиционными критериями различных свойств клейковины и теста;

— выявить воспроизводимость и дифференцирующую способность показателей флуоресцентного зондирования;

— изучить информативность показателей гидрофобных взаимодействий и минимизировать на этой основе флуоресцентную оценку качества клейковины;

— изучить возможность оценки устойчивости генотипов яровой мягкой пшеницы к изменению условий внешней среды в период формирования, налива и созревания зерна по данным флуоресцентного анализа.

Научная новизна.

Разработана микрометодика оценки качества клейковины яровой мягкой [ твердой пшеницы в связи с селекцией, не имеющая отечественных и зару-?ежных аналогов.

Изучены корреляционные отношения между новыми критериями и традиционными показателями различных свойств клейковины и теста на феноти-[ическом и генотипическом уровнях. Выявлены наиболее информативные податели гидрофобных взаимодействий для оценки качества клейковины в рангах поколениях.

Впервые показана принципиальная возможность отбора генотипов яро-ой мягкой пшеницы по реакции на изменение условий произрастания в наиболее ответственный для формирования качества урожая период (формирова-:ие, налив и созревание зерна).

Практическая ценность работы.

Разработана ускоренная микрометодика оценки качества клейковины (до О образцов за смену) по минимальным навескам зерна 2т) и обоснована ми-имальная система показателей гидрофобных взаимодействий, позволяющая птимизировать проработку ранних поколений яровой мягкой и твердой пше-ицы. Некоторые параметры флуоресцентного анализа (Ф24) могут быть ис пользованы для графического отображения «поведения» генотипов яровой мягкой пшеницы по качеству клейковины в период налива и созревания зерна.

Апробация работы.

Результаты исследований, изложенные в диссертации, докладывались на научно-практической конференции по вопросам повышения устойчивости зернового хозяйства в условиях Поволжского региона (Кинель, 1997 г.), международной научной конференции «Развитие научного наследия академика Н.И. Вавилова» (Саратов, 1997 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы повышения качества зерна» (Саратов, 1997 г.), Первой международной конференции «Качество-98» (Москва, 1998 г.) и на научной сессии Северо-Восточного научно-методического центра Россельхозакадемии по проблемам селекции и созданию адаптивных сортов сельскохозяйственных культур: результатам и перспективам (Киров, 1998 г.).

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 8 работ.

Структура и объем диссертации

.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, предложений и рекомендаций, списка литературы и приложений. Текст изложен на 207 машинописных страницах и иллюстрирован 56 таблицами и 10 графиками. Список использованной литературы содержит 146 источников, в том числе 51 на иностранных языках.