Содержание к диссертации
Введение
1 Литературный обзор. Аналитическая часть 11
1.1 Рис. Общие сведения о нем 11
1.2 Вопросы селекции риса на хозяйственно-ценные признаки 19
1.3 Парбойлинг, или влаго-тепловая обработка. Его проблемы, история возникновения и современные процессы 21
1.4 Физико-химические, биохимические, анатомо-морфологи-ческие и другие свойства зерна риса различных ботанических и селекционных форм, связанные с парбойлингом 30
1.5 Вопросы диетических и антиалиментарных свойств
риса различных селекционных форм, связанные с парбойлингом 41
1.6 Задачи селекции риса по созданию сортов для парбойлинга 44
2 Экспериментальная часть 47
2.1 Материалы и методы исследований 47
2.1.1 Образцы риса и цицании, использованные в качестве материала исследований 47
2.1.2 Пропаренная зерновка. Методы пропаривания 52
2.1.3 Методы световой микроскопии непропаренных и пропаренных зерновок риса 53
2.1.4 Метод определения активности протеаз 55
2.1.5 Методы определения температуры клейстеризации крахмала зерновки риса 56
2.1.6 Методы определения водопоглотительной способности зерновок, крупы и муки риса 2.1.7. Метод определения содержания амилозы в зерновке риса 58
2.1.8 Метод определения содержания декстринов в зерновке риса 58
2.1.9 Методы определения изменения длины и ширины ядер риса и деструкции ядер при варке 59
2.1.10 Методы определения лектинов и белковых ингибиторов протеаз 59
2.1.11 Методы технологической оценки зерна 61
2.2 Результаты исследований 63
2.2.1 Исследование признаков и свойств зерновок риса сортов
и сортообразцов российской селекции в связи с парбойлингом 63
2.2.1.1 Сортовые особенности зерновки риса: микроанатомические феномены, возникающие в эндосперме вследствие парбойлинга 63
2.2.1.2 Сравнительное исследование микроанатомических феноменов, возникающих при парбойлинге в эндоспермах зерновок риса выращенных в различные годы 159
2.2.1.3 Сортовые особенности зерновки риса: физико-химические и биохимические свойства до и после парбойлинга 167
2.2.1.4 Антиалиментарные свойства зерновок риса, обусловленные белковыми ингибиторами протеаз и лектинами, до и после парбойлинга 184
2.2.1.5 Технологические свойства зерна до и после парбойлинга как сортовые особенности риса 187
2.2.2 Исследование признаков и свойств зерновок образцов риса зарубежной селекции в связи с парбойлингом 193
2.2.2.1 Микроанатомические феномены, возникающие в зерновке риса различных селекционных образцов при парбойлинге 193
2.2.2.2 Физико-химические свойства непропаренных и пропаренных зерновок риса различных селекционных образцов 220
2.2.2.3 Изменение антиалиментарых свойств зерновок риса различных селекционных образцов, обусловленных белковыми ингибиторами протеаз и лектинами 223
2.2.3 Исследование признаков и свойств зерновок образцов представителей различных видов рода Рис (Oryza L.) и вида Zizania latifolia 227
3 Обсуждение результатов исследований. аналитическая и теоретическая часть 238
3.1 О природе состояний зерновки риса 238
3.2 Сравнительная характеристика анатомо-морфологических особенностей пропаренных и непропаренных зерновок риса сортов и форм российской и зарубежной селекции вида Oryza sativa, представителей различных видов рода Oryza L. и вида Zizania latifolia 274
3.3 Сравнительная характеристика технологических, кулинарных, физико-химических, биохимических и антиалиментарных свойств пропаренного и непропаренного зерна риса сортов и форм российской и зарубежной селекции 284
3.4 Классификация риса по характеру изменения признаков и свойств зерновок в результате парбойлинга 296
3.5 Разнокачественность зерновок риса внутри одной селекции-ционной формы в связи с парболйингом. Изменчивость признака "класс" 313
3.6 Тенденции в выведении и районировании российского селекционного материала риса в связи с различными характеристиками пропаренных зерновок 322
3.7 Устойчивость риса к пирикуляриозу и признак "класс" 329
3.8 Происхождение селекционных образцов риса и особенности свойств пропаренных и непропаренных зерновок 335
3.9 Система параметров и методов оценки селекционного материалариса в связи с парбойлингом. Диагностика качества пропаренных зерновок 346
3.10 Выделение групп риса по форме поперечного сечения зерновки и их использование в селекции и семеноводстве риса 374
3.11 Описание морфотипа зерновки риса по ее поперечному сечению или сколу 389
3.12 Научно-обоснованная селекция риса на хозяйственно-ценный признак - возможность переработки технологией с парбойлин
гом 392
4 Выводы и рекомендации 398
Библиографический список 403
Приложение 437
- Вопросы селекции риса на хозяйственно-ценные признаки
- Физико-химические, биохимические, анатомо-морфологи-ческие и другие свойства зерна риса различных ботанических и селекционных форм, связанные с парбойлингом
- Образцы риса и цицании, использованные в качестве материала исследований
- Сравнительная характеристика анатомо-морфологических особенностей пропаренных и непропаренных зерновок риса сортов и форм российской и зарубежной селекции вида Oryza sativa, представителей различных видов рода Oryza L. и вида Zizania latifolia
Введение к работе
Актуальность исследования. Рис является важнейшим источником питания для всего населения земного шара. По посевной площади в мировом сельском хозяйстве он занимает второе место после пшеницы. В связи с высокой урожайностью по валовым сборам зерна превосходит ее.
Непрерывный процесс создания новых сортов риса обусловлен стремлением человека иметь идеальные сорта с максимальной урожайностью, устойчивостью и высоким качеством зерна. Но известно, что возможности генотипа не позволяют получить такое растение: высокопродуктивный сорт зачастую имеет низкие показатели устойчивости, повышение белковости ведет к снижению урожайности. В связи с этим селекция ведется на совокупность определенных показателей. Технологические свойства зерна, определяющие пригодность того или иного сорта для производства пищевого продукта, и его кулинарные достоинства - основные факторы селекции.
Влаго-тепловая обработка, пропаривание, или парбойлинг, является одним из перспективных способов переработки зерновых, в том числе риса. Способ возник в Индии и некоторых районах Экваториальной Африки. Около четверти мирового урожая риса в настоящее время пропаривают. Обработанный паром рис имеет ряд преимуществ. Он становится прочным, твердым, прозрачным, снижается его трещиноватость, повышается выход целого ядра, насекомые, споры микроорганизмов уничтожаются. С экономической точки зрения при производстве пропаренного риса решается задача превращения урожая в максимальное количество пищевых продуктов.
Основным параметром технологии переработки риса с парбойлингом является сорт. Быстро развивающаяся технология влечет за собой активные исследования в области селекции. В странах, где производится рис, для этого способа переработки идет непрерывная селекция на сорт, имеющий оптимальные характеристики зерновки. В отечественной селекции в проблеме парбойлинга до настоящих работ имелся пробел, так как до 1994 г. не существовало производства пропаренного риса, и в рационе населения он отсутствовал.
В 1994 г. в ст. Старонижестеблиевской Краснодарского края была построена экспериментальная линия ВНИИ риса совместно с итальянской фирмой "Алимента" концерна "Фиат" по производству пропаренного риса. С запуском линии встал вопрос, какие сорта использовать для парбойлин-га. Как никакая другая сельскохозяйственная культура, рис в России воз-делывается только отечественными сортами. Отношение этих сортов к парбойлингу было не известно. Одни сорта давали пропаренный рис высокого качества, другие были совершенно не пригодны для его производства или требовали жестких условий пропаривания, что было не целесообразно по экономическим соображениям. Значительные изменения в состоянии зерновки, проявляющиеся в результате парбойлинга, связанные с новым ее физико-химическим статусом, были неодинаковыми для различных селекционных образцов. В проблеме парбойлинга возникла необходимость оценки российского селекционного материала риса по признакам и свойствам и характеру их изменения. Актуальным стало создание системы параметров и методов, сопряженной с диагностикой качества пропаривания, позволяющей рекомендовать или не рекомендовать сорт для переработки с парбойлингом. Такое исследование было проведено во Всероссийском научно-исследовательском институте риса в 1986-2005 гг.
Цель работы. Комплексное исследование и определение селекционных характеристик риса в связи с парбойлингом, относящихся к анатомо-морфологическим, физико-химическим, биохимическим, антиалиментарным свойствам зерновки, технологическим свойствам зерна, разработка высокоэффективной, точной системы оценки селекционного материала по отношению к парбойлингу, включающей в качестве основных приемов световую микроскопию поперечных сколов зерновки и дифференциацию риса по характеристикам зерновки, выявление сортов риса, дающих высококачественный продукт - пропаренный рис. Достижение поставленной цели осуществлялось посредством решения следующих основных задач: - изучить селекционный материал риса по анатомо-морфологическим, физико-химическим, биохимическим, антиалиментарным свойствам зерновки, технологическим свойствам зерна и характеру их изменчивости при пропаривании у сортов и сортообразцов риса, диких форм риса и ци-цании; - разработать классификацию риса по признакам и свойствам зерновок в результате парбойлинга и создать математическую модель класса; - оценить разнокачественность зерновок риса внутри одной селекци онной формы по отношению к парбойлингу и изменчивость признака класс ; установить тенденции в выведении и районировании российского селекционного материала риса в связи с различными характеристиками пропаренных зерновок; разработать систему параметров зерновки и методов оценки свойств и признаков пропаренных зерновок селекционного материала риса; - определить физико-химическую, биохимическую и структурную при роду состояний зерновки риса; - выявить среди допущенных к производству сорта риса, пригодные для переработки с парбойлингом.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования является система качества зерна культурного растения рис. В результате научного изыскания была изучена взаимосвязь признаков качества зерна и крупы и их изменчивость. Предметом исследования явились конкретные взаимосвязи признаков качества зерна риса до и после технологического способа переработки - пропаривания - и разработанные на основе полученных результатов методы оценки селекционного материала риса.
Методологическая и теоретическая основа исследования. Информационная база. Методологическую и теоретическую основу диссертации составили научные труды отечественных и зарубежных авторов в области растениеводства и селекционных проблем риса, связанных с созданием сортов для технологии переработки с парбойлингом. Были изучены и использованы результаты исследований Г.Г. Гущина (1938), Е.П. Алешина, Н.Е. Алешина в области общих знаний о рисе; М.Е. Гинзбург, А.С. Гинзбург и М.А. Громова, Г.А. Егорова (1952-1984) в области гидротермической обработки зерна риса, его теплофизических свойств и термодинамических характеристик влагопереноса в зерне риса; Е.Д. Казакова и
В.Л. Кретович (1989) в области биохимии зерна; Е.П. Козьминой (1966-1989) - внутреннего влагораспределения в крупе риса и технологических свойств зерна, П.И. Костылева (1987) - признаков дикорастущих форм риса; Г.В. Наливко (1972-1976) - качества зерна риса; В.О. Juliano (1969-1985) - генетического многообразия риса; N.M. Nayar, S. Sampath, Т. Tatioka, J. Watanabe (1963-1983) - таксономии и генетики риса.
В качестве методов исследования использовали известные методы определения качества зерна, математические, статистические методы - методы дисперсионного и регрессионного анализов, математического моделирования; разработанную в исследовании систему оценки качества зерна риса в связи с парбойлингом.
В числе информационных источников диссертации использованы научные источники в виде данных и сведений из отечественных и зарубежных книг, журнальных статей, материалов научных конференций, материалов Государственной комиссии РФ по испытанию и охране селекционных достижений и Международного союза по защите новых сортов pac(UPOV), каталогов районированных сортов. Результаты собственных расчетов и экспериментов.
Научная новизна исследований. Впервые изучен селекционный материал риса по анатомо-морфологическим, физико-химическим, биохимическим, антиалиментарным свойствам зерновки, технологическим свойствам зерна и их измененчивости при пропаривании у сортов и сортообраз-цов риса, диких форм риса и цицании. Изучены микроанатомические феномены у пропаренных зерновок представителей Oryza officinalis, О. latifolia, О malampuzhaensis, О. alta, О. eichingeri, О. breviligulata, О. glaberrima, О. sativa L. spontanea и О. glaberrima f. stapfii, Zizania latifolia. Создана классификация риса, позволяющая дифференцировать рис по отношению к парбойлингу, и разработана модель класса. Изучена взаимосвязь ботанико-географического районирования риса и принадлежности к определенному классу российских и зарубежных сортов и сортообразцов. Выявлены тенденции при выведении и районировании сортов риса российской селекции в связи с отношением к парбойлингу. Впервые для российского парбойлинга создана система оценки свойств и признаков пропа- ренных зерновок селекционного материала на основе световой микроскопии поперечных сколов зерновки. Впервые выделены группы риса по форме поперечного сечения зерновки. Предложено описание морфотипа зерновки по ее поперечному сечению или сколу. Сформулирована природа состояний зерновки риса.
Практическая ценность результатов исследований. Для селекционного процесса предложна высокоэффективная система оценки исходного материала риса по признакам и свойствам зерновок и их изменениям при парбойлинге. Российские сорта риса дифференцированы по отношению к парбойлингу, что позволяет вести направленную селекцию сортов, пригодных для пропаривания. Результаты дифференциации могут быть использованы при разработке технологического процесса пропаривания в производстве пропаренного риса. В селекционном и семеноводческом процессах в целях идентификации селекционных форм предложено дифференцировать рис на группы "рапан", "жемчуг" и "кулон" по форме поперечного сечения зерновки. Побочные продукты переработки пропаренного риса рекомендуется использовать на корм животным без предварительной обработки для инактивации антипищевых факторов - лектинов и белковых ингибиторов протеаз. Выделены сорта риса для переработки с парбойлингом.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на Международных, всероссийских, краевых съездах, конференциях, семинарах, конкурсе, на отчетно-плановых заседаниях Ученого совета ВНИИ риса (1986-2005 гг.). По материалам диссертации опубликовано 61 научная работа, включая монографию "Рис: сорт, парбойлинг"; получены авторские свидетельства на 4 сорта.
Положения диссертационной работы.
Микроанатомические феномены, возникающие в эндосперме зерновки риса в результате парбойлинга, выявленные на поперечных сколах зерновки с помощью световой микроскопии и характеризующие селекционный материал.
Сортовые анатомо-морфологические особенности пропаренной зерновки риса.
Изменение физико-химических, биохимических, антиалиментарных свойств зерновки и технологических свойств зерна риса при парбой-линге.
Новая классификация риса по отношению к парбойлингу, состоящая из трех классов.
Множественная регрессионная модель зависимости класса сорта риса разработанной классификации от группы признаков: массы 1000 зерен, стекловидности, отношения длины к ширине зерновки, содержания амилозы, температуры клейстеризации, способности связывать воду целым зерном и мукой, водопоглотительной способности.
Явление разнокачественности зерновок риса по отношению к парбойлингу внутри одной селекционной формы.
Тенденции в выведении и районировании российского селекционного материала риса в связи с парбойлингом.
Параметры зерновки и методы оценки селекционного материала риса в связи с парбойлингом.
Диагностика качества пропаренного зерна риса различных селекционных форм.
Группы риса по форме поперечного сечения зерновки.
Описание морфотипа зерновки риса по ее поперечному сечению или сколу.
Физико-химическая, биохимическая и структурная природа семи возможных состояний спелой зерновки риса.
Вопросы селекции риса на хозяйственно-ценные признаки
В конце 19 начале 20 века селекция риса приобретает научный характер. В качестве исходного материала в селекции используются существующие в огромном количестве в странах традиционного рисоводства местные стародавние сорта или сорта-популяции риса. Возникли они в результате стихийного отбора древними рисоводами. Сейчас в селекции используются массовый: отбор, индивидуальный отбор, гибридизация, биотехнологические приемы и другие научные методы селекции, позволяющие получать многообразные формы, линии, сортообразцы, сорта риса. Основная цель селекции всегда заключалась в повышении продуктивности растения. В настоящее время признаны необходимыми: селекция на создание высокоурожайных, неполегающих, холодостойких сортов риса с лучшими технологическими и кулинарными достоинствами и последующее их семеноводство [85].
Селекционная наука в России связана с историей возникновения рисоводства в стране. Отечественная наука о рисе состоит из 4 этапов. В самом начале 20 века в Приморье и Европейской части СССР были созданы инженерные системы для выращивания риса, и рис был здесь интродуци-рован, началось изучение биологии риса. В период с 1940 по 1960 гг., во время второго этапа, в результате борьбы 2 теорий: суходольного риса и орошаемого возделывания, рис признается орошаемой культурой. На 3 этапе, в 1960-1976 гг., разрабатывается и внедряется отечественная технология рисоводства, создаются новые отечественные сорта. Четвертый этап характеризуется возникновением теоретической биологии риса, созданием и внедрением новых перспективных сортов риса с ценными хозяйственными признаками для возделывания в конкретных природно-климатических условиях, разработкой моделей формирования урожая риса [7].
В 1931 г. по инициативе Н.И Вавилова был создан Всесоюзный научно-исследовательский институт риса, где была широко развернута селекция по созданию новых сортов для региона. Во время репрессий, после смещения Н.И. Вавилова с поста президента ВАСХНИЛ, эта работа продолжалась на Кубанской рисовой станции, до которой был низведен ВНИИ риса. Ценные сорта: Дубовский 129 и Кубань 3 - были созданы в то время. В шестидесятые годы институт был восстановлен, была возрождена отечественная научная база рисоводства. Были созданы и внедрены в производство сорта: Краснодарский 424, Спальчик, Кулон и др. В конце 1990-х годов выданы патенты на сорта селекции ВНИИ риса: Спальчик, Лиман, Кулон, Славянец, Лагуна, Наутико, Регул, Спринт, Индус, Изумруд и Сапфир, в 2001-2003 г.г. - Хазар, Лидер, Серпантин, Виола, Снежинка. В конце 1980-х годов прошлого века была предложена новая классификация сортов риса на качество зерна по способу залегания белка в зерновке [85, 86]. Эта классификация с помощью методов световой микроскопии позволила прогнозировать не только белковость зерна для сорта, но и такой важный технологический показатель, как выход целого ядра при получении крупы. При этом селекция получила для оценки селекционного материала на технологические и пищевые свойства точнейший методический прием.
В развитых рисопроизводящих странах, как правило, разрабатываются селекционные линии по производству сортов, отвечающих требованиям потребителей и предприятий переработки. В США такие селекционные линии разрабатываются научными сотрудниками Министерства сельского хозяйства. Новые сорта обязательно проверяются на соответствие по внешним параметрам зерновки, физико-химическим свойствам зерновки, при этом все необходимые критерии качества зерна стандартизированы [225, 324].
Направление селекции - выведение сортов с высокими технологическими свойствами, отвечающим специфическим требованиям имеющихся технологий переработки, - в настоящее время является приоритетным для селекционеров во всем мире.
Физико-химические, биохимические, анатомо-морфологи-ческие и другие свойства зерна риса различных ботанических и селекционных форм, связанные с парбойлингом
Его проблемы, история возникновения и современные процессы Перспективным способом переработки риса и других культур является технология переработки с парбойлингом. Принято считать, что в пищу употребляется около 5 видов пропаренных рисовых продуктов [340]. В Средней Азии пропаривается более 50 % риса, в индийском штате Орисса перерабатывавется с парболйингом более 70 % урожая риса [173, 178, 179, 227, 261]. Пропаренный рис используется даже для транспорта вакцин (куриные V4) в Австралии [282].
При воздействии воды, пара и тепла меняются физико-химические, биологические и эстетические свойства риса, в результате получается ценный по качеству пищевой продукт - пропаренный рис. В России термин парбойлинг относительно нов. В 1960-1970 годах предпочтение отдавалось следующим обозначениям этой технологии: гидротермическая, влаго-тепловая, водно-тепловая обработка, пропаривание. Однако первые три термина относятся не только к обработке с пропариванием, но и без него, а именно, только с замачиванием. Термин пропаривание, который используется в ГОСТах, не отражает самой технологии, которая состоит не только из пропаривания, но и из других основных этапов - замачивания и сушки. В настоящее время отдается предпочтение международному термину "парбойлинг", который используется как для обозначения самого этапа пропаривания, так и для всей технологии переработки с пропариванием.
С древних времен влаго-тепловая обработка риса применялась просто и примитивно: рис замачивали в воде в течение определенного времени, а затем сушили на солнце. Такой рис хорошо хранился и отвечал требованиям по вкусовым качествам. Современный парбойлинг состоит из трех основных операций: замачивания в воде, пропаривания и сушки. Влаго-тепловая обработка риса возникла на Дальнем Востоке, в Индии и некоторых районах экваториальной Африки [7]. Древний примитивный способ "проваривания" все еще применяют в Африке и на Востоке. Рис замачивают в глиняных или железных емкостях в холодной воде несколько часов. Затем сливают часть воды и кипятят его при непрерывном помешивании. Варку заканчивают, когда отмечают размягчение зерновок. Сушат рис на солнце на непроезжей части дороги или на матах. При этом получается продукт со специфическими запахом, цветом и вкусом, низкокачественный с гигиенической и коммерческой точек зрения, поэтому и экспорт его практически невозможен.
К современным технологиям предъявляется ряд требований, связанных как с параметрами самой обработки, так и с пропариваемым материа-лом. Цена пропаренного риса определяется цветом, влажностью и количеством поврежденных ядер [225, 260]. Рис до замачивания обязательно подвергается тщательной очистке. Из риса-зерна необходимо удалить все органические и неорганические примеси, так как замачивание сопровождается брожением и образованием суспензий. Сильная пигментация цветковых чешуи может вызвать значительное потемнение при замачивании зерновки, что нежелательно. Недопустима высокая зараженность зерна плесневыми грибами и бактериями. Выделяемые ими метаболиты ухудшают вкусовые качества пропаренного риса и вызывают потемнение эндосперама. Окрашивание крупы риса происходит даже при незначительном повреждении зерен при окислении жира в оболочках. Присутствие в зерновой массе зерен с окрашенной семенной оболочкой (зеленой, красной, пятнистой) также способствует окрашиванию эндосперма в результате обработки.
Замачивание проводится для обеспечения крахмала необходимым количеством воды для клейстеризации. Один из важнейших факторов пар-бойлинга - это температура замачивания. Существуют различные параметры температуры воды при вымачивании. Воду подогревают до температуры от 40С до 100С [229, 257, 258, 277, 292, 320]. С одной стороны, необходимо снизить или совсем исключить жизнедеятельность микроорганизмов. С другой стороны, известно, что крахмал клейстеризуется при температурах около 70С, оптимальная влажность зерна для пропаривания -30 %. Если влажность зерна выше, то при пропаривании, крахмалистая паренхима сильно набухает и раскрывает шелуху, то есть шелуха трескается, а это большой недостаток. Если влажность зерна ниже, то есть вода не успевает проникнуть вглубь эндосперма, при пропаривании происходит неполная клейстеризация крахмала. Такое зерно имеет низкий выход целого ядра при шлифовании. Таким образом, при парбойлинге необходимо использовать воду при замачивании с температурой ниже 70С и время замачивания, которое позволяет довести зерно до влажности 30 %. Если длительность замачивания неоправданно увеличивается и температура воды недостаточно высока, повышается ферментативная активность, нарастают процессы брожения зерна и поглощение зерном продуктов брожения, роста токсикогенных аспергиллов [242, 243, 256, 263, 280, 328]. В пропаренном рисе количество грибов меньше, чем в непропаренном [281].
На цвет влияет также фактор рН среды: если рН близко к 5, окраска минимальна, при увеличении рН она усиливается. Степень окраски увеличивается и при повышении температуры замачивания [277]. Есть сообщение о технологическом процессе пропаривания зерна различных сортов, при котором получается белый рис-крупа. Рис замачивается в течение дня при 25-30С, при этом вода многократно меняется. Затем рис парбойлиру-ют при 120С в течение 15 мин. Сушка осуществляется противотоком воздуха. Белый цвет ядра обусловлен умеренными температурами воды и многократной ее сменой, что снижает развитие микрофлоры и замедляет энзиматические процессы. Пигменты семенных и цветковых оболочек проникают в эндосперм, редуцирующие сахара вступают в реакцию с аминокислотами, при которой образуются окрашенные вещества. Уровень редуцирующих Сахаров при длительном замачивании резко увеличивается под действием ферментативной активности амилазы, оптимум активности для которой 60С.
Образцы риса и цицании, использованные в качестве материала исследований
В работе использовали селекционный материал отечественной и зарубежной селекции, дикие формы риса и цицании:
1. Сорта и сортообразцы риса отечественной селекции вида Oryza sativa L. из коллекции Всероссийского научно-исследовательского института риса (Краснодар, Россия) в количестве 85 наименований. В том числе: сорта, зарегистрированные в качестве селекционного достижения Государственной комиссией по испытанию и охране селекционных достижений, включенные в Реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, защищенные авторскими свидетельствами и патентами; сорта, снятые с использования; сорта, находящиеся на испытании в Государственной комиссии по испытанию и охране селекционных достижений, сорта снятые с испытаний в Госсортосети, сортообразцы, которые не передавались на испытание в Госсортосеть (Приложение).
2. Образцы риса зарубежной селекции в количестве 25 образцов, полученные из Международного Института риса (Филиппины) и Всероссийского института растениеводства (Санкт-Петербург, Россия), селекции Филиппин, Индии, Бангладеш, Египта, Марокко, Китая, Кореи и Японии.
3. Культурные и дикие формы в количестве 9 образцов рода Oryza, видов: О. officinalis Wall et Watt., О. latifolia Desv., О. malampuzhaensis, О. alta Swallen, O. eichingeri Peter, 0. breviligulata Chev. et Roehr., 0. glaberrima Steud.; O. sativa L. spontanea, O. glaberrima Steud. f. stapfii, полученные из коллекции ВИРа (Россия). Рис Стапфа (О. stapfii) является дикой расой О. glaberrima и сорно-полевой его формой. О. sativa L. f. spontanea является дикой расой О. sativa и его сорно-полевой формой.
4. Дикая форма рода Zizania, вида latifolia (цицания) из приазовских плавней.
Описания по тексту располагали в следующей хронологической последовательности: сорта, зарегистрированные в качестве селекционного достижения Государственной комиссией по испытанию и охране селекционных достижений, сорта, находящиеся на испытании в Государственной комиссии по испытанию и охране селекционных достижений, новые сор-тообразцы, сорта, снятые с испытаний в Госсортосети, сортообразцы, которые не передавались на испытание в Госсортосеть; селекционный материал зарубежной селекции по странам происхождения; культурные и дикие формы рода Ориза; дикая форма рода Зизания. Хронологическая последовательность образцов отечественной селекции могла нарушаться в связи с отсутствием доступных данных о них.
Сорта и сортообразцы риса отечественной селекции (по п.IV Краснодарский 3352, ВРОС 3716, ВРОС 5123, Дубовский 129, ВРОС 213, Краснодарский 424, Кубань 3, Кубань 9, Спальчик, Старт, Альтаир, Солнечный, Жемчужный, Лиман, Солярис, Кулон, ВНИИР 8847, Краснодарский 86, Славянец, КПХ-1, Первоцвет, Вевель, Лагуна, Наутико, Павловский, Регул, Рапан, Спринт, Нафант, Курчанка, Индус, Изумруд, Сапфир, Лидер, Хазар, Жемчуг, Серпантин, Снежинка, Талисман, Фонтан, Аметист, Дружный, Янтарь, Приморский 6, Новосельский, Приморец, Малыш, Дальневосточный, Приманычский, Лазурный, Мутант 82, Кубанский 140, ВНИИР 18, Белозерный, Пионер 6398, Радуга, Прикубанский, Родина, Мутант 705, Пластик, Камертон 7654, Мутант 180, Италика 4, Струмок, Дальрис 2, Дальрис 8, Ханкайский 32, Биориза, Полиген, Апрельский 1, ВНИИР 1417,
Эколог, Паритет, Лоцман, Нарцисс, Бластоник, Витязь, Мирный, Водолей, Юпитер, Атлант, Айсберг, Новатор, Гарант, Факел. Образцы риса зарубежной селекции, полученные из IRRI и ВИРа (по п. 2) (табл.2.1).
Образцы риса филиппинского происхождения получены в результате скрещивания подвидов индика и яваника, два из них относились к подвиду индика, три определены как гибриды индика х яваника. Два образца индийской группы относились к подвиду индика, один - к подвиду яваника, два определены как гибриды индика х яваника. Два образца, имеющие происхождение из Бангладеш, были определены как гибриды индика х яваника. Единственный представитель египетской группы относился к подвиду японика. Два образца марокканской группы - к подвиду японика. Четыре образца китайской группы относились к подвиду японика. Один образец корейской группы - к подвиду японика. Пять образцов японской группы - к подвиду японика.
Культурные и дикие формы рода Oryza (по п. 3).
Рис лекарственный (О. officinalis Wall et Watt). Многолетние растения, высотой до 1,5 м. От дикого посевного риса отличаются наличием корневищ, коротким язычком и мелкими колосками. Распространен в Южной и Юго-Восточной Азии. Зерновки полуокруглые, сравнимы по величине с зерновками риса посевного [37]. Обладает большим внутривидовым многообразием. Делится на две группы: континентальную и островную, которые, в свою очередь, делятся на подгруппы. Корневище полностью отсутствует у вьетнамских предствителей и очень развитое, толстое у представителей ассамской подгруппы. Колоски с остями до 2,5 см. Легко осыпается. Цвет зерновки фиолетово-коричневый [310, 342]. Диплоид, геном СС [4].
Рис широколистный (О. latifolia Desv.). Однолетнее растение по Гущину [37], многолетнее по И. Ватанабе [342], от 1 до 3 м высотой. Распространен в Центральной и Южной Америке. Имеет мощные, широкие, острошершавые листья. Язычок короткий. Метелка большая, колоски маленькие с длинными остями. Верхние и нижние цветковые чешуи очень длинные с опушением из волосков и трихом [37]. Татиока (1963 г.) считает, что Рис широколистный возможно является подвидом Риса лекарственного [337]. Тетраплоид, геном ССДД [4].
Сравнительная характеристика анатомо-морфологических особенностей пропаренных и непропаренных зерновок риса сортов и форм российской и зарубежной селекции вида Oryza sativa, представителей различных видов рода Oryza L. и вида Zizania latifolia
Сапфир. Внешний вид поперечных сколов зерновок показан на рис. 2.33. Зерновка имеет форму, удлиненную в дорсо-вентральном направлении, с выраженными верхними и слабо выраженными нижними латеральными подпучковыми буграми. До парбойлинга эндосперм раскалывался легко. На вентральной стороне имеется небольшое мучнистое пятно. На сколе видны кристаллы самых разных размеров. Структура крахмалистой паренхимы от крупно- до мелкокристаллической. Скопления крупных кристаллов находятся в средней части, ближе к дорсальной стороне. Кристаллы не сплющены. В центральной части кристаллы крахмалистой паренхимы в основном средних и мелких размеров. После парбойлинга свойства эндосперма резко менялись. Поверхность скола была глянцевой и , стеклообразной. На фотоизображении скола крахмалистая паренхима однородная. Кристаллы крахмалистой паренхимы полностью отсутствуют. Мучнистых пятен и трещин нет. Такая картина свидетельствует о полной клейстеризации крахмала и увеличении доли аморфного связующего. Клейстеризованный аморфный крахмал обусловливает возрастание упругости эндосперма, который поэтому раскалывался с большим трудом. После парбойлинга окраска эндосперма становилась янтарной.
Лидер. Внешний вид поперечных сколов зерновок показан на рис. 2.34. Зерновка на фотоизображении скола имеет форму сильно удлиненную в дорсо-вентральном направлении (за счет больших латеральных сторон), с выраженными верхними и нижними латеральными подпучковыми буграми. Эндосперм был хрупким и легко раскалывался до пропари-вания. Трещины и мучнистые пятна отсутствуют. В центре эндосперма есть маленький участок с средне- и мелкокристаллическим строением крахмалистой паренхимы. В средней части эндосперм слева - до парбойлинга, справа - после парбойлинга. Увел. 30 103
раскалывался на крупные кристаллы. По периферии всего эндосперма преобладает мелкокристаллическая структура крахмалистой паренхимы. В дорсальной стороне этот участок тоньше, чем в вентральной. То есть в дорсальной стороне размеры кристаллов больше, чем в вентральной. После парбойлинга на фотоизображении видны изменения в структуре крахмалистой паренхимы, которые произошли. В центре зерновки наблюдается мелкокристаллическая структура, как и до парбойлинга. В средней части остается небольшое тонкое кольцо крупнокристаллической крахмалистой паренхимы. Крайние области средней части и периферия зерновки раскалываются на мелкие кристаллы и небольшие участки с кристаллами средних размеров. С вентральной стороны к периферии отмечается тонкая полоска клейстеризованного крахмала. Клейстеризация крахмала, по-видимому, имеет место и в средней части эндосперма. Окраска эндосперма после парбойлинга становилась темно-янтарной [185].
Хазар. Внешний вид поперечных сколов зерновок показан на рис. 2.35. Зерновка на сколе удлинена в дорсо-вентральном направлении, с удлиненной дорсальной подпучковой областью, с выраженными верхними и нижними латеральными подпучковыми буграми. Непропаренный эндосперм был хрупким, раскалывался легко. Мучнистых пятен и трещин в эндосперме нет. Для этого сорта характерна низкая трещиноватость. Кристаллы крахмалистой паренхимы на сколе самых разных размеров. Крупные кристаллы и кристаллы средних размеров образуют радиальные лучи. Крупных кристаллов достаточно много. Мелкие кристаллы узкой полосой видны у периферии со всех сторон эндосперма. После парбойлинга свойства эндосперма менялись. На сколе видно мучнистое пятно в центре. Крупных кристаллов крахмалистой паренхимы практически нет. Кристаллы средних размеров сосредоточены в основном в средней части с латеральных и дорсальной сторон. С вентральной стороны есть темные, прозрачные области по периферии. Здесь наиболее полно клейстеризовался крахмал. Очень тонкая темная полоса клейстеризованного крахмала видна и по периферии с латеральных и дорсальной сторон. Окраска парбойлиро-ванного эндосперма был светло-янтарным [209].
Жемчуг. Внешний вид поперечных сколов зерновок показан на рис. 2.36. Форма зерновки - удлиненная в дорсо-вентральном направлении, с выраженными верхними и слабо выраженными нижними латеральными подпучковыми буграми. Эндосперм раскалывался легко. Трещины в эндосперме отсутствуют. В вентральной стороне есть большое мучнистое пятно. О незначительной мучнистости можно говорить и в дорсальной части эндосперма. Структура крахмалистой паренхимы, исключая мучнистое пятно, преобладает крупнокристаллическая. Крупные кристаллы располагаются в средней части с латеральных сторон, в дорсальной стороне кристаллы в основном средних размеров. Характерно наличие крупных кристаллов по периферии эндосперма, что встречается у сортов очень редко. Незначительные радиальные лучи конгломератов клеток можно отметить в средней части эндосперма. После парбойлинга зерновка оставалась хрупкой и легко раскалывалась. Внешний вид скола практически не меняется. Большое мучнистое пятно имеется в вентральной стороне эндосперма и еще одно в центральной его части. Крупные кристаллы занимают значительную часть эндосперма. Они видны по периферии с одной из латеральных сторон и в средней части в дорсальной стороне. Увеличиваются участки с мелкими кристаллами крахмалистой паренхимы с латеральных сторон. Эндосперм приобретал темно-янтарную окраску.
Серпантин. Внешний вид поперечных сколов зерновок показан на рис. 2.37. На фотоизображении скола зерновка в поперечном направлении почти округлая, совсем незначительно удлиненная в дорсо-вентральном направлении, с выраженными верхними и слабо выраженными нижними латеральными подпучковыми буграми. В центре эндосперма имеется мучнистое пятно с небольшим проявлением кристалличности. Преобладает среднекристаллическая структура крахмалистой паренхимы. Кристаллы не образуют радиальных лучей
