Ученые ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» совместно с коллегами Всероссийского института генетических ресурсов растений и Института общей генетики РАН создали новые яровые гибриды твердой пшеницы и полбы — имеющие фиолетовую окраску зерен, богатые антоцианами, эти гибриды пригодны для производства функциональных продуктов питания. Статья о работе вышла в «Вавиловском журнале генетики и селекции».
Исследование было направлено на то, чтобы соединить в одном растении повышенное содержание белка и антиоксидантов, устойчивость к болезням и удобство переработки зерна. Сейчас первые отобранные линии уже переданы селекционерам для полевых испытаний и в перспективе могут стать основой для новых сортов и продуктов из цельного зерна.
Ученые использовали фиолетовозерную твердую пшеницу Ethiopian durum и две формы полбы Triticum dicoccum — голозерный полбяно‑пшеничный сорт «греммэ» и плёнчатую полбу К‑25516 из коллекции ВИР. Полба была выбрана как донор ценных признаков: в ней больше белка, микроэлементов, витаминов и антиоксидантов, она лучше противостоит патогенам и менее требовательна к обработке химическими средствами.
«Мы хотели не просто придать зерну фиолетовую окраску, но и передать ему гены устойчивости к заболеваниям, а также полезные свойства зерна, которые присущи полбе», — объяснила научный сотрудник сектора функциональной генетики злаков Института цитологии и генетики СО РАН кандидат биологических наук Елена Ивановна Гордеева.
Параллельно пришлось решать другую сложную задачу: добиться приемлемой урожайности и технологичности. Первые гибриды оказались перспективными по содержанию антоцианов, но имели серьезные недостатки для сельхозпроизводства: низкую урожайность и плёнчатость, из‑за которой зерна плохо отделялись от оболочек при обмолоте.
Чтобы улучшить материал, команда провела возвратное скрещивание (беккроссирование): три лучших фиолетовозерных гибрида скрестили с высокоурожайным белозерным голозерным сортом «греммэ». Далее исследователи включили маркер‑контролируемую селекцию: использовали молекулярные маркеры как метки в ДНК, чтобы отбирать растения, которые несут доминантные аллели генов, отвечающих за антоциановую окраску оболочки семян. Одновременно растения отбирали по признаку голозерности или полуголозерности (насколько легко зерна вымолачиваются), а также по ряду агрономических характеристик, включая размер и массу зерна.
В результате за два года работы в тепличном комплексе была сформирована коллекция из 25 яровых фиолетовозерных пшенично‑полбяных линий. Среди них есть голозерные и полуголозерные формы с содержанием белка 18—22 % и различиями по срокам созревания, размеру зерна, урожайности и антиоксидантной активности. Эти линии сочетают в себе пищевую ценность (антоцианы, белок, антиоксиданты) и хозяйственно важные признаки, что делает их удобной исходной базой для дальнейшей селекции твердой пшеницы и создания сортов для производства функциональных продуктов.
«Прежде всего, мы рассматривали в этом плане крупы и каши из цельного фиолетового зерна, в том числе по типу булгура, которые могут использоваться как элементы здорового рациона. В перспективе можно создавать и сорта, которые обеспечат отечественных производителей макаронной продукции сырьем, не уступающим по качеству зарубежным аналогам», — отметила Елена Гордеева.
Этим летом пять наиболее перспективных линий были высажены в поля СибНИИ растениеводства и селекции (филиал ИЦиГ СО РАН), где начались сортовые испытания. Обычно они занимают не менее трех—четырех лет, в течение которых будут оцениваться урожайность, устойчивость к болезням, качество зерна и стабильность окраски в разных условиях.
В случае успешных испытаний новые линии станут основой для зарегистрированных сортов, пригодных для промышленного возделывания и переработки в крупы, макаронные и другие изделия из цельнозерновой муки с повышенной антиоксидантной активностью.
Пресс-служба ФИЦ ИЦиГ СО РАН
