RUDN Journal of Agronomy and Animal IndustriesRUDN Journal of Agronomy and Animal IndustriesВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Агрономия и животноводство2312-797X2312-7988Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba1989710.22363/2312-797X-2023-18-2-153-162HKGMZHMorphology and biochemistry of plantsМорфология и биохимия растенийResearch ArticleAdaptability of barley varieties in terms of fat content in grain under conditions of Krasnoyarsk forest-steppeАдаптивность образцов ячменя по содержанию жира в зерне в условиях Красноярской лесостепиhttps://orcid.org/0000-0002-7183-091224338767400PolonskyVadim I.ПолонскийВадим Игоревич

Doctor of Biological Sciences, Professor

доктор биологических наук, профессор

vadim.polonskiy@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0466-683357202279705SuminaAlena V.СуминаАлена Владимировна

Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

alenasumina@list.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1273-321257213175155GerasimovSergey A.ГерасимовСергей Александрович

Candidate of Agricultural Sciences, Leading Researcher

кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник

g-s-a2009@yandex.ruKrasnoyarsk State Agrarian UniversityКрасноярский государственный аграрный университетSiberian Federal UniversityСибирский федеральный университетKhakassian State University named after N.F. KatanovХакасский государственный университет им. Н.Ф. КатановаKrasnoyarsk Scientific Center, Siberian Branch of the RASФедеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр СО РАН»30062023182VOL 18, NO2 (2023)ТОМ 18, №2 (2023)15316209072023Copyright ©; 2023, Polonsky V.I., Sumina A.V., Gerasimov S.A.Copyright ©; 2023, Полонский В.И., Сумина А.В., Герасимов С.А.2023Polonsky V.I., Sumina A.V., Gerasimov S.A.Полонский В.И., Сумина А.В., Герасимов С.А.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://agrojournal.rudn.ru/agronomy/article/view/19897

The aim of the study was to analyze possible relationship between fat content in grain of barley varieties and level of their stability for this biochemical trait. The work involved 15 varieties of hulled barley, which were grown for three years in conditions of the Krasnoyarsk foreststeppe (‘Minino’ farm, Emelyanovsky district, the Krasnoyarsk Territory). Climatic conditions in the research years differed significantly in terms of temperature and precipitation during the growing season. After harvesting plants, fat content in barley grain was measured by the chemical method according to GOST 13496.15-97. For barley varieties, two parameters of ecological plasticity (coefficient of variation; stress resistance index) and four stability parameters (indicator of level and stability of variety; homeostatic parameter; stability factor; index of selection value of variety) were calculated according to the indicated biochemical trait. It was found that Simon and Pallidum 4727 had the lowest value of plasticity and the highest value of stability (and, accordingly, the minimum sum of ranks) in terms of fat content in grain for the conditions of the Krasnoyarsk forest-steppe. G 18619, G 19589 and Dygyn were least valuable in terms of adaptability parameters with the maximum sum of ranks. It was shown that barley varieties with a higher fat content in grain were characterized by increased values of all stability parameters for this trait, and the indicated positive relationship was statistically proven for the Cs parameter. The result obtained shows that through the successful selection of barley for the maximum stability of ‘grain fat content’ trait, oil content will not decrease.

Проведено исследование с целью выявления и анализа возможной связи между содержанием жира в зерне образцов ячменя и уровнем их стабильности по данному биохимическому признаку. В работе использовались по 15 образцов пленчатого ячменя, которые были выращены в течение трех лет в условиях Красноярской лесостепи (ОПХ «Минино», Емельяновский район Красноярского края). Климатические условия по годам исследования существенно различались по температурному режиму и количеству осадков в течение вегетационного периода. После уборки растений в зерне ячменя измеряли содержание жира химическим методом по ГОСТ 13496.15-97. Вычисляли два параметра экологической пластичности образцов (коэффициент вариации Cv и показатель стрессоустойчивости d) и четыре параметра стабильности образцов (показатель уровня и стабильности сорта ПУСС, параметр гомеостатичности Hom, фактор стабильности SF и показатель селекционной ценности сорта Cs). Установлено, что наименьшей величиной пластичности и наибольшим значением стабильности, а соответственно, минимальной суммой рангов по содержанию жира в зерне для условий Красноярской лесостепи отличились образцы ячменя Симон и Паллидум 4727. Наименее ценными по параметрам адаптивности с максимальной суммой рангов оказались образцы ячменя Г 18619, Г 19589 и Дыгын. Показано, что образцы ячменя с более высоким содержанием жира в зерне характеризовались повышенными значениями всех параметров стабильности по этому признаку, причем указанная положительная связь была статистически доказана для параметра Cs. Полученный результат может говорить в пользу того, что при успешной селекции ячменя на максимальную стабильность образцов по признаку содержания жира в зерне не будет снижаться уровень его масличности.

Hordeum vulgare Lhulled barleyoil contentplasticitystabilityHordeum vulgare Lпленчатый ячменьмаслопоказатель пластичностистабильность сортовHarland J. Authorised EU health claims for barley and oat beta-glucans. In: Foods, Nutrients and Food Ingredients with Authorised EU Health Claims. Woodhead Publishing Series in Food Science, Technology and Nutrition; 2014. p.25–45. doi: 10.1533/9780857098481.2.25Harland J. Authorised EU health claims for barley and oat beta-glucans // Foods, Nutrients and Food Ingredients with Authorised EU Health Claims. Woodhead Publishing Series in Food Science, Technology and Nutrition. 2014. P. 25-45. doi: 10.1533/9780857098481.2.25Martínez-Subirà M, Romero MP, Puig E, Macià A, Romagosa I, Moralejo M. Purple, high β-glucan, hulless barley as valuable ingredient for functional food. LWT — Food Science and Technology. 2020;131(9):109582. doi: 10.1016/j.lwt.2020.109582Martínez-S ubirà M., Romero M.P., Puig E., Macià A., Romagosa I., Moralejo M. Purple. High β-glucan, hulless barley as valuable ingredient for functional food // LWT - Food Science and Technology. 2020. V. 131. No. 9. P. 109582. doi: 10.1016/j.lwt.2020.109582Loskutov IG, Khlestkina EK. Wheat, Barley, and Oat Breeding for Health Benefit Components in Grain. Plants. 2021;10(1):86. doi: 10.3390/plants10010086Loskutov I.G., Khlestkina E.K. Wheat, Barley, and Oat Breeding for Health Benefit Components in Grain // Plants. 2021. V. 10. No 1. P. 86. doi: 10.3390/plants10010086Šterna V, Zute S, Jansone I, Kantane I. Chemical Composition of Covered and Naked Spring Barley Varieties and Their Potential for Food Production. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences. 2017;67(2):151–158. doi: 10.1515/pjfns-2016–0019Šterna V., Zute S., Jansone I., Kantane I. Chemical Composition of Covered and Naked Spring Barley Varieties and Their Potential for Food Production // Polish Journal of Food and Nutrition Sciences. 2017. V. 67. No. 2. P. 151-158. doi: 10.1515/pjfns-2016-0019Nettevich ED, Morgunov AI, Maximenko MI. Improving the efficiency of spring wheat selection for stability, productivity and grain quality. Vestnik of the Russian Agricultural Science. 1985;(1):66–73. (In Russ.).Неттевич Э.Д., Моргунов А.И., Максименко М.И. Повышение эффективности отбора яровой пшеницы на стабильность, урожайность и качество зерна // Вестник сельскохозяйственной науки. 1985. № 1. С. 66-73.Yusova OA, Nikolaev PN, Bendina YB, Safonova IV, Aniskov NI. Stress resistance in barley cultivars of various agroecological origin under extreme continental climate conditions. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2020;181(4):44–55. (In Russ.). doi: 10.30901/2227–8834–2020–4–44–55Юсова О.А., Николаев П.Н., Бендина Я.Б., Сафонова И.В., Аниськов Н.И. Стрессоустойчивость сортов ячменя различного агроэкологического происхождения для условий резко континентального климата // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020. Т. 181. Вып. 4. С. 44-55. doi: 10.30901/2227-8834-2020-4-44-55Levakova OV. The breeding work on development of the spring barley varieties adapted to the non-black earth region of the Russian federation and the prospects for growing of the variety in the Ryazan region. Grain economy of Russia. 2021;(1):14–19. (In Russ.). doi: 10.31367/2079–8725–2021–73–1–14–19Левакова О.В. Селекционная работа по созданию адаптированных к нечерноземной зоне РФ сортов ярового ячменя и перспективы развития данной культуры в Рязанской области // Зерновое хозяйство России. 2021. № 1(73). С. 14-19. doi: 10.31367/2079-8725-2021-73-1-14-19Nikolaev PN, Yusova OA, Safonova IV, Aniskov NI. Adaptivity of new variety of Omskiy 101 spring barley. Bulletin of NSAU. 2019;(3):48–58. (In Russ.). doi: 10.31677/2072–6724–2019–52–3–48–58Николаев П.Н., Юсова О.А., Аниськов Н.И., Сафонова И.В. Адаптивность нового сорта ячменя ярового Омский 101 // Вестник НГАУ. 2019. № 3(52). С. 48-58.Serebrennikov JI. Spring barley plasticity and stability in terms of grain yield and weight of 1000 grains. Bulletin of NSAU. 2020;(2):50–59. (In Russ.). doi: 10.31677/2072–6724–2020–55–2–50–59Серебренников Ю.И. Пластичность и стабильность ярового ячменя по урожаю зерна и массе 1000 зерен // Вестник НГАУ. 2020. № 2(55). С. 50-59. doi: 10.31677/2072-6724-2020-55-2-50-59Polonskiy VI, Surin NA, Gerasimov SA, Lipshin AG, Sumina AV, Zute SA. Evaluation of barley genotypes for the content of β-glucans in grain and other valuable features in Eastern Siberia. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2021;182(1):48–58. (In Russ.). doi: 10.30901/2227–8834–2021–1–48–58Полонский В.И., Сурин Н.А., Герасимов С.А., Липшин А.Г., Сумина А.В., Зюте С. Оценка образцов ячменя на содержание β-глюканов в зерне и другие ценные признаки в условиях Восточной Сибири // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2021. Т. 182. № 1. С. 9-19. doi: 10.30901/2227-8834-2021-1-48-58Tomasi I, Sileoni V, Marconi O, Bonciarelli U, Guiducci M, Maranghi S, Perretti G. Effect of Growth Conditions and Genotype on Barley Yield and β-Glucan Content of Kernels and Malt. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2019;67(22):6324–6335. doi: 10.1021/acs.jafc.9b00891Tomasi I., Sileoni V., Marconi O., Bonciarelli U., Guiducci M., Maranghi S., Perretti G. Effect of Growth Conditions and Genotype on Barley Yield and β-G lucan Content of Kernels and Malt // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2019. V. 67. No. 22. P. 6324-6335. doi: 10.1021/acs.jafc.9b00891Kumar A, Verma RPS, Singh A, Sharma HK, Devi G. Barley landraces: Ecological heritage for edaphic stress adaptations and sustainable production. Environmental and Sustainability Indicators. 2020;6:100035. doi: 10.1016/j.indic.2020.100035Kumar A., Verma R.P.S., Singh A., Sharma H.K., Devi G. Barley landraces: Ecological heritage for edaphic stress adaptations and sustainable production // Environmental and Sustainability Indicators. 2020. V. 6. P. 100035. doi: 10.1016/j.indic.2020.100035Sigacheva MA, Pinchuk LG, Gridina SB. Pre-seeding seeds ozonation as an influence factor on spring wheat grain quality. Bulletin of Altai state agricultural university. 2013;(3):21–24. (In Russ.).Сигачева М.А., Пинчук Л.Г., Гридина С.Б. Предпосевное озонирование семян как фактор влияния на качество зерна яровой пшеницы // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2013. № 3 (101). С. 021-024.Rosielle AA, Hamblin J. Theoretical aspects of selection for yield in stress and non-stress environment. Crop Science. 1981;21(6):943–946. doi: 10.2135/cropsci1981.0011183X002100060033xRosielle A.A., Hаmblin J. Theoretical aspects of selection for yield in stress and non-stress environvent // Crop Science. 1981. V. 21. No. 6. P. 943-946.Hangildin VV, Litvinenko NA. Homeostasis and adaptability of winter wheat varieties. Scientific and Technical Bulletin of the All-Union Breeding and Genetics Institute. 1981;(1):8–14. (In Russ.)Хангильдин В.В., Литвиненко Н.А. Гомеостатичность и адаптивность сортов озимой пшеницы // Научнотехнический бюллетень Всесоюзного селекционногенетического института. 1981. № 1. С. 8-14.Reynolds WK, Hunt CW, Eckert JW, Hall MH. Evaluation of the feeding value of barley as affected by variety and location using near infrared reflectance spectroscopy. Proceedings of Western Section of American Society of Animal Science. 1992;43(3):498–501.Reynolds W.K., Hunt C.W., Eckert J.W., Hall M.H. Evaluation of the feeding value of barley as affected by variety and location using near infrared reflectance spectroscopy // Proceedings of Western Section of American Society of Animal Science. 1992. V. 43. No. 3. P. 498-501.Griffey C, Brooks W, Kurantz M, Thomason W, Taylor F, Obert D, Moreau R, Flores R, Sohn M, Hicks K. Grain composition of Virginia winter barley and implications for use in feed, food, and biofuels production. Journal of Cereal Science. 2010;51(1):41–49. doi: 10.1016/j.jcs.2009.09.00456Griffey C., Brooks W., Kurantz M., Thomason W., Taylor F., Obert D., Moreau R., Flores R., Sohn M., Hicks K. Grain composition of Virginia winter barley and implications for use in feed, food, and biofuels production // Journal of Cereal Science. 2010. V. 51. No 1. P. 41-49. doi: 10.1016/j.jcs.2009.09.00456