Введение к работе
Актуальность проблемы. Увеличение производства зерна it улучшение его качества являются важнейшей проблемой современного растениеводства, которая непосредственно связана с поставленной XXV съездом КПСС задачей надежного обеспечения потребностей страны в продовольствии и сырье для промышленности. Большая роль в решении этой проблемы принадлежит селекции, созданию новых продуктивных сортов п гибридов, способных давать высокие урожаи зерна с хорошим качеством. Прежде всего, это относится к пшенице — главной зерновой культуре.
Генетический потенциал хозяйственно ценных признаков рода Trittcum ограничен, поэтому особого внимания заслужи' вает гибридизация пшеницы с другими 'культурными и дикими злаками. В. настоящее время наибольший практический интерес представляют пшенично-ржаные амфидиплоиды (Tritt-cale).
Успехи селекции в этой области выдвинули задачу глубо* кого изучения биохимических свойств тритикале, так как для успешного внедрения в лроизводство новые сорта должны иметь зерно высокого качества. Известно, что качество зерна впершую очередь определяется содержанием белков и их составом. Белки пшеницы и ржи отличаютсялпо многим- биохимическим показателям, от которых зависит пищевая и кормовая ценность зерна. Гибридизация и аллополиплоидия пшеницы и ржи дают реальную возможность улучшить качество зерна за счет увеличения его -белковости и улучшения- аминокислотного состава белков.
Изучение биохимических особенностей зерна тритикале отечественной селекции начато сравнительно недавно, особенности и возможности этой культуры еще- недостаточно ясны. Расширению биохимических исследований по тритикале уделяется большое внимание в комплексной программе научных исследований по тритикале, принятой- Бюро Президиума ВАСХНШЫ6 октября 1974 года.
Цель и задачи исследований. Исследования проводились с целью получения более лолных теоретических знаний об осо-
Ценностях белкового комплекса и качестве зерна тритикале, которые необходимы для успешного использования новой культуры в производстве и в селекции; В работе были поставлены три основные задачи:
— изучить содержание, качественный состав белков н закономерности их накопления в дерне гексаплоидных <2п=42) тритикале в сравнении с белками мягкой .пшеницы н ржи;
— изучить особенности действия а-амилазы в зерне тритикале в связи с' выполненностью зерновок;
' —. выявить лучшие сорта тритикале, наиболее перспективные для производства и использования в селекции.
Научная новизна работы.Научная значимость работы заключается в том, что впервые дана детальная биохимическая характеристика белкового (комплекса зерна различных образцов гексаплоидных трехвндовых и двухвндового тритикале советской селекции. На основании комплексного изучения белков сделан вывод, что тритикале имеют зерно высокого качества и могут быть использованы на 'кормовые цели и в качестве дополнительного источника пищевого белка.
Показано, что тритикале характеризуются 'высокой активностью а-амилазы, величина которой зависит от степени недо-выполненности зерновок. У ам'фндірплоидов, склонных к формированию щуплого зерна, резкое увеличение' активности а-амилазы происходит в период от фазы восковой до фазы полной спелости, что связано с изменениями в изоферментном составе а-амилазы.
Практическая ценность. Результаты исследований восполняют знания об особенностях белкового-комплекса зерна тритикале, которые необходимы всем специалистам, работающим с тритикале. Полученные данные о содержании и качественном составе белков, а также об особенностях действия а-амилазы в зерне пшенично-ржаных амфидиплоидов могут быть использованы как исходные данные в .практической селекции на качество зерна тритикале, а также при. сортоиспытании тритикале для внедрения их в производство.
Апробация. Материалы диссертации доложены на совещании по биохимии и технологии тритикале в Институте биохимии им. А. Н. Баха АН СССР в 1978 г.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, четырех глав экспериментальной ча-. сти, общего заключения, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена, на 177 стр. машинописного текста, включает 31 таблицу, 14 рисунков (8 таблиц и І рисунок в приложении), список использованной литературы включает 246 библиографических названий.
Объект и методы исследований
В качестве объектов исследований было взято зерно десяти образцов гексаплондных тритикале селекции проф. А.Ф. Шулындина, а также зерно мяткой пшеницы Мироновская 808 и ржн Харьковская 55, выращенных на опытном участке Украинского научно-исследовательского института растениеводства, селекции и генетики им. В..Я. Юрьева. Двухви-довой АД I получен от скрещивания твердой пшеницы Гор-деиформе (931x911) с рожью Харьковская 55. Трехвидо-. вые АД 206, АД 209, АД 201, АД 196, АД 332, АД 333, АД 257 и АД безостый: Fi (Безостая ІхСаратовская крупнозерная) X АД I; MX*l:Fi (Мироновская 808хХарьковская 55) X АД I. '.,-.'
Исследования проводили в- 1974—1976 гт. Исследовали зрелое зерно, а также зерно АД 206, АД 209, МХ-1, пшеницы и ржи, отобранное ВІ975 г. в фазы молочной, тестообразной, восковой и полной спелости. Незрелое зерно фиксировали жидким азотом и высушивали лиофильно.
Азот определяли микрометодом Кьельдаля. Белковый азот определяли после осаждения белков основной солью сернокислой меди (Петербургский, 1968). Для пересчета азота на белок использовали коэффициент 5,7-для пшеницы и тритикале и 5,83 для ржи. Фракционный состаїв белков определяли по Осборну (1935) последовательной экстракцией муки водой, 1 М КС1, 70%-ным этанолом и 0,2%-ньш раствором NaOH. Электрофорез белков, растворимых в воде и в 0,005 М фосфатном буфере, проводили в щелочной системе при концентрации геля 7,5% (Маурер, 1971), компонентный состав глиадинов — в кислой буферной системе (Catsimpoolas et al, 1968, Гаври-люк и соавт., 1973), Содержание аминокислот в суммарных белках и отдельных фракциях определяли на анализаторе Hd-1200E после предварительного выделения и очистки препаратов белков и их кислотного гидролиза по методике, принятой на .кафедре агрономической и биологической химии ТСХА (Плешков, 1976). Триптофан определяли по методу Спейса и Чамберса (Speis, Chambers, 1948; 1949). Гсльхрома-тографию белков, растворимых в 0,005 М фосфатном буфере (рН 7,4), проводили на сефадексей-ЮО (40—120(a) на колонке размером 2,7хЮ0 см. Элюирующим раствором служил 0,5 M.NaCl.B 0,005 М фосфатном буфере (р-Н 7,4), В отдельных хроматографпческах фракциях определяли компонентный и аминокислотный состав белков.
Активность о-амилазы в зерне определяли методом Смита и Роя (Smith, Roe, 1949) с некоторыми изменениями (Плешков, 1976). Множественные молекулярные формы амилаз исследовали методом электрофореза в полиакрнламидиом ге*
Ле в щелочной системе лри концентрации геля 7,5% (Сафонов, Сафонова, 1971; Плсшков, 1976).
