Formation of biochemical parameters of oat grain depending on the genotype and weather conditions

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The studies were conducted to assess the dependence of the biochemical parameters of oat grains (crude protein, starch, oil and β-glucans) on the genotype and weather conditions to determine the prospects for their use in the breeding process. In the forest-steppe of the Trans-Urals in 2021–2023, 21 samples of naked and 64 samples of covered oats were studied, which are most actively used in breeding in Western Siberia. Tyumen nudibranch was taken as the standard for naked cultivars, and for covered cultivars it was Otrada. It was found that the genotype played a significant role in the content of crude protein and β-glucans in oat grain (78…80 %); weather conditions – 12…15 %, with minimal interaction of these factors – 4 and 7 % (Ffact .> Ftheor.) respectively. Retention of oil and seaweed at 85…86 % exceeds the permissible values, and now to a minimum extent – 3 and 6 %, respectively (Ffact. > Ftheor.). The effect of the genotype and the subsequent level on the oil content is 11 %. A close relationship between content and consumption has been established. Protein and oil in naked oats (r=0.96; p=5 %), in frequent cases it was the average (r=0.25; p=5 %). The content of β-glucans had an inverse average correlation with protein in the grain of filmy genotypes (P= –0.38), it was absent in nudibranchs. A negative correlation was established between the content of β-glucans and oil (g= –0.32; p=5 %) in covered samples. The analysis of variance and correlation showed the possibility of targeted selection in terms of protein and oil content. It is recommended to introduce the following genotypes into the breeding process to increase the content: starch (60.1…62.3 %) – Vyatsky (14960), MF 9521–281 (15096), MF9714–32 (15227), Progress (15339), Korolek (15461); β-glucans (6.1…6.3 %) – Rovesnik (14365), Argamak (14648), Neklan (14936), Konkur (15068); Ozone (15473); protein (16.1…17.5 %) – Rovesnik (14365), Percheron (15275), Pomor (15117), Taidon (15183); oils (6.1…7.4 %) – Sapsan (15444), Pegas (15114), Petrovich (15691).

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. V. Lyubimova

Research Agricultural Institute of the Northern Trans-Urals, branch of the Federal Research Center of Tyumen Scientific Center, Siberian branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: ostapenkoav88@yandex.ru

кандидат биологических наук

Russian Federation, 625501, Tyumenskaya obl., pos. Moskovskii, ul. Burlaki, 2

D. I. Eremin

Research Agricultural Institute of the Northern Trans-Urals, branch of the Federal Research Center of Tyumen Scientific Center, Siberian branch, Russian Academy of Sciences

Email: ostapenkoav88@yandex.ru

доктор биологических наук

Russian Federation, 625501, Tyumenskaya obl., pos. Moskovskii, ul. Burlaki, 2

References

  1. Любимова А. В., Еремина Д. В. Наследование ценных признаков продуктивности гибридных комбинаций местных и иностранных сортов овса в условиях Зауралья // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2023. Т. 53. № 11. С. 32–45. doi: 10.26898/0370-8799-2023-11-4.
  2. Остапенко А. В., Тоболова Г. В. Применение метода электрофореза проламинов овса для определения гибридной природы зёрен F1 // Вестник КрасГА У. 2017. № 2 (125). С. 14–21.
  3. Изменение урожайности и качества зерна овса с повышением адаптивности сортов / О. А. Юсова, П. Н. Николаев, И. В. Сафонова и др. // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020. Т. 181. № 2. С. 42–49. doi: 10.30901/2227-8834-2020-2-42-49.
  4. Singh R.P., Bhardwaj A. β-glucans: a potential source for maintaining gut microbiota and the immune system // Front. Nutr. 2023. Vol. 10. Article 1143682. URL: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnut.2023.1143682/full (дата обращения: 12.01.2024). doi: 10.3389/fnut.2023.1143682.
  5. Karunaratne N., Classen H. Beta-glucans and beta-glucanase in animal nutrition, do we understand their full effects? // The value of fibre Engaging the second brain for animal nutrition. 2019. Chapter 10. URL: https://www.wageningenacademic.com/doi/10.3920/978–90–8686–893–3_10 (дата обращения: 12.01.2024). doi: 10.3920/978-90-8686-893-3_10.
  6. Мудрых Н. М., Бессонова Л. В., Вяткина Р. И. Оценка качества зерна плёнчатых и голозёрных сортов овса // Пермский аграрный вестник. 2020. № 2 (30). С. 56–62. doi: 10.24411/2307-2873-2020-10028.
  7. Orr W., Molnar S. J. Development of PCR-based SCAR and CAPS markers linked to β-glucan and protein content QTL regions in oat // Genome. 2008. No 6. P. 8–26. doi: 10.1139/G08-026.
  8. Lyubimova A. V., Moiseeva M. N. Genetic resistance of oat of West Siberian breeding to contrasting weather conditions and mineral nutrition level // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: International Scientific and Practical Conference «Environmental Problems of Food Security». Voronezh: IOP Publishing Ltd: IOP Publishing Ltd, 2022. Article 012026. URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755–1315/1043/1/012026 (дата обращения: 12.01.2024). doi: 10.1088/1755-1315/1043/1/012026.
  9. IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources. 2022 International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. 4th edition. International Union of Soil Sciences (IUSS). Vienna, Austria. 236 p. URL: https://www.isric.org/sites/default/files/WRB_fourth_edition_2022–12–18.pdf (дата обращения: 12.01.2024).
  10. Паспортная база данных генетических ресурсов растений. URL: http://db.vir.nw.ru/virdb/maindb (дата обращения: 11.01.2024).
  11. Методические указания по изучению и сохранению мировой коллекции ячменя и овса. / сост. И. Г. Лоскутов, О. Н. Ковалева, Е. В. Блинова. СПб.: Гос. науч. учреждение Всероссийский науч.-исслед. ин-т растениеводства им. Н. И. Вавилова, 2012. 63 с.
  12. Международный классификатор СЭВ рода Avena L. / Науч.-техн. совет стран-членов СЭВ по коллекциям диких и культ. видов растений и др. Л.: ВИР, 1983. 41 с.
  13. Попов В. С., Перчук И. Н., Хорева В. И. Гравиметрический метод количественного определения растворимых β-глюканов в зерне овса // Биотехнология и селекция растений. 2021. № 4 (1). С. 5–12. doi: 10.30901/2658-6266-2021-1-o1.
  14. Попов А. М. Квантили, квартили, децили и центили в статистических расчетах // Передача, приём, обработка и отображение информации о быстропротекающих процессах. Сочи: Издательский Дом «Академия Жуковского», 2023. С. 429–43.
  15. Изучение сортов овса (Avena sativa L.) различного географического происхождения по качеству зерна и продуктивности / В. И. Полонский, Н. А. Сурин, С. А. Герасимов и др. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2019. № 23 (6). С. 683–690. doi: 10.18699/VJ19.541.
  16. Mut Z., Erbaş K., Ozge A. Grain Yield and Some Quality Traits of Different Oat (Avena sativa L.) Genotypes // International Journal of Environmental & Agriculture Research (IJOEAR). 2016. No. 2. P. 83–88.
  17. Estimation of genetic variability, heritability and genetic advance for seed yield and its components in Oat (Avena sativa L.) / M. Jaiswal, Shweta, R. Kumar et al. // The Pharma Innovation Journal. 2022. No. 11 (9). P. 1192–1196. URL: https://www.thepharmajournal.com/archives/2022/vol11issue9/PartN/11–8–281–901.pdf (дата обращения: 12.01.2024).
  18. Nutritional and yield potential of oat (Avena sativa L.) genotypes in dual-purpose crop system / K. Harmanpreet, G. Meenakshi, K. Aanchaldeep, et al. // Cereal Research Communications. 2023. No. 51. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s42976–022–00348–0 (дата обращения: 12.01.2024). doi: 10.1007/s42976-022-00348-0.
  19. Абугалиева А. И., Савин Т. В. Содержание β-глюкана в зерне овса // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2013. № 4 (233). С. 76–83.
  20. Изучение голозерного овса из коллекции ВИР на качественные показатели в условиях Казахстана / А. И. Абугалиева, И. Г. Лоскутов, Т. В. Савин и др. // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2021. Т. 182. № 1. С. 9–21. doi: 10.30901/2227-8834-2021-1-9-21.
  21. Еремин Д. И., Моисеева М. Н., Еремина Д. В. Урожай и качество зерна овса при различном уровне минерального питания // Достижения науки и техники АПК. 2022. Т. 36. № 9. С. 48–54. doi: 10.53859/02352451_2022_36_9_48.
  22. Breeding of naked oats having high-quality grain / G. A. Batalova, S. N. Shevchenko, M. V. Tulyakova, et al. // Russian Agricultural Sciences. 2016. Vol. 42. No. 5. P. 407–410. doi: 10.3103/S1068367416060045.
  23. Кузнецова Т. Е., Левштанов С. А., Серкин Н. В. Селекция овса на Кубани // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2017. Т. 178. № 1. С. 41–47. doi: 10.30901/2227-8834-2017-1-41-47.
  24. Адаптивный потенциал образцов овса по химическим и физическим характеристикам зерна / В. И. Полонский, С. А. Герасимов, А. В. Сумина и др. // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2022. Т. 183. № 1. С. 57–75. doi: 10.30901/2227-8834-2022-1-57-75.
  25. Кардашина В. Е., Николаева Л. С. Агроэкологическая оценка сортов и перспективных линий овса универсального использования // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 5. С. 56–60. doi: 10.24411/0235-2451-2020-10511.
  26. Шаболкина Е. Н., Шевченко С. Н. Результаты изучения реологических и хлебопекарных показателей теста, полученного из смесей пшеничной муки и продуктов переработки зерна овса голозерного // Зернобобовые и крупяные культуры. 2020. № 4 (36). С. 148–155. doi: 10.24411/2309-348X-2020-11218.
  27. Bioactive components in oat and barley grain as a promising breeding trend for functional food production / N. A. Shvachko, I. G. Loskutov, T. V. Semilet, et al. // Molecules. 2021. Vol. 26. No. 8. Article 2260. URL: https://www.mdpi.com/1420–3049/26/8/2260 (дата обращения: 12.01.2024). doi: 10.3390/molecules26082260.
  28. Лоскутов И. Г., Полонский В. И. Селекция на содержание β-глюканов в зерне овса как перспективное направление для получения продуктов здорового питания, сырья и фуража (обзор) // Сельскохозяйственная биология. 2017. Т. 52. № 4. С. 646–657. doi: 10.15389/agrobiology.2017.4.646rus.
  29. Thro A-M., Robertson L. Dedication: Kenneth J. Frey: Oat Breeder, Educator, and Champion of Plant Breeding // Plant Breeding Reviews New Jersey, 2011. Vol. 34. 36 p. URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9780470880579.ch1 (дата обращения: 12.01.2024). doi: 10.1002/9780470880579.ch1.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 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».